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.