Общие вопросы проектирования лесовозных дорог

1. Этапы и стадии изыскания и проектирования.

При проектировании крупных лесозаготовительных предприятий /ЛЗП/ вначале составляются технико-экономические обоснования /ТЭО/. Эти проекты разрабатываются в две стадии- технический проект и рабочие чертежи. В остальных случаях разрабатывается одностадийный рабочий проект.

Протяженность лесовозных дорог проектируется для работы ЛЗП на первые 5-10 лет, затем на следующие 5-7 лет. Проекты лесохозяйственных и лесовозных автомобильных дорог разрабатываются обычно в одну стадию. Комплекс проектно-изыскательских работ разделяется на следующие этапы:

1) подготовительные работы;

2) изыскания;

3) проектирование.

В состав подготовительных работ входят:

сбор и изучение всех имеющихся материалов, характеризующих условия строительства, топографические материалы аэрофотосъемки, данные по инженерной геологии местности, гидрология пересекаемых водотоков, уточненные данные по другим показателям.

На основе собранных материалов наносят схему размещения сети лесных дорог и очередность освоения их участков. По материалам камерального трассирования составляют конкурентоспособные варианты трассы и выбирают лучшие из них.

Изыскания. Выбранный вариант трассы переносят в натуру с уточнениями с учетом местных условий не отраженных на карте. Производят геодезическую съемку - теодолитные ходы и нивелировку поверхности с закреплением ходов на местности путем закладки постоянных или временных реперов. Выполняется комплекс инженерно-геологических (отбор и анализ почвогрунтов и гидрологических, /водотоки, их водосборные площади и приток воды/. Выполняется разведка и съемка месторождений местных строительных материалов.

На основании данных, полученных на стадии изысканий разрабатывается проект автомобильной лесовозной дороги. Проекты разрабатываются на магистрали и ветки. Их

строят без разработки проекта по схемам отведенным в рубку лесосек.

Рабочий проект лесовозной дороги включает пояснительную записку, чертежи, сметы и приложения. Пояснительная записка состоит из общей части, где излагаются общие сведения о районе, объемно-качественные и технико-экономические показатели, обоснование норм проектирования и проектных решений, а также общие вопросы организации строительства.

В состав чертежей входит карта сырьевой базы с размещением лесовозных путей, план трассы магистральной дороги, ее продольный профиль, поперечные профили земляного полотна и дорожных одежд, чертежи искусственных сооружений, а также план и техническая карта организации строительства дороги.

Сметы на различные виды работ - локальные /на сводку, корчевку, выравнивание, привоз строительных материалов и сводный сметный расчет.

Последовательность освоения лесного массива производится по одной из двух следующих схем:

• с постепенным продвижением лесозаготовок вглубь лесного массива, когда в первую очередь строится лишь небольшое протяжение магистрали, необходимые для обеспечения вывозки в период 5-10 лет эксплуатации лесного массива;
• глубинная схема, при которой магистраль строится сразу на всю длину, которая обладает рядом преимуществ;
• концентрация объемов работ по дорожному строительству для эффективного применения высокопроизводительных машин;
• снижение общих капиталовложений за счет постройки отдаленной части в более дешевом исполнении;
• общей доступности лесного массива при охране и защите леса и т.д.

Единственным недостатком является большие капиталовложения на первом этапе.

Опыт постройки лесохозяйственных дорог показал целесообразность прокладки веток по квартальным просекам, если позволяет рельеф и почвенно-грунтовые условия. Если прокладывать и магистрали и ветки по квартальным просекам, то среднее расстояние вывозки лесных грузов возрастает по сравнению с примыканием веток под углом 45-60гр.

Однако при этом расстояние вывозки по веткам уменьшается в 1.41 раза. Стоимость пробега грузов по веткам значительно выше, чем по магистрали.

2. Проектирование водопропускных и водоотводных сооружений.

Основными видами водопропускных сооружений на лесовозных дорогах являются мосты и трубопереезды. Иногда применяются лотки и фильтрующие насыпи. В зависимости от площади водосбора и, следовательно, объема притока воды, мосты делятся на малые, средние и большие.

К малым искусственным сооружениям относятся объекты, через которые проходит объем воды с водосборной площади до 100 км.

Практически при строительстве автомобильных лесовозных дорог, пересекающие их водотоки, не имеют больших водосборных площадей. Длина мостов поверху не превышает 25м.

К средним относятся мосты через водотоки с водосборной площадью 100-250 км². Их длина составляет 25-100м. Крупные /большие/ мосты имеют протяженность свыше 100м и водосборную площадь свыше 250 км².

Малые водопропускные сооружения строят в местах пересечения лесовозных дорог с ручьями, оврагами и ложбинами. Основными видами водопропускных сооружений

являются малые мосты и трубопереезды. Проектируются мосты в основном из дерева, а трубопереезды из сборного железобетона. При возможности рекомендуется заменить мосты железобетонными трубами. Они не меняют условий движения транспортных средств, не стесняют проездную часть и обочину и не требуют изменения типа дорожного покрытия. Для увеличения пропускной способности и без повышения насыпи устраивают многоочковые трубы, но не более 4 (обычно 2).

Мосты следует применять в тех случаях, когда трубы не могут обеспечить пропуск воды, стекающей к дороге, строятся они на постоянных водотоках, малых реках, где возможны наледи и ледоход, а также в горных условиях.

На временных лесовозных дорогах, ветках и усах со сроком службы до 5 лет допускается применение простейших деревянных мостов на клетках из бревен.

К водоотводящим сооружениям относятся поперечные и продольные водоотводные и нагорные каналы.

Поперечные каналы применяются в тех случаях, когда требуется ощутить низины, через которые проходит дорога.

Продольные водоотводные каналы применятся для отвода воды из небольших ложбин к водопропускным сооружениям на смежных, больших логах. Между насыпью и продольным водоотводным каналом должно быть не менее 2-4м., что на лесовозных дорогах чаще всего не соблюдается, так как грунт из каналов идет в полотно дороги. На начальном участке эти каналы должны иметь глубину не менее 0.3 м и уклон 5%. Дальнейшие размеры каналов строят исходя из объема притока воды.

Нагорные канавы предназначаются для перехвата воды с прилегающих вышерасположенных участков. Их глубина должна быть не мене 0.6 м на магистралях и 0.5 м на ветках ширина по дну 0.4 м, К откоса = 1:1.5 или 1:3. Низовая бровка нагорных каналов должна быть не ближе 2.0м от подошвы насыпи. Расчетный расход нагорных каналов изменяется по их длине и ступенчато возрастает. При длине канала свыше 500м через каждые 100-1500м рассчитываются их сечения.

Во избежании заиливания продольный уклон водоотводных каналов будут в пределах от 0.005 до 0.01. При меньших уклонах происходит заиливание, при больших размывов. Для проектирования водоотводных сооружений производят топосъемку вдоль трассы в полосе 100м. Вычерчивают план обычно в масштабе 1:2000, при сложном рельефе 1:1000. Часто такой ширины бывает недостаточно. В этих случаях после строительства дороги возникают подтопление лесов с верхней стороны, их массовое усыхание. Кроме того, при постоянном подтоплении дорога быстро выходит из рабочего состояния. Когда поперечный уклон незначителен, водоотводные каналы проектируются с обеих сторон дороги.

Перепады устанавливаются на участках каналов, кюветов с большими уклонами (более 40-5%) дну каналов приходит ступенчатый профиль, устраивая ступени/перепады из плетней, обрезков бревен, камня и т.д. Требуемое число перепадов определяется по формуле.

N= L/l = L (i₁-i₂) / h; где

L - общая длина участка канала с перепадами;

l - ширина уступа перепада;

i_{1 –} продольный уклон канала;

i_{2 –} уклон ступени уступа (перепаде) принимаемый – 0.02;

h – высота уступа.

Дренажи – устраивают на участок с незначительным возвышением низа дорожной одежды над уровнем грунтовых вод (/УГВ/, а также когда грунтовые воды могут нарушить целостность земляного полотна /вскрыты водоносные слои/. Применяются два вида гаража: открытый - мелиоративный и закрытый – трубчатый дренаж. Первый применяется в лесном хозяйстве, второй в лесопарковой зоне.

Системы автоматизированного проектирования дорог.

Автоматизированным называется такой процесс проектирования, при котором задачи проектирования решаются с использованием математических модулей, ЭВМ и других технических средств при активном участии инженера – проектировщика. Системы автоматизированного проектирования /САПР/ обеспечивают снижение трудозатрат, сокращения сроков проектирования, повышения качества и снижения стоимости.

Определение площади водосбора и расчет стока.

Водосборным бассейном называется территория, где вода стекает к какой-либо точке. Определение его площади производят по плану с горизонталями. Пики стока всегда направлены перпендикулярно горизонталям. Поверхностные стоки стекают по склонам к понижениям и по ним в водоприемники. Водосборная площадь сооружения, расположенного на транспортной сети /моста или трубопереезда/ - участок расположенный выше по склону.

Сечением русла - называется вертикальная плоскость, перпендикулярная направлению течения. Живое сечение потока – это поперечное сечение, ограниченное сверху горизонтами воды. Горизонт воды крайне непостоянен и зависит от объема притекающей сверху воды. Наибольшие расхождения паводковыми и меженными периодами. Расчет пропускной способности водотока берется по расчетному горизонту высоких вод. /РГВВ/.

Расход воды Q м³/сек - количество воды, протекаемое в единицу времени через данное живое сечение /рабочая площадь/. Величину расхода определяют по эмпирическим формулам (во время ливней и весной в период паводка), сравнивают их между собой и в качестве расчетного принимают наибольший. Вероятность превышения (В.П.) расчетных горизонтов при проектировании мостов и трубоперездов принимают следующие:

• для малых и средних капитальных мостов -25 или 1 раз в 50 лет;
• для больших мостов -1%;
• для труб- 2%;
• для малых деревянных мостов -1%;
• для средних и больших -2%;
• при проектировании напорных каналов -5% на магистралях и 10% на ветках.

Стоками называется количество воды в м^3, притекающей в определенную точку в единицу времени (в сек). Примеров расчета величины стока существует несколько. Для студентов лесохозяйственников достаточно знать и уметь определять объем стока, протекаемого к сооружению в секунду.

W = (h – z) F; где

F - площадь водосбора, км²

h – слой, выпадающих осадков;

z – слой задерживаемого стока, зависящий от шероховатости и степени поглощения растительностью, составляет

· 5 мм при густой траве и низком кустарнике;

· 10 мм при среднем лесе и кустарника;

· 15 мм при густом лесе и в тайге;

· 20-40 м на болотах.

Слой стока в мм при z =0 определяется по таблице 1, в зависимости от ливневого района. Для условий Новгородской местности это 5 район – Западные районы Европейской части России имеется 6 категорий впитываемости:

1 – влажная промерзающая, лед, скала.

2 - глины;

3- сумки, подзолы, серые лесные суглинки, болотные почвы, сухая песчаная промерзающая почва;

4 – карбонатные и лессовидные почвы;

5 – песчаные и супесчаные почвы, супеси бурые;

6 – пески, гравий и рыхлые каменистые грунты.

J – коэф. учитывающий неравномерности осадков для условий Новгородской области составляет- 0.94.

Определение слоя стока h (в мм)

Наименование ливневого стока	категория почв	Вероятность превышения (В.П.) %
по впитываемости
(5) западные районы в Европейской части России

ЛЕКЦИЯ №5.

Дата добавления: 2014-01-13