Руководство по проектированию, строительству и эксплуатации искусственных сооружений автомобильных дорог на водотоках с наледями

2. ИЗЫСКАНИЯ И ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ
ПЕРЕХОДОВ ЧЕРЕЗ ВОДОТОКИ С НАЛЕДЯМИ

     
Особенности изысканий

2.1. Места переходов через малые и средине водотоки, где наледи оказывают наибольшие воздействия, определяются рациональным положением трассы, которая должна иметь высокие транспортно-экономические показатели. Однако при изысканиях автомобильных дорог необходимо стремиться выбирать такое направление трассы, которое без существенного ее ухудшения в плане и продольном профиле позволяет обходить участки с большим количеством наледей. Технико-экономическое сравнение вариантов трассы должно учитывать затраты на постройку противоналедных сооружений, удорожание строительства на наледных участках искусственных сооружений с увеличенными отверстиями и более высокими подходами, а также затраты на борьбу с наледями при эксплуатации.

2.2. Наледеопасными участками являются: склоны северной экспозиции с неглубоким залеганием вечномерзлых грунтов, имеющие надмерзлотные воды; групповые выходы родников подземных вод; сильно заболоченные склоны; устья водотоков, особенно места слияния нескольких водотоков; водотоки с распластанными руслами, малыми глубинами и выступающими из воды грядами галечника; перекаты со скальными выступами и валунами; порожистые участки.

2.3. Не опасны в отношении наледеобразования и благоприятны для прокладки трассы водораздельные участки, склоны антиклинальных долин, борта моноклинальных долин с падением пластов в глубь склона, сухие склоны и террасы южной экспозиции, водотоки с глубокими узкими руслами, заросшими растительностью.

2.4. На водотоках с наледями, кроме работ по изысканиям в обычных условиях, необходимо производить специальные мерзлотно-гидрологические обследования и съемки наледных полян, необходимые для прогнозирования наледных процессов и проектирования искусственных сооружений и противоналедных мероприятий. В связи с этим изыскания переходов через водотоки с наледями проводят в три этапа: 1) подготовительный период; 2) полевые летне-осенние работы на стадии составления  рабочего проекта; 3) ледомерные съемки.

2.5. В подготовительный период перед основными полевыми работами по литературным данным и фондовым материалам изучают геологические, геокриологические, гидрогеологические, гидрологические, климатические и другие особенности будущей трассы и пересекаемых ею водотоков. Собирают сведения о наледях, температуре воздуха, осадках, толщине снежного покрова и др. Если наледей на трассе много, производят аэровизуальное обследование и аэрофотосъемку водотоков с вертолета или самолета в апреле - начале мая после схода снежного покрова, когда наледи хорошо видны. На основе собранных сведений в подготовительный период составляют программу и график работ по обследованию наледных участков при полевых работах.

Полевые летне-осенние работы при изысканиях

2.6. При полевых летне-осенних работах по изысканиям на стадии составления рабочего проекта дороги, кроме установленного нормативными документами перечня работ для обычных условий, на водотоках с наледями выполняют следующие работы.

1. Производят топографическую и инженерно-геологическую съемку логов водотоков. Съемкой охватывают всю площадь наледной поляны и места выхода источников подземных вод, питающих наледь, с прилегающими участками местности: вниз от оси перехода 100 м, вверх от начала наледной поляны 300 м и по сторонам 50 м от границ наледной поляны. Масштаб выбирают в зависимости от размеров наледи от 1:500 до 1:2000.

При съемке разбиваются поперечники: у сооружения в сечении с наибольшей толщиной наледи и в характерных местах. По поперечникам производят нивелирование ложа наледной поляны, определяют осенние уровни воды в реке и зеркало грунтовых вод на поймах или в реке, если нет поверхностного зимнего стока.

По следам, оставленным наледью на деревьях и земной поверхности, определяют уровень верха наледи. С помощью старожил устанавливают год ее образования и особенности развития.

2. Составляют план лога в горизонталях, поперечные и продольный грунтово-геологические разрезы в границах съемки, указанных в п.1. На поперечных и продольном разрезе показывают границу водоупора (вечной мерзлоты, скальных пород и др.).

3. Определяют местонахождение и тип подземных источников, характер излива, режим источников (их дебит, температуру, химический анализ воды.)

4. Производят тщательное обследование и описание морфологии русла, характерных его участков (перекатов, плесов и др.), берегов, пойм, террас, склонов долины, растительности, налетов солей нa деревьях и камнях, микрорельефа, заболоченности.

5. Наряду с традиционными буровыми работами и выработками при мерзлотно-гидрологических исследованиях наледных участков рекомендуется применять электрометрические методы: вертикальное электрозондирование (ВЭЗ) и электропрофилирование (ЭП), которые  позволяют  определять глубину и границы залегания вечной мерзлоты, тектонические нарушения, толщину рыхлых отложений и др.

Ледомерные съемки и определение размеров наледей

2.7. Ледомерные съемки следует производить в марте-апреле, когда наледи достигают максимального развития. Их производят с целью определения размеров наледей и прогнозирования их расчетных параметров при проектировании искусственных сооружений.

Размеры наледей можно определять топографической съемкой, посредством ледомерных вех с измерением расстояний между ними или путем бурения наледного льда.

2.8. При съемке площадь наледей может быть определена замкнутым или висячим теодолитным ходом, а толщина посредством нивелирования поверхности льда по поперечникам. При этом при летне-осенних полевых работах должно быть произведено нивелирование ложа наледной поляны по тем же поперечникам.

2.9. Измерение толщины наледей может  производиться  посредством ледомерных вех, которые осенью устанавливают на наледной поляне, или бурением наледного льда мотобуром или гидротермобуром.

В зависимости от конфигурации наледи и ее размеров ледомерные вехи или буровые скважины могут располагаться по разным схемам (рис.1). Для вытянутых в длину и нешироких наледей вехи или скважины экономичнее располагать по линиям характерных поперечных профилей (рис.1, ), размещая их по возможности на равных расстояниях. Выбор прямоугольной сетки (рис.1, ) целесообразен на относительно широких наледях.

Рис.1. Схемы расположения ледомерных вех или буровых скважин на наледях:

- по линиям характерных поперечных профилей; - в углах прямоугольной сетки

Количество поперечников назначают в зависимости от длины наледи, но не менее пяти, а расстояние между вехами или скважинами на поперечнике - не более 1/4 их длины. Если наледь большая и ровная, то расстояния между поперечниками можно назначать 100-200 м. Необходимо стремиться, чтобы поперечники проходили через сужения и расширения наледи и боковые ее ответвления.