Проектирование земляного полотна и искусственных сооружений на наледных участках

Степень возможного воздействия наледи на движение транспортных средств и устойчивость дорожных сооружений выявляют в зависимости от типа наледи, ее размеров, длительности действия, места формирования и отложения относительно проектируемого или ограждаемого объекта.

Расчетные значения параметров природных наледей поверхностных и грунтовых вод, изменение которых в многолетнем цикле обычно незначительно (в пределах 10-15 %), определяют по данным разовых замеров при изысканиях. Значения параметров природных наледей подземных вод и наледей, вызванных строительством в результате изменения естественных условий и ледотермического режима поверхностных и подземных вод, определяют расчетом по ВСН 210-91, а также согласно «Указаниям по борьбе с наледями на автомобильных дорогах».

Мосты и трубы проектируют с обеспечением необходимой площади отверстия, допуская минимальное стеснение потока. Отношение требуемой площади живого сечения (без повышения расчетного уровня воды) к фактически набранной должно быть менее 1,1-1,15. Материалы конструкции (металл, железобетон, бетон, дерево) выбирают на основании технико-экономических сравнений вариантов. Предпочтение отдают материалам повышенной прочности (низколегированные с повышенной ударной вязкостью стали и морозостойкие бетоны).

На участках природных наледей земляное полотно проектируют:

в насыпях с возвышением бровки над расчетной поверхностью наледи более, чем на 0,5-1 м;

в насыпях с бермой, устраиваемой с нагорной стороны;

совместно с противоналедными устройствами.

При проектировании насыпей предпочтительнее несцементированные обломочные грунты. На участках, где насыпи проектируют с применением глинистых грунтов, предусматривают берму с нагорной стороны или соответствующее заложение откоса по табл. 19.19 и его укрепление.

Земляное полотно совместно с противоналедными устройствами (земляные валы или заборы) проектируют на участках действующих ключевых наледей, когда можно каптировать источники и отвести их по утепленным лоткам и канавам за пределы земляного полотна, а также на участках грунтовых наледей объемом до 10 000 м³, образующихся в пологих (уклон менее 0,02) и широких логах.

Валы проектируют на основании с удалением растительного и торфяного покрова, а откос нижней части вала укрепляют. Высота укрепления откоса должна быть выше расчетного уровня воды более чем на 0,2 м.

На участках прогнозируемых наледей в районах глубокого сезонного промерзания и островного распространения вечномерзлых грунтов земляное полотно проектируют с таким расчетом, чтобы глубина промерзания под насыпью была меньше промерзания грунтов в естественных условиях.

В районах сплошного распространения вечномерзлых грунтов земляное полотно проектируют совместно с мерзлотным грунтовым поясом или с водонепроницаемым экраном, которые активизируют наледные процессы в удалении от полотна дороги.

При вскрытии водоносных слоев выемками перехват и отвод грунтовых и надмерзлотных вод осуществляют глубокими полуоткрытыми лотками или удерживают наледь выше по склону. Когда применение указанных мероприятий затруднено или экономически нецелесообразно, предусматривают уширение выемок и устройство противоналедных заборов.

На участках природных наледей, образующихся по руслам водотоков, проектируют:

преимущественно мосты вместо труб;

мосты с увеличенными отверстиями, преимущественно свайно-эстакадного типа на всю ширину наледного лога;

мосты и трубы совместно с утепленными лотками;

мосты со спрямленными и углубленными руслами, обеспечивающими пропуск наледной воды через зону искусственного сооружения.

Мосты с увеличенными отверстиями проектируют в местах развития природных наледей объемом свыше 10000 м³ с нечетко выраженными наледными источниками, когда устранение причин возникновения наледи или задержание наледи на удалении от сооружения практически не представляется возможным или экономически нецелесообразно.

Высоту подмостового габарита по условиям пропуска наледи и весеннего потока талых вод определяют по формуле:

Н_м = D Н + D h + D h_пр, где

Н_м - высота подмостового габарита, м;

D Н - расчетная максимальная мощность наледи, м, определяемая по ВСН 210-91;

D h - превышение, необходимое для пропуска по наледи расчетного расхода талых вод, м;

D h_пр - просвет от уровня воды до низа пролетного строения, м.

Безналедный пропуск водотоков осуществляют с применением утепленных лотков при четко выраженном, сконцентрированном в одном месте наледном источнике с температурой воды выше +3°С и незначительном его удалении от сооружения. Толщину утепления лотков устанавливают теплотехническим расчетом.

Постоянный противоналедный лоток проектируют совместно с мостом или трубой. Лоток можно устраивать с заглублением в грунт или на его поверхности. Длину лотка принимают равной ширине моста или длине трубы, но более 25-30 м.

Наледи выше искусственного сооружения целесообразно задерживать на водотоках с малыми расходами и при наличии пологих (уклон менее 0,02) и широких логов, позволяющих накапливать лед одним-двумя заборами или земляными валами с заборами в проеме.

На участках прогнозируемых наледей проектируют следующие типы искусственных сооружений:

трубы со специальными конструкциями фундаментов;

свайно-эстакадные мосты, полностью перекрывающие наледный лог;

мосты с любыми конструкциями фундаментов и опор, но с повышенными подмостовыми габаритами;

мосты или трубы совместно с дренажно-каптажными устройствами.

Трубы на участках прогнозируемых наледей проектируют с облегченными или свайными фундаментами, предусматривая теплоизолирующие подушки, чтобы глубина промерзания грунта под фундаментом была меньше промерзания грунтов в естественных условиях.

Подошву фундамента (теплоизолирующей подушки) трубы следует располагать выше уровня грунтовых вод. Если это условие выполнить невозможно, проектируют мосты с увеличенными отверстиями или при соответствующих технико-экономических обоснованиях трубы и мосты с дренажно-каптажными устройствами.

Каптаж совместно с дренажом применяют при наличии источников подземных вод, выходящих на склоне выше дороги. Он может состоять из одного или нескольких колодцев, а также из коротких галерей, канав или лотков и отводных устройств.

Колодцы и водоотводные трубы утепляют, а трубы закладывают в нижней трети глубины сезонного промерзания грунта в естественных условиях.

Свайно-эстакадные мосты проектируют на постоянно действующих малых и средних водотоках, предусматривая мероприятия, компенсирующие нарушенные строительством мерзлотно-гидрологические условия (устройство теплоизолирующих подушек, накопление снега, углубление русел и т.д.).

На малых водотоках и ручьях при глубине залегания водоупорного слоя до 3-5 м и низкой температуре воды (ниже 3 °С) предусматривают устройства, активизирующие наледный процесс и задерживающие наледь в удалении от сооружения (наледные пояса, активные противоналедные валы, вентиляционно-морозильные установки и самонастраивающиеся, автоматически действующие охлаждающие установки системы С.И. Гапеева и т.д.).

Список литературы к главе 19
(рекомендуется для территорий с наличием ММГ, порядковая нумерация литературы размещена в исторической ретроспективе по годам изданий)

1. Инструкция для изучения мерзлоты почвы в Сибири / Комис. императ. геогр. о-ва. - С.-Пб.: Тип. Императ. Акад. Наукъ, 1895. - 25 с.

2. Мушкетов И.В. Физическая геология. Общие свойства и состав Земли. Тектонические процессы (дислокационные, вулканические и сейсмические явления). Т. 1. - 2-е изд. доп. и перераб. - С.-Пб.: Тип. Ю.Н. Эрлихъ, 1899. - 784 с.

3. Мушкетов И.В. Физическая геология. Т. II. Денудационные процессы. Вып. П. Геологическая деятельность проточной воды, озеръ, моря и льда. - 2-е изд. доп. и перераб. - С.-Пб.: Тип. Ю.Н. Эрлихъ, 1905.- 915 с.

4. Мушкетов И.В. Физическая геология. Т. I. - 3-е изд. доп. и перераб. - Л.-М.: Гл. ред. геол.-развед. и геодез. лит., 1924.

5. Мушкетов И.В. Физическая геология. Т. II. Денудационные процессы. Вып. II. Геологическая деятельность проточной воды, озеръ, моря и льда. - 3-е изд. доп. и перераб. - Л.-М.: Гл. ред. геол.-развел, и геодез. лит., 1926. - 636 с.

6. Сумгин М.И. Вечная мерзлота почвы в пределах СССР.

1-е изд. - Владивосток: Изд-во АН СССР, 1927.

2-е изд. - М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1937. - 380 с.

7. Цитович Н.А., Сумгин М.И. Основы механики мерзлых грунтов. - М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1937.- 432 с.

8. Общее мерзлотоведение / М.И. Сумгин, С.П. Качурин, И.И. Толстихин, В.Ф. Тумель. - М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1940. - 340 с.

9. Основы геокриологии (мерзлотоведения). В 2 ч. / П.Ф. Швецов, А.А. Мейсте, Н.И. Салтыков и др. - М.: Изд-во АН СССР, 1959. - Ч. I (460 с), Ч. II (367 с).

10. Пузаков Н.А. Водно-тепловой режим земляного полотна и автомобильных дорог. - М.: Автотрансиздат, 1960. - 166 с.

11. Технические указания по изысканию, проектированию и строительству автомобильных дорог и аэродромов в районах вечной мерзлоты: ВСН 84-62 / Минтрансстрой СССР. - М.: Оргтрансстрой, 1963. - 152 с.

12. Давыдов В.А. Из опыта эксплуатации автомобильной дороги Ленек - Мирный // Бюл. Колыма. - Магадан, 1966. - № 3. - С. 45-46.

13. Земляное полотно автомобильных дорог в северных условиях / А.А. Малышев, В.А. Давыдов, И.А. Золотарь и др.; Под ред. А.А. Малышева. - М.: Транспорт, 1974. - 298 с.

14. Втюрин Б.И. Подземные льды СССР. - М.: Наука, 1975. - 214 с.

15. Инструкция по изысканию, проектированию и строительству автомобильных дорог в районах вечной мерзлоты: ВСН 84-75 / Минтрансстрой СССР. - М.: Оргтрансстрой, 1976. - 218 с.

16. Справочник по строительству на вечномерзлых грунтах / Под ред. Ю.Я. Велли, В.И. Докучаева, Н.Ф. Федорова. - Л.: Стройиздат, ленингр. отд-ние, 1977. - 552 с.

17. Шелопаев Е.И., Юрков Ф.Х. Строительство и эксплуатация автомобильных дорог в районах вечной мерзлоты. - Красноярск: Изд-во «Красноярский рабочий», 1977. - 80 с.

18. Общее мерзлотоведение (геокриология) / Под ред. В А Кудрявцева. - М.: Изд-во МГУ, 1978. - 464 с.

19. Давыдов В.А. Особенности изысканий и проектирования автомобильных дорог в районах вечной мерзлоты: Учеб. пособие. - Омск: СибАДИ, 1979. - 79 с.

20. Богородский В.В., Таврило В.П. Лед. Физические свойства. Современные методы гляциологии. - Л.: Гидрометеоиздат, 1980. - 384 с.

21. Давыдов В.А Особенности проектирования автомобильных дорог в районах вечной мерзлоты (методы расчетов прочности и устойчивости дорожных конструкции): Учеб. пособие. - Омск: СибАДИ, 1980.-61 с.

22. Автомобильные дороги Севера / И.А. Золотарь, И.Л. Борщук, В.А. Давыдов и др.; Под ред. И.А. Золотаря. - М.: Транспорт, 1981. - 247 с.

23. Инструкция по проектированию и строительству автомобильных дорог для обустройства нефтяных и газовых месторождений на севере Тюменской области: ВСН 2-134-81 / Миннефтегазстрой СССР. - Тюмень: Изд-во «Тюменская правда», 1983. - 126 с.

24. Инструкция по проектированию автомобильных дорог нежесткого типа: ВСН 46-83 / Минтрансстрой СССР. - М.: Транспорт, 1985. - 157 с.

25. Проектирование и строительство автомобильных дорог для обустройства нефтяных и газовых месторождений на севере Тюменской области и в других районах тундры с аналогичными условиями: ВСН 201-85 / Минтрансстрой СССР. - М.: Союздорнии, 1985. - 65 с.

26. СНиП 2.05.02-85*. Автомобильные дороги / Госстрой России: Взамен СНиП П-Д.5-72 и СН 449-72 в части норм проектирования зем. полотна автомоб. дорог; Введ. 01.01.87. - М.: ФГУП ЦПП, 2004. - 54 с.

27. Крючков В.В. Север на грани тысячелетий. - М.: Мысль. - 1987. - 268 с.

28. Washburn A.L. Geocryology. A suIVey of periglacial processes and environments. -London, 1979. = Уошборн А.Л. Мир холода. Геокриологические исследования: Пер. с англ. А.Ф. Глазовского / Под ред. Б.И. Втюрина. - М.: Прогресс, 1988. - 384 с.

29. Инструкция по изысканию, проектированию и строительству автомобильных дорог в районах вечной мерзлоты: ВСН 84-89 / Минтрансстрой СССР. - М.: Союздорнии, 1990. - 272 с.

30. СНиП 2.02.04-88. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР. - 1990. - 56 с.

31. Давыдов В.А. Обоснование принципов проектирования и строительства автомобильных дорог на вечномерзлых грунтах. - В кн.: Вопросы проектирования, стр-ва и содержания автомоб. дорог и мостов в условиях Сибири / Под ред. В.А. Базавлука. - Томск: ТГУ, 1990. - С. 10-15.

32. Геокриология СССР. В 5 т. / Под ред. Э.Д. Ершова. - М.: Недра, 1989.

Т. 1. Европейская территория СССР. - 358 с.

Т. 2: Западная Сибирь. - 454 с.

Т. 3: Средняя Сибирь. - 414 с.

Т. 4: Восточная Сибирь и Дальний Восток. - 515 с.

Т. 5: Горные страны юга СССР. - 359 с.

33. Геокриологическая карта СССР (М 1:2500000). - М.: МГУ, 1991.-127 с.

34. Инженерная геокриология: Справочное пособие / Э.Д. Ершов, Л.Н. Хрусталев, Г.И. Дубиков, С.Ю. Пармузин; Под ред. Э.Д. Ершова. - М.: Недра, 1991. - 439 с.

35. Давыдов В.А. Обоснование рациональных дорожных конструкций для строительства автодорог и аэродромов на вечномерзлых грунтах Сибири и Крайнего Севера России. - В кн.: Известия вузов. Стр-во. - М., 1993. -№ 9. - С. 127-134.

36. Канаев Ф.С. Инженерные изыскания на Крайнем Севере (на основе ландшафтно-геокриологического метода). - М.: Корпорация «Трансстрой», 1994. - 140 с.

37. Давыдов В.А. Обоснование основных параметров поперечного профиля промышленных дорог для районов Крайнего Севера и зоны вечной мерзлоты. В кн.: Известия вузов. Стр-во. - Новосибирск. - 1995. - № 2. - С. 97-100.

38. Л.В. Киселева. Учет неблагоприятных природно-климатических условий при проектировании организации строительства железных дорог: Метод, указания к курсовому и дипломному проектированию. - М.: МИИТ, 1995. - 36 с.

39. Давыдов В.А. О назначении высоты насыпей на многолетнемерзлых грунтах Крайнего Севера России. - В кн.: Известия вузов. Стр-во. - Новосибирск. - 1997. - № 4. - С. 129-135.

40. Давыдов В.А. О прогнозе глубины оттаивания (промерзания) насыпей дорог на многолетнемерзлых грунтах Крайнего Севера России. - В кн.: Известия вузов. Стр-во. - Новосибирск. - 1997. - № 10. - С. 93-96.

41. Основы геокриологии. В 5 ч. / Под. ред. Э.Д. Ершова.

Ч. 1: Физико-химические основы геокриологии. - М.: МГУ, 1995. - 368 с.

Ч. 2: Литогенетическая геокриология. - М.: МГУ, 1996. - 399 с.

Ч. 3: Региональная и историческая геокриология Мира. - М.: МГУ, 1998. - 575 с.

Ч. 4: Динамическая геокриология. - М.: МГУ, 2001. - 688 с.

Ч. 5: Инженерная геокриология. - М.: МГУ, 1999. - 526 с. „

42. Давыдов В.А. Обоснование необходимости строительства автомобильной дороги Салехард - Надым. - М., 2000. - С. 19-26. - (Сб. тр. / Росдорнии; Вып. 10).

43. Котляков В.М. Гляциология Антарктиды. - М.: Наука, 2000. - 432 с.

44. Проектирование нежестких дорожных одежд: ОДН 218.046-01 / Гос. служба дор. хоз-ва Минтранса России. - М.: ГП «Информавтодор», 2001. - 145 с.

45. Давыдов В.А. Принципы проектирования и строительства дорог в зоне вечной мерзлоты (на многолетнемерзлых грунтах)// Проектирование автомоб. дорог. - М., 2002. - С. 17-20. - (Сб. науч. тр. / МАДИ-ГТУ).

46. Давыдов В.А. Особенности расчета нежестких дорожных конструкции в районах вечной мерзлоты // Проектирование автомоб. дорог. - М., 2002. - С. 21-45. - (Сб. науч. тр. / МАДИ-ГТУ).

47. Давыдов В.А. Дорожно-климатическое районирование I дорожно-климатической зоны (ДКЗ) - зоны вечной мерзлоты // Проектирование автомоб. дорог. - М., 2003. - С. 21-32 - (Сб. науч. тр. / МАДИ-ГТУ).

48. Гулько О.Н. Дорожно-климатическое районирование территории Севера Европейской части России // Проектирование автомоб. дорог. - М., 2004. - С. 19-33. - (Сб. науч. тр. / МАДИ-ГТУ).

ГЛАВА 20. ИНЖЕНЕРНОЕ ОБУСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Дата добавления: 2015-06-04