71921

СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ОТКОСОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ДОЖДЕВЫХ И ПАВОДКОВЫХ ВОД

Реферат

Экология и защита окружающей среды

Для защиты земляного полотна от воздействия атмосферных в том числе паводковых вод от его размыва ими и инфильтрации воды в грунт в первую очередь осуществляют планировку всех поверхностей земляного полотна полосы отвода берм, резервов кавальеров водосборно-водоотводных устройств и пр.

Русский

2014-11-14

2.55 MB

10 чел.

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО обучения

ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра ”Железнодорожный путь, основания и фундаменты ”

РЕФЕРАТ №2

СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ОТКОСОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ДОЖДЕВЫХ И ПАВОДКОВЫХ ВОД

Руководитель                                                                                      Полевиченко А. Г.

Разработал                                                                                                     Енваев А. В.

2007


1   Способы защиты откосов насыпей и выемок от дождевых вод

Для защиты земляного полотна от воздействия атмосферных, в том числе паводковых вод, от его размыва ими и инфильтрации воды в грунт в первую очередь осуществляют планировку всех поверхностей земляного полотна, полосы отвода, берм, резервов, кавальеров, водосборно-водоотводных устройств и пр. Для этого все эти поверхности должны иметь такие поперечные и продольные уклоны, которые обеспечивают быстрый отток поверхностных вод от земляного полотна. При необходимости производится планировка территории, прилегающей к земляному полотну, ликвидируются все западины, бессточные ложбины, особенно это необходимо на поверхности нестабильных склонов.

Правильно запроектированные мероприятия по предотвращению размывов одновременно являются защитой от вредной инфильтрации воды в грунт. Тип укрепления и вид защиты назначаются в зависимости от значимости и размеров сооружения, топографических, климатических, грунтовых и гидрологических условий, наличия местных материалов, сроков сооружения и других факторов.

Укрепления уменьшают или предотвращают инфильтрацию атмосферных осадков в грунт, защищают земляное полотно от размывов текущей водой или волноприбоем, предохраняют песчаные откосы и обочины от ветровой эрозии.

Укрепляются откосы насыпей и выемок (кроме откосов, сложенных скальными неразмягчаемыми и крупнообломочными грунтами), обочины насыпей и выемок при песчаных или переувлажнённых глинистых грунтах и бермы.

1.1   Засев откосов многолетними травами

Засев травой является основным видом укреплений откосов выемок и незатопляемых насыпей. Для засева применяют с разной нормой высева смеси местных многолетних трав рыхлокустовых (например, тимофеевка), корневищных (например, костер безостый) и стержнекорневых или бобовых (например, люцерна). Как показали эксперименты, образующаяся на откосе дернина способна оказывать значительное сопротивление разрыву. Велика роль травяного покрова и в отношении осушения грунта. Испарение воды из почвы с травяным покровом в 2 раза больше, чем при оголенной поверхности. Расход воды на транспирацию травами составляет 230— 250 мм/год. На смачивание хорошо облиственного травостоя расходуется до 3—5 мм жидких осадков за один дождь.

Таким образом, травяной покров увеличивает механическое сопротивление сплывам и аналогичным деформациям откосов, уменьшает количество поверхностной воды, попадающей в грунт откоса, существенно способствует осушению грунта. Кроме того, травяной покров препятствует прямому воздействию солнечных лучей на грунт и образованию усадочных трещин в результате интенсивного испарения воды с поверхностных слоев грунта.

Для травосеяния применяют навесной агрегат ЦНИИСа или гидросеялку. Навесной агрегат ЦНИИСа подвешивается к стреле драглайна. Он вносит минеральные  удобрения, заделывает их в растительный грунт, затем высевает семена, заделывает их в грунт и прикатывает откос после высева семян.

Откос может засеваться практически на неограниченную высоту при обеспечении от смыва семян текущей во время дождей по откосу водой и при возможности механизированного посева. Для последней цели высокие откосы ВНИИ транспортного строительства рекомендует устраивать с полками (бермами) такой ширины (не менее 5 м), чтобы на них могла помещаться машина. С полок должен быть обеспечен быстрый и надежный отвод воды, в том числе и при снеготаянии; для этого им придается уклон не менее 2% и устраиваются, если требуется, канавы или лотки, укрепленные от размыва и вредной инфильтрации воды в грунт.

Для засева травами откосы покрывают слоем растительного грунта толщиной 10 см с применением при необходимости органоминеральных удобрений. При гидропосеве на откосы в несколько приемов наносят гидромонитором гидросеялки смесь из воды, семян трав, удобрений, мульчи и пленкообразующей эмульсии. Мульча (древесные опилки, нарубленная солома и т. п.) защищает грунт откоса от пересыхания и трещинообразования; с течением времени разлагаясь, она способствует удобрению поверхностного корнеобитаемого слоя. Плёнкообразователи — латекс (промежуточный продукт при получении синтетического каучука, выпускается в виде водной эмульсии) или битумная эмульсия — при высыхании рабочей смеси на откосе образуют тонкую (до 0,1 мм) пленку, способную противостоять размывающему действию атмосферных осадков и создающую парниковый эффект, ускоряющий прорастание семян трав.

Укрепление с помощью гидропосева эффективно для откосов выемок, неподтопляемых насыпей, канав крутизной 1 : 1,5 и положе при супесчаных и глинистых грунтах, за исключением жирных и набухающих глин, аргиллитов, алевролитов, мергелей и т. п. пород. В засушливых районах юга европейской части СССР, в Казахстане и Средней Азии, а также в районах с суровым климатом гидропосев может применяться лишь в опытном порядке с учетом опыта эксплуатации сооружений и рекомендаций местных сельскохозяйственных органов. Высота укрепляемых откосов ограничивается способом нанесения рабочей смеси: до 12 м — при обработке от основания или от бровки и до 25 м — при нанесении смеси сверху вниз и снизу вверх. Интенсивность нанесения рабочей смеси подбирают опытным путем, не допуская стекания ее с откоса и следя за равномерностью обработки.

Бригада, состоящая из оператора гидросеялки, двух водителей и двух рабочих по приготовлению рабочей смеси, может укрепить до 4 тыс. м2 откоса за смену.

Рисунок 1 – Железобетонные обрешетки для посева трав: 1 — обрешетка; 2 — посев трав; 3 — железобетонная свайка

1.2   Покрытие откосов крупнообломочным грунтом или мелким камнем

Покрытие откосов крупнообломочными грунтами (галечниково-гравийными, щебенисто-дресвяными и др.) применяется там, где посев трав невозможен по грунтовым, климатическим, техническим условиям или экономически неоправдан. Кроме того, в "обоймы" из крупнообломочных грунтов заключаются откосы насыпей в зоне вечной мерзлоты как охлаждающие средства для предотвращения оттаивания вечномерзлого слоя под насыпью.

При отсутствии крупнообломочных грунтов для покрытия развеиваемых откосов могут применяться торфогрунтовые смеси или глинистые грунты.

Рисунок 2 – Устройство покрытия крупнообломочными грунтами

1.3   Решетчатые покрытия (железобетонные и полимерные решетки)

Решетчатые покрытия выполняют картами неограниченных размеров, ячейки которых размером 0,75x0,75 м. глубиной 5 – 30 см заполняют щебнем, камнем. Покрытия монтируют  из  блоков со стороной 3 – 4,5 м, соединяемых сваркой. Блоки собирают методом плетения из гибких железобетонных гирлянд, длина которых равна стороне блока, а высота их сечения 5 – 30 см. Гирлянды изготавливают на заводе пакетами массой 1 т, складируют и транспортируют плотными штабелями, а  пространственную конструкцию выполняют на строительном объекте. На подводном откосе ячейки могут не заполняться камнем. В этом случае под решеткой располагают геотекстиль.

Рисунок 3 – Устройство решетчатых покрытий

1.4   Посадка кустарников на откосе

Кустарниково-древесная защита. При устройстве всех видов покрытий в плетнях, а также во всех случаях, когда покрытие пришивается к откосу кольями, принимаются меры к их прорастанию. К моменту окончания службы плетня на откосе должна быть мощная кустарниковая растительность;  с этой целью для кольев берут легко растущие в данных конкретных условиях породы и устанавливают их комлями вниз в заранее заготовленные отверстия. Кольям должен быть обеспечен уход, а в необходимых случаях – поливка и защита от потравы.

Кустарниково–древесная растительность применяется также в виде полос лесонасаждений, защищающих откосы пойменных, периодически затопляемых насыпей от ударов льдин и резко снижающих действие волнобоя  на откосы.

Для успешного произрастания лесопосадок их нельзя подвергать длительному, даже частичному по высоте затоплению. Известно, например, что даже наиболее влаголюбивые породы – ивовые – допускают затопление не более 2,5 месяцев в стадии зимнего покоя и 5 – 6 суток в период летней вегетации.

1.5   Покрытие откосов дерном

Искусственный дерновый покров (засев травой) образуется посевом семян многолетних злаковых и бобовых трав (смесей рыхлокустовых, корневищевых и стержнекорневых трав). Дерн способен предохранять поверхности земляного полотна от размыва при vр < 1,5 м/с в зависимости от глубины потока и даже защитить от небольшого волнового воздействия при hi% < 0,20 м (в соответствии с требованиями СТНЦ-01-95 при выборе типов укреплений расчетная величина ветровых волн для скоростных, особо-грузонапряженных линий и линий IIII категорий определяется по СНиП 2.06.04-82 при 1%-ной обеспеченности, для линий IV категории и подъездных путей – 2%-ной).

Дерновка обеспечивает сразу же достаточное сопротивление размыву водой, текущей со скоростью до 0,9 м/с при глубине потока 0,4 м, до 1,20 м/с при глубине потока 1 м и до 1,3 м/с при глубине потока 2 м. Сплошная дерновка может выдерживать волнение с высотой волны до 0,2 м в течение не более 20 суток. Сплошная дерновка применяется для укрепления откосов выемок в глинистых грунтах повышенной влажности.

Для осуществления дерновки в районе строительства объекта должен произрастать дерн высокого качества, пригодный для условий его существования на откосах (так, для откосов насыпей низинный и луговой дерн обычно бывает  мало пригоден).

Трудоемкость и стоимость сплошной дерновки в 6 – 10 раз больше стоимости механизированного травосеяния.


2   Способы защиты откосов насыпей (берегов рек) от волноприбоя и текущей воды

 

2.1   Способы, использующие местные материалы

2.1.1   Посадка полос деревьев и кустарников у подошвы откосов

Основным преимуществом лесопосадок для гашения волн является дешевизна устройства и эксплуатации. К недостаткам следует отнести длительный срок от момента посадки до начала эффективной работы полос (от 2 до 5 лет и более) и ограниченность применения определенными конкретными    условиями.

Расстояния между рядами обычно применяют около 0,8 м, а в рядах для древовидных ив – 0,8–1 м и для кустарников 0,4–0,5 м.

2.1.2   Хворостовые покрытия и фашинные покрытия

Фашины устраиваются: легкие — из свежесрубленного хвороста без заполнения камнем диаметром 25 – 30 см и длиной 1,0 – 2,5 м и тяжелые (заполненные на 1/3 – 2/3 диаметра камнем) диаметром 45 – 60 см. Укладывают фашины в расстилку или в стенку и пришивают к грунту кольями. Из фашин вяжут фашинные или хворостяные тюфяки, состоящие из верхней и нижней сеток, сплетенных из хворостяных канатов (диаметром 10 – 15 см и длиной 10 – 40 м); между сетками укладывают слои хвороста в разных направлениях, внутрь тяжелых тюфяков закладывают камень. Толщина тюфяков 30 – 75 см, ширина 8 – 30 м и длина до 50 м.

Таштуганная кладка представляет собой стенку из чередующихся слоев хвороста и камня.

Обычно хворостяные и фашинные тюфяки и тяжелые фашины используют при постоянном их подтоплении. Фашины в расстилку, фашинная и таштуганная кладки употребляются при постоянном или временном подтоплении. В последнем случае должны быть обеспечены условия для успешного прорастания кольев, прикрепляющих  хворост  к  грунту.

2.1.3    Мощение камнем (одиночное, двойное)

Для укрепления подтопляемых откосов насыпей при скоростях течения воды в зависимости от глубины потока от 2 до 6 м/с или при высоте волны до 1,5 м применяют одиночное (рис. 4) или двойное мощение (простое или в плетневых клетках) или каменную наброску.

Мощение выполняют из камня размером 0,15—0,3 м, укладывая его тычком на слое такого материала, который был бы достаточно долговечным и не только сам не вымывался водой, но и предохранял бы от вымывания грунт под мостовой. Чаще всего мощение производят на слое щебня или гравия толщиной не менее 0,10 м, слаборазложившегося, волокнистого торфа или мха (если они предохранены от усыхания и гниения) толщиной 0,05—0,1 м, а при необходимости защиты откоса от инфильтрации воды — на слое промазученного песка или гравия толщиной 0,1 м.

Укрепление мощением плохо поддается механизации и весьма трудоемко. Как показывает опыт, двойное мощение под воздействием волн разрушается практически почти так же, как и одиночное, лишь несколько медленнее, так как последовательно разрушается сначала верхний, а потом нижний ряд камней.

Рисунок 4 – Мощение откосов камнем

2.1.4   Каменная наброска

Для защиты откосов от волнового воздействия широко применяют каменную наброску   (рис. 5).

Каменная наброска в плетень ныне почти вышла из употребления как плохо поддающаяся механизации.

Размеры камней верхнего ряда при мощении и камней верхнего слоя наброски определяют исходя из допустимых скоростей течения воды вдоль этих защит и в зависимости от волноприбоя (по условию устойчивости на всплытие и опрокидывание).

Каменные наброски из разрыхленных слабовыветренных скальных грунтов (горной массы) выполняются в виде защитных призм (рис. 5) или набросок разной формы (рис. 6,7). Они могут быть однослойными и многослойными (в основном, двухслойными) из слоев камней разного размера (большего размера в верхних слоях). Наброски, изображенные на рис. 5,6, применяются при наличии постоянного подтопления, на рис. 7— периодического подтопления пойменными водами.

Рисунок  5– Укрепление защитными призмами

Рисунок 6 – Укрепление каменной наброской на обратном фильтре

Рисунок 7 – Укрепление откоса двухслойной каменной наброской на геотекстиле

Рисунок 8 – Тетраподы

2.1.5   Габионы и виды габионных защит откосов

Для укрепления затопляемых откосов насыпей и берегов горных рек применяют также габионы (рис. 9), из которых, как из отдельных блоков, выкладывают защитные стенки. Габионы представляют собой ящики из оцинкованной проволочной сетки, заполненные камнем. Их устраивают длиной 2 – 6 м, шириной и высотой 0,5 – 2 м. Диаметр проволоки 2 – 6 мм. При больших размерах габионов их усиливают дополнительными поперечными и продольными стенками из той же сетки.

При правильной работе габионов к моменту разрушения проволоки габионная кладка должна быть полностью закольматирована (забита наносами) и представлять собой прочную монолитную кладку. При глубине потока 0,4 – 3 м укрепление из габионов допускает скорость течения 4 – 6 м/с.

Рисунок 9 – Габион

2.2   Способы с использованием индустриальных элементов

2.2.1   Железобетонные плитные покрытия (сборные, монолитные, гибкие)

Железобетонные покрытия устраивают при скоростях течения воды, превышающих 3 – 3,5 м/с, а также при сильном волновом воздействии. Покрытия выполняют из сборных элементов в виде плит, взаимно не связанных или шарнирно соединенных между собой или омоноличенных в ленты или карты больших размеров. Шарнирное соединение плит обычно производится выпуском наружу арматуры или специальных анкерных стержней, которые у соседних плит сваривают друг с другом. Свободно лежащие плиты с открытыми швами допускаются при высоте волны не более 0,7 м, а шарнирно соединенные – при высоте волны до 1,5 м. Размеры открытых швов у сборных плит должны назначаться минимальными (обычно около 1 см).

При омоноличивании плит ширина швов может даваться достаточно большой (до 6 см); однако при этом под швы, параллельные урезу воды, укладывают железобетонные доски шириной около 25 см, плиты соединяют друг с другом посредством сварки выпускаемых стержней; в швы укладывают арматурную сетку, после чего швы заполняют цементным раствором.

Крепление монолитными картами (плитами), изготовляемыми на месте, нередко становится целесообразным при высоте волны свыше 2 м, больших поверхностях крепления, возможности выполнения работ в теплое время года и при основаниях под плитами, не имеющих неравномерных осадок; особенно целесообразно выполнение работ на месте при криволинейном     очертании  откоса.

Гибкие железобетонные плитные и решетчатые индустриальные покрытия разработаны во ВНИИ транспортного строительства (изобретение 251463, автор Л. Н. Юдин). Они хорошо следуют за осадками грунтовых оснований и деформациями подводных склонов водотоков и защищают их от воздействия водного потока. Практическая безмо-ментность1 конструкции позволяет изготавливать сборные элементы минимальной толщины и больших размеров в плане, обеспечивая их экономичность и применение комплексной механизации, в том числе при укладке их под водой. Покрытия применяют при скоростях течения до 6 м/с и воздействии волн высотой до 1 м.

Гибкость конструкции (рис. 11) создают разрезкой бетона, линейными шарнирами на элементы, соединяемые сталеполимерными пластическими связями. Связь состоит из стальных стержней 3 диаметром 5 мм, заключенных на участке шарнира в полиэтиленовые оболочки 2 толщиной 2 мм, которые расширяют область пластических деформаций стали, снижают кривизну изгиба стержней, защищают их от коррозии. Плитные покрытия применяют толщиной 5 – 15 см картами 500 – 1000 м2, монтируемыми на откосе из сваренных друг с другом сборных блоков размером 10 – 20 м2. Бетон блока разрезан ортогональными линейными шарнирами (узел А дан на рис. 11) с шагом 0,5 – 0,75 м. Грунтонепроницаемость шарниров при необходимости повышают уплотнением полосами синтетического фильтрующего полотна (геотекстиль), сохраняя в конструкции дренирующие свойства.

Рисунок 10 – Устройство Ж.Б плитного покрытия

Рисунок 11 – Связь сталеполимерными пластическими связями

2.2.2   Асфальтобетонные плиты

Для водонепроницаемой заделки швов железобетонных покрытий, в том числе температурных и усадочных, а также в ряде случаев заделки швов в мостовой применяется асфальтобетон, обладающий способностью пластически деформироваться, особенно при высоких температурах. Асфальт применяют также для заливки и омоноличивания слоев каменной наброски (США, Голландия и др.).

Известное распространение получили асфальтовые покрытия в виде матов толщиной 5 – 10 см, шириной от 2 м до десятков метров (66 м при укреплении берегов р. Миссисипи), длиной до 100 – 200 м. Маты армируют проволочной сеткой, в них заделывают тросы, выпускаемые наружу концы которых служат для закрепления матов или их взаимного соединения. Маты размером 3х8х0,06 м употреблялись для укрепления подводной части откоса Суэцкого канала (1953 – 1954 гг.), размером 2x7x0,06 м – для укрепления берегов рек Сены, Миссури. Были случаи неудачного применения матов короткой длины, когда из-под них грунт вымывался и маты при волнении полоскались в воде, подвергаясь быстрому механическому     разрушению.

Опытную проверку проходят сборные асфальтобетонные плиты (размерами 3x5 м в плане и толщиной – 10 см, армированные сетками из проволоки диаметром 3 – 4 мм), укладываемые с помощью вакуум–захватов на откос с соответствующей подготовкой последнего.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

35331. Основні прийоми роботи в середовищі Windows 8.35 MB
  Призначення: ознайомитися з основними об'єктами робочого столу папками Мій комп'ютер Мережеве оточення Корзина і панеллю задач їх зовнішнім виглядом і змістом навчитися узнавати і змінювати властивості об'єктів Windows. Визначити які диски є на вашому комп'ютері. Взнати інформацією яких комп'ютерів ви можете скористатися при роботі на вашому комп'ютері. В даному випадку не можливо скористатися інформацією інших комп’ютерів.
35332. Основні прийоми роботи в середовищі Windows. 1.47 MB
  Призначення: ознайомитися з основними об'єктами робочого столу папками Мій комп'ютер Мережеве оточення Корзина і панеллю задач їх зовнішнім виглядом і змістом навчитися узнавати і змінювати властивості об'єктів Windows. 1мой компьютер 2интернет 3корзина 4пуск 5 панель задач 6панель увидомления 2. Визначити які диски є на вашому комп'ютері 3. Взнати інформацією яких комп'ютерів ви можете скористатися при роботі на вашому комп'ютері.
35333. Электроснабжение цеха редукторов станкостроительного завода 5.37 MB
  Незаменима роль электричества в автоматизации и телеуправлении производственных процессов. Здесь ни один вид энергии, известный современной науке, не может полностью заменить электрическую энергию.
35335. Учет доходов, расходов, хозяйственных операций индивидуальными предпринимателями 98.5 KB
  Целью контрольной работы является характеристика форм и деятельности малого бизнеса в Республике Беларусь, организации бухгалтерского учета в различных формах малого бизнеса и выработка предложений по совершенствованию бухгалтерского учета и налогообложения в малом бизнесе.
35336. Настройка компютерної системи засобами BIOS SETUP 59.5 KB
  Включіть ПК, після появи службової інформації на екрані дисплея натисніть клавішу DELETE для запуску програми BIOS SETUP
35337. Тема: Управління процесом завантаження ОС. 152.5 KB
  Створення завантажувальної дискети. Індивідуальне завдання Проведіть повне форматування дискети А: без перенесення системних файлів. Використовуючи службові програми обслуговування дисків Windows перевірте поверхню дискети. Завантажте ПК з системної дискети.
35338. Тема: Установка нового устаткування PlugPly. 93.5 KB
  Викликавши контекстне меню значка Мій комп'ютер переконайтеся у тому що там присутні пункти меню Відкрити і Провідник. Переконайтеся що в контекстному меню пункт Відкрити виділений напівжирним шрифтом і зіставте це з тим фактом що саме ця дія виконується за умовчанням. Переконайтеся у тому що в списку Дії описані 2 дії виконувані з теками. Які Переконайтеся у тому що дію Відкрити вважається вибраним за умовчанням.
35339. Операційна система Ms –Dos 143.5 KB
  Мета: навчитися використовувати основні команди Ms – Dos для роботи в командному режимі. Створювати невеликі за обємом текстові файли, не вдаючись до можливостей текстових редакторів.