Глава 7. Обрушение сводов пещеры и образование провалов

отмечались: для куполов - диаметр у основания и в верхней части, высота, 

обнажающиеся отложения, ширина хода под куполом, форма, наличие инфильт-

рационной влаги; для осыпей - диаметр у основания, высота, крутизна бортов, 

относительное положение, характер слагающего материала, степень обработки 

водным потоком, наличие шлейфа размыва и др. сведения, делались зарисовки. 

Съемка проведена на большей (=70%) площади пещеры, включающей ее 

привходовые и центральные части и характеризующейся морфологическим разно­

образием и различиями пещерных районов. Это обстоятельство позволяет рассмат­

ривать полученные выводы в качестве общих для всей пещеры. 

7.1.1. Стадии провального процесса 

Обследование и картирование большого числа куполов и осыпей сделали 

возможной их типизацию и увязку с выделенными стадиями (этапами) провального 

процесса (рис. 7.1). Этапность процесса обусловлена ярусным строением, слоистым 

характером и рыхлым составом перекрывающей толщи, а также - наличием в ней 

водоносного горизонта. На каждой из стадий пещерный купол и осыпь характери­

зуются определенными размерами, формой, составом отложений. На каждой из 

стадий доминирует тот или иной гравитационный процесс (обрушение или 

осыпание), каждая стадия протекает с определенной скоростью и имеет свою 

длительность. 

На первой - спелеогенетической стадии - имеет место коррозионный «выход» 

свода пещерных ходов к подошве известняков. Это стадия открытия контакта гипсов 

с перекрывающими известняками напорными куполами и предопределения мест 

заложения-развития будущих обрушений (Klimchouk, Andrejchuk, 2003). На второй 

стадии происходит обрушение маломощного известнякового слоя в пещеру. Плиты 

и обломки (до 0,5-1,5 м

3

) известняков образуют при этом хаотические накопления на 

днищах ходов. На Проспекте Кобылянской, например, суммарный объем 

обрушившихся глыб превышает 30 м

3

. 

Когда слой известняков обваливается полностью, происходят вывалы 

залегающих над ними глин. Обрушение становится возможным по мере увеличения 

площади потолочного обнажения. Безопасная с точки зрения возможного обрушения 

площадь составляет обычно 1-2 м

2

. С увеличением площади до нескольких м

2

 устой­

чивость известнякового перекрытия резко снижается - главным образом, ввиду его 

слоистого, плитчатого сложения и трещиноватости. Вместе с тем, латеральная 

неоднородность пласта ратинских известняков, в том числе по характеру сложения и 

степени трещиноватости, предопределяет возможность длительного сохранения в 

отдельных местах значительных по площади (5-10 м

2

, в отдельных случаях 40-60 м

2

) 

потолочных обнажений (первая стадия). Таким образом, на второй стадии обваль­

ный процесс в значительной мере контролируется свойствами слоя прочных 

известняков: он (процесс) изменчив от места к месту и достаточно неопределен по 

времени. 

Что касается самого разрушения пласта, оно, по-видимому, происходит быстро 

и имеет одноактный (ввиду малой мощности и трещиноватого сложения) характер. 

Главным процессом при этом является обрушение довольно крупных его 

составляющих - плит и глыб. Разрушение известнякового слоя сопровождается 

осыпанием части рыхлых глинистых отложений, залегающих над ним, и 

формированием небольшого купола в основании глинистой толщи. Его начальные 

высота и диаметр не превышают 1-2 м. В отличие от первой - пассивной, 

квазиравновесной, вторая стадия может быть оценена как активная или 

неравновесная. 

195 

19

6 

Образование вывала в подошве баденской глинисто-карбонатной толщи 

означает переход обвального процесса в третью стадию. На этой стадии 

происходит постепенное (квазиравновесная стадия) перемещение купола вверх 

(вплоть до контакта с покровом четвертичных террасовых обводненных отложений) 

за счет послойного осыпания рыхлых глинисто-карбонатных образований. Стенки 

растущего купола (угол обрушения) близки к 70-80°. Купольная полость в процессе 

продвижения вверх постепенно приобретает вид эллипсоида вращения. Под 

куполом формируется характерная крутонаклонная (30-45°) конусообразная осыпь, 

состоящая из погребенных глыб известняка и осыпавшегося глинистого материала. 

Объем глинистых осыпей достигает десятков кубических метров. 

На определенном этапе «верх-регрессивной» миграции полости, накаплива­

ющийся под куполом обвально-осыпной материал (конусообразная осыпь) 

закупоривает основание купольной полости. Последняя теряет пустотную связь с 

пещерой, превращается в замкнутую полость, недоступную для подземного 

наблюдателя. О ее дальнейшем продвижении сквозь слоистую толщу можно судить, 

однако, по составу отложений, слагающих поверхность осыпи (видимой в пещере), 

так как материал осыпи медленно оползает вниз. Если конус глинистой осыпи под 

ненаблюдаемым из пещеры куполом содержит на поверхности песчано-гравийный 

материал, это значит, что полость достигла четвертичных отложений, а обвальный 

процесс вошел в свою следующую - четвертую стадию. Для нее характерно 

значительное расширение (угол обрушения достигает 90°) и некоторое сплющивание 

купольной полости за счет осыпания песчано-гравийного материала в обвальную 

трубу

 1

, а при обводнении четвертичных отложений - и за счет его вмыва (угол 

обрушения до 140°). Вследствие вмыва песчано-гравийных отложений вокруг 

купольной полости возникает своего рода депрессионная микроворонка, указываю­

щая на скрытое подземное дренирование вод из четвертичных отложений. Купол, а 

также его заполненная отложениями труба, становятся для водоносного горизонта в 

рыхлых четвертичных отложениях точечной дреной. Воды четвертичных отложений 

проникают по обвально-осыпным трубам в пещеру, увлажняя глинистые осыпи и 

подтверждая дополнительно нахождение купольной полости на четвертой стадии. 

В связи с изложенным выше, следует отметить одно интересное и важное 

обстоятельство. По мере развития карста и усиления обвальных процессов количес­

тво подземных дренирующих куполов над пещерой возрастало. Не все, однако, 

купола, проникшие в толщу водоносных террасовых отложений, становились 

дренами. Эту функцию приняли на себя полости, вошедшие в четвертичную толщу 

раньше. Они «разобрали» водоносный горизонт на части - отдельные линзы и 

обводненные зоны, сделав его прерывистым, линзообразным. Под такими куполами 

в пещере располагались небольшие источники. В 80-х годах в разных частях 

пещеры еще «функционировало» 10 осыпей с небольшими источниками. Наиболее 

крупный - Источник Жизни, располагался в Зале Черновицких Спелеологов. Его 

расход варьировал от 0,07 до 0,11 л/с. 

Купола, проникшие в четвертичные отложения позже, имеют под собой, как 

правило, сухие осыпи. Только песчано-гравийный материал у их подножия свидете­

льствует о нахождении обвальных полостей на уровне четвертичных отложений. 

Таким образом, увлажненность или сухость осыпи может указывать на относите­

льный возраст обрушения в данной части пещеры. 

1

 В данной работе термин „труба" употребляется автором в морфологическом смысле, в 

отличие от термина „органная труба". 

197 

Учитывая характер материала (песок, гравий) и процессов (осыпание, 

суффозия), происходящих на четвертой стадии, данная стадия может быть опреде­

лена в динамическом отношении как неравновесная, активная. 

По дренированию песчано-гравийных отложений полость соприкасается с 

толщей террасовых суглинков. Углы обрушения уменьшаются до 80-90° и полость 

снова приобретает купольный характер. Дальнейшее продвижение полости к 

поверхности (пятая стадия) происходит в сравнительно однородных и неплохо 

сцементированных суглинистых породах, могущих (ввиду упомянутых свойств) 

удерживать замкнутые полости на протяжении довольно длительного времени. Это 

предопределяет динамически пассивный характер пятой стадии. 

Миграция свода купольной полости вверх в лессовидных породах происходит 

преимущественно за счет осыпания мелких лессовых частиц. Возможность такового, 

помимо общей предпосылки (гравитационное неравновесие), предопределяется 

приповерхностным расположением толщи (0-10 м), в зоне, где уже проявляется дей­

ствие процессов выветривания (суточные и сезонные колебания температур, 

периодическое смачивание пород и т.д.). 

Особо тесной связь между развитием полости в суглинках и атмосферными 

явлениями становится на заключительном этапе - перед обрушением поверхности 

земли. В это время над куполом сохраняется лишь маломощная (0,3-1,0 м) 

почвенная корка, скрепленная корневыми системами растений. Она легко 

разрушается ливневыми дождями, весенним снеготаянием, в периоды длительных 

моросящих осадков, т.е. когда почва переполняется влагой и резко тяжелеет. В это 

время часто и происходят провалы поверхности (шестая, активная стадия). 

Способствуют провалообразованию также засухи, вызывающие иссушение почво-

грунтов, их уменьшение в объеме, растрескивание и проседание. Наиболее опасны -

периоды резкого увлажнения почвы после длительной засухи. 

На основании многолетних данных по режиму погоды в районе, а также 

наблюдений над провалами составлена диаграмма сезонной опасности возникно­

вения провалов (рис. 7.2). Обычно, собственно провалу предшествует возникно­

вение на поверхности круговых трещин и неглубокой (0,1-0,2 м) просадки. Трещины 

могут сохранятся от начала своего возникновения довольно длительное время (до 1 

месяца и более). Чаще провалы появляются на пашне, где связи почвенных частиц -

из-за меньшего, чем например, на лугу количества корней - ослаблены (разрушен­

ный пахотой дерновый слой). 

Следует отметить еще одно интересное обстоятельство, касающееся механиз­

ма гравитационных процессов над пещерой. Некоторые крупные осыпи в пещере, 

находящиеся под куполами 4-6-й стадий, несут на себе отчетливые следы выдавли­

вания материала из обвальной трубы (рис. 7.3). Выдавливание обусловлено поступ­

лением в обвальную трубу вод четвертичного горизонта, их просачиванием между 

стенками трубы и кольматирующими ее водонепроницаемыми отложениями, а также 

размоканием глин (приобретением пластичных свойств). Из-за этого уменьшается 

сцепление между стенками и обвальным материалом и под давлением вышележа­

щих толщ увлажненные тугопластичные отложения выдавливаются в пещерные 

пустоты. 

Провальные впадины и просадки, морфологически завершающие миграцию 

купольных полостей к поверхности, широко распространены над пещерой и на 

прилегающих территориях. Диаметр свежих провальных воронок обычно составляет 

3-5 м, глубина 2-5 м, форма округлая. 

198 

Рис. 7.2. Сезонная опасность провалов в районе пещеры Золушка: 

1 - незначительная, 2 - значительная, 3 - большая, 4 - очень большая 

Рис. 7.3. Гравитационное выдавливание перекрывающих пещеру отложений из 

купола обрушения. 

Состав выдавливаемого материала (суглинок и почва) указывает, что полость обрушения 

достигла поверхности, а его увлажненность - на участие в нисходящем процессе вод 

горизонта в четвертичных отложениях (локальный дренаж). Район Перспектив, Система Д 

199 

Описанный выше стадийный механизм регрессивного роста пещерных куполов 

от подземных полостей к поверхности земли подтверждается в районе Золушки, в 

числе прочих, следующими фактами. 

1. По сведениям местных жителей, при возникновении провала на поле 

раздается звонкий хлопок, сопровождающийся образованием пылевого столба. По 

нашему мнению, звукопылевой эффект обусловлен формированием и строением 

обвальной трубы: ее этапным, с неизбежной изоляцией от пещеры, выполнением 

почти доверху обвально-осыпным материалом и сохранением в верхней части 

небольшой (1-6 м) полости. При одновременности провала во всей толще перекры­

вающих пород никакого звука и пылевого столба не наблюдалось бы. Провальный 

материал, выполняя полости пещеры вытеснял бы воздух в боковые хода. При 

вскрытии замкнутой полости, вытеснения воздуха в пещеру не происходит, он со 

звуком вырывается вверх (вдоль стенок обрушения), захватывая пылевые и 

глинистые частицы. Следовательно, звукопылевой эффект (как и размеры проваль­

ной впадины) свидетельствует о приуроченности провалоинициирующей полости к 

крайней верхней части выполненной отложениями трубы. 

2. На стенках свежих провалов, сложенных суглинком, сверху от темноок-

рашенного почвенного слоя наблюдаются шлейфы потеков. Они могли образоваться 

при просачивании воды через почву, обогащении её органическими веществами и 

стеканием по стенкам подпочвенного купола. Средняя толщина почвенной корки, 

установленная по таким потекам, равна 0,5 м. Поперечное сечение форм бутылео-

бразное: диаметр основания обычно на 10-40% больше самого провального 

отверстия. Такая форма также указывает на стабилизирующее влияние дернового 

слоя, под покровом которого могут находиться провалоопасные купольные полости. 

3. Во время вскрышных работ в карьере в толще суглинков иногда встречаются 

пустоты, диаметром 1-4 м, представляющие собой ни что иное, как вскрытые сбоку 

купола потенциальных провалов. Аналогичные пустоты иногда открываются в стенке 

крутого уступа III прутской террасы в с. Крива, вызывая недоумение местных 

жителей. 

При сохранении принципиальных черт описанного механизма, в разных частях 

пещеры возможны некоторые отличия стадий и характера их проявления, 

обусловленные неоднородным строением перекрывающей толщи. Например, в той 

части пещеры, которая располагается под поверхностью II-й, а не lll-й (как большая 

часть пещерного поля) террасы количество стадий, ввиду отсутствия в разрезе 

песчано-галечных или суглинистых отложений, сократится до 3-4, а на пойме р. 

Пацак - до 2. Т.н. пассивные, квазиравновесные стадии роста пещерных куполов 

могут быть растянуты на сотни и тысячи лет, но могут характеризоваться, в 

отдельных случаях, значительной скоростью. Так, автору удалось наблюдать резкую 

активизацию осыпи, где располагался упоминавшийся Источник Жизни. В течение 

нескольких часов из обвальной трубы выдавливалась переувлажненная масса 

глинистых и песчано-гравийных отложений с истечением большого количества воды. 

Мутные ручьи за сутки образовали в глинистом днище Зала Черновицких 

Спелеологов подземное озеро, площадью около 450 м

2

, глубиной до 0,3 м. После его 

осушения (через неделю) все трещины и неровности днища оказались залеченными 

тонкодисперсным илистым материалом, покрывшим днище 10-20-сантиметровым 

слоем. Мощность выдавленных в пещеру отложений составила у обвальной трубы 

более 3 м. Наблюдавшаяся подвижка была связана, по-видимому, с временной 

кольматацией канала, по которому по трубе поступала вода в Источник Жизни. В 

результате этого, в верхней части трубы, ниже уровня водоносного горизонта, 

произошло накопление воды, нарушившее устойчивость заполняющих ее отложений 

200 

и создавшее условия для их движения вниз. Небольшая просадочная впадина, 

существовавшая на поверхности над этой купольной полостью „отреагировала" на 

подвижку многочисленными опоясывающими трещинами, глубиной до 2 м, шириной 

до 0,3 м, впоследствии запаханными. 

Из приведенного примера видно, что обвальный процесс над пещерой не 

обязательно должен завершиться провалом. Над купольной полостью, проникшей в 

четвертичные отложения, может сформироваться и просадочная впадина, перио­

дически активизирующаяся при подвижках отложений в обвальной трубе. Впадины-

просадки возникают, по-видимому, в тех случаях, когда в аллювиальных четвер­

тичных отложениях в результате обвалов и суффозии формируются полости 

значительных размеров. Это, в свою очередь, возможно, когда в месте выхода 

купольной полости в четвертичные отложения имеется вода, (т. е. водоносный 

горизонт), увлекающая за собой песок и гравий с периферийной части внутрь трубы. 

Как уже упоминалось, явление это (скрытый дренаж) имело место на более ранних 

этапах развития пещеры. Следовательно, крупные уплощенные котловинные формы 

в пределах пещерного поля - это не только более древние (поэтому выположенные) 

формы карста, а прежде всего, формы несколько иного - просадочного генезиса. 

Приведенные рассуждения дают ключ к объяснению характера карстового 

рельефа над пещерой (рис. 7.4). Видно, что в рельефе преобладают просадочные, а 

не провальные формы, а сам рельеф надпещерного участка имеет волнистый 

характер (рис. 7.4). Данные наблюдений позволяют заключить, что на этапе до 

вскрытия карстового коллектора карьером - т.е. на дотехногенном этапе - в 

перекрывающей пещеру толще пород преобладал обвально-просадочный процесс 

(рис. 7.5), который на техногенном этапе сменился обвально-провальным 

(рис.7.1). Последнее произошло вследствие активизации обвальных процессов в 

пещере в связи с водопонижением. 

В последние 50 лет (этап техногенного вмешательства) купольные полости, 

проникающие в обезвоженные песчано-гравийные отложения, не расширяются за 

счет суффозии, а продолжают «расти» вертикальными каминами вверх, к поверх­

ности. Именно поэтому, в настоящее время в пределах пещерного и прилегающих 

участков образуются исключительно провалы небольших (до 3-5 м в диаметре) 

размеров. И лишь в отдельных случаях, касающихся старых обвально-просадочных 

участков (действующих в качестве поверхностных водосборов) возможна активиза­

ция просадочного процесса, что произошло в описанном выше случае. 

Таким образом, механизм и стадийность гравитационных деформаций над 

полостями пещеры, находится в тесной связи со строением покровной толщи и ее 

мощностью. В историческом плане механизм и характер деформаций эволюцио­

нировали (по мере обезвоживания покровных отложений за счет подземного 

дренажа) от обвально-просадочных к обвально-провальным процессам. Техноген­

ный фактор, действующий в последние 50 лет, ускорил смену обвально-просадоч-

ных процессов обвально-провальными и сделал превалирование последних 

исключительным. В естественных условиях неизбежная (при условии деградации 

водоносного горизонта) смена просадочного процесса провальным, произошедшая 

на участке, растянулась бы на весьма длительное время. 

7.1.2. Распространение обрушений на пространстве пещерного поля 

Анализ распространения куполов и высыпок на пространстве пещерного поля 

привел к несколько неожиданным выводам. Вопреки традиционным и очевидным 

представлениям о прямой связи размеров полостей и вероятностью обрушения сво­

дов над ними, в пещере в целом не наблюдается строгой приуроченности куполов 

201 

или указывающих на них обвально-осыпных тел к наиболее крупным галереям и 

залам (рис.7.6) В таблице 7.1 приведены данные по количеству осыпей в разных 

районах пещеры. Ни значительная ширина ходов (рис.7.6-А), ни их значительная 

высота (рис.7.6-Б), ни объемы пещерного района (рис.7.6-Г) не выявляют «положен­

ной» закономерной связи между ними и количеством участков обрушений. Лишь на 

рис.7.6-В, иллюстрирующем отношение между числом осыпей и площадью 

пещерного района, проявляется тенденция к прямой связи. 

Рис. 7.4. Карстовый рельеф надпещерного поля (фрагмент участка, 

дотехногенный период) 

202 

Рис. 7.6. Связи между количеством высыпок и морфометрическими 

показателями разных районов пещеры (по вертикальной оси - количество 

высыпок в районе) 

204 

Количество крупных осыпей по обследованным районам пещеры Золушка 

Таблица 7.1 

№ 

Название района 

Количество осыпей 

в районе 

(штук) 

Плотность осыпей 

в районе 

(штук/1000 м

2

) 

1 

Привходовый 

I05 

69 

2 

Заблудших 

42 

40 

3 

Перспектив 

31 

71 

4 

Зал Черновицких Спелеологов 

68 

47 

5 

Майский 

15 

50 

6 

Центральный 

14 

07 

7 

Западный 

26 

19 

8 

Анаконда 

50 

47 

9 

Веселый 

59 

50 

10 

Метрополитен 

5 

05 

11 

Озерный 

38 

29 

12 

Готический 

63 

50 

13 

Восточный 

60 

40 

14 

Дальневосточный 

21 

37 

15 

Камчатка 

40 

151 

Данные рис. 7.6. согласуются с наблюдениями в пещере. Действительно, мож­

но находиться в центре очень крупных залов, например, Динозавра, Черновицких 

Спелеологов и не наблюдать в их сводах гравитационных куполов. В то же время, 

сравнительно узкие ходы и галереи в незначительных по размерам районах, иногда 

целиком разобщены конусами обвалов и высыпок. 

Наблюдения в пещере показывают, что помимо размеров полостей существуют 

другие важные факторы контроля мест обрушения сводов: морфология ходов, 

строение и состав бронирующего слоя известняков (Андрейчук, 1984, 1991, 1999). 

Исходная предпосылка обрушения - выход полости в монолитных гипсах к подошве 

известняков - обусловлена спелеогенетическими причинами (Klimchouk, Andrejchuk, 

2003). Естественно, что более благоприятна для обрушения ситуация, когда размеры 

потолочного обнажения известняков больше. В этом случае верхняя часть сечения 

становится плоской и неустойчивой. Соответственно, неблагоприятной для обру­

шения будет ситуация, когда размеры сводовых обнажений небольшие - в виде 

каминов, «окон», нанизанных на потолочную трещину и т.д. Размер обнажений 

известняков в сводах полостей зависит от многих условий, главные из которых 

(морфология хода, его расположение в гипсовой толще, размеры) предопределены 

спелеогенезом и носят, до некоторой степени, случайный характер. Далеко не всегда 

значительные по площади обнажения приурочены к крупным ходам. Но даже в этом 

случае на обрушения влияет еще один фактор - сложение известняков, их блочность 

и раздробленность. 

В местах, где известняковый слой маломощный (0,5-0,7 м), с развитой 

плитчатой отдельностью, обрушения происходят чаще, почти независимо от ширины 

и высоты пещерного хода. И наоборот, массивное их сложение препятствует разру­

шению слоя. Таким образом, становится понятной относительная равномерность 

распределения осыпей по пещере, поскольку их количество в разных районах 

определяется не только размерами галерей, но и другими причинами - характером 

коррозионных потолочных обнажений на контакте гипсов с известняками, сечением 

ходов, сложением бронирующего слоя известняков. 

205 

Тем не менее, в процессе миграции вверх поверхности достигают, прежде 

всего, те обвальные полости, которые начали свое развитие в крупных залах - за 

счет более благоприятных начальных условий, а также достаточного пространства 

для «принятия» обрушающихся отложений. Поэтому, в районах с широкими ходами 

больше осыпей и куполов, находящихся на более поздних (близких к поверхности) 

стадиях развития. 

Таким образом, в Золушке, а в более общем случае - в условиях покрытого 

бронированного карста региона - размеры подземных полостей не всегда одно­

значно предопределяют места обрушения сводов, а значит - потенциальных прова­

лов. Следовательно, и размещение карстовых форм на поверхности неточно 

отражает характер и масштабы подземного закарстования, т.е. морфологию и 

размеры подземных пустот. 

7.2. Техногенная активизация провального процесса 

Для выяснения характера и степени активизации обвально-провальных процес­

сов на техногенном этапе развития пещеры на ее площади было проведено 

специальное исследование. В пределах разных пещерных районов для каждой 

осыпи по ряду признаков, указывающих на нахождение осыпи в воде (на естествен­

ном этапе, когда пещера была обводнена) или в субаэральных (техногенный этап) 

условиях, устанавливался относительный период её образования - дотехногенный 

или техногенный. Выяснилось, что 24,4% осыпей - это древние образования, со 

сглаженными водой поверхностями, возникшие в субаквальных условиях. На 

сглаженной поверхности 60,3% древних, дотехногенных осыпных конусов выявлены 

следы активности обвального процесса в виде свежих порций осыпавшегося матери­

ала (активизированные на техногенном этапе осыпи). Остальные 15,3% составляют 

новые осыпи, возникшие с момента осушения пещеры. На рис. 7.7 показано количе­

ство и соотношение высыпок в разных районах пещеры с указанием стадии проваль­

ного процесса. 

На рис. 7.8 показано площадное распределение отмеченных типов осыпей по 

пещере (в пределах охваченной исследованиями ее части). Рисунок позволяет сде­

лать вывод, что большинство осыпей тяготеет к зонам микроблоковых нарушений 

(см. рис. 4.21), а также к южной периферии пещеры, прилегающей к участкам 

повышенного закарстования (см. рис. 4.1). Если проанализировать стадии высыпок, 

то обнаружится их связь с размерами (объемами) пещерных районов и галерей: 

высыпки «высоких» стадий - вплоть до реализованных на поверхности провалы  

тяготеют к участкам с большими объемами, подтверждая ранее сделанный вывод. 

Особенно показателен с этой точки зрения район Перспектив, где большинство 

высыпок находится на 6-й стадии и достигло почвенного слоя. Можно указать также 

на связь высыпок высоких стадий с зонами микроблоковых нарушений (Перспектив -

Зал Черновицких Спелеологов, Перспектив - Готический - Восточный). 

Большое количество высыпок сосредоточено в ближних районах (Привходовый 

и Заблудших), что можно объяснить техногенно-взрывной (карьер) стимуляцией 

обрушений. Рисунок 7.9 конкретизирует вывод о связи между удаленностью пещер­

ного района от входа (карьера) и активностью обвальных процессов. Наиболее 

активно они проявляются в полукилометровой зоне от карьера и резко снижаются в 

районах, расположенных далее. Это верно как для техногенных, так и активизи­

рованных осыпей и обрушений. Ступенчатый характер закономерности обусловлен 

действием прочих факторов, влияющих на активность обрушения сводов в разных 

районах, в частности, их морфологии. Причиной снижения активности обвалов 

206 

Рис. 7.7. Порайонное распределение высыпок, образованных до 

(дотехногенные высыпки) и после (активизированные и новые) вскрытия 

пещеры карьером и ее осушения откачкой: 

1 - общее количество высыпок в районе, 2 - старые (дотехногенные) высыпки на 2,3,4 стадиях, 3 -

техногенно-активизированные высыпки на 2,3,4,5 стадиях, 4 - техногенные (молодые) высыпки на 2 и 3 

стадиях 

207 

Рис. 7.8. Распределение по пещере (центральная часть) дотехногенных, 

техногенно-активизированных и техногенных высыпок 

Рис. 7.9. Удаленность разных районов пещеры от входа и соотношение 

(К) числа техногенных (и техногенно-активизированных) и дотехногенных 

(старых) высыпок 

208 

вглубь массива мы считаем затухание силы сейсмических воздействий, вызванных 

взрывами при добыче гипса в карьере. 

Активизация обвальных процессов в пещере и образование техногенно-

обусловленных провалов усложнили общую картину карстового рельефа 

надпещерного поля. Спектр карстовых форм дотехногенного периода - впадины, 

просадки, закольматированные и задернованные воронки, пополнился провалами 

бутылеобразного и цилиндрического вертикального сечения, округлой или непра­

вильной в плане формы, а также просадками днищ дотехногенных впадин. Размеры 

вновь образовавшихся провалов имеют 3-5 м в диаметре и 0,5-5,0 м глубины и 

уступают дотехногенным формам, выположенным и преобразованным плоскостным 

смывом. 

Свежеобразованные провалы становятся очагами активного водопоглощения, 

в частности ливневых осадков, и быстро изменяют свою форму, приобретая 

эрозионные „хвосты", соединяясь между собой. Особенно активно это происходит на 

плоской поверхности низких террас. Провалы на поверхности III террасы, на пашне, 

чаще всего засыпаются глинистым материалом. 

7.3. Оценка опасности провалов над пещерой 

Выяснение механизма образования провалов над пещерой, а также наличие 

данных о распределении участков обрушения на пространстве пещерного поля 

позволяет осуществить оценку опасности образования провалов над пещерой. 

Проекция купольных полостей на поверхности пещерного поля 

Результаты наблюдений в пещере позволили нанести на ее план участки 

обрушения сводов (купола и осыпи над ними), указать стадию развития (провального 

процесса), на которой они находятся, а также - степень техногенной активизации. 

Такой план - важнейший элемент оценочной карты опасности провалов над пеще­

рой. Нанесенные на план купола - места потенциальных провалов. Возможность 

провала зависит от стадии, на которой находится купольная плоскость. Чем выше 

стадия, тем ближе к поверхности подошла полость, и тем вероятнее провал. 

Путем сопоставления плана расположения пещерных куполов, подробного 

плана местности и картосхемы мощности надпещерных отложений получена синте­

тическая карта, по которой можно определить, как близко к поверхности находится 

та или иная полость (рис. 7.10), причем с точностью до 1-2 м в случае её 

расположения в четвертичных отложениях (супеси, суглинки - 4-5-я стадии) и менее 

точно - в глинах (3-я стадия). Определение глубины расположения полости по карте 

можно проиллюстрировать на примере купольных полостей 1, 2, 3, 4 на рис. 7.11. 

Так, полость 1 наиболее близко подошла к поверхности, поскольку в составе осыпи 

под ней имеется суглинистый материал верхней части разреза надпещерных 

отложений. Мощность суглинков - около 9 м. Следовательно, полость находится на 

глубине нескольких метров от поверхности. Чем меньше мощность суглинков, тем 

точнее можно установить глубины нахождения купольных полостей 5-й стадии 

провального процесса. Расположение полости на плане между изолиниями мощ­

ности надгипсовых отложений, равными 33 и 34 м, предполагает также, что высота 

обвальной трубы над полостью в гипсах составляет более 25 м. 

В случае 2 (полость в песчано-гравийных отложениях, 4-я стадия) также 

нетрудно определить, что при мощности аллювиальных песков и супесей, равной 4-5 

м, суглинков - 9 м, полость находится на глубине 9-10 м. Высота обвальной трубы 

при мощности надпещерных отложений равной 34 м составляет 24-26 м. 

209 

Рис. 7.10. Проекция на поверхность пещерного поля купольных полостей, 

находящихся на разных стадиях провального процесса (ближние районы): 

1 - полости пещеры, 2 - часть пещеры, уничтоженная карьером, 3 - изолинии мощности 

перекрывающих отложений над пещерой, 4 - полость под подошвой известняков, 5 - купольная 

полость в глинах (3-я стадия), 6 - 4-я стадия, 7 - купольная полость в суглинках (5-я стадия), 8 -

воронки над пещерой, 9 - уступы карьера, 10 - профиль (см. Рис. 7.11) 

Рис. 7.11. Разрезы к рис. 7.10 

210 

В третьем случае - полость в глинах, 3-я стадия - можно оценить глубину её 

нахождения менее точно - в интервале глубин 15-30 м. В большинстве случаев 

можно получить гораздо более точную цифру путем прямых наблюдений высоты 

купола непосредственно в пещере, так как на третьей стадии развития значительная 

часть куполов наблюдаема. 

Что касается случая 4 и подобных ему, когда полости в гипсах расположены 

непосредственно под слоем известняков, то здесь глубину их нахождения можно 

определить с точностью до 1 м: изолинии мощности надгипсовых отложений и явля­

ются глубинами расположения полостей, своды которых совпадают с кровлей гипсов 

- подошвой известняков. 

Оценка опасности провалов в пределах пещерного поля 

Приведенный фрагмент карты-плана (рис.7.10) с нанесенными полостями (ку­

полами) и мощностями перекрывающей толщи позволяет, в данном случае, ответить 

на один из главных практических вопросов инженерной карстологии: где, в каком 

месте и на какой глубине находится полость, каких она размеров? На основе рис. 

7.10 можно составить оценочную карту-план участка (рис.7.12), определяя по ней 

опасность провалов. Ранее, при рассмотрении механизма формирования провалов 

над пещерой было отмечено, что их диаметр (в силу особенностей механизма) не 

может превышать 3-6 м. Легендой к рис. 7.12 может служить таблица 7.2, в кото-рой 

определены соответствия категорий опасности провалов стадиям провального 

процесса и мощности надгипсовых отложений. Видно, что к категории „очень опас­

ных" могут быть отнесены и полости на „менее опасных" стадиях процесса, но нахо­

дящихся близко к поверхности в местах ее понижения - впадинах, низких террасах. 

Рис. 7.12. Оценочная карстосхема опасности провалов над пещерой (фрагмент: 

привходовые районы): 

1 - очень опасные, 2 - опасные, 3 - относительно опасные, 4 - относительно безопасные, 5 -

безопасные, 6 - уничтоженная карьером часть пещеры, 7 - карстовые воронки, 8 - борта карьера 

211 

Вызывает интерес вопрос устойчивости надпещерного участка в сравнении с 

районом пещеры в целом. Так, согласно принятым (в бывшем СССР) класси­

фикациям, надпещерный участок большей своей частью располагается в контуре 

„неустойчивой" территории. Однако, как следует из рис. 7.12, в его пределах также 

возможны существенные различия опасности провалов - от „безопасных", соответст­

вующих категории „устойчивых" территорий, до „очень опасных", которые необхо­

димо было бы соотнести с „весьма неустойчивыми" территориями. Естественно, что 

для надпещерного участка оценка более объективна, поскольку основывается на 

результатах непосредственных наблюдений на поверхности и под землей. 

В связи с изложенным возникает закономерный и важный вопрос: как и наско­

лько осуществленная инженерно-карстологическая оценка устойчивости надпещер-

ного участка увязывается с оценкой, которую можно было бы дать ему, 

руководствуясь критериями «Рекомендаций...» ПНИИИС Госстроя СССР? Согласно 

им, в карстовых районах по степени устойчивости территории относительно 

карстовых провалов выделяется ряд категорий. В основе выделения категорий -

среднегодовое количество провалов на единицу площади. При исключении в нашем 

случае влияния антропогенного фактора на образование провалов участок может 

быть отнесен к категориям с „несколько пониженной устойчивостью" (один провал на 

1 км

2

 за 20-100 лет) или „относительно устойчивым" (один провал на 1 км

2

 реже, чем 

за сто лет). Такая оценка не накладывает существенных ограничений на исполь­

зование территории для целей строительства. Но в условиях резкой диффе­

ренциации территории по опасности провалов, как это видно на примере пещеры, 

такого показателя, как среднегодовое количество провалов на 1 км

2

, несмотря на его 

интегративный характер, недостаточно. Необходимо учитывать дополнительно: 

Зонирование надпещерного участка по опасности возникновения провалов 

Таблица 7.2 

Зоны-микроучастки 

Стадия провального процесса 

Мощность отложений над 

полостью, в м 

1 

2 

3 

Очень опасные 

5-я 

0,5-10,0 

2-я, 3-я, 4-я 

>10,0 

Опасные 

4-я 

10,0-15,0 

2-я, 3-я 

<15,0 

Относительно опасные 

3-я 

15,0-35,0 

2-я 

<20,0 

Относительно безопасные 

2-я 

>20,0 

Своды полостей не нарушены 

> 10,0 

Безопасные 

Полости отсутствуют 

-

1. Особенности механизма образования просадок и провалов. В частности, 

суммарное их количество (за год на 1 км

2

) может быть незначительным, а 

провальная опасность, ввиду множества куполов (а на дотехногенных стадиях -

разуплотненных зон) под почвенным слоем, очень большой. Если вернуться к 

рис.7.10 - 7.12, то мы увидим, что по наличию подпочвенных купольных полостей 

(„почти провалов") надпещерный участок должен быть отнесен к „очень 

неустойчивым" территориям, т.е. к наиболее опасной категории. 

212 

2. Наличие в пределах пещеры и территории существенной связи между 

условиями реализации провального процесса и мощностью перекрывающих отло­

жений. В данной ситуации именно она может быть положена в основу оценки 

провальной опасности (для территории в целом) вместо или в сочетании со 

среднегодовым количеством провалов на км

2

. 

На участке пещеры необходимо также учитывать и наложение на естественный 

фон фактора техногенной активизации провальных процессов, сдвигающей инже-

нерно-карстологическую оценку в сторону более опасных категорий. 

213 

жүктеу/скачать 15,58 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: