Анализ аварийного многоквартирного жилого фонда шахтерских городов Восточного Донбасса

Ключевые слова: лессовые грунты, подтопление, реструктуризация угольной промышленности, постмайнинг, градопромышленные территории, аварийные здания, геоинформационные системы.

Содержание статьи

Пик развития шахтерских городов и наиболее интенсивные объемы жилищного строительства, приходятся на 20-30-е и 50-60-е гг. ХХ века [1]. Рост угледобычи сопровождался активным переселением трудовых ресурсов из сельской местности, потребовалось обеспечить жильем растущее население шахтерских городов. В значительной мере это реализовано за счет интенсивных темпов возведения жилых многоквартирных зданий по типовым сериям, среди которых наиболее распространенными стали 1-460, 1-447, 114-86, II-03, 1-202. Чаще всего это здания с 2, 3 и 5 этажами, с количеством секций от 2 до 4. В 70-80-е гг. уже появились здания с 9 и более этажами.

Градопромышленные территории Восточного Донбасса подвержены влиянию ряда техногенных негативных факторов, несущих в себе риск нарушения нормальной эксплуатации зданий и сооружений [2]. К наиболее влияющим факторам воздействия можно отнести:

- распространение лессовых просадочных грунтов;

- наличие горных выработок, инициирующих сдвижения земной поверхности;

- риск подтопления территорий техногенными водами, в том числе и теми, которые поступают из затопленных горных выработок.

Эти факторы как по отдельности, так и в совокупности оказывают прямое влияние на несущую способность оснований фундаментов зданий и сооружений, вызывая неравномерные деформации подземных и надземных конструкций. Отдельную угрозу представляют шахтные воды, поступающие в верхние водонесущие горизонты. Помимо замачивания просадочных толщ снизу-вверх, воды, несут в себе растворенные соли, агрессивные по отношению к материалам подземных конструкций зданий [3].

Согласно наблюдениям [4-7] за экологическими последствиями реструктуризации угольной промышленности текущую ситуацию с градопромышленными территориями Восточного Донбасса можно охарактеризовать как неблагоприятную. Консервация шахт "мокрым" способом инициировала подтопление территорий горняцких городов и поселков, что создает новые проблемы при эксплуатации зданий и сооружений. Это во многом связано со слабой организацией инженерной защиты от подтопления, либо полным отсутствием. В таком случае возникает необходимость проведения работ по капитальному ремонту и реконструкции жилых домов раньше нормативного срока [8]. Аналогичные проблемы характерны и для подработанных градопромышленных территорий других регионов и стран [9].

Для оценки текущей ситуации и планирования дальнейших мероприятий по защите существующих зданий от негативного техногенного воздействия выполним детальный анализ аварийного жилого фонда шахтерских городов. Для анализа выбраны несколько городов Ростовской области (таблица № 1), развитие которых связано с угледобывающей промышленностью.

Таблица № 1. Сведения о шахтерских городах Ростовской области

Используя интернет-ресурсы, собраны данные о многоквартирном жилом фонде вышеуказанных городов (рис. 1-2). В таблице № 2 представлена информация о жилом фонде.

Таблица № 2. Сведения о многоквартирной жилой застройке рассматриваемых городов

Рис. 1. Количество жилых многоквартирных домов по годам, введенных в эксплуатацию на территории шахтерских городов Восточного Донбасса

Рис. 2. Количество кв. м. жилплощади многоквартирных домов, введенных в эксплуатацию на территории шахтерских городов Восточного Донбасса

Из полученных данных сделаны следующие выводы:

1. Наибольшее количество жилых многоквартирных домов (961 шт.) шахтерских городов Ростовской области введено в эксплуатацию в 50-е годы ХХ века. Это больше, чем общее количество введенных домов вплоть до начала 50-х годов. дом горная просадочный подтопление

2. Больше всего жилья (1,43 млн. кв. м.) было введено в 80-е годы ХХ века, что почти в 2 раза превышает общую суммарную площадь жилья (0,83 млн. кв. м.), введенного в эксплуатацию к началу 60-х годов ХХ века.

3. Аварийный жилой фонд представлен в большей степени постройками 50-х годов ХХ века, как и по количеству зданий (298 шт.) так и по суммарной жилплощади (77,4 тыс. кв. м.).

4. После начала реструктуризации угольной промышленность в 90-х годах введено в эксплуатацию 823,4 тыс. кв. м. жилья, что в 5,4 раза меньше жилплощади, построенной в период существования СССР (20-е - 80-е гг. ХХ ва).

5. Сравнение по показателю - 1 аварийный жилой дом на количество кв. км. площади территории города, показало следующие результаты:

- Гуково - 1 аварийный дом на 0,2 км²;

- Донецк - 1 аварийный дом на 1,32 км²;

- Зверево - 1 аварийный дом на 3,58 км²;

- Каменск-Шахтинский - 1 аварийный дом на 13,33 км²;

- Новошахтинск - 1 аварийный дом на 1,62 км²;

- Шахты - 1 аварийный дом на 0,73 км².

Более подробно проанализированы данные об аварийных жилых многоквартирных домах на территории г. Шахты.

Согласно информации с порталов ГосЖКХ [10] и Администрации города Шахты [11], на территории города расположено не менее 200 жилых домов, признанных аварийными. Согласно постановлению № 1302 от 15.03.2017 "О внесении изменений в постановление Администрации г. Шахты от 30.09.2014 №6100 "Об утверждении муниципальной программы г. Шахты "Оказание мер по улучшению жилищных условий отдельным категориям граждан" выявлено 220 адресов многоквартирных домов, признанных аварийными.

На основании данных [5, 11-13] о распространении лессовых просадочных грунтов, проведения горных работ на относительно малых глубинах и зонах вероятного подтопления в ГИС-программе SAS.Планета создана карта, отображающая каждый из перечисленных негативных факторов (рис. 3). Каждому фактору соответствует свой полигон, которому присвоен характерный цвет.

Рис. 3. План расположения аварийных домов на территории г. Шахты

Основными причинами признания данных домов непригодными для дальнейшей эксплуатации служат различные факторы:

- физический износ в связи с длительным сроком эксплуатации;

- нарушение правил эксплуатации зданий и инженерных сетей, подтопление;

- воздействие проведения горных работ, провалоопасность;

- пожары, взрывы бытового газа и иные виды механического воздействия на несущие конструкции.

Для удобства анализа каждой из зон на рис. 3 присвоен собственный индекс: Iа - зоны вероятного подтопления; Iб - зоны проведения горных работ на относительно малых глубинах; Iв - зоны распространения лессовых грунтов; IIа - области слияния зон проведения горных работ на относительно малых глубинах и вероятного подтопления; IIб - области слияния зон распространения лессовых грунтов и вероятного подтопления; IIв - области слияния зон распространения лессовых грунтов и проведения горных работ на относительно малых глубинах; III - области слияния зон распространения лессовых грунтов, проведения горных работ на относительно малых глубинах и вероятного подтопления.

На основании анализа указанных зон установлено следующее:

- большая часть выявленных аварийных домов расположено в пределах зон Iа, Iб, Iв, IIа, IIб, IIв и III (рис. 4);

- значительная часть аварийных домов, расположенных на территориях без явного проявления негативных воздействий, находится вблизи зон (в пределах 200 м) распространения лессовых грунтов, подработки на малых глубинах и вероятного подтопления;

Рис. 4. Распространение аварийных домов в различных зонах

Учитывая, что часть домов признана аварийными по причинам, не связанным с прямым воздействием вышеуказанных негативных факторов, отдельно стоит рассмотреть дома, которые обследованы ОАО СКП "ВНИМИ". Их выявлено около 70. Предполагается, что непригодность этих зданий к дальнейшей эксплуатации связана с последствиями проведения горных работ на сравнительно малых глубинах. Они показаны на плане города с учетом расположения шахт и при наложении полигона, отображающего зоны проведения горных работ на малых глубинах (рис. 5). Здесь не наблюдается прямой связи с зонами производства горных работ и расположением аварийных построек. Наиболее очевидный факт - это расположение непригодных для проживания домов неподалеку (в пределах 1,5 километровой зоны) от территорий шахт.

Рис. 5. Расположение домов, признанных аварийными вследствие воздействия подземных выработок

Проанализировав полученные данные в результате сбора, обработки и анализа информации о расположении зон негативного влияния на здания и сооружения г. Шахты, следует подробно рассмотреть поведение конструкций типовых серий многоэтажных жилых домов. Оптимальным аналитическим методом будет моделирование в среде программного комплекса на базе ПК для расчета строительных конструкций зданий и сооружений.

Таким образом, на примере г. Шахты продемонстрирована последовательность оценки многоквартирного жилого фонда. Данный алгоритм может быть применен для любого населенного пункта, подверженного влиянию подземных горных выработок, техногенному подтоплению и специфических грунтовых условий.