19.12. 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 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.

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