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	10	3	2	1
(5) западные районы в Европейской части России	1	21	26	28	31
	2	19	21	24	27
	3	17	19	21	23
	4	6	13	15	18
	5	0	0	0	7
	6	0	0	0	0

ЛЕКЦИЯ №5.