Проектирование дорог в районах осыпи

Курсовой проект

«Проектирование а/д в районах осыпи»

Введение

Выходящие на поверхность слабые горные породы разрушаются процессами выветривания.

На крутых склонах обломки породы - от мелких щебенок до каменных глыб - скатываются вниз и образуют скопления, имеющие вид конусов или призм, уширяющихся книзу, к подошве склона. Эти скопления называют осыпями. Если мелкий обломочный материал поступает непрерывно, образуются действующие осыпи.

Поверхность осыпей сложена рыхлым материалом (щебенками), находящимся на пределе устойчивого равновесия. Нарушение равновесия осыпи какими-либо естественными (подмыв рекой) или искусственными причинами (устройством выемки или насыпи) вызывает подвижку массы материала на большую или меньшую глубину.

С течением времени, когда поступление материала сверху уменьшается, щебенки поверхностных слоев осыпи разрушаются вследствие выветривания. Промежутки между крупным материалом заполняются мелкоземом, осыпь стабилизируется и поверхность ее зарастает. Однако эта стабилизация неустойчива. Стоит подрыть при постройке дороги осыпь снизу, как ее подвижки возобновятся.

Решение задачи проложения трассы в районе осыпей зависит от интенсивности образования материала осыпи, ее размеров, расположения на склоне, степени стабилизации.

Длинные участки интенсивно действующих осыпей следует обходить сверху, выше зоны осыпи и залегания быстро выветривающихся пород, питающих осыпь. Если по условиям рельефа это невозможно, следует перенести трассу на другой склон. Если осыпь невелика и у подошвы склона между шлейфом осыпи и водотоком есть достаточная полоса местности, трассу можно провести по этой полосе.

При этом следует предусмотреть устройство со стороны осыпи защитных стенок - барражей для задержания падающих камней, что необходимо во избежание аварий и с целью уменьшения затрат по очистке дороги от падающих камней.

Если осыпь действует слабо и близка к стабилизации, дорогу возможно проложить по осыпи, устраивая подпорные стенки, поддерживающие материал осыпи. Необходимо очень тщательно проверять устойчивость основания подпорных стенок, располагая их по возможности на подстилающих осыпь твердых породах.

В ответственных случаях дорогу можно располагать в галерее, заглубленной в тело осыпи с тем, чтобы обломочный материал скатывался по перекрытию галереи над дорогой.

Иногда обвал может быть следствием подмыва подошвы крутого откоса водой. Обвалы угрожают безопасности движения и целости сооружений. После обвала движение по дороге прерывается а уборка упавших масс требует больших затрат труда и средств. Поэтому при выборе трассы дороги всегда следует обходить места, где возможны обвалы.

1.     
Осыпи. Особенности проектирования

При трассировании дороги по долинам горных рек иногда приходится пересекать осыпи - отложения мелкообломочных продуктов распада сильно подверженных выветриванию горных пород на крутых склонах. Осыпи скапливаются у подошвы склонов в виде валов или конусов, состоящих из природного щебня с небольшой примесью грунтовых частиц. В верхней части в зависимости от крупности частиц и их петрографического состава осыпи имеют крутизну до 40-45°, соответствующую углу естественного откоса материала осыпи в водонасыщенном состоянии. В нижней части (шлейф осыпи) осыпь более полога.

В зависимости от интенсивности поступления материала различают осыпи действующие:

·        рост которых продолжается

·        затухающие

·        затухшие.

Затухшие осыпи зарастают травой, кустарниками и деревьями. Материал осыпей даже заросших находится в состоянии неустойчивого равновесия. Подрезка нижней части осыпи выемкой, сейсмические толчки, перегрузка построенной насыпью могут вновь активизировать осыпь и привести ее в движение.

, где

а - угол наклона поверхности осыпи; φ - угол естественного откоса для материалов, из которых сложена осыпь:

При трассировании дороги подвижные осыпи следует обходить; если это невозможно, необходимо предусмотреть мероприятия для обеспечения устойчивости земляного полотна. Осыпи с коэффициентами подвижности менее 0,5 могут быть использованы для размещения земляного полотна в насыпях без дополнительных сооружении.

Спускающиеся в реку шлейфы осыпей, сложенных из крупнообломочного, хорошо фильтрующего материала, можно пересекать дорогой. Если осыпь закрепилась и на ее поверхности сформировался слой почвы, покрывшийся растительностью, дорогу проектируют обычным методом, прокладывая в насыпях. При действующей осыпи, когда происходит накопление отложений, перед дорогой возводят улавливающую стенку для задерживания и накапливания осыпающихся обломков. Стенки устраивают из сухой кладки высотой 1,5-2 м, шириной 0,8-1 м при глубине заложения не менее 0,5 м.

При малом поступлении материала осыпи стенку периодически наращивают и строят дополнительные на массиве осыпи (рис. 1). При активных мощных осыпях, шлейф которых

Рис. 1. Схема защиты дороги, проходящей по шлейфу слабоподвижной осыпи, подпорными стенками. Цифры указывают последовательность возведения стенок достигает берега водотока, часто оказывается более целесообразным перенести трассу на другой склон долины, что бывает связано с постройкой двух мостов При мощных шлейфах осыпей возможна проходка тоннелем.

Материалы осыпей можно успешно использовать для отсыпки насыпей, а если они удовлетворяют требованиям к прочности каменных материалов, то и для устройства дорожной одежды и приготовления бетона.

В ряде случаев при малом объеме накопившегося в осыпи материала вместо того, чтобы строить верховые подпорные стены, целесообразнее убрать осыпь, использовав ее материал для устройства насыпей.

2.      Обвалы. Особенности проектирования

Многие участки горных дорог подвержены обвалам - внезапному обрушению с крутых склонов гор обломков горной породы. Причиной обвалов является чрезмерная крутизна склонов, на которых не могут удержаться обломки, потерявшие связь с основным массивом. Обвалам способствуют: разрушение горных пород процессами выветривания, подрезка наклонных пластов при устройстве земляного полотна, трещиноватость горных пород как естественная из-за тектонических нарушений, так и вызванная применением при строительстве массовых взрывов, расширение воды при замерзании в трещинах горных пород, сейсмические толчки и др.

Рис. 2 Улавливающие валы и стенки: улавливающая стенка у бровки дороги; б - улавливающий ров с валом в пределах пологого участка косогора (пунктиром показана траектория падения камней)

На участках, где обвалы и камнепады особенно вероятны, для защиты от падения мелких камней около дороги устанавливают на склонах металлические удерживающие решетчатые щиты или завешивают откос сеткой из толстой проволоки (d - 3 мм) с ячейкой 6x5 см.

Для защиты от крупных камней около дороги устраивают улавливающие рвы с валом или улавливающие стенки (рис. 2). Их размеры назначают по методу, предложенному профессором Н.М. Ройнишвили. Он основан на расчетах траектории  движения камня, скатывающегося с подскакиваниями по склону с ломаным поперечным профилем. При определении скоростей вводят коэффициенты, учитывающие сопротивления, испытываемые камнем при движении, и потери энергии при ударах. Улавливающая стена рассчитывается на удар камня.

На дорогах с интенсивным движением на участках с камнепадами в некоторых случаях приходится строить защитные галереи (рис. 3). Поперечное сечение такой галереи, построенной на автомобильной магистрали в Швейцарии, показано на рис. 3, б.

3.      Защита автомобильных дорог от осыпей

В процессе содержания дорог в горной местности предусматривают следующие меры защиты: улучшение водоотвода с целью повышения устойчивости осыпи, строительство сооружений, препятствующих движению осыпи или защищающих от нее дорогу, закрепление склонов.

Улучшение водоотвода с целью повышения устойчивости осыпи предотвращает излишнее увлажнение осыпи поверхностными и подземными водами. Такое переувлажнение может превратить осыпь в оползень. Чтобы избежать этого, принимают меры по перехвату поверхностных и подземных вод, аналогичные мерам на оползневых участках. С верховой стороны прокладывают нагорные и водоотводные канавы, устраивают дренажи.

Движению осыпи препятствуют террасирование склонов, заградительные стены, улавливающие траншеи и валы, подпорные стены, дощатые щиты и металлические сетки на кольцах. Если осыпь удается остановить, то она начинает постепенно закрепляться. В результате выветривания распадаются крупные обломки, а промежутки между ними заполняются мелкими частицами. Осыпь уплотняется, зарастает травой, а впоследствии кустарником, деревьями и превращается в устойчивую. Склоны, питающие осыпь обломочным материалом, закрепляют древесно-кустарниковой и травянистой растительностью.

4. Охрана окружающей природной среды

осыпь горный обвал защита

При выборе вариантов трассы и конструкции автомобильной дороги кроме технико-экономических показателей следует учитывать степень воздействия дороги на окружающую природную среду как в период строительства, так и во время эксплуатации, а также сочетание дороги с ландшафтом, отдавая предпочтение решениям, оказывающим минимальное воздействие на окружающую природную среду.

При сравнении вариантов трасс и конструктивных решений следует учитывать ценность занимаемых земель, а также затраты на приведение временно отводимых для нужд строительства площадей в состояние, пригодное для использования в народном хозяйстве.

Проложение трассы автомобильных дорог, назначение мест размещения искусственных и придорожных сооружений, производственных баз, подъездных дорог и других временных сооружений для нужд строительства следует выполнять с учетом сохранения ценных природных ландшафтов, лесных массивов, а также мест размножения, питания и путей миграции диких животных, птиц и обитателей водной среды.

Вдоль рек, озер и других водоемов трассы следует прокладывать, как правило, за пределами специально установленных для них защитных зон.

В районах размещения курортов, домов отдыха, пансионатов, пионерских лагерей и т.п. трассы должны прокладываться за пределами установленных вокруг них санитарных зон или в проектах должны разрабатываться защитные мероприятия.

Плодородный слой почвы не снимается, если рельеф местности не позволяет его снять, а также на участках с выходом на поверхность скальных обнажений, валунов, крупных (свыше 0,5 м) камней.

На дорогах в пределах водоохранных зон следует предусматривать организованный сбор воды с поверхности проезжей части с последующей ее очисткой или отводом в места, исключающие загрязнение источников водоснабжения.

При наличии грунта, который не может быть использован для отсыпки насыпей, им следует засыпать вершины оврагов (с одновременным их закреплением), эрозионные промоины, свалки и другие неудобья с последующим уплотнением и планировкой поверхности.

Список использованной литературы

1. СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги». М.:1986.

2.       Проектирование автомобильных дорог. Ч. II: Бобков В.Ф., Андреев О.В.

.        Справочник дорожного мастера. Строительство, эксплуатация и ремонт автомобильных дорог. С.Г. Цупиков