Гидротехнические мелиорации лесных земель. Учебно-методическое пособие

Ко II типу принадлежит дороги, обеспечивающие проезд автотранспорта, лесохозяйственных машин и механизмов в отдельные части территории лесного фонда и имеющие выход к магистральным лесохозяйственным дорогам, а также дороги, соединяющие отдельные лесные массивы, лесничества, цехи переработки предприятий лесного хозяйства, базисные лесные питомники, центральные усадьбы охотничьих хозяйств, объекты гидролесомелиорации и другие объекты

сдорогами общего пользования.

КIII типу относятся лесохозяйственные дороги специального назначения: служебно-эксплуатационные дороги лесоосушительных систем; противопожарные дороги; дороги к постоянным лесосеменным участкам, временным питомникам, лесным кордонам, егерским участкам и др.

Таким образом, в соответствии с планом осушаемого участка и расположением каналов осушительной сети студенту необходимо запроектировать сеть служебно-эксплуатационных дорогIII типа, которая строится при осушении переувлажненных земель, нанеся ее на план с помощью условных обозначений.

Контрольные вопросы и задания

1.Перечислите типы лесохозяйственных автомобильных дорог.

2.Что проектируют в лесопарковой зоне, кроме дорог?

3.Какие требования предъявляются при проектировании дорог?

4.Что используют для укрепления дорожного полотна?

5.Какова ширина земляного полотна лесохозяйственной дороги

III типа?

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СООРУЖЕНИЙ НА ОСУШИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

Гидротехнические сооружения. На лесомелиоративной системе могут быть запроектированы следующие виды сооружений: подпорные, сопрягающие, крепления, мосты, трубы-переезды, ложбины, бродыпереезды, пешеходные мостики и сточные воронки.

Подпорные сооружения (шлюзы-регуляторы, перегораживающие сооружения) используются для создания временного подпора воды

51

в каналах в целях увлажнения территории в засушливые периоды, предотвращения пожаров и заполнения противопожарных водоемов. При создании временного подпора используют переносные щиты.

Сопрягающие сооружения (перепады, быстротоки) проектируются при наличии больших уклонов, когда возможно разрушение русла канала. При этом целесообразно воспользоваться типовыми конструкциями сопрягающих сооружений.

Крепление каналов проводят в тех случаях, когда участки канала подвергаются размыву или его русло проходит в неустойчивых грунтах. В этом случае применяется крепление дерном, каменным мощением, фашинами, жердями и плетневой стенкой, пористыми железобетонными плитами.

Мосты и трубы-переезды создаются на пересечении дорог общего пользования и лесохозяйственных дорог с водотоками и каналами. В местах вероятного прогона скота и прохода гусеничного транспорта проектируют ложбины и броды-переезды. На песчаных грунтах ложбины планируются съезды, а на глинистых и торфяных – дополнительное крепление съездов и дна канала камнем или деревянным настилом. На осушительных системах обычно применяют сооружения из сборного бетона или железобето, на отдельных труднодоступных объектах – из древесины.

Пешеходные мостики устраиваются на пересечении троп с каналами, в устьях каналов, на участках каналов с глубокими торфами и на проводящих каналах не далее чем через 1 км друг от друга.

Сточные воронки проектируются через 500 м с верховой стороны магистрального канала.

В курсовой работе студент выбирает устройство пешеходных мостиков, строительство деревянного моста (если требуется) и трубчатых переездов (рис. 5.1, табл. 5.1), определяющих пропускную способность сооружения. Следует описать те гидротехнические сооружения, которые предусмотрены при строительстве осушительной сети.

Рис. 5.1. Труба-переезд под дорогой

52

Таблица 5.1

Основная характеристика типовых трубчатых переездов из сборного железобетона

Строительство труб-переездов и других сооружений ведут -од новременно с устройством каналов в месте их установки при мини-

53

мальных расходах воды в канале. Устроив котлован под сооружение, выполняют подготовку под трубу и укладывают нижние блоки оголовков, а затем звенья железобетонных труб и верхние блоки оголовков. После этого все детали замоноличивают и выполняют обратную засыпку грунта, особенно тщательно уплотняя его в пазухах сооружений. Монтаж всех железобетонных блоков осуществляют работающими на строительстве каналов автокранами или экскаваторами с заменой землеройного оборудования на крановое. В заключение проводят планировку откосов оголовков сооружений с последующей укладкой плит крепления и одерновкой откосов.

На практике лесоосушительных работ обычно устраивают деревянные мосты свайной и лежневой конструкций(последние выполняют в каменистых грунтах , когда забивка свай затруднена ). Сваи опор моста забивают агрегатом (краном-копром) с помощью молота весом 3–8 кН или дизель-молота ДМ-150. При устройстве мостов длиной до 20 м забивание осуществляется непосредственно с берега, а при длине сооружения более 20 м работу выполняют секционно: сначала устраивают береговую опору и опору первого пролета, затем настилают пролетное строение и настил первого пролета, с которого забивают сваи следующей опоры и устраивают пролетное строение второго пролета и т. д. Расстояние от низа пролетного строения до горизонта паводковых вод должно составлять не менее 0,3 м для пропуска плывущих древесных остатков и мусора.

После устройства пролетного строения моста и установки перил выполняют планировку и крепление откосов подъездных насыпей. Опоры ряжевых мостов (ряжи) заполняют камнем для придания им устойчивости и предотвращения всплывания ряжа при высоких горизонтах паводковых вод.

Противопожарные и природоохранные сооружения. С целью уменьшения распространения пожаров и быстрой их ликвидации предусматривают устройство:

а) противопожарных трасс в виде уширенных просек вдоль каналов с проходящей по ним дорогой (или без нее);

б) шлюзов на каналах осушительной сети для задержания воды в засушливые периоды;

в) противопожарных водоемов; г) водопроводящих каналов от водоисточников к вершинам осу-

шительных систем.

В частности, противопожарные водоемы устраиваются в местах наибольшей пожарной опасности – вблизи дорог и квартальных просек –

54

на расстоянии 1 км один от другого. Наполнение таких водоемов производится из каналов проводящей сети(транспортирующих собирателей) за счет вод, стекающих непосредственно в водоем. При заполнении водоема из осушительного канала выкапывают соединительную траншею глубиной 0,4–0,5 м и шириной по дну0,4–0,5 м. Если предполагается наполнение из артезианских скважин, водоемы проектируют в местах с наибольшим притоком грунтовых вод, в местах неглубокого залегания водоносного слоя мощностью не менее 1,5 м. При размещении водоема в стороне от осушительного канала между ними прорывают соединительную траншею глубиной 0,4–0,5 м и шириной по дну0,4–0,5 м. Соединительную траншею под дорогой делают закрытой, в виде железобетонной трубы (рис. 5.2).

Противопожарные водоемы проектируются полезной емкостью не менее 280–300 м3, средней глубиной воды не менее 1,5 м и глубиной мертвого уровня не менее0,5 м. Заложение откосов ведется соответственно грунту, а в случае использования водоема для водопоя животных – более покатым (1:4–1:5). К водоему устраивают хорошие подъезды, а в местах водозаборов – площадки размером 12×12 м для разворота техники. Так, например, глубина собирателя к которому примыкает водоем Тпр.соб = 1,0 м, при этом Тпр.м.к = 1,2 м.

По гидравлическим расчетам глубина воды в магистральном канале в меженный период(и наиболее пожароопасный) составляет hбыт = 0,3 м. В то же время в собирателе уровень воды составляет лишь

0,1 м. Значит, для того чтобы воды в водоеме было не менее 1,5 м, его надо необходимо проектировать следующей глубины:

Твод = Тпр.соб + (1,5 – 0,1) = 1,0 + 1,4 = 2,4 м.

55

Водоем должен вмещать не менее300 м3, следовательно, с учетом его вычисленной глубины и формы(круглой, квадратной или прямоугольной) необходимо рассчитать и его размеры . Объем водоема рассчитывают по формуле

Кроме того, при проектировании осушительной сети должны проводиться природоохранные мероприятия– технические, лесохозяйственные и биотехнические.

Технические мероприятия по охране природы включают устройство водопоев, бродов, разравнивание отвалов с последующим посевом кормовых трав или плодовых кустарников, а также сооружение отстойников-илоуловителей в устьевых частях каналов, предназначенных для предотвращения выноса илистых частиц с осушенных площадей и загрязнения водоприемников. Отстойник-илоуловитель проектируется однокамерный, в устье магистрального канала.

Отстойник представляет собой уширенную часть магистрального канала, расположенную в его устье. Он должен быть в 2–4 раза шире магистрального канала (и по дну, и по верху) и на 1–2 м глубже его. Длина отстойника-илоуловителя рассчитывается в зависимости от размеров осушаемой площади из расчета 100 м воды на 100 га площади.

Например, при параметрах магистрального каналаТпр.м.к = 1,2 м

иb = 2,6 м имеем:

В= 5,9 м (В = 2,6 + 2 ∙ 1,2 ∙ 1,2 = 5,48 = 5,5 м).

Вэтом случае можно принять следующие размеры отстойника:

Тот = 1,2 + 1 = 2,2 м, bот = 2,6 ∙ 3 = 7,8 м, Вот = 5,5 ∙ 3 = 16,5 м.

Поперечное сечение отстойника рассчитывается по формуле площади трапеции:

Fот = (bот + Вот) / 2 ∙ Тот = (7,8 + 16,5) / 2 ∙ 2,2 = 26,73 м2.

При площади осушения , равной 300 га, объем отстойника должен составлять 300 м3.

56

Длина отстойника l определяется следующим образом:

откуда:

l = 300 / 26,73 = 11,22 м.

Лесохозяйственные мероприятия по охране природы заключаются в лесовосстановлении и облесении вырубок, гарей, прогалин, песков, выработанных торфяников.

Биотехнические мероприятия включают:

-улучшение естественных болотных ягодников нарезкой дренажных борозд через10–20 м на глубину до0,5 м, фрезерование поверхности, улучшение светового режима, разреживание древеснокустарникового полога до полноты0,5 и ниже, уничтожение конкурирующих трав;

-использование разровненных кавальеров для посева кормовых культур и посадки кустарников, имеющих кормовое значение;

-очистка отвалов, сложенных песчаными грунтами, для устройства порхалищ в местах обитания боровой дичи.

В курсовой работе студентам необходимо запроектировать не менее трех противопожарных водоемов, рассчитав их параметры. Кроме того, требуется описать устройство отстойника-илоуловителя и рассчитать его параметры.

Контрольные вопросы и задания

1.Какие гидротехнические сооружения предусматривают при проектировании осушительной сети?

2.В каких местах устраиваются пешеходные мостики?

3.Назовите сооружения, которые проектируются на осушительной сети в целях уменьшения распространения пожаров.

4.Какого объема должны быть проектируемые пожарные -во

доемы?

5.Какой водой заполняется пожарный водоем?

6.От чего зависит глубина пожарного водоема?

7.Что относится к природоохранным мероприятиям?

8.Перечислите лесохозяйственные мероприятия.

57

9.Какие мероприятия являются биотехническими?

10.Для какой цели создается отстойник-илоуловитель?

11.Каким образом рассчитывается длина отстойника?

12.В каких случаях требуется укладка труб-переездов?

13.Поясните, от чего зависит объем земляных работ при устройстве труб-переездов.

6. ПРОИЗВОДСТВО ГИДРОЛЕСОМЕЛИОРАТИВНЫХ РАБОТ

Расчет объема земляных работ. В курсовой работе объемы трассоподготовительных и земляных работ, устройство сооружений определяются после вычерчивания плана гидролесомелиоративной сети. Объем земляных работ по магистральному каналу рассчитывают детально, по остальным каналам за отсутствием на них продольных профилей – упрощенно, путем умножения средней площади сечения канала на общую их длину.

Площадь поперечного сечения на каждом пикете (или в среднем для канала) определяется как площадь трапеции F (м2):

где b – ширина канала по дну, м; B – ширина канала по верху, м; Тпр – проектная глубина канала (берется с продольного профиля для каждого пикета), м.

Объем выемки грунтаV (м3) вычисляют между каждой парой соседних пикетов по формуле

Здесь F1 и F2 – площади поперечных сечений канала на двух соседних пикетах, м2; l – расстояние между соседними пикетами, м (100 м).

На основании рассчитанной глубины канала на продольном профиле вычисляется объем земляных работ по магистральному каналу,

58

данные заносятся в ведомость (табл. 6.1). Такая же ведомость составляется и для каналов осушительной сети, для которых построен продольный профиль (если он необходим).

Таблица 6.1

Ведомость объема земляных работ по устройству магистрального канала

Для определения общего объема земляных работ по сети на плане суммарно измеряют длины каждого канала. Используя формулу (6.1), рассчитывают ширину по верху, площади поперечных сечений и составляют сводную ведомость земляных работ по всей осушительной сети (табл. 6.2).

Объем земляных работ вычисляют путем умножения площади поперечного сечения на длину канала. Для магистрального канала площадь поперечного сечения берется из табл. 6.1 как средняя по всему каналу.

59

Для определения объема выемки под трубы-переезды количество этих умножают на объем выемки для укладки одной трубы (см. табл. 5.1). Количество труб-переездов и пожарных водоемов должно соответствовать плану осушаемого участка.

Таблица 6.2

Сводная ведомость объема земляных работ

60