СП 445.1325800.2018 Водопропускные трубы и системы водоотвода в районах вечной мерзлоты. Правила проектирования

     4 Общие положения

4.1 При проектировании водопропускных труб и систем водоотвода на ММГ в зависимости от их конструктивных и технологических особенностей и мерзлотно-грунтовых условий следует применять один из следующих принципов использования этих грунтов в качестве основания:

- принцип I - грунты основания используются в мерзлом состоянии, сохраняемом в течение всего периода эксплуатации сооружения. При этом грунты могут быть мерзлыми до строительства или замораживаемыми в процессе строительства;

- принцип II - грунты основания используются в талом или оттаивающем состоянии.

Следует преимущественно применять принцип I. Применение принципа II связано с более значительными неопределенностями, с нарушением равновесия среды, в частности с протаиванием смежных массивов, расположенных рядом или внизу, что может привести к деформации или сдвигу больших массивов. Поэтому при применении принципа II следует провести расчет теплового влияния расчетной зоны на соседние массивы и их устойчивости после оттаивания.

При принятии решения о выборе принципа I или II рекомендуется учитывать наличие подтипов этих принципов:

- принцип I, а - обеспечение совмещения ВГВМ с нижней границей деятельного слоя, т.е. с глубиной сезонного протаивания;

- принцип I, б - допущение под сооружением таликов ограниченных размеров в период эксплуатации;

- принцип II, а - возведение сооружений на естественных или искусственно созданных таликах глубиной, соответствующей размерам зон напряженного состояния от действия земляного полотна и временных нагрузок (20-30 м);

- принцип II, б - возведение сооружений на мерзлых грунтах с допущением возможности их оттаивания на всю глубину зоны напряженного состояния.

4.2 Принципиальные проектные решения при проектировании водопропускных сооружений следует принимать на основе анализа модели ПТС с учетом требований к охране окружающей среды и защиты от опасных природных процессов, обусловленных взаимодействием компонентов лито- и гидросферы и техносферы.

4.3 Прогнозирование температурного режима грунтов оснований сооружений необходимо выполнять как для самого сооружения непосредственно, так и для прилегающей территории с водотоком.

При проектировании конструкции и технологии возведения водопропускных сооружений должны быть выявлены особенности взаимодействий сооружения с вмещающими, подстилающими и примыкающими грунтовыми массивами и водными объектами в пределах полосы отвода (с учетом влияния растительности, снеговых отложений, уровней грунтовых и режимов поверхностных вод, других сооружений и т.п.). Эти особенности должны быть учтены также при разработке схемы мониторинга.

На снегозаносимых участках дорог граница полосы отвода устанавливается с учетом расположения снегозадерживающих сооружений.

4.4 Прочность, устойчивость и стабильность геометрии проектируемого сооружения должна быть обеспечена при всех возможных измерениях параметров взаимодействий компонентов ПТС в течение жизненного цикла сооружения. Это требует обеспечения в проектах всех трех составляющих критерия надежности - информационной, конструкционной и функциональной.

4.5 Информационная надежность обеспечивается результатами изысканий, обследований, сбора имеющихся данных наблюдений за климатом и состоянием территории размещения проектируемого сооружения. Конструкционная надежность обеспечивается в ходе проектирования и строительства объекта выбором типа сооружения, материалов, конструкций, технологических процессов с расчетами НДС сооружения и основания, теплотехническими расчетами и гидравлическими расчетами водоотводов и водопропускных труб и мостов. Функциональная надежность обеспечивается правильностью выбора системы водоотвода, сооружений водопропуска, защиты проектируемого комплекса сооружений от негативных природных процессов и явлений, качеством строительства и соблюдением регламента эксплуатации (обслуживания и ремонтов), научным сопровождением проектирования и строительства сооружений.

4.6 В зависимости от местных условий (топографических, гидравлических, мерзлотных и геологических) применяют различные типы водопропускных сооружений и систем водоотведения. К ним относятся трубы, дамбы, лотки, канавы и фильтрующие насыпи. На автомобильных дорогах низших категорий допускается перелив воды через полотно дороги по специальным лоткам, являющимся одновременно и проезжей частью дороги, а также по устройствам, отводящим воду с проезжей части дороги и разделительных полос.

4.7 Для защиты водопропускных сооружений от карчехода применяют улавливающие устройства (решетки, свайные ряды и сетчатые барьеры).

4.8 Применение водопропускных труб по конструктивным соображениям целесообразно при высоте насыпи более 1,5 м при условии обеспечения достаточной толщины слоя грунта над шелыгой свода трубы (см. СП 35.13330.2011 и таблицу 4.1).

Таблица 4.1 - Минимальная толщина засыпки над трубами

При меньшей высоте насыпи и прогнозируемом риске образования селей проектируют мостовые сооружения. Возможность применения труб ограничивается условиями пропуска взвесенесущих (селеопасных) потоков, которые безопаснее пропускать под мостовым сооружением.

4.9 Водопропускные сооружения на автомобильных и железных дорогах общей сети и подъездных, не связанных с технологическими перевозками, согласно СП 35.13330 рассчитывают на воздействие водного потока на два паводка (расчетный и наибольший) и на соответствующие им уровни.

4.10 Водоотводные канавы следует рассчитывать на расчетные расходы и соответствующие им уровни с вероятностью превышения при соблюдении требований СП 35.13330 о необходимом возвышении бровки земляного полотна над соответствующим уровнем воды, а также ограничений по предельно допустимому заполнению труб при пропуске расчетных расходов.

4.11 Аккумуляция воды перед сооружениями допускается для ливневого стока или талых вод при отсутствии снежных заносов перед сооружением и опасности образования термокарста.

4.12 Защита сооружений водопропускного тракта от подмыва и размыва оттаивающего грунта на автомобильных и железных дорогах должна быть достаточной для обеспечения их безопасной работы.

4.13 Проектные решения по конструкциям и технологиям строительства сооружений должны быть обоснованы результатами прогнозирования температурного режима вмещающих, подстилающих и примыкающих грунтовых массивов в пределах полосы отвода с учетом влияния изменений растительного покрова, снегозаносов, подтоплений, других сооружений и т.п. на протяжении жизненного цикла сооружения.