Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1
 

63 страницы

Купить официальный бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Официально распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль".

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Изложены причины образования наледей, их классификация и вредные воздействия на искусственные сооружения, основные требования по выбору мест переходов через водотоки и их гидрогеологическому обследованию. Даются методы определения параметров наледей, проектирования мостов и труб и противоналедных сооружений, приводятся рекомендуемые типы сооружений.

Заменен на Руководство по проектированию, строительству и экспл...: Руководство по проектированию, строительству и эксплуатации искусственных сооружений автомобильных дорог на водотоках с наледями

Оглавление

1 Общие положения

2 Особенности изысканий и инженерно-геологических обследований переходов через водотоки с наледями

3 Опеределение расчетных параметров наледей

4 Проектирование искусственных сооружений на водотоках с наледями

Приложение 1 Примеры определения расчетных параметров наледей

Приложение 2 Расчет глубин промерзания рачного и грунтового потоков у искусственных сооружений

Приложение 3 Пример расчета безналедного пропуска водотока с применением закрытого утепления лотка

Приложение 4 Паспорт наледи № __ (форма)

Приложение 5 Теплофизические характеристики грунтов и материалов

Показать даты введения Admin

Страница 1

МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ РСФСР

РУКОВОДСТВО

по проектированию искусственных сооружений автомобильных дорог на водотоках с наледями

МОСКВА «ТРАНСПОРТ» 1978

Страница 2

МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ РСФСР

Одобрено

Научно-техническим советом Мянавтодора РСФСР 30 ноября 1977 г.

РУКОВОДСТВО

по проектированию искусственных сооружений автомобильных дорог на водотоках с наледями

МОСКВА «ТРАНСПОРТ» 1978

Страница 3

УДК 551.328.4 :624.21

Руководство по проектированию искусственных сооружений автомобильных дорог на водотоках с наледями. Минавтодор РСФСР, М., «Транспорт», 1978,61 с.

Изложены причины образования наледей, их классификация и вредные воздействия на искусственные сооружения, основные требования по выбору мест переходов через водотоки и их гидрогеологическому обследованию. Даются методы определения параметров наледей, проектирования мостов и труб и противоналедных сооружений, приводятся рекомендуемые типы сооружений.

Руководство предназначено инженерам н техникам.

Ил. 21, табл. 7.

Руководство разработано отраслевой научно-исследовательской дорожной лабораторией Воронежского инженерно-строительного института (ОНИДЛ ВИСИ) совместно с Омским филиалом Союз-дорнни на основе научно-исследовательских работ, выполненных ОНИДЛ ВИСИ н Омским филиалом Союздорнии, а также на основе обобщения опыта строительства и эксплуатации искусственных сооружений на -водотоках с наледями на Северо-Востоке СССР. При составлении Руководства использованы материалы исследований СибЦНИИСа (С. М. Большакова), НИИЖТа (Д. М. Меркулова), ХабИИЖТа (Е. А. Румянцева).

Руководство составлено кандидатами техн. наук В. А. Дементьевым и Н. Ф. Савко при участии инженеров А. П. Казакова и Н. А. Морозовой. При окончательном редактировании Руководства учтены замечания рецензентов СибЦНИИСа, Ленгипротранса, НИИ мостов, Союзорнии и Гнпродорнии.

Замечания по Руководству следует направлять в Главдортех Мннавтодора РСФСР.

Выпущено по заказу Министерства строительства и эксплуатации автомобильных дорог.

Р

31801-661 049(1)-78

без объяв л.

©

Министерство строительств* и эксилуа* тацни автомобильных дорог РСФСР, 1978.

Страница 4

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Наледью называется скопление льда, образовавшееся в результате вытекания на поверхность речных, грунтовых или подземных вод и их послойного замерзания.

1.2.    Наледи образуются поздней осенью и зимой при промерзании потока речных и грунтовых вод, когда на их пути встречаются различные сопротивления — перекаты, мерзлотные перемычки, закупорки донным льдом Если в основании имеется водоупор ввиду водонепроницаемых пород или вечной мерзлоты, то в потоке речных или грунтовых вод создается напор, под действием которого образуются бугры пучения, происходит их растрескивание, периодическое вытекание воды на поверхность, ее растекание и замерзание. Совокупность этих физико механических явлений называется наледным процессом.

1 3 В СССР наледи распространены главным образом на Северо-Востоке и в Восточной Сибири в районах с суровым климатом, сильно развитой сетью небольших горных рек и водотоков, относительно небольшим снежным покровом и неглубоким залеганием водоупоров в виде вечной мерзлоты или плотных горных пород.

1.4. На образование наледей, кроме природных факторов, большое влияние оказывает строительство дорожных сооружений, которое нарушает естественный режим протекания речных и грунтовых вод, что часто приводит к возникновению наледного процесса.

Классификация наледей

1.5.    Наледи классифицируются по следующим факторам:

A.    По источникам питания наледи бывают: 1) поверхностных вод (речные); 2) грунтовых вод рыхлой толщи (грунтовые); 3) подземных вод (ключевые); 4) от таяния снега; 5) смешанных вод.

Б. По происхождению наледи разделяются на: 1) природные, которые возникают и развиваются в естественных природных условиях, 2) искусственно вызванные, возникающие от нарушения водно-теплового режима водотоков и грунтов при дорожном строительстве.

B.    По месту отложения наледи бывают: 1) русловые; 2) логовые; 3) косогорные и 4) откосные.

Г. По размерам наледи классифицируются:    малые объемом до 1000 м3;

средние — 100(^—10 000 м3; большие —10 000—100 000 м3; очень большие — 100 000 — 1 000 000 м3; гигантские — более 1 000 000 м3.

Д. По степени опасности наледи разделяются на- 1) неопасные, не оказывающие вредного воздействия на инженерные сооружения; 2) опасные, которые вызывают нарушение нормальной работы сооружений, 3) очень опасные, представляющие непосредственную угрозу движению транспорта и устойчивости сооружений.

1.6.    Сложные природные условия, в которых развиваются наледи, в сочетании с дополнительным влиянием на нх развитие дорожных сооружений, обуславливают многообразие наблюдаемых в полосе дороги притрассовых наледей. Генетические типы наледей, их морфологические характеристики и ледотермнчес-кий режим приводятся в табл 1.

3

Страница 5

Геиетичсские типы и морфологическая характеристика наледей

Таблица 1

Тип киш)

Характерны* схемы овратиаав <■

Морфологические приямки

НИМ

МММ

ЛеаотерммчеекиВ режим кип»

1. Наледи поаерямост иых вод

Наледи образуются в русло воА части водотока, изливаясь потоком на поверхность речного льда и реже по диу долин. В плане повторяют очертания русла и дна долин. Поверх мости льда ровная нлн вогну тая, осложненная перепадами и редкими буграми вспучива ння льда. Лед наледи тонко-сдойный, чистый, белый н го лубой, с прослойками снега и воздуха

Возникают обычно сразу же после ледостава на расчищаемых от снега участках при скальном ложе реки (схема /а); на перекатах (схема /б); на отмелях, распластанных галечни-ковых руслах, при закупорке русел грунтом, донным льдом и т. я. (схема /в); при увеличении расходов воды в реке (схема /г)- Действуют до полного промерзания водотока. У временных водотоков рост наледи прекращается к кошу первой половины зимы. Наледи постоянных водотоков. особенно образующиеся по схеме 16. достигают огромных размеров

It

ч

fiti

Страница 6

II. Нлман грунтовых вод рыхлой толщи

Наледи образv-отс* на рас чищенных от снега временных дорогах и участках русел нарушенным мохораститель-ним покровом (схема //о) участках с распластанными галечниковымн руслами малых рек м ручьев (схема 116) участках русел и логоо с рез ко суженным подрусловым таликом (схема Ив), участках русел и логов при стеснении подруслового потока фунда ментом трубы (схема Иг) или моста (схема Пд). Имеют раз личные размеры в зависимости от глубины Н, залегания во доупора. формы и размеров переката (а), глубины h промерзания и состава грунта та лика, уклона J местности, кон струкиин фундамента искусст венного сооружения. Лед на леди зернистый, с включением оледенелого снега, слабо окра шен в цвет грунтов, вмещающих водный поток

Наледи появляются: по схемам Па и Пг после промерзания грунта до зеркала грунтовых вод; по схемам 116 и Ид после промерзания по-ворхяосгиого водотока; по схеме Пв с наступлением устойчивых отрицательных температур воздуха. При —    прекращают    свою    дея

тельность в первую половину зимы; при Н, — Л(>Аия действуют всю зиму и достигают значительных размеров

Страница 7

e>

Тип uajcaeft

Характерные схемы образованна МММ

III. Наледи подземных вод (более глубоких водоносных уровней)

Ш Ярммм» .

ДА/мете подзем ни t Mi

Морфологические прилики имели

ЛедотсриическиА режим наледи

Преобладают удлиненные формы, оытямутые по уклону рельефа, вдоль логов и русел Отличаются значительными размерами по плошади и мощности льда, особенно если развиваются за счет напорных (артезианских. трещинных) вод, выходящих по тектоническим трещинам и разломам.

Характерно наличие незамерзающих участков (полыней), эрозированмых нзледных полян, наледиых бугров, крупных бугров пучения с ледяными ядрами (гидролакколитов).

Возникая от намерзания воды источников подземных вод. характеризующихся относительно постоянным режимом, эти наледи действуют всю зиму, образуя нередко значительные скопления льда. Период интенсивного развития наледи начинается, когда промерзают поверхностные водоносные пути, что совпадает обычно с периодом наступления наиболее низких температур воздуха. Наледи иногда бывают многолетние

Страница 8

IV. Наледи них вод

Лед преимущественно чистый, голубой, косослоистый, часто с наличием бугров вспучивания Из всех типов наледей — наиболее опасные

смешан

утеяае atJjfwi М

Наиболее часто встречаю ошеся случаи сочетания схем / // в различных вариантах

Наледн этого типа характе радуются сочетанием форм и признаков, типичных для наледей различных гипсе (поверх-иостиых. груитолых и подземных вод) с преобладанием степени выраженности по доминирующему в литании типу вод

Особенности режима и динамики определяются типами вод. питающих наледи

Страница 9

Вредные воздействия наледей на искусственные сооружения

1.7. Наледи оказывают вредные воздействия на искусственные сооружения и часто создают затруднения при их эксплуатации. Наледи могут:

1)    закупоривать отверстия малых искусственных сооружений и затруднять пропуск весенних вод;

2)    затоплять проезжую часть подходов к искусственным сооружениям и затруднять движение транспорта;

3)    переувлажнять грунты у искусственных сооружений и земляного полотна подходов, что приводит к пучению и деформациям конструкций труб и мостов;

4)    изменять конфигурацию русла водотока при стоке весенних вод по на-ледному льду;

5)    создавать условия для размывов конусов и земляного полотна подходов.

Кроме непосредственного вредного влияния, наледи могут косвенно создавать условия для деформации искусственных соруженнй и сокращения срока нх службы. При околке наледного льда у труб нередко повреждается защитный слой бетона, арматура обнажается н подвергается коррозии. Это сокращает срок их службы.

2. ОСОБЕННОСТИ ИЗЫСКАНИИ И ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ

ОБСЛЕДОВАНИИ ПЕРЕХОДОВ ЧЕРЕЗ ВОДОТОКИ С НАЛЕДЯМИ

2.1.    При изысканиях автомобильных дорог в наледных районах необходимо места укладки трассы стремиться выбирать с таким расчетом, чтобы образование наледей у искусственных сооружений н земляного полотна дороги исключить совсем или сделать его минимальным. Рекомендуется рассматривать варианты обхода наледных участков, производя нх технико-экономическое сравнение с учетом строительства постоянных противоналедных сооружений и эксплуатационных затрат на борьбу с наледями.

2.2.    Наледи прогнозируются по материалам гидрогеологических обследований водотоков на основе потенциальных факторов наледеобразования и сведений, получаемых от старожилов за предыдущие годы.

2.3.    Наледеопасны ми участками являются:

1)    склоны северной экспозиции с неглубоким залеганием вечномерзлых грунтов, имеющие надмерзлотные воды;

2)    групповые выходы родников подземных вод;

3)    сильно заболоченные склоны;

4)    устья водотоков, особенно места слияния нескольких водотоков;

5) водотоки с распластанными руслами с малыми глубинами и выступающими из воды грядами галечника;

6)    перекаты со скальными выступами н валунами;

7)    порожистые участки.

2.4.    Неопасными в отношении наледеобразования и благоприятными для прокладки трассы являются:

1)    водораздельные участки;

2)    склоны антиклинальных долин;

3)    борта моноклинальных долин с падением пластов в глубь склона;

4)    сухие склоны и террасы южной экспозиции;

5)    водотоки с глубокими узкими руслами, заросшими растительностью.

2.5.    Водбтоки рекомендуется пересекать на прямых участках с концентрированным руслом, избегая перекатов, островов, конусов выноса, устьевых участков рек и их притоков.

2.6.    На водотоках с прогнозируемым образованием наледей, кроме работ по изысканиям переходов в обычных условиях, должны быть произведены специальные гидрогеологические обследования и собраны дополнительные данные, которые необходимы для проектирования искусственных сооружений и противоналедных мероприятий. При обследовании водотоков необходимо зафиксировать вес источники подземных вод, а также поверхностные ручьи и грунтовые воды, определить степень заболоченности склонов, их уклоны и положение водо-упоров.

8

Страница 10

2.7.    В результате специальных обследований водотоков с прогнозируемыми наледямн должны быть собраны следующие данные:

1)    сведения об образовании наледей н их размерах в предыдущие годы по опросу старожилов и следам на местности;

2)    продольный гидрогеологический разрез по дну водотока или лога (снимается в границах 300 м выше предполагаемого места/ образования наледи я 100 м ниже места перехода);

3)    поперечный гидрогеологический разрез в предполагаемом месте образования наледи;

4)    поперечный гидрогеологический разрез на расстоянии 25—50 м выше предполагаемого места образования наледи;

5)    план лога в горизонталях в масштабе 1 :2000 — 1 :5000;

6)    источники питания наледей н их местонахождение;

7)    расходы воды в осенние и зимние месяцы поверхностных водотоков и подземных источников;

8)    коэффициенты фильтрации, уклоны логов н склонов, источники питания для обводненных логов, площади фильтрации грунтовых вод;

9)    подробная характеристика грунтов русла и склонов лога, рельефа и растительности;

10)    температура воды для осенне-зимних условий;

11)    химический анализ воды;

12)    глубина зеркала грунтовых вод в начале промерзания;

13)    средневзвешенный уклон водотока;

14)    сведения о наличии перекатов, их расположение и размеры;

15)    данные о промерзания водотока, уровни воды перед ледоставом;

16)    данные о снегозаносимости, характеристика ветров и их направление.

Среднемесячные и абсолютные минимумы температуры воздуха, средние я

минимальные толщины снежного покрова; а также даты его выпадения принимаются по климатическому справочнику для ближайших метеостанций.

2.8.    Гидрогеологические обследования на наледеопасных водотоках следует производить осенью или в начале зимы, когда могут быть получены необходимые данные об осенне-зимних расходах, подрусловых и грунтовых водах и др.

2.9.    На водотоках с образованием наледей после изысканий необходимо в течение 2—3 лет ежегодно в марте-апреле производить дополнительные обследования с целью уточнения условий наледеобразования со съемкой наледных полей. Для проектирования противоналедных сооружений план лога на таких водотоках снимается в масштабе 1 :500.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ НАЛЕДЕЯ

3.1. Основными параметрами наледей, которые используются при проектировании искусственных сооружений и противоналедных устройств служат: мощности наледи (средняя по участку, средняя максимальная и наибольшая), длина, площадь и объем наледи.

Расчетные значения параметров наледей устанавливаются с учетом генетического типа наледи (см. табл. 1), инженерно-геологических условий наледного участка н конструкции проектируемого искусственного сооружения для наиболее неблагоприятной зимы.

Наледи подземных вод

3.2. Размеры, объем и конфигурация наледей подземных (ключевых) вод находятся в прямой зависимости от дебита источников, формы речной долины, климатических условий и существенно меняются по годам.

2-446

9

Страница 11

Расчетные параметры ключевых наледей определяются по формулам:

ДН<“> = 3,2.10-»    |,1А«;

Л*йх=1.5дН<«>;

4 Н™ = 2.25 Д //<“> ;

f(K) ш 32-HEQ,,, .

Iх t*03 тр

Ш /<“> л,р;

И*>« 1,25фт,

)

О)

где Д //JJ'    —    мощность ключевой наледи средняя по участку, м;

A    средняя максимальная мощность наледи, т. е. средняя из за

меренных вдоль наледного массива по центру русла, м;

ДЯ(н) — наибольшая мощность наледи, м;

х — продолжительность периода наледеобразования (по данным метеорологической станции), ч;

/•оз — среднедекадная температура воздуха в начале периода наледеобразования (по данным метеорологической станции), °С;

П — коэффнцнет, учитывающий неравномерность питания наледи, равный отношению среднего дебита Q за период наледеобразования к максимальному Qт«х в начале периода наледе-образования; тр — средняя ширина наледного лога, м;

Н0г — сумма осадков за период образования наледи, м; j> (к)' /г(м)^ у(к) — соответственно длина, площадь, объем ключевой наледи;

р — коэффициент, определяемый в зависимости от толщины снежного покрова в начале зимнего периода:

Толщина снежного    покрова, м . . . 0,10    0,15    0,20    0,25    0,30    0,35

Коэффициент р........ 0,90    0,70    0,55    0,45    0,38    0,33

При образовании наледей по схемам 1116 и Шв (см. табл. I) строят кривые распределения среднедекадных температур воздуха по годам за 15—20 лет и кривые толщин снежного покрова. По кривым распределения температур определяют начало наледеобразования, которое соответствует первой декаде с наиболее низкими температурами воздуха, и продолжительность периода наледеобразования т, исчисляемого от начала наледеобразования до даты перехода среднедекадных температур воздуха через 0° весной. За расчетные принимают максимальное значение т и минимальную высоту снежного покрова в начале зимнего периода, вычисленные по графикам распределения температур и толщин снежного покрова по годам.

Началу наледеобразования по схемам Ша и Шг соответствует время перехода температуры через —5°С осенью (пример расчета параметров ключевой наледи приведены в прнлож. I.).

10

Страница 12

Наледи поверхностных вод

33. Мощности наледей поверхностных вод (речных), образующихся по схеме 1а или при сочетании 1а и Iб (см. табл. I), определяют по формулам:

* «1К, = 1.54 Н<»; Д //<р> = 2,25А

(2)

N — Н9 — ЛПр;

М = Ьп'.(Нл — Апр);

где Д Н%\ Д 4 //"> -

мощности речной наледи соответственно средней по участку, средней максимальной н наибольшей; / — средневзвешенный уклон водотока; D — параметр. значение которого определяются по графикам (рис. 1) в зависимости от величин N и М, которые вычисляются по формулам (3); Я. — глубина потока в начале ледостава; Лпр —глубина промерзания выше стесненного участка; Лв — мощность водного потока в зоне стеснения.

3.4. Параметры наледей, образующихся на горных реках по схеме 16 (участки с перекатами) н по схеме 1в (см. табл. 1) (распластанные галеч-ннковые русла с меандрирую-щнми потоками) определяют по следующим формулам:

Рис. 2. График для определения параметра К\ в зависимости от п2 и Нш — Лвр

О 20 40    60    00    ЮО    120    *0    160    В

О 4 в 12    16    20    24    28    32    В

200 400 600 в00 W00 1200 1400 16001800 В

50 70    90    110    130    150    ПО    190    210    В

Рис. I. Графики для определения парамет ра О при /и :(#■ — /*вр)>0,1

и

Страница 13

Д//<« = 1.1 (г + *<*);

Д «<ГЛ-1.5Д/^>;

Д/У<Р> = 2.25ДЯ1Р>;

/<р) = -4— (2,25-10» г' V7j) ,

*803

рЫштрР*: p<P>= д/у<Р>тр/<Р>,

где г — общая мощность слоя наледной воды, вышедшей на поверхность, м;

У — толщина слоя наледной воды, вышедшей на поверхность при промерзании водотока на глубину ftnP в 0,104-0,20 м;

воз — средняя температура воздуха в начале наледеобразовання (первая декада ледостава).

Величины z н г‘ звнсят от условий образования наледи. При образовании наледи по схеме 16 (см. табл. 1) их определяют по графикам на рис. 3. предварительно вычислив значения параметров:

где Н% — глубина реки на перекате в начале ледостава, м;

Л'лр—глубина промерзания реки на перекате в конце зимнего периода (при определении 2), м;

g — ускорение силы тяжести, м/с2;

/С| — параметр, определяемый по графику (рис. 2) в зависимости от коэффициента шероховатости ложа реки п2 н величины (7/® —Лвр<);

Нш, Лп.» — параметр, определяемый по графику (рис. 2) в зависимости от коэффициента шероховатости ложа реки п2 и величины (//■ — A0pj;

£/ — коэффициент полного сопротивления перемычки (подводного контура), определяемый по формуле:

Vе

1.5-

(6)

Страница 14

О ^ Irl I М 11    4—Ц—1—LJ

113 4 5 6 7 8 9 10111Z13141516171819 R

Рнс 4- Графики для определения величины г при образовании наледи поверхностных вод по схеме 1в (см. табл. 1)

Страница 15

При образовании наледи по схеме 1в (см. табл. 1) значения гиг' определяют по графикам (рис. 4), вычислив параметры

А — -—- и    В    =    .    (7)

Sck.VT    *•    ’

2С = 0,88 + 3(Я„р-Лпр).(Я,-/1пр),    (8)

где Кф — коэффициент напорной фильтрации грунта перемычки;

— коэффициент сопротивления грунтовой перемычки;

Яяр —глубина промерзания на участке образования наледи (на распластанном русле водотока), м.

Пример расчета параметров речной наледи приведен в прилож. 1.

Наледи грунтовых вод

3.5. Мощности наледей грунтовых вод, образующихся в результате нарушения природных условий (схема На) (см. табл. I) или при стеснении водоносного слоя фундаментом трубы (схема Пг), определяют по формулам:

Д н['> = 1.1 (г, + г, + Аос); АЯЙ,- 1.5ЛЯ</р>;

ДЯ<Г) = 2,25 ДЯ<гр>

г,= 0.88V    (Я,    —    А,);

*,= 2<гК^(Я.-л.);

2с = 0,88 +

3 (Лм п — Ле ст) . Я.-Лест *

Ь -г

* *=

1 При

Лип — ^есг Я,-Ле ст

>0.17;

3 (Амп - ftfcr) |80о Нь — Лест

При

Лил — Л<

я.-л*

<0.17,

(9)

(10)

00

(12)

(13)

где Нш — глубина залегания водоупора, м;

— коэффициент сопротивления грунтовой перемычки, определяемый по формуле (12);

б — коэффициент, значения которого определяются из условий (13);

Лест — глубина промерзания в естественных условиях (при Лес»<Лв в расчетах принимают Лест ■ Л.);

Лив — глубина положения границы мерзлоты (контура подземной перемычки) под искусственным сооружением или на стесненном участке (схемы Па, Пг в табл. 1);

Л. —глубина залегания зеркала грунтовых вод, м;

6' — параметр, определяемый в зависимости от отношения глубины залегания зеркала грунтовых вод к глубине залегания водоупора:

14

Ьш/Нш

б' .

0,03    0,05    0,10    0,15    0,20 0£5    0,30

0,26    0,35    0,47    0,60    0,67 0J3    0,80

• • • •

Страница 16

Величина Лив зависит от характера и степени нарушения природных условий и определяется расчетом:

1)    при расчистке снега или снятии мохо-торфяного покрова Лив равно глубине промерзания на участке с нарушением естественных условий;

2)    при устройстве фундаментов труб

Лип — Лпт 4- Лф,

где Лф — высота фундамента трубы, м;

Лот—-глубина промерзания водоносного слоя под трубой, определяемая расчетом, м (см. прилож. 2).

3.6. Мощность природных грунтовых наледей, образующихся по схеме Пв (см. табл. I), определяют по формулам:

д я<гр> = 1.1 (г + ft ос);

4H*r) = 2,25ДЯ'гр);

(14)

Л= I • [S С /" (Я, — Ллр)|;

В = 5 V7: [/Сф Уя (Я,-Л„р));

2t = 0.88 + 3а:Н„

(15)

(1C)

где z — величина, определяемая по графикам (см. рис. 4) в зависимости от параметров А и В;

а — максимальная высота переката, м;

«—коэффициент, учитывающий характер движения водного потока.

При ламинарном движении л — 1, при турбулентном п — 0,5. Для потоков мощностью до 2—2,5 м, фильтрующих в мелкозернистых средах (супеси, пески), характерен ламинарный режим движения.

3.7. Мощность природных грунтовых наледей, образующихся по схеме 116 (см. табл. 1) на распластанных галечниковых руслах водотоков, определяют по формулам:

ДЯ$ = 1.1 [bSCJ^tf.-ftopJ + Ao.]:

LHSb-iMHgi

ДЯ<Г> = 2,25 Д Я*гр>;

2 С = 0.88 + 3 (ft - ftnp). (Я, - Апр),

(17)

(18)

где — определяется по формуле (18);

h — глубина промерзания на участке образования наледи (распластанное русло);

Л„р — мощность ледяного покрова за пределами наледного участка;

6 — определяется по формулам (13), но вместо hMU и Л«ст подставляются соответственно Л и Лор.

15

Страница 17

3.8. При образовании наледей в результате нарушения природных условий водотока строительством моста (схема ид по табл. 1) их параметры определяются по формулам:

где Д A/Jp\    А    Я*с)    —    соответственно    средняя    по    участку,    средняя    мак

симальная и наибольшая мощности наледи, образующейся перед сооружением (мостом) за счет вод поверхностного водотока и вод подруслового талика, м;

zh z2 — величины, определяемые по формулам (10) и (11)» в которых вычисляется по формуле (18а), но 6 вычисляется по формулам (13) н вместо hum подставляется с; с —глубина положения контура мерзлостной перемычки под мостом (схема Ид по табл. 1), определяемая по формуле (20);

Лор — количество пролетов моста;

/еа —величина пролетов моста в свету, м; а — ширина более глубокого промерзания вокруг опор, равная 0,5— 1,0 м; hu —глубина промерзания грунта в пролетах между опорами (определяется расчетом согласно прн-лож. 2);

л<>а — число промежуточных опор;

Ны — глубина промерзания грунта около опор, на ширине а (принимается hu - 1,2 Лм);

Ь — ширина опор;

Уов —глубина заделки опор в водоносный слой;

В — расстояние в свету между береговыми опорами.

Примеры расчета параметров грунтовых и смешанных наледей приведены в прнлож. 1.

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИИ НА ВОДОТОКАХ С НАЛЕДЯМИ

Принципы проектирования и типы сооружений

4.1.    На водотоках с наледями искусственные сооружения должны быть запроектированы так, чтобы наледи не оказывали на них вредных воздействий н не создавали затруднений при эксплуатации в течение всего срока службы. Это достигается применением рациональных типов сооружений, максимальным сохранением на переходе природных условий, организацией зимнего стока, строительством противоналедных сооружений и проведением мероприятий по борьбе с наледями в период экслуатацнн.

4.2.    Искусственные сооружения на водотоках с наледями проектируются на основе данных инженерно-гидрогеологического обследования водотоков и прогноз вання наледных процессов.

. эгнозироваине наледого процесса, кроме анализа данных гидрогеологического обследования, производится путем расчета глубины промерзания водотока в пределах искусственного сооружения и на прилегающем к нему участке.

А = 1,1 (а, + г, + Лос) + Д Н§;

А «й, = 1.5 л ;

ДЯ<С> = 2,25 А//<'>;

(19)

2 С = 0.88 + 3 (С — Лк,). (Я, — A,crV.

(18а)

(20)

Страница 18

Расчет производится по методике, изложенной в прилож. 2. По результатам расчета строятся графики хода промерзания поверхностного и грунтового но-токов. По ним устанавливаются вероятность н размеры развития наледмого процесса.

Используя данные расчета глубины промерзания, по формулам раздела 3 определяются параметры наледи, по которым проектируются тип н размеры искусственного сооружения и намечаются мероприятия по предупреждению яаледного процесса или уменьшению масштаба его развития.

4.3.    Применяемые на наледных водотоках типы искусственных сооружений не должны вносить больших нарушений в естественный водно-тепловой режим. Чтобы не вызвать активизацию наледного процесса, стеснение подруслового потока фундаментами сооружений должно быть минимальным и на месте перехода необходимо максимально сохранять естественные природные условия.

4.4.    На водотоках с природными и прогнозируемыми наледямн рекомендуется проектировать следующие типы искусственных сооружений:

1)    свайно-эстакадные мосты;

2)    мосты с увеличенными отверстиями;

3)    прямоугольные железобетонные трубы (кроме водотоков с природными наледями);

4)    круглые трубы железобетонные н из. гофрированной стали (кроме водотоков с природными наледями) *;

5)    прямоугольные свай но-щитовые трубы;

8) многоярусные железобетонные прямоугольные трубы;

7)    мосты и трубы в комплексе с утепленными лотками;

8)    мосты и трубы в комплексе с протнвоналеднымн заграждениями и поясами.

Выбор типа искусственного сооружения зависит от водности водотока, мерз-лостно-гидрогеологических условий, размеров наледи, характера ее действия и принятого принципа проектирования.

4.5.    Отверстия искусственных сооружений определяются расчетом на пропуск паводков согласно СН 200-62 и наледей, если последние предусматривается пропускать через отверстие по поверхности ледяного покрова.

При гидравлическом расчете отверстия не учитывают срезку и размыв, напорный и полунапорный режимы для труб не допускаются. Отверстия назначают не менее: для круглых и прямоугольных труб — 2 м, для мостов —9 м.

4.6.    Для максимального сохранения естественных условий протекания водотока необходимо стремиться не нарушать в зоне искусственного сооружения ыохорастительный покров и не делать мощение. При необходимости укрепления русла в конструкция укрепления надо предусматривать теплоизоляционный слой яз мха или торфа толщиной 0,2—0,3 м в плотном теле.

4.7.    Малые мосты рекомендуется проектировать, как правило, на свайных опорах (рис. 5). При невозможности погружения свай забивкой можно приме-пять бурообсадные сван или буроопускные столбы. Если в основании залегают пучянистые грунты, опоры целесообразно проектировать с наклонными сваями <см. рис. 5).

4.8.    Сваи опор мостов необходимо делать из бетона с маркой не ниже 400, желательно круглого сечения.

Если на реке наблюдается слабый ледоход или карчеход, с верховой стороны опоры рекомендуется предусматривать ледорезные сваи. При значительном ледоходе тело опор можно делать в виде стенок или массивным, предпочтительно на высоком свайном ростверке, чтобы меньше стеснять подрусловый поток.

4.9.    При благоприятных грунтах круглые и прямоугольные трубы следует проектировать без фундаментов на гравийно-песчаных подушках или лекальных фундаментных блоках (рис. 6) так, чтобы глубина промерзания грунта под трубой не превышала глубину промерзания в бытовых условиях. Для этого в основании трубы необходимо предусматривать теплоизоляционные подушки.

1 До последующего уточнения СНиП. 3-446

17

Страница 19

Рис. 5 Конструкция свайно-эстакадных мостов для водотоков с наледями:

a — фасад; б — опоры с вертикальными сваями; б — то же. с наклонными; ZMf — верхняя граница вечной мерзлоты. У// —уровень наледи; — средняя отметка дна лоеш

Сборные элементы круглых труб рекомендуется делать длинномерными (длиной 2—5 м) с учетом диаметра труб н грузоподъемности кранов, применяемых для монтажа.

4.10 Толщину теплоизоляционной подушки под трубой при применении естественных теплоизоляционных материалов можно определять по формулам

I    j / ^гр Стп

//ш— (Лпт — Лесг); I/ :    1$    (21}

Ч    Г    Агп    <?гр

де Лпт —глубина промерзания грунта под фундаментом трубы за зимний период при отсутствии теплоизоляционной подушки (определяется по прнлож. 2), м;

/*ф — высота фундамента (плиты), м;

Рис. 6 Конструкция круглой трубы на водотоках с наледями:

Т — насыпь; 2 — тело трубы; 3 — оголовок; ¥ — укрепление русла; 5 — теплоизоляциипая псдушка; б — зеркало грунтовых вод; 7—граница сезонного промерзания: 8 — водоносные слой; $ — водоупор; 10 — фундамент; // — укрепление откосе насыпи

Страница 20

htст —глубина промерзания в естественных условиях с верховой стороны трубы (определяется по прнлож. 2), м;

Ятв. Ягр — коэффициенты теплопроводности материала соответственно теплоизоляционной подушки и грунта в основании фундамента трубы в мерзлом состоянии, ккал/м ч град;

Qra. Qrp — количество скрытой теплоты льдообразования в единице объема материала соответственно теплоизоляции (мох, торф и I. и) п грунта, ккал/м3.

Толщина теплоизоляционной подушки из искусственного теплоизоляционного материала (пенопласта, полистирола) определяется исходя из условия Л„т^Л«с1» где глубина промерзания хрунта под фундаментом трубы за зимний период при наличии теплоизоляционной подушки Лпт рассчитывается по методике прнлож 2 при

Яи —    ^    "Ь    Нц:    t

где Лф, Яф — соответственно высота и коэффициент теплопроводности фундамента;

Ип, Яв —- соответственно толщина и коэффициент теплопроводности теплоизолирующего слоя.

4.11.    Если подошва фундамента (теплоизоляционной подушки) трубы располагается ниже зимнего уровня грунтовых вод, то проектировать трубу с таким фундаментом не рекомендуется. В этом случае целесообразно запроектировать свайно-щитовую трубу или мост.

4.12.    На слабых грунтах и при наличии вечномерзлого грунта в основании можно применять свайно-щитовые трубы Ленгипротранса (рис. 7). Конструкция таких труб обеспечивает минимальное нарушение естественного мерзлотно-гидрологического режима водотоков. Кроме того, при отсутствии нижней бетонной плиты конструкция трубы удобна для устройства утепленного лотка и без-наледного пропуска водотока.

4.13.    На водотоках с природными или прогнозируемыми наледями искусственные сооружения проектируют по одному из следующих трех принципов:

1) свободный пропуск наледи через зону искусственного сооружения;

Рис. 7. Конструкция прямоугольной железобетонной свайно-щитовой трубы

Ленгипротранса:

! — гидроизоляция; 2 — насадки; 3 — закладные плиты; 4 — пляты перекрытия; 5 — защитен* слоя цементного раствора; 6 — растительный мохо-торфяной слой: 7 — железобетон-вые сваи или столбы; 8 — укрепление растительного слоя деревянным настилом, покрытым камнем крупностью 15 см; 9 — верхняя граница вечной мерзлоты; 10 — щебеночная подушка

3*

19