– специальные гасители энергии, предназначенные для увеличения шероховатости дна выходного русла (шашки, пирсы, носкирасщепители и др.).

В практике дорожно-мостового и аэродромного строительства в качестве гасителя энергии часто рекомендуют устройство водобойно- Сго колодца. Гашение энергии в колодце осуществляется путём затоп-

ления гидравлического прыжка за счёт перевода потока из бурного состоян я в спокойное.

устраивают1.4.3. Расчёт водобойного колодца

В конце быстротоков и других косогорных сооружений обычно водо ойные колодцы с пониженным дном, тогда расчёт

Глубина колодца определяется методом подбора [9, 19, 20].

1. В первом приближении глубина колодца находится по фор-

муле

38

где 1 – коэффициент запаса, 1 1,05 1,10 ; h – вышеопределен-

ная глубина (34), сопряжённая с глубиной h' hc ; hб – нормальная глубина в канале за быстротоком, она не зависит от глубины колодца

3. Полученные значения глубин колодца d и d требуется сравнить между собой:

–если d1и d2 отличаются менее чем на 5%, то за глубину колодца принимают последнее вычисленное значение, т.е. d = d2;

–если d1и d2 отличаются более чем на 5%, то расчёт необходимо продолжить.

39

4. В третьем приближении глубина водобойного колодца определяется с учётом глубины d2 с вычислением соответствующих вели-

чин E03 ,h3,h3 (36), (37), (38).

и т.д.

Расчёт следует выполнять до тех пор, пока расхождение между последующими значениями глубин колодца не будет превышать 5%. За глуб ну колодца пр нимается величина, полученная в результате расчёта d в последнем приближении.

Выполнив вспомогательные расчёты, определяются с длиной водобойного колодца. Пример расчёта комплекса водоотводных сооружений приведён в прил. 6.

Если гаситель энергии устраивают за участком водоотводного канала без понижения дна, то отлёт струи в свободном падении от-

Контрольные вопросы по тематике движения потока в открытых руслах приведены в прил. 7.

40

2. УКРЕПЛЕНИЕ РУСЕЛ ВОДООТВОДНЫХ СООРУЖЕНИЙ

При изменении уклонов дна на участках водоотводного сооружения, на входном и выходном участках быстротока, на входной части перепада и др. скорость потока в большинстве случаев превосходит допустимую скорость по грунту. В этих условиях требуется устройство укрепления русла. Размеры и тип крепления назначают на

Срастекан я потока на плоском дне.

основан г дравл ческих расчётов исходя из условия свободного

тов, слагающ х русло, а также уклон русла.

Исходнымиданными для определения размеров укрепления служат глуб на скорость потока на данных участках, характер грун-

Размер укрепляемого участка русла принимают с учётом типа укреплен ябА. В настоящее время известны более 20 типов укрепления откосов. Гран цы укрепляемого участка назначают на основании эпюры растекан я потока. Тип укрепления русел выбирают на основании техн ко-эконом ческих показателей [9, 18].

В соответствии со сводом правил [4]:

7.64 Для укрепления откосов используют геосинтетические материалы (объемные геоячейки, противоэрозионные геоматы, габионы, георешетки с прямоугольными и гексагональными ячейками, тканые геотекстили и др.), которые могут выполнять роль конструкции, защищающей откос от эрозии и армирующейДдернину, роль покрытия, улучшающего условия развития травяного покрова, ограждения, ограничивающего деформации грунта в приповерхностной зоне откоса, обратного фильтра в укреплениях подтопляемых откосов сборными элементами или каменной наброской. И

Тип геосинтетических материалов, применяемых для укрепления откосов, должен быть обоснован в проекте с учетом свойств геосинтетического материала и функций, отводимых для него в конструкции (эрозионная защита поверхности, фильтрация, дренирование и пр.).

Согласно рекомендациям СТО НОСТРОЙ «Устройство водоотводных и дренажных систем при строительстве автомобильных дорог

имостовых сооружений» [11]:

8.2.2.14При скоростях течения потока в канаве от 0,1 до 0,8 м/с водоотводные сооружения следует укреплять гидропосевом многолетних трав в соответствии с технологическими картами.

41

При скорости течения потока от 0,8 до 3 м/с водоотводные канавы следует укреплять габионными конструкциями (рис. 18) в соответствии с методическими рекомендациями ООО «Организатор» и ФГУП « оюздорпроект».

Си бА

Рис. 18. Укрепление каналаДматрасно-тюфячными габионами

При скоростях потоков свыше 3 м/с канавыИследует укреплять сборными бетонными плитами по ГОСТ 21924.2, монолитным бетоном по ГОСТ 26633, который укладывают на подготовленное песчаное основание в соответствии с технологическими картами.

В современном дорожно-мостовом строительстве применение габионных конструкций считается наиболее эффективным и универсальным способом укрепления дна и откосов водоотводных сооружений. Это обусловлено возможностью использования гибких тюфячных, коробчатых и комбинированных конструкций, позволяющих без их разрушения пропускать влагу и противостоять эрозионным процессам.

42

3. ЭКОЛОГИЯ ДОРОЖНЫХ ВОДООТВОДНЫХ СООРУЖЕНИЙ

троительство и последующая эксплуатация дорог оказывают многофакторное влияние на прилегающую к ним территорию как с нагорной стороны, так и ниже трассы дороги. При строительстве дороги в полосе отвода, а часто и вне её нарушается естественный рельеф местности, меняются состав и состояние верхнего слоя почвы, разрушается раст тельный покров, существенно меняются условия формирован я характер стики поверхностного стока, водный режим

предпосылкипредставляют угрозу как земельному фонду, так и устойчивости дорожных сооруженбАй их элементов. Насыщение водных потоков

твёрдыми част цами при размыве и перенос последних создают прот воположного процесса – заиления.

Д И

Рис. 19. Размыв выходного участка водоотводящего канала при сопряжении с рекой

43

В нижнем бьефе дорожных водоотводных сооружений наиболее массовыми процессами являются размыв (рис. 19) и оврагообразование. Эти процессы могут распространяться на значительные расстояния от дороги вплоть до нескольких километров. Первопричина отмеченного негативного явления – концентрация стока, перевод его из склонового в русловой. Для сопрягающих сооружений характерны переливы, особенно на сочленениях водоотводных систем и резких их поворотах, что также приводит к крупномасштабным размывам, по-

обычно на порядок превышает естественныйДна склоне. Это вызывает аналогичное увеличение скорости течения, далеко превышающее допускаемые. Поэтому размывы и образования оврагов за дорожными сооружениями носят массовый характер.

На всех этапах от изысканий и проектирования до эксплуатации водопроводящих сооружений необходимо принятиеИсоответствующих мер по защите окружающей среды. В первую очередь следует предусмотреть предотвращение или уменьшение наиболее массовых последствий от строительства дорожных сооружений: размывов за ними и оврагообразования, заиления, затопления и заболачивания.

За водоотводными сооружениями необходимо укрепление отводящих русел до подошвы склона и устройство водобойных сооружений в конце крепления с обеспечением расширения потока. При большом удалении трассы от подошвы склона крепление отводящего русла, обычно в виде бетонного лотка, может вызвать значительные затраты, а его отсутствие – появление размыва и развитие оврага.

44

Прогноз обязательно должен учитывать концентрацию и перераспределение стока дорожными сооружениями.

При решении конкретных задач экологии дорожного строительства в том или ином районе необходим учёт всего комплекса региональных особенностей.

В соответствии со СП 34.13330.2012 [4]:

12.2 В проекте следует разрабатывать раздел «Охрана окружающей среды (ООС)», в составе которого должна быть произведена

подтоплением сельскохозяйственных угодий на сроки, не превышающие установленных в СП 104.13330 [12].

режима болота путем отсыпки насыпиДили ее нижней части из дренирующих материалов, устройств вдоль земляного полотна продольных канав, и если это необходимо, искусственных сооружений и т.п.

12.16 При сооружении насыпей через болото с поперечным по отношению к трассе дороги движением воды в водонасыщенном го-

ризонте предусматривают мероприятия, исключающие изменение И

Во избежание эрозии земель вследствие концентрации водных потоков следует предусматривать укрепление русел и выходов из водоотводных сооружений.

45