Лекция 3 Спецсооружения в горной местности

1
Лекция 3
Спецсооружения в горной местности. Противооползневые спецсооружения
Оползни являются частой причиной разрушения дорог, проложенных по косогорам.
Оползни возникают при неустойчивом положении горных пород и их смещение под действием собственного веса. Причина образования оползня – действие поверхностной и подземной воды.
Противооползневые мероприятия включают организацию правильного поверхностного и подземного водоотвода, или удержание в равновесии оползающих
масс путем устройства удерживающих сооружений. При соответствующем экономическом обосновании в оползневой зоне строится эстакада или тоннель, а в
крайнем случае дорога прокладывается выше оползневого участка.
Для предотвращения проникновения воды в оползневой массив предусматривают ряд мероприятий, представленные на рис. 1.
Рис. 1. Схема противооползневых мероприятий:
1 – нагорная канава; 2 – граница оползня; 3 – канавы, укрепленные
мощением; 4 – штольня; 5 – дорога
К противооползневым мероприятия относятся: отвод поверхностных вод с
помощью планировки поверхности – засыпка впадин, устройство нагорных канав
с укрепленными против просачивания дном и откосами; перехват дренажами по-
2
ступающих с вышерасположенных частей склона грунтовых вод; осушение тела
оползня дренажами при наличии в нем водоносных прослоек. На крутых участках
канав устраивают перепады и быстротоки.
Для повышения устойчивости и удержания небольших оползневых массивов
возводят удерживающие сооружения: контрбанкеты, подпорные стены с контрфорсами, которые опираются на ненарушенные горные породы (рис. 2).
Рис. 2. Удерживающие сооружения против оползней:
1 – контрбанкет; 2 – дорога; 3 – верховая подпорная стенка;
4 – ограждающая канава; 5 – перехватывающий дренаж
Для повышения сцепления оползневой массы с ложем оползня, мощностью
до 15–18 м, осуществляется забивка свай или устройство буронабивных железобетонных свай. Ряды свай располагают поперек оползающего массива в месте, где
наибольшие значения горизонтальных составляющих сдвигающих сил (рис. 3).
Рис. 3. Способ повышения сцепления оползня:
1 – насыпь; 2 – оползающий массив грунта; 3 – поверхность скольжения; 4 – сваи;
5 – ростверк; 6 – низовая подпорная стенка; 7 – дренаж
Пересечение оползня эстакадой экономически целесообразно только при
большой протяженности и незначительной мощности оползающих масс. При этом
поток осыпающегося материала пропускается между опорами эстакады. Фундаменты опор эстакады должны быть расположены в ненарушенных породах.
3
При большой мощности оползающих масс экономически выгоднее пройти
район оползня тоннелем в устойчивой зоне, отклонив его трассу в сторону косогора или опустив ниже оползня.
В отдельных наиболее сложных условиях в оползневой области трассу автомобильной дороги переносят на противоположный склон ущелья или долины
горной реки, но для этого требуется сооружение двух виадуков или мостов.
Противообвальные спецсооружения
Обвалы являются опасным природным явлением и могут вызвать разрушение дороги, аварии с человеческими жертвами и большие завалы.
Обвал – это внезапное быстрое, почти мгновенное смещение масс горных
пород в виде обломков, глыб и их падение со склонов гор и откосов выемок. Обвалы могут возникать в разнообразных горных породах – рыхлых и обломочных,
осадочных и изверженных, поэтому различают земляные, скальные (каменные) и
смешанные обвалы.
Осыпь – разновидность обвала, представляющая собой передвижение несвязной массы мелких обломков горной породы вниз по склону. Сильные осыпи
характерны для откосов, которые сложены из глинистых сланцев, мергеля, тонкослойного песчаника и других слабосцементированных осадочных и обломочных пород, легко поддающихся выветриванию. Осыпи скапливаются в виде
шлейфа или конуса у полотна дороги с нагорной стороны.
Противообвальные мероприятия включают обход опасного участка, строительство тоннеля или эстакады (осыпи), укрепление горных пород и строительство защитных сооружений.
Противообвальные защитные сооружения:
1. Улавливающие сооружения – в виде каменных или бетонных стен, которые ограждают дорогу со стороны горного склона (рис. 4).
2. Противообвальные галереи полностью перекрывают дорогу с обеспечением габарита проезда и защищают ее сверху и сбоку. В зависимости от характера
4
и интенсивности воспринимаемых динамических воздействий галереи бывают
двух типов: легкого и тяжелого.
К легкому типу противообвальных галерей относятся рамные (рис. 5, а)
3:1
2,0 -3,0 м
0,5 м
3:1
<2,0 м
0,2 м
0,2 м
и навесные консольные галереи (рис. 5, б).
Рис. 4. Улавливающие сооружения
Рис. 5. Противообвальные галереи легкого типа:
а – рамная; б – навесная консольная;
1 – амортизирующая засыпка; 2 – перекрытие; 3 – Г-образная рама;
4 – фундамент; 5 – проезжая часть; 6 – консольный блок;
7 – подпорная часть; 8 – проем
Материал галерей легкого типа: монолитный или сборный железобетон, реже металл или дерево.
К тяжелому типу противообвальных галерей относятся арочные (рис. 6, а) и
балочные (рис. 6, б) галереи.
Материал галерей тяжелого типа: каменная кладка, бетон, бутобетон, монолитный или сборный железобетон.
Для отвода воды с перекрытия галерей защитному слою придают продольный и поперечный уклоны не менее 3 ‰, а в наиболее пониженных местах устанавливают водоотводные трубки. Наклон отсыпки к горизонту назначают из условия плавного сопряжения с горным склоном, но не менее 15–20 º.
5
Рис. 6. Противообвальные галереи тяжелого типа:
а – арочная; б – балочная;
1 – амортизирующая засыпка; 2 – гидроизоляция; 3 – железобетонный свод; 4 – дренаж;
5 – проем; 6 – подпорная стена; 7 – проезжая часть; 8 – каменная наброска;
9 – защитное покрытие; 10 – блок перекрытия
3. Камнеулавливающие сооружения располагаются выше дороги на склоне
(рис. 7):
1) улавливающая траншея устраивается на пологих участках горных склонов с углом крутизны до 30 º на высоте не более 20–30 м над дорогой (рис. 7, а);
2) заградительный вал устраивается при неглубоком залегании скальных
пород из привезенного грунта или камня (рис. 7, б);
Рис. 7. Камнеулавливающие сооружения
3) заградительная стена устраивается на крутых склонах до 40 º и располагается непосредственно у дороги в основании нагорного склона или откоса выемки (рис. 7, в);
6
4) улавливающая стена устраивается на склонах до 40 º выше дороги на
20–30 м (рис. 7, г);
Заградительные и улавливающие стены возводят из каменной кладки на цементном растворе.
4. Ограждения-уловители в виде вертикальных заборов, состоящих из деревянных, металлических или железобетонных столбов и натянутых между ними
металлических сеток. Сетчатые заборы располагают у дороги отдельными секциями обычно в несколько рядов в шахматном порядке.
5. Надолбы в виде отдельно стоящих сооружений, которые уменьшают скорость движения обломков горных пород. Их располагают на небольшом расстоянии друг от друга в шахматном порядке и в несколько рядов по склону. Надолбные поля устраивают при небольшой скорости (до 10–15 м/с) движения камней на
пологих склонах крутизной не более 30 º.