Водоотводные, водопропускные и очистные сооружения

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 13Следующая ⇒

6.6.1 Свойства габионных конструкций предопределяют целесообразность их использования для водоотведения, водопропуска и очистки сточных вод на участках автомобильных дорог. Их рекомендуется применять при строительстве следующих видов сооружений:

- каналов, лотков и канав (см. 6.6.3);

- быстротоков (см. 6.6.4);

- перепадов (см. 6.6.5);

- подходных и выходных участков водопропускных труб (см. 6.6.6);

- очистных колодцев (см. 6.6.7).

6.6.2 При устройстве габионных водоотводных, водопропускных и очистных сооружений используются матрацные и коробчатые габионы, а также их сочетание с традиционными материалами и конструкциями.

6.6.3 Укрепление каналов, лотков и канав габионными конструкциями (рисунок 28) применяется в случае, если скорости течения потока превышают предельно допустимые значения для грунтов основания, в которых устраиваются данные сооружения. Дно габионных водоотводных каналов, лотков и канав должно иметь продольный уклон не менее 0,005; и в исключительных случаях - не менее 0,003. Верх габионного крепления водоотводного сооружения должен возвышаться на 0,2 м над расчетным уровнем воды с учетом возможности возникновения подпора от нижележащих сооружений или от водотока, в который производится сброс поверхностных вод.

1 - матрацно-тюфячный габион; 2 - коробчатый габион; 3 - геотекстиль

Рисунок 28 - Схемы габионных укреплений водоотводных каналов, лотков и канав

6.6.4 Быстротоки, выполненные из габионных конструкций, применяются в качестве косогорного водосбросного сооружения для отвода воды из кюветов, нагорных канав и других подобных сооружений. Отводящее русло быстротока выполняется в виде наклонно или ступенчато располагаемого откосного габионного сооружения. На выходе из быстротока его низовые участки должны иметь гасящие и противоразмывные сооружения, снижающие скорость водного потока и защищающие русло от размыва. Если в устраиваемом за быстротоком отводящем русле (канаве, канале) возникает гидравлический прыжок, то для сокращения участков крепления в конце быстротока целесообразно устраивать габионные водобойные стенки. Высота стенок быстротока должна приниматься с запасом не менее 0,3 м над расчетным положением кривой свободной поверхности водного потока.

6.6.5 На участках водопропускного тракта с большим уклоном для гашения энергии потока рекомендуется устраивать перепады колодезного типа из габионных конструкций. Они состоят из входного участка, стенки падения и водобоя. Высоту перепадов рекомендуется принимать не более 2 3 м. При высоте участка сопряжения более 3 м следует применять многоступенчатые перепады. Ниже перепада обычно требуется установка одного из видов водобойных сооружений.

6.6.6 Для защиты земляного полотна автомобильной дороги от размыва на участках сопряжения с водопропускными трубами входные и выходные оголовки труб рекомендуется укреплять габионными конструкциями. Размеры и конструктивные решения габионных укреплений (рисунок 29) устанавливают с учетом:

- планово-высотного положения водопропускных труб на местности;

- конструктивных особенностей и типоразмеров водопропускных труб;

- гидравлических характеристик водных потоков на входе и выходе из водопропускных труб;

- условиями подтопления нижнего и верхнего бьефов (одностороннего или двустороннего);

- типа входных и выходных оголовков и режима протекания воды в трубах.

Планово-высотные границы габионного укрепления откосов земляного полотна у водопропускных труб определяются с учетом уровня подпертых вод, набега воды и запаса возвышения укрепления откоса.

Для предотвращения размыва и оврагообразования на участках выхода из водопропускных труб водного потока в нижнем бьефе рекомендуется устраивать дополнительные упорно-защитные габионные крепления (рисунок 30).

6.6.7 Для очистки поверхностных вод, стекающих с проезжей части автомобильных дорог, применяются отстойники и фильтрационные бассейны из габионных конструкций.

Отстойники из габионных конструкций (рисунок 31) временно задерживают сточные воды, осаждая и накапливая частицы твердого стока, тяжелых металлов и мусора. Особенностью данного вида сооружений является их возможность частично аккумулировать загрязняющие вещества за счет проникновения загрязненной воды в габионные конструкции. В концевых частях отстойника устраиваются запруды и низкие плотины с соответствующим укреплением их нижних бьефов.

Для очистки сточных вод в габионных фильтрационных бассейнах используются природные поглощающие сорбенты в виде шунгита или цеолита. Дождевая вода, собираемая с дорожного полотна, поступает в отстойник гравитационной очистки, где осаждаются наиболее крупные песчаные фракции и собирается пленка из нерастворенных нефтепродуктов. Затем осветленная вода переливом направляется в фильтрационную часть бассейна, где проходя через слои природного сорбента, она очищается от взвешенных частиц, нефтепродуктов и металлов. Очищенная вода сбрасывается в водоотводящий канал через дренажную систему.

Обязательным условием применения габионных очистных сооружений является регулярное удаление осадка, плавающего мусора, нефтяной пленки, а также замена сорбента по мере его кольматации.

Рисунок 29 - Схемы габионных укреплений выходных оголовков круглых водопропускных труб

1 - водопропускная труба; 2 - матрацно-тюфячный габион; 3 - коробчатый габион

Рисунок 30 - Схемы возможных упорно-защитных габионных устройств в концевых частях входных и выходных русел

1 - водопропускная труба; 2 - матрацно-тюфячный габион; 3 - коробчатый габион

Рисунок 31 - Схема отстойника из габионных конструкций

6.6.8 Схемы размещения водоотводных, водопропускных и очистных сооружений разрабатываются применительно к конкретным условиям расположения дорожных объектов и особенностям системы поверхностного водоотвода с проезжей части на рассматриваемом участке.

Основными факторами, определяющими вид и конструктивные особенности сооружения, являются рельеф местности и расходы воды, притекающей к ним. Величину и характер распределения расходов во времени, характеризуемые гидрографами паводков, определяют в результате гидрологических расчетов. Вероятность превышения расчетных паводков при проектировании водоотводных сооружений следует принимать в соответствии с СП 34.13330 и СП 35.13330.

Форма и размеры габионных укреплений устанавливаются на основе гидравлических расчетов, выполняемых в соответствии с [26].

6.6.9 При возведении водопропускных, водоотводных и очистных сооружений из габионных конструкций в случае необходимости предотвращения фильтрационных потерь, а также выхода дождевых и грунтовых вод на их лицевую грань следует устраивать гидроизоляцию в соответствии с указаниями подраздела 6.4.

Противоселевые сооружения

6.7.1 Противоселевые сооружения из габионных конструкций предназначаются для снижения скорости и задержания объемов селевых потоков, а также для безаварийного пропуска этих потоков в обход дорожных сооружений. Противоселевые сооружения должны обеспечивать наиболее оптимальные условия транспортно-гидротехнического функционирования дорожных объектов, располагаемых на селеопасных участках.

6.7.2 Для проектирования сооружений инженерной защиты на территории селевых бассейнов материалы инженерных изысканий, помимо информации, указанной в подразделе 6.2 данного методического документа, в соответствии с [5] дополнительно должны содержать:

- тип (грязекаменный или наносоводный), режим (связный или структурный) и происхождение (дождевой, гляциальный и др.) селевого потока;

- основные характеристики селевого потока (характер и скорость движения, расход, объемная концентрация твердой составляющей в селевой массе, его повторяемость и т.п.);

- физико-механические характеристики грунтов в селевых очагах и отложениях (гранулометрический состав, плотность, объемная влажность, угол внутреннего трения в водонасыщенном состоянии и т.п.);

- описание гидрометеорологических условий бассейна, определяющих развитие селевых процессов;

- сведения о ранее прошедших селевых потоках, полученные в результате анализа литературных и фондовых источников, опроса местных жителей и визуального обследования, оставленных прошедшим селевым потоком;

- комплексную карту селевых бассейнов масштаба 1:25000 или 1:50000 с указанием селевых очагов, конусов выноса, границ селеопасных бассейнов, области формирования, транзита селевых потоков и аккумуляции селевых отложений;

- морфометрические характеристики селевых русел на участках расчетных створов в виде продольных и поперечных профилей.

6.7.3 Расчетные характеристики дождевых и гляциальных селей принимаются по данным инженерных изысканий на основе характеристик дождевых и ледниково-прорывных паводков.

Расчет водной составляющей дождевых селей следует производить согласно [13], а для гляциальных селей - по обобщенным эмпирическим зависимостям характеристик ледниково-прорывных паводков от размеров ледников.

Для предварительных расчетов объем твердой составляющей, скорость движения и других расчетных характеристик дождевых селей допускается устанавливать согласно [23].

6.7.4 При проектировании противоселевых сооружений из габионных конструкций необходимо учитывать инерционность селевого потока, стремление его к прямолинейному движению, ударный характер взаимодействия селевого потока с препятствием, заторный и валовый характер движения, способность к руслопереформированию и истирающее воздействие на габионные конструкции.

6.7.5 Нагрузки на противоселевые сооружения из габионных конструкций следует определять с учетом статического и динамического давления массы селевого потока согласно [27]. Коэффициент надежности по нагрузке при определении давления наносов, селевых отложений и селевого потока следует принимать равным 1,2.

6.7.6 Класс противоселевых сооружений назначается согласно СП 58.13330 с учетом категории защищаемой дороги и возможных последствий от нарушения их нормальной работы.

6.7.7 Область применения габионных конструкций при проектировании противоселевой защиты распространяется на следующие виды сооружений:

- селезадерживающие (см. 6.7.8 6.7.16);

- селепропускные (см. 6.7.17 6.7.21);

- селенаправляющие (см. 6.7.22 6.7.25);

- стабилизирующие (см. 6.7.26 6.7.30).

6.7.8 Селезадерживающие сооружения из габионных конструкций предназначены для защиты дорожных объектов от селевых потоков, обладающих значительными выносами и воздействиями селевой массы. Они устраиваются в виде запруд, барражей и плотин для задержания части твердого стока и его накопления в селехранилище в верхнем бьефе (рисунок 32).

6.7.9 Расчетный объем селехранилища V, м , следует определять по формуле:

V=W -W +T’·W, (41)

где W - максимальный объем селевого потока в створе сооружения, м , см. 6.7.10;

W - объем селевого потока, сбрасываемый в нижний бьеф в процессе аккумуляции, м , см. 6.7.11;

W - среднегодовой объем аккумулируемых в селехранилище наносов, м , см. 6.7.12;

T’ - время заиления селехранилища, принимаемое не менее 25 лет.

6.7.10 Максимальный объем селя W принимают равным: для дождевых и гляциальных селей - объему селя, вызванного прохождением паводка с вероятностью превышения 1%; для селевых потоков другого генезиса - на основании результатов изучения следов прошедших селей. Селезадерживающие сооружения, разрушение которых угрожает катастрофическими последствиями, необходимо проверять на воздействие селевого потока, вызванного паводком, с вероятностью превышения 0,01%.

6.7.11 Объем селевого потока, сбрасываемый в нижний бьеф в процессе аккумуляции, W определяется только для наносоводных селей, для грязекаменных селей W =0.

6.7.12 Среднегодовой объем аккумулируемых в селехранилище наносов W определяется как разность между среднемноголетним объемом твердого стока и объемом наносов, пропускаемых в нижний бьеф (определяемым конструкцией водопропускных сооружений). При редкой повторяемости селей и обеспечении транзита бытового твердого стока вместимость селехранилища назначают без запаса на заиление (T·W=0).

6.7.13 При определении высоты селезадерживающего сооружения, соответствующей расчетному объему селехранилища, необходимо учитывать уравнительный уклон селевых отложений tg , принимая его для грязекаменных селевых потоков равным (0,5 0,7)·tg , где tg - уклон естественного русла (рисунок 32).

6.7.14 При проектировании селехранилища следует предусматривать водопропускные сооружения для пропуска в нижний бьеф бытового стока реки, а также сброса водной составляющей селевых потоков. При этом величина сбросного расхода не должна превышать величины критического селеобразующего расхода, определяемого для участка ниже створа сооружения.

Рисунок 32 - Схема габионного селезадерживающего сооружения

6.7.15 Для освобождения потока от крупных наносов, способных повредить габионные конструкции, перед сооружением рекомендуется предусматривать наносоуловители.

6.7.16 Проектом селезадерживающих сооружений следует предусматривать возможность восстановления объема селехранилища после его заполнения путем наращивания высоты сооружения или очистки селехранилища.

6.7.17 В качестве основных видов селепропускных сооружений из габионных конструкций следует предусматривать каналы, которые предназначаются для безаварийного пропуска селевых потоков в обход дорожных сооружений. Береговые части каналов устраиваются в виде подпорных стен из коробчатых габионов с вертикальной, наклонной или ступенчатой лицевой гранью. Укрепление дна каналов выполняется с применением матрацно-тюфячных и коробчатых габионов, а также каменной наброски.

6.7.18 Размеры селепропускного канала с входным и выходным участками, а также отводящего тракта должны назначаться из условия обеспечения транспортирующей способности селевого потока через сооружение, при этом:

- уклон дна канала должен приниматься не менее среднего уклона подходного участка селевого русла, длина которого принимается равной не менее 20 ширин селевого потока;

- ширина канала принимается равной средней ширине селевого потока на подходном участке селевого русла. При необходимости уменьшения ширины канала, его размер должен обеспечить беспрепятственный пропуск наиболее крупных твердых включений в селевом потоке с соответствующими направляющими устройствами;

- продольную ось селепропускного канала необходимо совмещать с осью движения селевого потока. При необходимости поворота сооружения радиусы вписанных кривых должны рассчитываться по скоростному режиму потока;

- возвышение стен селепропускного канала над максимальным уровнем селевого потока следует принимать равным 0,2 от максимальной глубины селевого потока, но не менее 0,5 м;

- на входном участке возвышение стен над максимальным уровнем селевого потока рекомендуется принимать равным не менее 0,5 от максимальной глубины потока на подходе к сооружению.

6.7.19 Для селепропускных сооружений расчетная вероятность превышения максимальных расходов дождевых паводков, вызывающих селевые потоки, принимается: при классе сооружения III - 0,5%, IV - 1,0%.

6.7.20 Гидравлический расчет селепропускных каналов на пропуск грязекаменных и наносоводных селевых потоков рекомендуется выполнять в соответствии с [27].

6.7.21 При пропуске наносоводных селевых потоков во избежание подмыва концевого участка селепропускного канала, ниже его рекомендуется устраивать противоразмывный фартук из матрацно-тюфячных габионов либо крепление из камня.

6.7.22 Селенаправляющие сооружения из габионных конструкций предусматриваются для отвода селевого потока от защищаемого дорожного объекта или направления потока в селепропускное сооружение. К ним относятся селеотбойные стенки каналов, предотвращающие растекание селей, и направляющие дамбы, отклоняющие селевые потоки от берега, на котором проложена автомобильная дорога. При достаточной ширине поймы для защиты от воздействия наносоводного селя также рекомендуется применение шпор из габионных конструкций (см. 6.5.17).

6.7.23 Углы поворота направляющих дамб из габионных конструкций в плане и их возвышение над максимальным уровнем селевого потока следует принимать в соответствии с 6.7.18. Расстояние между шпорами, их длина и угол поворота по направлению движения селевого потока назначаются на основании результатов модельных исследований или по участкам-аналогам.

6.7.24 Пропускная способность селенаправляющих сооружений должна обеспечивать проход селевого потока, вызванного дождевым паводком с вероятностью превышения: при классе сооружения III - 0,5%, IV -1,0%.

6.7.25 При расчете на прочность и устойчивость селенаправляющих сооружений из габионных конструкций необходимо соблюдать требования, приведенные в СП 23.13330 и СП 58.13330.

6.7.26 Стабилизирующие сооружения используются для прекращения движения селевого потока или ослабления его динамических характеристик. В качестве стабилизирующих сооружений из габионных конструкций применяют каскады запруд и террасы, выполненные в виде подпорных стен, которые изменяют профиль русла, превращая его из крутого в ступенчатый пологий (рисунок 33). Переливаясь через гребень стабилизирующего сооружения, селевой поток расходует часть своей энергии и снижает скорость движения. Данный вид сооружений рекомендуется предусматривать, как правило, в узких и крутых ущельях для защиты дорожных объектов от селевых потоков, вызываемых ливневыми паводками.

а - каскады запруд; б - террасы

Рисунок 33 - Схемы габионных стабилизирующих противоселевых сооружений

6.7.27 Стабилизирующие сооружения должны рассчитываться на пропуск дождевого паводка с вероятностью превышения 2%.

6.7.28 Расчеты прочности и устойчивости габионных подпорных стен, используемых для устройства запруд и террас, следует осуществлять в соответствии с требованиями подраздела 6.3 с учетом гидростатического и фильтрационного давлений воды и отложившихся селевых наносов.

6.7.29 Запруды из габионных конструкций следует проектировать высотой от 2 до 5 м. Расстояние между запрудами L , м, рекомендуется определять по формуле:

, (42)

где H - высота запруды над дном русла, м;

tg - уклон русла перед запрудой;

tg - уравнительный уклон отложений наносов перед запрудой.

6.7.30 При возведении стабилизирующего сооружения из габионных конструкций на нескальном основании, для предотвращения его подмыва на расстоянии 2·H от основной запруды рекомендуется устройство в нижнем бьефе контрзапруды, высотой 0,25·H , или крепление нижнего бьефа камнем (рисунок 34).

6.7.31 Для защиты габионных конструкций от повреждения твердыми составляющими водокаменных селей следует предусматривать защиту их лицевых граней дополнительным слоем монолитного бетона или металлическими сварными сетками (см. 6.5.23).

6.7.32 Для снижения вероятности возникновения селевых потоков и снижения их объемов в комплексе противоселевых сооружений следует дополнительно предусматривать перехватывающие лотки из габионных конструкций, располагаемые на горных склонах селеобразующих водосборных бассейнов. Данные сооружения предназначены для сбора и отвода поверхностных вод, способных активизировать развитие селевых процессов на участке.

Рисунок 34 - Схема устройства контрзапруды в стабилизирующем противоселевом сооружении

6.7.33 При проектировании противоселевых сооружений дополнительно следует рассматривать возможность снижения вероятности возникновения селевых потоков и их объемов путем выполнения в селевом бассейне лесомелиоративных и профилактических мероприятий.

6.7.34 При проектировании противоселевых сооружений дополнительно следует рассматривать возможность снижения вероятности возникновения селевых потоков и их объемов путем выполнения в селевом бассейне лесомелиоративных и профилактических мероприятий.

Дата добавления: 2018-10-26; просмотров: 786; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!