Продольный профиль горных дорог
В горной местности рабочие отметки по оси дороги не характеризуют поперечный профиль и объёма земляных работ. Это вызывается тем, что при одной и той же отметке при различной крутизне косогора краям земляного полотна могут соответствовать большие или меньшие выемки и насыпи. Поэтому положение продольного профиля контролируют по поперечным профилям, добиваясь устойчивого положения земляного полотна и по возможности уравновешивания объёмов насыпи и выемки. На основе опыта проектирования рекомендуется чтобы на косогорных участках в пределах выемки была расположена часть земляного полотна не меньше следующих величин:
| Крутизна косогора, град. | |||
| Величина врезки (% от ширины ЗП) | 50-65 | 70-80 |
(рис.33)
Следует избегать длинных затяжных участков с продольными уклонами более 60 промилле. При неизбежности этого через каждые 2-3 км необходимо предусматривать место для остановки автомобиля в виде горизонтальных участков длиной не менее 50 м с уширением земляного полотна, чтобы остановившиеся автомобили не мешали движению. На затяжных спусках рекомендуется устраивать противоаварийные (тормозные съезды) с уклоном вверх для замедления движения автомобилей.
(рис.34)
Поперечные профили горных дорог.
Для устойчивости насыпи против сползания на косогоре делают уступы шириной 1-4 м с поперечным уклоном в низовую сторону.
(рис.35)
Широко распространена «полунасыпь-полувыемка».
(рис.36)
Поскольку съезд с дороги невозможен, устраивают откосы максимальной крутизны, допускаемой слагающими их породами, устанавливая на обочинах надёжные ограждения.
(рис.37)
Для обеспечения устойчивости земляного полотна на дорогах 1-3 категорий применяют поперечный профиль типа «полка».
(рис.38)
На крутых склонах устаивают подпорные стенки и банкеты.
(рис.39)
Устраивают подпорные стенки из армированного грунта.
(рис.40)
Для защиты откосов выемок из легко выветривающихся пород, устраивают защитные стенки. Они не поддерживают откос как подпорные стены, а лишь прикрывают его, защищая от природных воздействий.
(рис.41)
На крутых склонах, где требуется значительная высота подпорных стен, устраивают полумосты.
(рис.42)
На обрывистых скальных склонах устраивают балконы – консольные конструкции, на которых частично размещается земляное полотно.
(рис.43)
Лекция 7. (06.04.2012).
Тема: Проектирование дорог в районах распространения вечномёрзлых грунтов.
Вечномёрзлыми называют грунты, содержащие замёрзшую воду и имеющие температуру ниже нуля в течении длительного периода времени, измеряемого десятками тысячелетий. Мощный слой мёрзлых грунтов возрастает к северу страны и у берегов Северного-ледовитого океана превышает 500 м. В мёрзлой толще грунтов содержится лёд. При оттаивании мёрзлые грунты оказываются избыточно увлажнёнными, а возведённые на них сооружения претерпевают значительную осадку. Верхний слой грунта, который в тёплое время года оттаивает, а зимой вновь замерзает, называют деятельным слоем. Если он соединяется с поверхностью вечной мерзлоты, её называют сливающейся.
(рис.44)
Оттаивание мёрзлых оснований под насыпями в зависимости от количества льда, содержащегося в грунте, вызывает дополнительные осадки или полное расползание насыпи. Разрушению способствует то, что поверхность подтаявшего под дорогой вечномёрзлого грунта имеет вогнутое очертание. Это вызывает скапливание грунтовой воды, ускоряющей дальнейшее оттаивание.
Различают следующие типы местности:
1) Сухие места с обеспеченным поверхностным стоком
2) Сырые места с избыточным увлажнением в отдельные периоды года (плоские водоразделы, пологие склоны гор)
3) Переувлажнённые места (пониженные места рельефа с развитым мохо-торфяным покровом с необеспеченным водоотводом)
Конструкция земляного полотна должна учитывать изменения водно-теплового режима придорожной полосы, вносимые строительством. В зависимости от климатических условий, рельефа местности, состава грунтов должен быть обеспечен один из следующих температурных режимов мёрзлого грунта в основании земляного полотна:
1) Сохранение вечномёрзлых грунтов в течение всего периода эксплуатации. Применяют при 3 типе местности, когда оттаивание может привести к просадке насыпи. На всей придорожной полосе сохраняют моховой и растительный покров.
2) Частичное оттаивание вечномёрзлого грунта. Рекомендуется для сырых мест. Под земляным полотном допускается частичное оттаивание грунта, величина которого контролируется расчётом.
3) Оттаивание мёрзлого грунта до начала строительства и осушения придорожной полосы. Применяют в южных районах о островной мерзлотой. за год до возведения земляного полотна удаляют растительность и обеспечивают поверхностный водоотвод.
При обосновании необходимой высоты насыпи наряду с требованием обеспечения снегонезаносимости необходимо учитывать также обеспечение заданного температурного режима вечной мерзлоты.
(рис.45)
На косогорных участках низовые откосы защищают от протаивания устройством теплоизоляционных присыпок. Не разрешается устраивать нагорные канавы, которые могут стать причиной глубокого протаивания.
(рис.46)
При необходимости устройства выемок устраивают пологие откосы, защищаемые теплоизоляционными слоями.
(рис.47)
Во время сильных морозов в результате периодического выхода на поверхность грунтовой или речной воды образуется отложения льда, которые называются наледями. Наледи, образующиеся в придорожной полосе, закрывают отверстия водопропускных сооружений, создавая значительные трудности для нормальной эксплуатации дороги. По условиям питания различают несколько видов наледи:
1) Наледи подземных вод образуются в местах выхода воды, постоянно действующих источников глубоких подмерзлотных вод.
2) Грунтовые наледи. При зимнем промерзании деятельный слой в отдельных местах сливается с верхней поверхностью многолетней мерзлоты, разделяя при этом водоносный горизонт на ряд замкнутых объёмов. Вода деформирует промёрзший верхний слой грунта, вызывая его взбугривание. При достижении некоторой высоты бугор растрескивается, а изливающаяся из него вода быстро замерзает.
3) Речные наледи. Их возникновение связано с уменьшением площади сечения водотока при промерзании берегов и увеличением толщины льда, который на мелких местах может смерзаться с дном. Вода не может пройти через оставшееся живое сечение русла и взламывая лёд вытекает на его поверхность.
4) Смешанные наледи. Они образуются от одновременного действия нескольких причин.
Строительство дорог изменяет природный режим вечномёрзлых грунтов. Дорога, очищаемая от снега, промерзает на большую глубину, чем прилегающая местность. Деятельный слой смыкается под полотном дороги с мерзлотой, прерывая движение грунтовых вод. Это создаёт условия для образования с нагорной стороны дороги наледей, вода которых заливает дорогу. При невозможности предотвратить вечномёрзлых возникновение наледей рекомендуется увеличивать отверстия мостов для пропуска речных наледей, из пересекаемых при строительстве дороги водоносных горизонтов отводить воду дренажами.
(рис.48)
В процессе эксплуатации дороги искусственно вызывают образование наледей в стороне от защищаемого объекта с помощью мерзлотных поясов. Мерзлотным поясов называют широкую, но мелкую канаву, отрываемую с нагорной стороны. Зимой их очищают от снега, грунт под ними, быстро промерзая, образует мерзлотную перемычку, вызывающую наледь. Мерзлотные пояса на лето следует накрывать слоем из теплоизолирующего материала, иначе грунт под ними может протаять на большую глубину, чем в других местах. Оставленные на 3-4 года без надзора, мерзлотные пояса перестают действовать.
Селевые потоки – это смесь воды, грунта и камней, стекающие по руслу горных рек. У выхода из лога, где уклон местности уменьшается, сель растекается, скорость его уменьшается, и из него выпадают наносы, образуя конус выноса. Селевые потоки возникают внезапно, действуют в течение короткого промежутка времени, но общий объём материалов, смываемых за один сель может достигать 20000 м3 с 1 км2. Наиболее целесообразно пересекать селевые потоки в пределах транзитного русла, где имеются устойчивые скальные берега, и русло потока фиксировано. Водоток перекрывают одним пролётом моста. При неизбежности пересечения дорогой селевого потока в пределах конуса выноса необходимо прокладывать трассу в его низовой части за пределами зоны отложения крупных камней. Часто устраивают дамбы, которые, замедляя селевой поток, вызывают отложения наносов.
(рис.49)
На дорогах с большой интенсивностью движения проектируют селеспуски, пропускающие селевые потоки над дорогой. Полезно предусматривать комплексные мероприятия по защите от селевых потоков. В частности для прекращения эрозии склонов запрещают рубку леса и уничтожения кустарника, устраивают водоотводные каналы.