Дороги мира. История и современность

5.5. Водопропуски на дорогах Севера

Дороги проходят через постоянные водотоки (реки, протоки), а также временные водотоки образующиеся во время весенних паводков и летних половодий. В меженное время эти последствие часто фиксируются в виде небольших пойменных озер, пересекаемых насыпями автодорог.

Рис. 151. Насыпь автомобильной дороги пересекает протоку

Водопропуск отсутствует, идет активное, двухстороннее размывание насыпи.

Имеются участки пересечения автодорогой проток и озер, которые никак не оформлены и оформить водопропуск весьма проблематично ввиду малого уклона местности. Именно на них начинаются процессы размыва идущий тем активнее чем выше уровень воды возле насыпи автодороги.

При этом откосы трансформируется в абразионные берег-обрыв и пляжный откос.

По обоим сторонам насыпи развиваются растущие навстречу друг другу промоины.

Рис. 152–153. Промоины вдоль труб

Водопропуски, как правило, оформлены в виде водопропускных труб. Расчет отверстия труб ведется приблизительно исходя из имеющего опыта, так – как не велись метеонаблюдение, нет данных даже из устных источников и очень трудно а иногда и не хватает времени для определения водосборной площади.

Если ток воды в трубе постоянен (вода идет в одном направлении) то на входе трубы образуется абразивный берег с трещинами оседания, береговым обрывом и хорошо развитой абразивной отмелью (пляжный откос), а с противоположный стороны (на выходе из трубы) образуется промоина. Очень часто промоина образуется вдоль трубы за 1–2 года.

Рис. 154–155. Размыв откоса на выходе трубы из насыпи

В некоторых рекомендациях советуют ставить несколько труб меньшего диаметра в ряд, но ведь чем больше диаметр трубы, тем легче она пропускает лед, пучки травы, кустарники реже забивается снегом.

Краткий анализ состояния водопропускных устройств позволяет сделать вывод о высокой активности морфодинамических процессов и разрушительной роли в существовании водопропусков.

Морфодинамические процессы: эрозия, термоэрозия, суффозия, морозное пучение, оседание склонов и другие оказывают разнообразное и обязательное воздействие на любой чужеродной природной среде объект. Нарушение окружающей среды на такой неустойчивой в географическом смысле территории могут привести к самым печальным последствиям.

Не отрицая морфодинамических процессов сокращающих срок службы трубчатых водопропусков на дорогах Севера следует, однако и обратить внимание на другие обстоятельства:

1. Трубы уложены меньшой длины. Надо, чтобы труба на входе выходила на 20 см, а на выходе на 50 см за кромку откоса земляного полотна дороги, однако это практически, везде нарушено.

Рис. 156. Трубы уложены меньшей длины

Ведь обрушение грунта соприкасающегося с концами труб в частности происходит от вибрации трубы от воздействия на нее проезжающей машины и чем короче труба тем вибрация больше. И раз короче труба, тем круче откос и его обрушение дело времени.

2. Как мы знаем из учебника – слой грунта над трубой должен быть не менее 0,8 м, слой грунта составляет не более 0,4 м.

3. Если в обычных условиях труба улаживается на щебеночное основание и засыпка также осуществляется утрамбованным грунтом (щебень, гравий, песок) и просачивание воды вдоль трубы сильно затруднено (препятствует и гофра трубы), то ввиду отсутствия щебня, и гравия трубы засыпают тем же грунтом из которого устроена насыпь (мелкие и пылеватые пески). При проходе машины труба деформируется особенно если не соблюдены условия – 0,8 м грунта над трубой вибрация передается близлежащему грунту, он уплотняется и образует пространство, между трубой и близлежащим грунтом в которое начинает проникать вода, которая в итоге образует промоину вдоль трубы.

Для устранения этого недостатка предлагается на трубы прикреплять открылки (перегородки) которые предотвратят прямое просачивание воды вдоль трубы.

Рис. 157. 1-труба, 2-открылки

4. Чтобы увеличить водопропуск, в некоторых случаях, увеличивают число труб. Улаживать одну трубу большого диаметра можно лишь при большой высоте насыпи, а это не всегда возможно. Хотя общеизвестно, что одна большая предпочтительнее.

Предлагается трубу большого диаметра несколько заглубить в грунт на 20–30 см, а на входе сделать приямок, в который собирается вода и транспортируется по трубе.

Рис. 188. Заглубление трубы большого диаметра в грунт: 1-Насыпь. 2-Труба. 3-Крепление водовыпуска геотекстилем по которому уложен дерн. 4-Уровень земли. 5-Приямок на входе воды в трубу-крепление геотекстилем и дерном

Выход также несколько занижен и укреплен. Уклон трубы соответствует скорости воды при котором нет заиление (пылеватых частиц это 0,3 м/с).

Лучшим креплением, в данном случае, были бы габионы, но ввиду отсутствие камня этот вопрос не решаем. Предлагается на дно приямки улаживать геотекстиль, а поверх его плотным слоем дерна. Трава будет прорастать и образовывать неразрывность грунта и дерна. Благо дожди здесь моросят, почти круглосуточно.

5. Думаем, что следует рассмотреть вопрос о применений труб из других материалов. Сейчас же вода соприкасаясь с холодной трубой замерзает и водоток прекращается. Может быть, трубу следует покрыть изнутри теплоизоляционным слоем или попробовать деревянные водопропуски. Ведь для борьбы с наледями мы используем деревянные желобы, может быть и здесь будет это уместно.

6. Строительство балочных мостов и эстакад несомненно могло бы несколько снизить риск разрушения водопропусков, но это очень дорогое решение. Арочные мосты технологичны при сборке, имеют приемлемый срок службы, но есть один недостаток – высота на сыпи должна быть не менее 3,5, а это не всегда приемлемо.

7. Ну и наконец, на таких участках следует вводить должность дорожного мастера, который бы не только устранял временные неполадки но и вел мониторинг за дорожным полотном и водопропускам.

8. Ну и как уж фантастика, мы бы предложили соединить мелкодисперсный песок и газ добываемый из недр – обжигать эту породу и укладывать в насыпь. Предлагаемый способ не претендует на оригинальность и перспективность, но отбрасывать его без сравнения, наверное, не следовало бы.

Рис. 159. Арочный засыпной мост: 1-насыпь; 2-Полуарка шириной до 2 м, жб-260 мм, R-2250 мм; 3-Ростверк-1000*500 мм; 4-сваи-L-4000 мм d-530 мм, расстояние между сваями 2000*6000 м; 5-габионы с подстилкой из геотекстиля

Вывод: в заключении следует сказать, что интенсивное освоение Севера началось совсем недавно и накопленных данных по строительство дорог в таких специфических условиях нет ни у нас, ни у наших соседей по Северу. Поэтому накопление данных является первостепенной задачей, а пока мы действуем методом проб и ошибок. Интенсивность освоения Севера повышается с каждым годом и мы должны быть к этому готовы.