5.2. Рабочие уровни воды и сопряженные с ними гидрологические характеристики

Особенности внутригодового режима рек в значительной степени влияют на распределение строительных работ по сезонам года, выбор методов ведения этих работ, а также на конструктивные решения по устройству временно-вспомогательных сооружений поименно-руслового расположения.

Организация и планирование строительства, а также назначение сроков производства отдельных видов работ и возведения отдельных типов этих сооружений предопределяют необходимость учета сроков и продолжительности стояния характерных уровней воды и других, сопряженных с ними гидрологических характеристик внутригодового режима рек.

Инженерно-гидрологические обоснования проектно-строительных решений по всему комплексу организации и производства строительных работ обуславливаются применительно к нормируемому рабочему уровню воды. За этот уровень принято принимать наивысший возможный в период производства строительных работ уровень воды нормируемой вероятности превышения.

В соответствии с СТП 136-99 [175] и СНиП 3.06.04-91 [163] критерий ВП рабочего уровня нормирован равным 10%. При соответствующем технико-экономическом обосновании критерий ВП этого уровня рекомендуется принимать с ВП до 50%.

Рекомендациями [109], основанными на новом принципе нормирования критериев ВП гидрологических воздействий, предложено (см. табл. 12) временные и сложные вспомогательные сооружения соотносить к четвертому классу ответственности, применительно к которому критерий ВП определен равным 10% для основного случая расчетов.

Степень риска при использовании этого критерия ВП определена необходимостью поверочного расчета с использованием критерия ВП, равного 5%, (см. табл. 13).

Дальнейшими исследованиями автора была установлена необходимость улучшения этой регламентации критериев ВП с учетом различной сложности функционирования и значимости таких сооружений по восприятию нагрузок и воздействий и их взаимообусловленности функционирования с основными возводимыми сооружениями.

Принято целесообразным с учетом опыта многолетнего использования ВСН 136-78 [22] и СНиП 3.06.04-91 [163] подразделить четвертый класс ответственности на два подкласса (табл. 14), соотнеся к подклассу 1 временные сооружения, разрушение или повреждение которых может приводить к разрушению (повреждению) основных сооружений

(опор мостов и др.), нарушению непрерывности строительного процесса, подтоплению территории, ухудшению (прекращению) судоходства и другим последствиям, вызывающим

значительные ущербы и издержки строительства [133]. К подклассу 2 отнесены менее ответственные временные и вспомогательные сооружения, критерии ВП которых могут быть более ослабленными по сравнению с критериями ВП подкласса 1 (табл. 15).

Таблица 14

Класс ответственности сооружений	Подкласс ответственности сооружений	Типы временных и вспомогательных сооружений
4	1	Конструкции, работающие в особо тяжелых условиях и подвергающиеся непосредственному воздействию постоянных и временных нагрузок, - мосты; водопропускные трубы; опоры; котлованы и их ограждение (шпунтовое ограждение, бездонные ящики и перемычки); искусственные островки и полуостровки; рабочие мостики; подмости для погружения свай и оболочек; плашкоуты для размещения кранов и перевозки конструкций; подкрановые эстакады; причалы; стройплощадки. Срок службы сооружений, как правило, составляет до 2-4 лет
	2	Конструкции, не подвергающиеся непосредственному воздействию подвижных или других монтажных нагрузок, - защитные ограждения (ледорезы, карчеотбойники); противоразмывные укрепления и конструкции; спрямление русл на период строительства; карьерные разработки; стапеля; противоналедные устройства. Срок службы сооружений, как правило, составляет до 1 -2 лет

Таблица 15

Расчетные случаи	Подклассы ответственности сооружений (см. табл. 14)
	1	2
	ВП,%
Основной	10	50
Поверочный	5	20

Таким образом, этими двумя подклассами временных (вспомогательных) сооружений и соответствующими им критериями ВП предопределяется возможность более широкого варьирования разработок проектно-строительных решений по устройству таких сооружений и тем самым учитывать внутриобъектную степень их ответственности.

Однако, если, например, временную опору моста, на которую опирается возводимое пролетное строение, предполагается оставлять на время прохода паводка (или паводок может начаться раньше, чем отпадет надобность в этой опоре), то при невозможности или

неэффективности ее зашиты другими средствами, критерий ВП при устройстве опоры такого функционирования должен соответствовать классу ответственности строящегося (реконструируемого) объекта.

Такое же усиление критериев ВП временных (вспомогательных) сооружений может быть оправданно при строительстве особо сложных и ответственных больших мостов с пролетами более 100 м, а также городских и совмещенных мостов, разрушение которых способно вызвать длительное нарушение жизнеобеспечения территорий с ущербами, превышающими первоначальную стоимость строительства.

Особое значение это имеет место для мостов, располагаемых в густонаселенных мегаполисах, разобщенных и отдаленных территориях. Критерий ВП таких мостов рекомендуется [110] принимать равным 0,1%.

Применительно к нормативно-обуславливаемым критериям ВП основными задачами инженерно-гидрологических обоснований ПОС, ППР и конструктивных решений по устройству временных и вспомогательных сооружений являются:

- выявление наиболее характерных разновидностей природно-техногенного формирования паводков и половодий, предопределяющих специфические особенности их внутригодового проявления и учета в строительном периоде;

- определение рабочих уровней и расходов воды и сопряженных с ними других гидравлико-гидрологических характеристик затопления пойменно-русловых массивов.

Эти основные задачи предопределили направленность исследования по их разрешению применительно к различной степени гидрометеорологической изученности районов строительства.

С учетом анализа результатов исследований по классификации внутригодового режима рек и изучения ледово-термических процессов на них, отраженных в подгл. 3.3 и 4.4 данной монографии, было выявлено девять наиболее характерных и часто встречающихся

разновидностей природно-техногенного формирования и внутригодового проявления паводочных процессов на реках России, которые обуславливают специфические особенности их учета при определении рабочих уровней воды и других гидрологических характеристик строительного сезона (рис. 17, 18).

К другим разновидностям природно-техногенных проявлений этих процессов следует, прежде всего, отнести:

приливно-отливные;

сгонно-нагонные;

подпорные от вышерасположенных плотин, мостовых переходов и других объектов;

прорывные от разрушения плотинных сооружений, заторных, наледных и других явлений.

Разновидности этих процессов и явлений и методы их учета обуславливают индивидуальный подход и требуют отдельного рассмотрения в работах дальнейшего исследования.

Выявленные расчетные схемы наиболее характерных и часто встречающихся внутригодовых проявлений паводочных процессов позволили обосновать общеметодический подход к особенностям изучения и определения основных гидрологических характеристик строительного проектирования применительно к разновидностям проявления этих процессов и степени их изученности в районах строительства.

И, прежде всего, к изучению и методам определения сроков наступления начала и окончания паводочных периодов, при которых:

превышается расчетный рабочий уровень высокой воды нормированной ВП;

времени (даты) пика половодий (паводков) нормированной ВП для основного (возводимого) сооружения и его величины;

продолжительности паводочных периодов;

выявлению и обоснованию для конкретного объекта (сооружения) расчетной схемы внутригодового проявления паводочных процессов и промежутка времени между весенними половодьями и летне-осенними дождевыми паводками (или волнами попусков воды из вышележащих гидроузлов);

учету особенностей формирования паводков (половодий) и их характеристик при боковой приточности больших притоков.

Рис. 17. Расчетные схемы для определения продолжительности перерывов строительного сезона в наиболее характерных внутригодовых проявлениях паводков и половодий природного происхождения:

а – одномодальные весенние половодья;

б – многомодальные весенне-летние половодья;

в - двухмодальные весенние половодья; г – многомодальные весенние половодья с одномодальными дождевыми паводками летнего периода;

д – многомодальные весенние половодья с многомодальными дождевыми паводками летне-осеннего периода;

е - одномодальные весенние половодья с одномодальными дождевыми паводками летне-осеннего периода (см. прод. рисунка на след. странице)

Рис. 18. Расчетные схемы для определения продолжительности перерывов строительного периода в специфических природно-техногенных проявлениях:

а - весенние половодья и дождевые паводки на приустьевых участках