Оптимизация проектирования ПТС
Обычно говорят о проектировании сооружения, хотя точнее было бы говорить о проектировании ПТС. Основная цель, которую преследует проектировщик, всегда заключается в оптимизации проектирования ПТС, главным образом в оптимизации подсистемы «сооружение» (компоновка, типы, конструкции, способы производства работ). В ходе проектирования он опирается на инженерно-геологическую информацию и информацию экономического, технического и технологического характера, учитывает свойства геологической среды (подсистемы СВ), особенности ее движения и технические характеристики (свойства) будущего сооружения. При этом обе подсистемы элементарной ПТС являются объектом проектирования.
Не только сооружение «приспосабливается» по параметрам к предполагаемой СВ, но и в случае необходимости проектируется изменение свойств литосферы в границах СВ (уплотнение, осушение, закрепление откосов, устройство противофильтрационных завес и т. п.). Таким образом, геологическая среда (в рамках СВ) «подгоняется» под конструкцию будущего сооружения на основе соответствующих экономических оценок.
Предполагается, что будущая ПТС должна функционировать в оптимальном режиме, т. е. в таком, при котором процессы взаимодействия ее подсистем, реализующиеся как инженерно-геологические процессы, не выходят за рамки, предусмотренные заранее и учтенные в проекте (величины осадок, период консолидации, фильтрационные расходы и т. д.).
Таким образом, сущность оптимизации ПТС при проектировании заключается в том, чтобы сооружение при заданных параметрах (мощность, объем продукции и т. д.) было наиболее дешевым и экономичным в эксплуатации и чтобы учитывались требования к охране окружающей среды (экологическая проблема). Это достигается, в частности, тем, что СВ должна иметь минимальный объем и наиболее простую структуру (набор инженерно-геологических процессов, учитываемых при проектировании, и интенсивность их проявлений должны быть наименьшими). Строительство ПТС в большинстве случаев включает процессы взаимодействия человека с геологической средой, приводящие к изменению структуры и свойств подсистемы СВ.
Это процессы глубинного водопонижения, осушения, обводнения, изменения напряженного состояния геологической среды, обусловленного его разгрузкой в строительных выемках, и др. Эксплуатация ПТС тоже предусматривает оптимизацию управления инженерно-геологическими процессами. Таким образом, при проектировании, строительстве и эксплуатации ПТС имеется в виду не только собственно сооружение как таковое, а сооружение плюс геологическая среда в контурах СВ, т. е. обе подсистемы элементарной ПТС.
В последнее время все чаще дискутируется вопрос о границах сферы деятельности инженера-геолога в процессе оптимизации ПТС разных категорий, особенно в процессах управления функционированием элементарной ПТС. Последовательность операций по управлению ПТС следующая:
- Производство инженерно-геологической информации (в процессе инженерно-геологических изысканий)
- Разработка инженерно-геологического прогноза
- Проектирование мероприятий по управлению ПТС (проектирование управляющих взаимодействий)
- Осуществление мероприятий по управлению ПТС (реализация управляющих взаимодействий).
Не вызывает сомнения, что операции 1 и 2 относятся к прерогативам инженера-геолога. Следует ли ему участвовать в проектировании мероприятий по управлению ПТС? На этот вопрос ответим положительно. Геолог обычно значительно лучше проектировщика знает подсистему СВ, ее структуру и свойства. Он отчетливо представляет себе процессы взаимодействия подсистем ПТС (инженерно-геологические процессы), поэтому его участие в разработке мероприятий конструктивного и технологического характера по управлению ПТС не только желательно, но и необходимо. При осуществлении мероприятий по управлению ПТС инженер-геолог должен вести наблюдения за режимом функционирования ПТС и на основе полученной информации своевременно вносить предложения по корректировке управляющих взаимодействий.
