Дать понятие проектировании водопропускных сооружений на малых водотоках

Трасса автомобильной дороги пересекает пониженные места рельефа местности, по которым стекает вода. Водотоки на этих участ­ках могут быть постоянными и периодическими. Постоянными водото­ками являются реки и ручьи, в которые всегда происходит сток воды. В периодических водотоках вода стекает только лишь в периоды дождей, ливней или снеготаяния.

Земляное полотно автомобильной дороги, сооружаемое на пересе­чении водотока, нарушает его естественный режим работы. Для про­пуска воды через земляное полотно проектируют искусственные сооружения (трубы, малые мосты, лотки).Количество искусственных сооружений зависит от рельефа местности и климатических условий.

Малые мосты имеют длину до 25 м, могут быть одно- и многопро­летными. По материалу, из которого изготовляют пролетные строения, мосты бывают металлические, железобетонные и деревянные. Боль­шую часть водопропускных сооружений, строящихся на автомобиль­ных дорогах, составляют трубы. Трубы не меняют условий движения автомобилей и располагаются при любых сочетаниях плана и продоль­ного профиля дороги. Они не стесняют проезжей части и обочины, не требуют изменения вида дорожной одежды.

Трубы обычно классифицируют: по форме отверстия - круглые, прямоугольные; по количеству отверстий - одно- и многоочковые; по материалу, из которого они изготовляются, -металлические, бетонные, железобетонные. Труба состоит из оголовка, звеньев трубы и фундамента. В настоящее время малые мосты и трубы строят по типовым проектам с привязкой к местным условиям данного района.

Малые мосты предъявляют более высокие требования к продольному профилю дороги, так как мост является частью дороги, по кото­рому идет движение автомобилей. Поэтому конструкция моста должна удовлетворять всем элементам автомобильной дороги в плане и продольном профиле. На мостах применяют другой тип покрытия, чем на подходах к мосту. При пересечении глубоких оврагов необходимость моста очевидна независимо от расхода воды.

В общем случае выбор типа и отверстия малого водопропускного сооружения зависит от расхода воды, который может пропустить каждое сооружение, от формы отверстия и его размера, допускаемой глубины, площади живого сечения и скорости течения воды. Допус­каемая скорость в основном зависит от типа укрепления русла в сооружении, на подходе к нему и на выходе из сооружения. Это дает возможность для каждого типа малых водопропускных сооружений и их отверстий заранее, независимо где это сооружение будет построено, определить расход воды, который может быть пропущен при различ­ных режимах работы и гидравлических параметрах этого сооружения.

Мосты применяют в том случае, если трубы не могут обеспечить пропуск всей воды, притекающей к дороге. Для увеличения пропуск­ной способности сооружения без повышения высоты насыпи устраи­вают многоочковые трубы одного и того же диаметра, уложенные в один ряд.

Водопропускные трубы следует проектировать на безнапорный режим работы, когда на всем протяжении трубы водный поток сопри­касается со свободной поверхностью воздуха в трубе. Трубы нельзя применять на участках водотока при наличии ледохода и образования наледи. Типовые трубы имеют круглое и прямоугольное отверстия: круглые - диаметром 0, 5; 0, 75; 1, 0; 1, 25; 1, 5; 2, 0 м; прямо­угольные- размерами 1, 5x2.0; 2x2; 3x2; 2x3; 3x3; 4x3; 5x3: 6x3 м.

23. Расскажите о проведении инженерно-геологических и почвенно-грунтовых обследованиях при изысканиях дорог.

Инженерно-геологические изыскания проводят для сбора данных о геологическом строении местности, по которой прокладывают дорогу. При инженерно-геологических изысканиях выполняют следующие работы: сбор и обобщение данных о природных условиях района изыскания; изучения геологических карт прошлых лет; применение аэрометодов для создания инженерно-геологической карты местности; проведение буровых и шурфовочных работ с отбором проб грунтов и воды, с последующим определением физико-механических свойств; геофизические исследования для определения характеристики глу­бинных слоев грунтов; камеральная обработка полученных материалов. Полученные результаты используют для проектирования земля­ного полотна, защитных и укрепительных сооружений, высоких насыпей и глубоких выемок, выбора типов фундаментов для труб и малых мостов.

В зависимости от условий района изысканий и сложности рельефа местности формируют звено грунтоведа-геолога. По аэрофотоснимкам устанавливают физико-геологические процессы в данном районе: осыпи, оползни, отложения грунтов, лавиноопасные участки, опреде­ляют глубину залегания грунтовых вод. Аэрофотометод позволяет составить предварительную инженерно-геологическую карту с выделе­нием типов горных пород и определить участки для более детального обследования в полевых условиях.

При полевых почвенно-грунтовых и гидрогеологических обследо­ваниях: изучают рельеф местности; производят геофизические и буровые работы по трассе; оценивают источники питания рек и ручьев, их режим; проводят лабораторные работы по определению свойств грунтов; намечают местоположение грунтовых резервов для строи­тельства земляного полотна; определяют возможность применения отходов промышленности; ведут поиск местных дорожно-строительных материалов.

Грунтовые обследования должны дать полное представление о свойствах грунтов. Обследование производят на глубину до уровня грунтовых вод, но не менее 2 м, а на участках предполагаемых выемок на 1, 5-2 м ниже будущей подошвы выемки. Основным методом изучения грунтово-геологических условий при изысканиях дорог является механическое бурение с непрерывным отбором и осмотром образцов грунта.

Скважины и шурфы закладывают во всех характерных местах рельефа - на склонах, пониженных местах, водоразделах, участках смены растительности. Расстояние между шурфами и скважинами зависит от характера рельефа местности; в равнинных условиях - по одному или два шурфа на 1 км, в горной местности - несколько шурфов на 1 км. В скважине и шурфе отмечают границы грунтов, глубину залегания грунтовых вод. Свойства грунтов определяют в полевых условиях лабораторными методами.

Тщательно и детально обследуют участки в местах сосредоточения земляных работ, высоких насыпей, глубоких выемок, насыпей на болотах. Для всех искусственных сооружений бурят скважины: для труб и мостов длиной до 10 м- одну скважину на глубину 5-8 м; при большей длине моста - две или три скважины.

Для поисков дорожно-строительных материалов, определения глубины залегания вечномерзлых грунтов, выявления карстовых пустот применяют геофизические методы исследования. Эти методы позволяют значительно ускорить выполнение геологических обследо­ваний и сократить объемы буровых работ. Основными методами геофизических исследований являются: электроразведка, сейсморазведочный метод, метод радиоактивного каротажа скважин, метод радиоактивных изотопов.

Метод электроразведки основан на различной удельной электро­проводности, т. е. электрическом сопротивлении слоев горных пород в геологическом разрезе от поверхности земли. При малых глубинах исследований (до 20-30 м) достаточно точно прослеживаются слои грунта толщиной около 1 м, а точность границ слоя - до 1, 5 м. Метод электроразведки применяют в совокупности с буровыми работами. Глубину залегания слоев определяют по расчетам и вспомогательным монограммам с построением грунтового разреза.

С помощью сейсморазведочных методов выявляют геологическое строение и состояние горных пород. Сейсморазведка основана на различии в скорости распространения упругих волн в разных грунтах. Отраженные сигналы приходят с различной скоростью и записываются на ленту регистрирующего прибора - геофона. Этот метод применяют совместно с методом электроразведки и обычными метода­ми геологических исследований.