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

Приложение Е

Противоналедно-водопропускные сооружения

Е.1 Общие положения

По причине возникновения наледи разделяются на два вида:

а) природные наледи, ежегодно или реже возникающие в естественных условиях;

б) вынужденные (прогнозируемые) наледи, возникающие вследствие нарушения мерзлотно-грунтовых условий в результате постройки сооружений.

К мероприятиям и устройствам, устраняющим или сокращающим причины возникновения вынужденных наледей и активизацию наледного процесса в местах действия природных наледей, относятся: дренаж, каптаж, осушение местности глубокими открытыми канавами и полуоткрытыми лотками, регуляция русел; сосредоточение потока, например посредством наледных поясов, полузапруд или применением лотков, на подходе и в пределах водопропускных сооружений; электротермические способы подогрева воды и грунтов. При наличии благоприятного сочетания рельефа, геологической, гидрогеологической обстановки и мерзлотно-грунтовых условий следует применять мерзлотные и тепловые пояса.

Е.2 Особенности выполнения изысканий на наледеопасных участках

При изысканиях наледи необходимо рассматривать, как опасное физико-геологическое явление, подобно карсту и оползням, и укладывать трассу с расчетом на исключение или на снижение отрицательного воздействия наледей на проектируемые сооружения. Наиболее благоприятными по физико-геологическим условиям для размещения трассы являются водораздельные участки, склоны антиклинальных долин, борта моноклинальных долин с падением слоев пород вглубь склона, верхние части склонов, сложенных породами с горизонтальным налеганием слоев, южные склоны и поверхность речных террас, сложенных дренирующими грунтами. Менее благоприятными являются речные долины с синклинальным залеганием пород и субсеквентные долины, в зонах тектонических разломов, являющихся путями выхода на поверхность подземных вод, способствующих образованию больших и гигантских наледей.

Е.3 Прогнозирование появления наледей в результате железнодорожного строительства

В результате строительства сооружений наледи появляются на участках с наличием водоносного слоя и, как правило, у низких насыпей, при вскрытии водоносных слоев выемками, у мостов и труб с массивными фундаментами, а также во всех случаях, когда при возведении сооружений в их зоне произошло глубокое изменение природных мерзлотно-грунтовых условий.

У земляного полотна наледи появляются при выполнении условий:

и ,                                                     (Е.1)

где - глубина промерзания грунта в естественных условиях выше местоположения полотна;

- расстояние от дневной поверхности до зеркала грунтовых вод на начало промерзания;

- глубина промерзания деятельного слоя под земляным полотном.

Величины и устанавливают по данным изысканий. Величина зависит от размеров земляного полотна, физических свойств слагающих его грунтов, климатических условий в районе строительства и определяется по отдельной методике. Таким образом, целенаправленно регулируя размеры земляного полотна и в первую очередь его высоты, можно в каждом конкретном случае уменьшить риск появления наледи.

Появления наледей у водопропускных труб и других подобных сооружений следует ожидать в тех случаях, когда

,                                                 (Е.2)

где - мощность фундамента трубы;

- глубина промерзания грунта под фундаментом трубы.

Для прогнозирования величины и обоснования предложений по конструированию фундаментов труб на наледных участках следует проводить теплофизические расчеты по определению температур в области передвижения границы раздела фаз при радиальном потоке тепла в трубе и теплопритоке снизу.

Е.4 Противоналедные мероприятия и устройства

Е.4.1 Противоналедные мероприятия и устройства рекомендуется применять во всех случаях, где это возможно по инженерно-геологическим условиям, ледотермическому режиму водотоков и экономически целесообразно.

Противоналедные мероприятия и устройства необходимо принимать с учетом генетического типа наледи, дебита и температуры воды источника, питающего наледь, рельефа и инженерно-геологических условий в пределах наледного участка, а также в увязке с комплексом проектных решений по конструкциям земляного полотна и водопропускных сооружений.

При выборе противоналедных мероприятий и устройств предпочтение следует отдавать тем из них, которые исключают активизацию природных и возникновение техногенных наледей при постройке дорожных сооружений.