Вопрос 86.(93) Причины образования наледей и их виды. Способы ликвидации и предотвращения выхода наледей на а/д (лекции Канищева)
Наледями следует называть продукт послойного намораживания воды любого происхождения ограниченного с одной стороны мерзлым грунтом или льдом с другой холодным воздухом.
Дорожников, в основном, интересуют притрассовые наледи, которые подразделяют на речные, возникающие на участках перехода через водотоки в долинах и логах; и косогорные возникающие на склонах при подрезке их выемкой или полувыемкой.
Наледи на автомобильных дорогах образуются в виде ледяного поля (натечные наледи) или ледяного бугра. Они могут быть естественными или искусственными.
Натечная наледь образуется в результате замерзания воды текущей по твердой поверхности – скале, ледяному покрову водотока, вечномерзлому слою грунта. Имеет послойно намерзшую неровную бугристую поверхность.
Наледный бугор имеет вид выпуклой неровности нарастающей по толщине, а так же по высоте( 4-5 м и более).
Причинами образования наледей могут быть природные, а также искусственные препятствия оказывающие тормозящее или блокирующее воздействие на поток замерзшей воды: каменистые перекаты, закупорка кугой живого сечения водотока, мелкие островки или валуны, места слияния водотоков, выход в русло источников подземных вод и т.д.
Наледи образуются в районах горного и полугорного типов, там где потоки обладают большим запасом кинетической энергии и встречающие на своем пути различные препятствия вызывающие частичное гашение этой энергии. К таким районам относятся Восточная Сибирь, Дальний Восток, а также северный и средний Урал.
При недостаточных высотах пойменных насыпей натечная наледь может выйти на проезжую часть. В результате может привести к буксованию автомобилей при котором подкладки под колеса и цепи могут не быть достаточно эффективными, а оставить автомобиль нельзя в виду возможности примерзания его колес.
Ледяной бугор образовавшийся в непосредственной близости от земляного полотна, отверстия трубы или моста может вызвать деформацию этих сооружений. Кроме того в весенний период стеснение отверстий водопропускных сооружений наледями может привести к размыву насыпи и самих сооружений.
При больших высотах насыпей возможны длительные подпоры воды, которая просачивается в земляное полотно и ослабляет его.
Разнообразные противоналедные устройства подразделяют на:
1.Обеспечивающие свободный пропуск образующийся наледи в низовую сторону полосы отвода;
2.Ограждающие сооружения от образующейся наледи;
3.Предотвращение образования наледи в полосе отвода.
1. Свободный пропуск наледи главным образом применяется прри проектировании мостовых переходов. Для этого водоток перекрывают мостом с пролетным строением равным ширине наледи и отметкой низа пролетного строения на 0,5 м выше максимальной отметки наледи. В условиях эксплуатации дороги способ может применяться в исключительных случаях, т.к. является дорогостоящим.
2. В качестве ограждающих противоналедевых устройств чаще всего применяются: грунтовые и снежные мерзлотные пояса, валы, водоотводные канавы, переносные щиты. Снежные валы, переносные щит, мерзлотные пояса применяют на участках с наледями прекращающими свою деятельность в первой половине зимы при уклоне местности в сторону трассы менее 50 %о . Снежный вал устраивают на высоту не менее 0,5 м. Для чего с полосы шириной 5-15 м сгребают снег одновременно создавая мерзлотный пояс удаляя вместе с снегом растительность и мох. В результате глубокого сезонного промерзания грунта образуется перемычка, препятствующая движению грунтового потока воды, которая изливается на поверхность образуя наледь выше по течению от мерзлотного пояса. Мерзлотный пояс должен быть достаточно длинным для исключения обхода его наледью. В летний период времени его необходимо накрывать утеплителями для предотвращения изменения глубины промерзания грунта.
Н участках систематического образования наледей устраивают постоянные задерживающие валы из недренирующих привозных грунтов высотой 1,2-2 м не ближе 5-6 м от дороги. Водонепроницаемый грунт заглубляют до местного водоупора и заставляют фильтрующую воду подниматься на поверхность, где она замерзает.
Для облегчения задержания наледей постоянными валами на склонах и выемках целесообразно делать откосы выемки с нагорной стороны полочками 1:3.
3. При образовании наледи в зоне водопропускного сооружения необходимо уделить внимание регулированию водного потока. Для этого на расстоянии 1 км от сооружения вверх по водотокуи 0,3-0,4 км вниз выполняются работы по выравниванию русла: Ликвидируют каменистые перекаты, мелкие островки, крутые повороты, петли, убрать большие валуны, старые сваи, сузить русло в широких местах и расширить там где оно слишком узкое. Если ширина водотока менее 0,3 м и более 5-6 м то выравнивать русло нецелесообразно.
При
уклоне местности не менее 60 %о
мелкие водотоки образующие наледи
пропускают под полотном дороги в
утепленных канавах и прорезях из
постелистого камня лучше всего
известняковой породы. Камни укладываются
с уменьшающейся к верху крупностью. При
отсутствии постелистого камня рекомендуют
канавы с применением коротких жердей
в виде крестовин (рис б).
3
Утепленные водоотводные канавы:
мох, торф слоем 20-50 см в плотном теле;
снегонакопление;
жерди d=14-20см;
камень;
засыпка по типу обратного фильтра;
6) дерн 15 см.
Утепленные канавы заглубляют до водоупора не более 0,7 глубины промерзания, они должны примыкать к руслу под возможно меньшим углом.
В районах с большим количеством осадков, особенно в осенний период устраивают отвод воды по утепленным канавкам (рис а) сечение которых должно быть не менее 20х30 см и уклон 50-70%о .
Отверстие круглых железобетонных труб должны быть на зиму закрыты переносными щитами. Щиты устанавливаются в период появления первых признаков наледеобразования и снимаются весной после прекращения роста наледи. Отверстия труб подверженных воздействию наледи можно освобождать от льда с помощью передвижного парообразователя. Для этого в верхней части водопропускной трубы закрепляется металлическая загнутая по краям. При паропрогреве образовавшаяся сквозная щель быстро расширяется потоком паводковых вод .
деревянная пробка
труба 25 мм;
скоба для закрепления трубы.
В целях предотвращения выхода наледи на дорогу притекающую к ней воду отводят по канавам прорубленным непосредственно в наледи.
Для предупреждения роста бугров пробивают отверстие и выпускают скопившуюся воду.