книги из ГПНТБ / Переходы через водотоки
..pdfВсоответствии со стадийностью проектирования изыскания мостового перехода выполняют в две стадии: подробные изыска ния— для составления технического проекта и предпостроечные изыскания— для составления рабочих чертежей.
По отдельным небольшим объектам изыскания можно выпол нять в одну стадию для составления технорабочего проекта.
Вотдельных случаях изысканиям могут предшествовать про блемные изыскания для составления технико-экономического до клада (ТЭД) или технико-экономического обоснования (ТЭО).
ТЭД составляют для выявления общих .перспектив развития транс портной сети и обоснования планирования проектных и строитель ных работ, ТЭО разрабатывают до составления технического проек та с целью обоснования экономической целесообразности строи тельства или реконструкции мостового перехода. ТЭО служит осно ванием для разработки задания на проектирование.
Изыскания для составления технического проекта мостового перехода выполняют на основании положений, принятых в ТЭО. Материалы, полученные в результате изысканий, должны обеспе чивать разработку наиболее целесообразных технических решений, способов и сроков производства работ.
Изыскания для составления рабочих чертежей выполняют для уточнения исходных данных, полученных в стадии разработки для технического проекта.
Независимо от стадии проектирования и вида изысканий изыс кательские. работы подразделяются на следующие периоды: под готовительный, полевой и период камеральной обработки мате риалов.
Проведение полевых работ планируют в зависимости от задан ных сроков проектно-изыскательских работ и особенностей гидро логического режима водотоков. В подготовительный период на основе изучения собранных материалов о переходе и районе изыс каний вносят соответствующие изменения в сроки производства полевых и камеральных работ.
В случаях, когда кратковременные гидрометеорологические наблюдения или инженерно-геологические обследования, проводи мые в период полевых работ, не позволяют изучить район изыска ний, предусматривают стационарные наблюдения, выполняемые по специальным программам.
В процессе изысканий необходимо изучить экономику района перехода, определить положение трассы перехода с вариантами и закреплением их на местности, собрать исходную информацию, произвести согласования, провести инженерно-геологическое и гидрологическое обследование трассы мостового перехода, выя вить условия проектирования, строительства и эксплуатации мос тового перехода и природные особенности района.
Экономические изыскания предшествуют техническим. В зада чу экономических изысканий входит транспортно-экономическое обследование района изысканий, установление перспектив транс портных связей по грузовым и пассажирским перевозкам в райо
не тяготения к мостовому переходу, экономическая характеристика существующих путей сообщения в районе перехода, выявление ва риантов направлений новых мостовых переходов или реконструк ции существующих, получение экономических, статистических и других материалов, а также данных для расчетов эффективности капитальных вложений и сравнения вариантов.
Сбор экономических данных производят за отчетный период
ина перспективный срок.
Впроцессе изысканий должны быть получены материалы, по зволяющие разработать проект мостового перехода при наимень ших строительных и ежегодных эксплуатационных затратах, а также при выполнении других требований.
До начала полевых изыскательских работ производят подгото вительные камеральные работы, которые заключаются в сборе све дений и изучении материалов, характеризующих режим пересекае мой реки и район перехода. Такие материалы хранятся в архивах ведомств и организаций, выполнявших в прошлые годы или вы полняющих ту или иную хозяйственную деятельность на реке.
Впервую очередь, — это организации Гидрометеослужбы, за нимающиеся изучением гидрологического режима рек, озер и во дохранилищ. Необходимо собрать сведения о судоходстве и сплаве на реке, сведения о ближайших существующих и проектируемых на реке железнодорожных, автодорожных и городских мостах, а также собрать материалы ранее производившихся изысканий для проектирования этих мостов. В соответствующих организациях надо получить материалы и сведения о существующих и проекти
руемых на реке ГЭС и других гидротехнических сооружениях. При ступая к изысканиям мостового перехода, следует выяснить, какие организации, когда и для каких целей выполняли изыскательские работы на исследуемой реке, и получить материалы этих работ.
Основой изысканий мостовых переходов являются картографи
ческие материалы, предпочтительно крупномасштабные. Эти мате риалы сосредоточены в картогеофонде СССР и его республикан ских и областных управлениях. Материалы съемок прошлых лет
могут |
оказаться |
в организациях, ранее производивших работы |
||
на реке или эксплуатирующих реку. К таким |
материалам |
отно |
||
сятся, |
например, |
лоцманские карты. Съемки |
таких карт |
могли |
быть многократными; сопоставление материалов съемок за разные годы дает возможность судить о характере и интенсивности рус лового процесса на участке перехода.
Наблюдения гидрологического режима рек, озер и водохрани лищ ведут на стационарной сети водомерных постов и гидроло гических станций, находящихся в ведении республиканских, крае вых и областных управлений Гидрометеослужбы. Материалы этих наблюдений, освещающие гидрологический режим рек Союза, пуб ликуются в изданиях Управления гидрометеорологической службы и Государственного гидрологического института. Данные ежеднев ных гидрологических наблюдений на реках и озерах печатаются в гидрологических ежегодниках за период систематических наблю
дений на них начиная с 1891 г. В последнее время Гидрометео службой изданы материалы водного кадастра Советского Союза под общим названием «Ресурсы поверхностных вод СССР». Изда ние это состоит из трех серий. Первая (гидрологическая изучен ность) содержит сведения о количестве и размерах рек и озер, и их изученности. Вторая (основные гидрологические характеристи ки) содержит материалы наблюдений водпостов ГМС на реках, озерах и водохранилищах за период от начала их действия по 1962 г. включительно. Третья (ресурсы поверхностных вод) со держит научные обобщения данных о режиме рек, озер и водо хранилищ.
Издание представляет собой наиболее полную современную обработку материалов наблюдений за режимом водотоков и водо емов. В «Ресурсах поверхностных вод СССР» даны рекомендации по расчетам элементов водного режима при наличии, отсутствии или недостаточности наблюдений.
Кроме постоянных наблюдений на водпостах и гидрологиче ских станциях системы ГМС, изучение гидрологического режима рек часто производится экспедиционно. Эти работы выполняют ве домственные организации для решения задач гидротехнического, мостового и других видов строительства на реках Союза. Сюда относятся: Гидропроект Министерства строительства электростан ций СССР и его периферийные отделения, проектные институты Главтранспроекта Министерства транспортного строительства, Союзводпроекта Министерства мелиорации и водного хозяйства
СССР, Гипроводтранс Министерства речного флота РСФСР и дру гие организации. Полезную информацию можно получить также в «Указаниях по определению расчетных гидрологических характе ристик» (СН 435-72), где в приложениях приведены: физико-гео графические зоны территории СССР и. районы с расчетными весен ними половодьями и дождевыми паводками.
При изысканиях собирают данные наблюдений ближайших к переходу метеостанций, характеризующих климат района (осадки, температуру воздуха, скорость и направление ветра), необходимые для проекта организации строительных работ.
Учет особенностей геологических условий района способствует правильному выбору трассы перехода, заложения опор моста и других элементов мостового перехода. Для этого собирают и изу чают материалы геологического и гидрогеологического строения долины и русла реки, выясняют неблагоприятные физико-геологи
ческие явления |
в |
районе перехода (тектонику, оползни, |
карст |
и т. д.). |
по |
вопросам геологии сосредоточены в |
геофон |
Материалы |
дах и архивах республиканских, краевых и областных Геологиче ских управлений, а также в организациях, выполнявших геологи ческие работы при составлении проектов гидротехнических соору жений на данной реке.
Для правильного расположения створа проектируемого моста через судоходную реку и назначения судоходных пролетов в бас
сейновом управлении пути Министерства речного флота, которое обеспечивает судоходство на данной реке, получают имеющиеся лоцманские карты и судоходные атласы реки с показанием на них
судовых ходов в районе перехода.
При сборе материалов для составления проекта мостового пе рехода следует ознакомиться с проектно-изыскательскими материа лами ближайших существующих мостов и материалами наблюде ний за их работой за время эксплуатации. Такие материалы хра нят в службах пути управлений железных дорог, в дистанциях пути, в управлениях шоссейных дорог и т. и.
Мостовой переход, располагающийся в зоне водохранилища, рассчитывают на условия измененного режима реки. В организа ции, эксплуатирующей существующее или проектирующей новое водохранилище, получают материалы, характеризующие бытовой режим реки до постройки плотины и измененный после создания водохранилища.
На основе изучения и обработки собранных в подготовительный период материалов и сведений составляют общее представление о гидрологическом режиме реки, о топографических, климатических и геологических условиях района мостового перехода.
Изучение собранных материалов дает возможность наметить варианты трассы мостового перехода и ориентировочные проектные решения (длину моста, схему регуляционных сооружений), выявить необходимый объем полевых и камеральных работ по вариантам и составить программу изысканий.
Объем полевых изыскательских работ зависит от полноты и ка чества собранных материалов по району перехода. При наличии полных и надежных материалов объем полевых работ следует со кратить, ограничиваясь привязкой их к створу перехода.
Так, например, при наличии плана перехода в нужном масшта бе производят контрольные промеры русла в характерных местах (плесы, перекаты и т. д.), а также проверяют плановое положение вогнутых и выпуклых берегов, которые могли измениться вследст вие руслового процесса. Имеющиеся геологические разрезы речной долины, совпадающие со створом перехода, проверяют контроль ными скважинами. Створы многолетних гидрологических наблюде ний обычно не совпадают со створами вариантов перехода, поэто му необходимые гидрологические работы выполняют для переноса расчетных расходов и уровней воды на створ перехода.
§ 3. ВЫБОР МЕСТА ПЕРЕХОДА И НАЗНАЧЕНИЕ ЕГО ВАРИАНТОВ
Мостовой переход представляет собой часть проектируемой до роги, поэтому район перехода намечается с учетом общего направ ления ее. Однако в сложных случаях, например при переходе боль ших рек с широкими поймами или глубоких долин, а также по ус ловиям соблюдения требований судоходства, предварительно выбирают оптимальный участок реки для расположения перехода, и в таких случаях направление трассы подходов подчиняется вы-
Рис. 1-1. План мостового перехода: I и II — варианты трассы
бранному створу перехода. При этом возможно удлинение трассы дороги за пределами границ разлива реки. Как при совпадении местоположения перехода с общим направлением дороги, так и при отклонении трассы к выбранному створу перехода, по топографи ческим, гидрологическим, геологическим и другим условиям воз никает необходимость изучения ряда вариантов расположения трассы перехода в пределах возможной зоны варьирования. По планам и картам производят камеральное трассирование вариан тов перехода и отбирают наиболее конкурентоспособные для по следующего полевого трассирования.
Створ перехода надо располагать на участках долины реки с наиболее узкими поймами, расположенными на высоких отметках. Направление створа перехода выбирают нормальным к направле нию долины и русла реки и тіо возможности приближают его к прямой воздушного направления трассы. Углы поворотов трассы в пределах поймы допускают только при их технико-экономическом обосновании. На активно работающей пойме при больших углах поворота, направленных вниз по течению, образуются водные «мешки», создающие угрозу прорыва насыпи и затрудняющие слив воды с поймы в отверстие моста (рис. 1-1, вариант /).
При больших углах поворота, направленных вверх по течению реки, будут возникать интенсивные течения вдоль верховой сторо ны насыпи, что требует защиты ее от подмыва (рис. 1-1, вари ант II).
При пересечении широких пойм рекомендуется использовать для трассирования перехода попутные возвышенности на поймах
(остатки прирусловых валов), избегая пересечения глубоких бо лот, староречий и проток.
Перекрытие насыпью староречий и заболоченных ложбин на поймах может вызвать скопление воды в отсеченных насыпью вер ховых частях, поднятие уровня грунтовых вод и увеличение забо лоченности хозяйственно используемых пойменных угодий. Поэто му в проекте необходимо предусмотреть водоотвод из таких замк нутых аккумуляторов стока на поймах, пересекаемых мостовым переходом, а также рассмотреть вариант устройства моста-водо спуска с укрепленным руслом.
Трассирование мостового перехода, пересекающего реку в районе водохранилища, зависит от того, выше или ниже водохра нилища проходит проектируемая дорога. Ниже плотины переход располагают за пределами сосредоточенного размыва русла в кон це рисбермы.
При совпадении направления проектируемой дороги со створом существующей или проектируемой плотины целесообразно рассмот реть вариант расположения трассы перехода по плотине. Когда переход намечают в пределах основной части водохранилища, огра ниченной нормальным подпертым уровнем воды, то в этом случае для створа перехода выбирают наиболее узкое место водохрани лища. Если общее направление дороги предопределяет расположе ние перехода в хвосте водохранилища, в зоне переменного подпо ра, где возможно образование заторов льда, устанавливают грани цы заторной зоны и переход располагают за ее пределами.
Лучшим местом для створа перехода селевого водотока будет горный транзитный участок. Узкое горное ущелье в случае вязких селей рекомендуется перекрывать одним пролетом, а в случае тур булентного селя, по возможности, большими пролетами.
При необходимости пересечения конуса выноса селевого водо тока трассу перехода располагают нормально к образующей конуса по кривой, с углом поворота, равным углу растекания потока на конусе выноса.
При этом селевые русла пересекаются примерно в одном уров не; отверстия назначают на наиболее активных руслах. Если такое пересечение конуса невозможно, то обычно назначают одно или два отверстия в наиболее пониженных местах, что сопряжено с устройством системы регуляционных сооружений, направляющих селевые потоки в эти отверстия. Поэтому на крупных активных конусах выноса сравнивают варианты пересечений их и размеще ния селепропускных отверстий.
Проектируя мостовой переход рядом с существующим, сравни вают варианты расположения створа нового моста выше и ниже существующего. При этом учитывают: конфигурацию русла и прог нозируемые размывы его вверх и вниз от существующего моста, наличие и расположение регуляционных сооружений, наличие и состояние укрепления насыпи подходов, а также условия строи тельства.
Каждый мостовой переход в той или иной мере стесняет быто вой режим реки, поэтому расположение створа перехода должно быть таким, чтобы пропуск расчетного расхода и ледохода под
мостом при нормальном движении транспортных средств по дороге были бы обеспечены с наименьшим нарушением бытового гидро логического режима реки. Для этого русло реки в месте перехода должно быть устойчивым, плесовым, по возможности прямолиней ным, а направления течений в русле и на пойме должны быть при мерно параллельными и мало изменяться с изменением уровня воды в реке. Не следует располагать створ перехода на перекатном участке реки, в местах, где образуются заторы и зажоры льда или заломы леса при молевом сплаве, а также в местах, где река де лится на рукава или имеет острова.
Во избежание отложения наносов под проектируемым мостом не рекомендуется располагать переход непосредственно ниже устья притока.
Косое расположение мостов допускают как исключение при эко номическом обосновании, так как опоры таких мостов способствуют образованию ледовых заторов, заломов сплавляемого леса и кар чей, создают косоструйность и увеличивают местный размыв.
Если осуществить нормальное пересечение русла и поймы не возможно, то створ перехода через несудоходные реки располага ют с учетом относительной мощности руслового и пойменного по токов. Если русло реки в бытовом состоянии пропускает примерно 70% расчетного расхода, то створ перехода располагают нормаль но к русловому потоку. Если же пойменный расход составляет около 70% от расчетного, то створ перехода располагают нор мально к динамической оси пойменного потока. В случае большой извилистости русла, когда переход реки располагается в пределах крутой излучины, следует рассмотреть вариант перехода со спрям лением русла реки.
От геологических условий места перехода зависят надежное заложение фундаментов опор моста, устойчивость подходов и других сооружений мостового перехода. При выборе места пере хода предпочтение следует отдавать варианту с залеганием корен ных пород на более высоких отметках. Следует избегать переходы на участках долины реки, имеющих карсты, оползневые склоны и другие неблагоприятные геологические условия.
Болота и озера на поймах могут иметь глубокое простирание илистых грунтов на дне, что необходимо учесть при составлении индивидуальных проектов пойменных насыпей.
На судоходных и сплавных реках мостовой переход располага ют на участках реки, обеспечивающих удобный и безопасный про пуск под мостом судов, плотов и караванов барж.
Трассу мостового перехода, а затем и технический проект его согласовывают с бассейновым управлением пути на судоходных реках и со сплавными организациями на реках, где производится сплав леса.
Ось проектируемого моста располагают нормально к направ лению хода судов и плотов при средних и низких уровнях воды в русле и при расчетном судоходном уровне воды. Не рекомендует ся располагать мост на участках реки, где наблюдается перевал
судового хода от одного берега к другому. Расположение моста на судоходной реке в пределах речного порта не должно ухудшать условий рейдовых операций.
Из изложенного видно, что найти оптимальное решение мосто вого перехода можно только в результате изучения и сравнения ряда вариантов перехода по их технико-экономическим показате лям. Эти показатели определяются по каждому варианту в преде лах расстояния между двумя пунктами, общими для сравниваемых вариантов. Лучшим вариантом мостового перехода будет вариант с наименьшей строительной стоимостью и минимальными ежегод ными эксплуатационными расходами, которые находятся в прямой зависимости от длины дороги. Отклонение трассы дороги от ее об щего направления для пересечения реки в более удобном месте может иногда значительно снизить первоначальные капиталовло жения на сооружение мостового перехода, но вызываемое при этом удлинение дороги увеличит ежегодные эксплуатационные расходы. Сравнение вариантов трассы мостового перехода производят по методике, изложенной в гл. XVI.
Принятую в техническом проекте трассу мостового перехода, размещение на нем водопропускных отверстий и прогнозируемые изменения гидрологического режима в районе перехода согласо
вывают с местными сельскохозяйственными, |
лесохозяйственными |
и другими организациями, эксплуатирующими |
водоемы и земли, |
занимаемые под сооружения мостового перехода, включая спрям ления русла, водоотводы на пойме и прочие сооружения, связан ные со строительством мостового перехода.
Нередки случаи, когда отсутствие такого согласования или формальное проведение его приводило к нарушениям условий экс плуатации водоемов и земельных угодий после сооружения мосто вого перехода и вызывало значительный материальный ущерб для заинтересованных организаций.
Г л а в а II. ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ РАБОТЫ
§ 4. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Подготовительные работы являются начальным периодом изыс каний, в который собирают материалы предшествующих изыска ний и аэрофотосъемок, топографические карты, планы, данные о местоположении постоянных и временных реперов, марок, пунктов триангуляции и других геодезических знаков и сведения об их пла новом и высотном обосновании.
При недостаточном количестве топографических материалов или их отсутствии производят заявки на их получение в соответст вующие организации. В этот период намечают работы, необходи мые для плановой и высотной привязок проекта мостового перехо да от существующих опорных пунктов, т ....... .......... с
Впоследнее время на наиболее крупных и сложных переходах применяют аэросъемочные работы. Наряду с этими работами мо гут выполняться и аэрогидрометрические измерения.
Вподготовительный период намечается возможность и необхо димость выполнения одного из этих видов работ и производится его подготовка.
Подготовительные аэросъемочные работы предусматривают по лучение разрешения на их выполнение, организацию договора на
аренду самолета или вертолета и подготовку проекта залетов. Ис ходя из наличия топографических материалов и материалов аэро фотосъемок прошлых лет, а также от длины подходов и размеров обследуемого участка реки, устанавливают необходимость выпол* нения маршрутной или площадной аэрофотосъемки.
При оформлении договора на аренду самолета или вертолета необходимо в отдельных случаях их переоборудовать для сброса грузов с индикатором или поплавков и установки фотоаппаратуры, что также должно быть предварительно согласовано.
Для выполнения аэрогидрометрических работ должны быть за ранее подготовлены поплавки или сосуды с индикатором, потреб ность в которых определяется в зависимости от количества наме ченных к исследованию поперечных створов реки, их ширины и расстояний между промерными вертикалями по ширине створа (см. § 10).
В подготовительный период определяют потребное количество поплавков, сосудов с индикатором и устанавливают необходимое количество обслуживающего персонала.
Для составления проекта залетов по аэрофотосъемке должен быть задан район обследования или маршрут с указанием крупных ориентиров залета. Для проекта залетов по1аэрогидрометрическим работам производят заранее выбор расчетных створов, в конце ко торых разбивают базисы с высотной и плановой привязкой и за креплением на местности.
Если контурная часть топографических материалов плохая или ее нет вообще, то производят маркировку базисов, которые нужны для аэрогидрометрии. Если в дальнейшем предусматривается эхолотирование по заданному поперечному створу реки, то базйс за ранее закрепляется на местности. До начала аэросъемочных работ производят обозначение главных ориентиров залета в район наме ченных базисов. Если хороших контуров и ориентиров на топогра фической основе нет, то необходимо предусматривать проложение базиса на местности в виде теодолитно-нивелирного магистрально го хода с маркировкой опознаков. Длину этого хода устанавливают из расчета двух базисов на один маршрут залета по концам каждо го маршрута. Длину базиса принимают в зависимости от масштаба съемок.
Перед началом производства полевых работ составляют про грамму и определяют состав работ, укомплектовывают полевые под разделения личным составом, геодезическим и прочим полевым оборудованием.
В состав топографо-геодезических работ по трассе основного и конкурирующих вариантов больших мостовых переходов входят уг ломерные работы, промеры линий с разбивкой пикетажа, продоль ное нивелирование для съемки поперечных профилей, морфостворов и живых сечений русла реки, плановое и высотное закрепление трассы, съемка общего ситуационного плана перехода и детальных планов в горизонталях по всем вариантам, съемка месторождений строительных материалов, резервов грунта, площадок под строи тельные конструкции и комплексы дорожно-эксплуатационной службы.
Топографо-геодезические работы на мостовых переходах связа ны с необходимостью изучения гидрологических и геологических условий реки и речной долины в районе перехода и его вариантов. Поэтому выполняют промеры глубин по главному руслу, протокам, озерам для составления плана дна русла, работы, связанные с оп ределением продольного и поперечного уклонов и передачи отметок на водомерные посты и рейки, закрепление створа мостового пере хода, съемку направления струй и судового хода, нивелировку то чек УВВ прошлых паводков и работы, связанные с обследованием существующих сооружений.
При назначении методов выполнения топографо-геодезических работ и масштабов съемок учитывают сезоны года, характеристику рельефа, ситуацию местности, гидрографические условия района перехода, наличие материалов прошлых лет, тип русловых процес
сов и сроки проведения работ. |
|
Способ производства |
топографо-геодезических работ зависит |
от требуемой точности |
данных, стадии проектно-изыскательских |
работ. Применение аэрометодов оказывается целесообразным при ситуационных съемках больших переходов. Для съемки детальных планов аэрометоды применяют на отдельных больших переходах или одновременно на ряде средних и больших переходах, пересека емых трассой.
Топографо-геодезические работы при изысканиях мостовых пе реходов выполняют в соответствии с требованиями инструктивных документов по их производству.
Независимо от размеров перехода и стадии проектирования со ставляют ситуационный план района перехода, детальный план в горизонталях и при необходимости план бассейна реки. Каждый из этих планов предназначается для решения вопросов, возникающих в процессе проектирования. Планы мостовых переходов являются документами, обосновывающими правильность положения трассы мостового перехода, расположение отверстий водопропускных со оружений, количество и местоположение вариантов перехода.
План бассейна реки предназначается для характеристики гид рологических условий формирования максимального стока при рас чете максимальных расходов воды. План бассейна составляют по топографическим картам мелкого масштаба с нанесением на них