Руководство мостовому мастеру
 Скачать 12.88 Mb.
|
|
1.8 Водопропускные трубы и лотки По содержанию труб мостовой мастер обязан: а) содержать в исправном состоянии входные и выходные оголовки, лотки, водобойные колодцы и откосы насыпи; не допускать засорения и заиливания труб подмыва оголовков; б) следить за состоянием кладки сводов, стен, лотка, оголовков и укре- плением откосов насыпи; принимать меры к предупреждению расстройств и ликвидации уже возникших неисправностей (выветривание швов, появление трещин, расстройство мощения и т.п.); в) обеспечивать в деревянных трубах (впредь до их переустройства) исправное состояние рам и скреплений, не допускать гниения, своевременно производя необходимый ремонт; г) следить за своевременным закрытием труб малых отверстий щитами перед наступлением зимы и открытием их весной; д) в металлических трубах следить за состоянием металла в зонах болтовых соединений, за состоянием защитных покрытий и за развитием коррозии, а также за общим состоянием металлической оболочки, ее деформациями и за состоянием лотковой части. В настоящее время эксплуатируют каменные, бетонные, железобетон- ные и металлические трубы. Деревянные трубы используются только в качест- 97 ве временных, они подлежат переустройству на капитальные сооружения. По условиям протекания воды трубы подразделяются на напорные, в которых вода заполняет все сечение, безнапорные, заполняемые водой не бо- лее чем на 2/3 сечения, а также полунапорные, где вода, заполняющая все се- чение на входе, имеет свободную поверхность на выходе. Напорные трубы в эксплуатации менее надежны, чем безнапорные, т.к. в них большая вероят- ность протекания воды в насыпь через швы между звеньями. При содержаний труб (в том числе дюкеров) и лотков необходимо об- ращать особое внимание на состояние кладки звеньев и оголовков, положение звеньев в плане и профиле, состояние швов между звеньями и вынос грунта насыпи через швы и трещины, надежность укрепления русел и откосов насы- пи, состояние входного и особенно выходного русла, а также лотков в трубах и защитных ограждений. Надзор за состоянием кладки труб ведется так же, как за кладкой опор. При наличии в трубах трещин следует выяснить причины их появления. Наи- более серьезными для труб являются продольные трещины, возникающие от давления грунта насыпи, от неравномерной осадки фундамента, а также от ди- намического воздействия временной нагрузки при малой толщине насыпи над "замком" свода. В случае значительных косых и продольных трещин или больших де- формаций поперечного сечения звеньев производится временное укрепление трубы постановкой подпорок, рам, кружал и т.п. впредь до капитального ре- монта. При этом следует учитывать, что укрепления стесняют отверстие трубы и затрудняют проход воды. В таких трубах необходимо вести особо тщатель- ное наблюдение за проходом воды и не допускать их закупорку. При наличии в трубах трещин, выветривания облицовки, выкра- шивания расшивки швов, выщелачивания раствора, вымывания бетона, откола защитного слоя, обнажения арматуры и т.п. должны приниматься такие же ме- 98 ры, как при содержании железобетонных, бетонных и каменных конструкций мостов. Серьезными дефектами труб являются раскрытые и незаделанные швы между звеньями, просадки и расхождение звеньев. Вода, проникая через раскрытые швы, может вызвать намокание и размыв насыпи, что особенно опасно в напорных и бесфундаментных трубах. Просадка звеньев, обычно наблюдающаяся в середине трубы, вызывает застой воды и способст- вует намоканию насыпи. Ввиду этого все раскрывшиеся зазоры между отдель- ными звеньями труб и лотков должны быть тщательно заделаны просмолен- ной паклей. Зазоры, не являющиеся деформационными, кроме того, заделыва- ются жестким цементным раствором. В трубах, работающих с напором, должна быть обеспечена полная во- донепроницаемость стыков между звеньями, а также надежное укрепление выходного русла. При просадках или смещениях звеньев труб и лотков должны быть ус- тановлены за ними наблюдения с производством замеров смещений соседних звеньев относительно друг друга или нивелировкой. При просачивании воды в трубах через своды и стены, появлений на них сырости или мокрых пятен необходимо выяснить причины обводнения, в частности, установить не скапливаются ли поверхностные воды в насыпи, и принять меры к осушению посредством восстановления существующих или устройства новых дренажей, устройству гидроизоляции и пр. Иногда в трубах наблюдаются трещины в оголовках, а также наклоны и отрывы оголовков от звеньев труб. Эти явления могут происходить от подмы- ва оголовков, от значительного горизонтального давления грунта насыпи или от наличия пучинистого грунта за оголовками. В случае наклона или отрыва оголовков обычно производится их полная или частичная перекладка; при этом должны устраняться причины, вызывающие повреждение оголовков. 99 Основным типом водопропускных металлических труб являются трубы из гофрированного металла без оголовков с выступающими из насыпи верти- кальными или скошенными параллельно откосу торцами концевых звеньев. Отверстия таких труб назначают исходя из условий безнапорной работы сооружений. Конструкция трубы состоит из отдельных элементов гофрированных листов, изогнутых по заданному радиусу. Гоф- рированные листы соединяются между собой внахлестку на болтах. Трубу ук- ладывают в ложе, обеспечивая центральный угол опирания не менее 90°. По концам трубы устраивают грунтовые призмы (рис.1.34). Гофрированный ме- талл защищают основным защитным покрытием - цинком марки ЦЗ и допол- нительными покрытиями - битумными мастиками и полимерными лакокра- сочными материалами. В трубе устраивают лотки из бетона. Рис. 1.34. Конструкция грунтовой призмы металлических гофрированных труб: 1 - откос насыпи при сооружении труб в портале; 2 - грунтовая призма; 3 - нулевой слой; 4 - подушка; β -угол опирания трубы Выходное и входное русла водотока около трубы должны быть хорошо укреплены мощением. В необходимых случаях, у оголовков устраивают рис- бермы. Откос насыпи со стороны входа также должен быть надежно укреплен мощением. При больших размывах выходного русла целесообразно произво- дить укрепление с устройством предохранительного откоса. Русло водотока у трубы должно быть хорошо расчищено и спрямлено. При размыве русла и склонов оврагов и образовании наносов в подход- ном русле или в самой трубе русло укрепляется мощением» а склоны оврагов 100 – габионами плетнями, посадкой кустарника и т.п. Наносы в трубах и подходных руслах должны своевременно рас- чищаться. Для предупреждения засорения и закупорки труб плывущими пред- метами перед ними устраиваются соответствующие ограждения в виде сквоз- ных заборов и других типов. Трубы во избежание заполнения их снегом и обмерзания на зиму за- крываются деревянными щитами или плетнями. Перед наступлением весны это прикрытие убирается, а русло очищается от снега так, чтобы вода могла беспрепятственно подойти к трубе и выйти из нее. 1.9 Путепроводы и пешеходные мосты 1.9.1 Путепроводы Содержание железобетонных и металлических конструкций пролетных строений и опор путепроводов под автомобильные дороги, пересекающие же- лезнодорожные пути, должно осуществляться в соответствии с указаниями по содержанию аналогичных конструкций железнодорожных мостов. При этом необходимо обеспечивать исправное состояние ездового полотна, тротуаров, заборов, перил, водоотводных устройств и изоляции. На автодорожных путепроводах должен быть, как правило, же- лезобетонный настил с асфальтовым покрытием, тротуарные бордюры высо- той 600 мм и надежные перила. При ремонте автодорожного покрытия в ряде случаев укладывают дополнительный слой асфальта, что уменьшает рабочую высоту бордюрного ограждения. В этом случае бордюрное ограждение долж- но быть поднято на соответствующую высоту. На подходах к путепроводам при необходимости устанавливают надолбы или другие ограждения. При содержании автодорожных путепроводов следует также следить за отводом воды с поверхности проезжей части, за очисткой путепроводов от со- ра, снега и льда. При этом применение поваренной соли для очистки ото льда 101 и снега запрещается. Для обеспечения безопасности движения поездов по железнодорожным путепроводам над автомобильными дорогами, используемых для пропуска транспортных средств, следует принимать меры по предупреждению повреж- дения пролетных строений негабаритными грузами. Такие меры крайне необ- ходимы» если высота проезда под путепроводами менее 5 м. В этих случаях совместно с районной (городской) администрацией разрабатываются меро- приятия по предупреждению повреждения пролетных строений негабаритны- ми грузами. К ним относятся: установка габаритных ворот, установка соответ- ствующих дорожных знаков, ограничение скорости движения автотранспорта. Опоры таких путепроводов должны быть надежно защищены от пов- реждения автотранспортом установкой надолб, высокого бордюра и других защитных средств. 1.9.2 Пешеходные мосты Содержание пешеходных мостов осуществляется также, как со- держание мостов и путепроводов из аналогичных материалов. При этом осо- бое внимание обращается на исправное состояние пешеходного настила, схо- дов и перил; на очистку настила и ступеней от сора, снега и льда. Применение поваренной соли для этой цели запрещается. Зимой, в случае надобности, сту- пени и настил посыпаются песком. На деревянные ступени следует набивать деревянные планки или ме- таллические уголки для предохранения кромок досок от истирания. Все возникающие в пешеходных мостах дефекты должны своевременно устраняться. На автодорожных путепроводах и пешеходных мостах, расположенных над электрифицированными путями, должны устраиваться вертикальные пре- дохранительные щиты высотой 2 м и по ширине не менее I м в обе стороны от каждого провода контактной сети, проходящего под сооружением. Могут так- 102 же устанавливаться горизонтальные щиты, прикрывающие находящиеся под напряжением части контактной сети, на расстоянии не менее 1,5 м от края пу- тепровода или пешеходного моста и по ширине не менее I м в обе стороны от каждого провода контактной сети. Расстояние от частей контактной сети, на- ходящееся под напряжением, до горизонтального щита должно быть не менее 0,8 м. 1.10 Смотровые и другие приспособления Для возможности осмотра всех частей пролетных строений» видимых поверхностей опор, а также внутренних поверхностей пустотелых конструк- ций, должны быть смотровые приспособления. Они должны обеспечивать свободный доступ ко всем частям сооружений. В качестве смотровых приспо- соблений могут использованы различного рода лестницы, перильные ограж- дения, настилы, откидные платформы, передвижные тележки, подъемные люльки, а также подъемники и гидрошарнирные подъемники на авто- и же- лезнодорожном ходу, и плавучие средства. Смотровые приспособления должны содержаться в полной исправности и быть безопасными для пользования [1]. Для укрытия людей при проходе поездов, размещения проти- вопожарного инвентаря, а также оборудования и материалов при производстве ремонтных работ на мостах устраиваются убежища, а в тоннелях - ниши и ка- меры. Осмотр и содержание мостов на электрифицированных участках, а также мостов» на которых подвешены линии электропередач, выполняются со строгим соблюдением необходимых правил безопасности. Все металлические конструкции мостов и путепроводов, расположенные, в непосредственной близости от проводов контактной сети и электропередач, должны быть зазем- лены. В процессе эксплуатации снятие напряжения с контактной сети и воз- 103 душных линий электропередачи и их заземление для обеспечения ремонтных работ на мосту производится в порядке, установленном Правилами энерго- безопасности для работников железнодорожного транспорта на электрифици- рованных железных дорогах 7 На мостах с деревянными пролетными строениями пространство между контррельсами или между специальными брусками должно быть покрыто до- щатым настилом и засыпано щебнем или гравием, а пространство между, пу- тевым рельсом и контррельсом (или бруском) покрыто полосовой сталью (по- лосой кровельного железа). На мостах с металлическими пролетными строе- ниями на деревянных опорах указанные покрытия необходимо устраивать над всеми опорами и в обе стороны от них на расстоянии 2 - 5 м (в зависимости от высоты опоры). Расположенные над железнодорожными путями части деревянных пу- тепроводов должны быть обшиты снизу листовой сталью (кровельным желе- зом) на ширину не менее 4 м со спущенными с обеих сторон на 0,3 м краями. Вместо стали допускается применение асбошифера, покрытие деревянных элементов огнеупорной краской, пропитка огнеупорными составами и другие мероприятия, которые согласовываются пожарной охраной дороги. 1.11 Особенности содержания искусственных сооружений в суро- вых климатических условиях Суровые климатические условия характеризуют северную строительно- климатическую зону продолжительным зимним периодом, в течение которого при отрицательной температуре воздуха происходят снежные заносы, образо- вание наледей, глубокое сезонное промерзание и распространение вечномерз- лых грунтов. Такие климатические и геофизические факторы отрицательно 7 Правилами энергобезопасности для работников железнодорожного транспор- та на электрифицированных железных дорогах. 104 воздействуют на состояние и работу искусственных сооружений, особенно малых мостов и водопропускных труб. Способы и приемы содержания искус- ственных сооружений, цель которых - предупреждение появления и развитие повреждений в суровых климатических условиях должны строго увязываться с принципиальными решениями, принятыми при проектировании и строи- тельстве сооружений. Сохранение предусмотренных проектами условий рабо- ты сооружений является одним из основных принципов содержания сооруже- ний в зоне сурового климата. Поэтому принятые при строительстве принципи- альные решения по условиям работы сооружений обуславливают применение соответствующих способов содержания этих сооружений. Так для сооружений, построенных по принципу I - сохранение грунтов основания в мерзлом состоянии, эксплуатационные мероприятия должны быть направлены на исключение возможности повышения их температуры. Такое повышение, вызывающее оттаивание грунтов, приводит, исключая скальные и малосжимаемые, к снижению прочности оснований и последующим просад- кам фундаментов. Поэтому для малых искусственных сооружений, построенных по прин- ципу I на весь период эксплуатации, не разрешается: • скопление снега толщиной более 50 см; • пропуск теплых промышленных и бытовых вод, неорганизован- ный сброс в грунт производственных и хозяйственных вод в бассейне соору- жения; • складирование горячих отходов производства (отвалы шлака, золы к т.д.) на расстояние ближе 25 м от сооружений; • образование наледей мощностью более I м у сооружений, рас считанных на безналедный пропуск водотока, в связи е возникновением де- градации вечной мерзлоты; • устройство дорог, проездов под мостами и в трубах. 105 Содержание сооружений, при эксплуатации которых предусмотрено оттаива- ние грунтов основания (Принцип II), должно обеспечивать равномерность этого процесса и не допускать возникновения значительных осадок элементов сооружения. Проводимые в процессе эксплуатации мероприятия по содержанию мостов и водопропускных труб, возведенных в условиях наледеобразования, должны соответствовать принятому при проектировании принципу устране- ния непосредственного воздействия наледей на сооружение 8 . К числу таких принципов относятся задержание наледи выше сооружения, ее свободный пропуск через сооружение и безналедный пропуск водотока. Выбор целесооб- разного принципа устранения воздействия наледи зависит от климата района, расходов водотоков, условий их протекания на подходах и в сооружении. Обеспечение нормальной эксплуатации сооружений и своевременного обнаружения возникающих неисправностей требует строгого соблюдения всех видов надзора за состоянием мостов и труб, предусмотренных Инструкцией по содержанию искусственных сооружений. В суровых климатических условиях по сравнению с обычными усло- виями расширяется состав текущих и периодических осмотров за счет произ- водства дополнительных наблюдений. Следует организовывать ин- струментальные наблюдения за развитием деформаций отдельных элементов, трещин и других неисправностей. С помощью термометрических трубок про- изводят наблюдения за температурой вечномерзлых грунтов оснований. Сис- тематически контролируют состояние противопучинных устройств, противо- наледных средств и систем охлаждения. При осуществлении надзора необходимо своевременно выявить причи- ны возникновения неисправностей, а также условия, способствующие их по- явлению и развитию. 8 Инструкция по снегоборьбе на железных дорогах Российской Федерации, 2000 г. 106 Сооружения, подвергаемые действию наледей, деформациям морозного пучения или оттаиванию вечномерзлых грунтов основания, а также создаю- щие затруднения при пропуске паводковых вод, необходимо дополнительно осматривать перед наступлением периодов действия этих природно- климатических факторов, а также после окончания их действия. Результаты текущих, периодических и внеплановых осмотров ис- кусственных сооружений с описанием и количественной оценкой обна- руженных неисправностей и указанием перечня и объемов ремонтных работ вносят в документы установленной формы, а результаты оперативного кон- троля - в журнал мерзлотного надзора, где приводят данные по мерзлотно- грунтовым условиям и принципам использования вечномерзлых грунтов в ка- честве основания, рекомендации об особенностях эксплуатации сооружений, сеть термотрубок и высотных реперов, исходные материалы наблюдений и за- меров, производившихся в период строительства. Особое значение при содержании искусственных сооружений имеет со- стояние русел и укрепительных сооружений, которые должны обеспечивать беспрепятственный пропуск паводковых вод. При этом во избежание образо- вания наледей и предотвращения протаивают вечной мерзлоты вследствие за- стоев воды у сооружений необходимо систематически производить расчистку русел. Очистка должна осуществляться без нарушения естественного расти- тельного покрова и с сохранением отметок входа и выхода водного потока. Перед весенним паводком должны быть полностью очищены от снега отверстия малых искусственных сооружений, устроены канавы в наледях в случаях их образования, сняты щиты, которыми закрывают трубы в зимний период, приняты меры для предотвращения заиливания и засорения отверстий. Как показывает опыт эксплуатации, наиболее часто встречаются в се- верной климатической зоне неравномерные просадки опор мостов и оголовков водопропускных труб, пучение оснований этих конструкций, растяжки и про- 107 садки звеньев труб, разрушение облицовки. Неравномерные просадки вызывают образование продольных и по- перечных кренов опор и наряду с деформациями, связанными с пучением грунтов основания, приводят к повреждению элементов мостов в виде различ- ных трещин в кладке опор, достигающих значительного раскрытия. Деформа- ции оголовков и звеньев ведут к отделению оголовков от тела трубы, рас- стройству стыков сборных элементов и деформационных швов, а также к на- рушению гидроизоляции. Вследствие разрушения раствора швов облицовки происходит их раскрытие, расстройство и выпадание отдельных камней или бетонных блоков сборных конструкций. В процессе эксплуатации искусственных сооружений» возведенных на вечномерзлых грунтах с использованием принципа сохранения расчетной от- рицательной температуры, необходимы мероприятия, обеспечивающие на- дежность основания под фундаментами. Такие мероприятия необходимы для предотвращения деформаций, связанных с осадками элементов сооружений вследствие оттаивания или повышения температуры грунтов основания. Понижение температуры грунтов может быть достигнуто специаль- ными термотехническими мероприятиями: • устройством термоизоляционных покрытий возле опор мостов и оголовков труб, в пределах лотков труб и подходных русел мостов и труб; • устройством пористых вентилируемых обсыпок из крупнообло- мочного материала около опор мостов, звеньев и оголовков труб; • промораживание основания опор мостов, секций и оголовков труб жидкостными охлаждающими установками; буровыми скважинами, пустотелыми сваями-трубами, вентилируемыми галереями, выморозоч- ными траншеями. Термотехнические мероприятия выбирают с учетом их эффективности в данных мерзлотно-грунтовнх условиях, продолжительности работ по укрепле- 108 нию основания и других факторов, Термоизоляционные покрытия устраиваются около опор мостов и ого- ловков труб в пределах подводящего и отводящего русел. Покрытие устраи- вают в виде подушек и берм из теплоизоляционных материалов (керамзит, пе- нопласт, минеральная вата? шлак, торф, дерево и т.п.). Для сооружений, рас- положенных на периодических водотоках, термоизоляционные покрытия ус- танавливают на деревянных или железобетонных обрешетниках, оконтурен- ных специальными Г-образными железобетонными блоками против размыва (рис.1.35). Из пенопласта покрытие укладывают на поверхность грунта без на- стила и пригружают наброской из камня. Термоизоляционные покрытия не должны стеснять отверстие сооружения более чем на 10 – 15%. Пористые вентилируемые обсыпки из крупнообломочного материала - достаточно эффективный и легко осуществляемый способ охлаждения про- таивающих мерзлых оснований. Например, обсыпка камня с размерами не ме- нее 30 - 40 см. Размеры обсыпок в плане зависят от величины требуемой зоны охлаж- дения основания. Толщина обсыпки в зоне промежуточных опор мостов и оголовков труб должна быть не менее 100 см, а при покрытии конусов насыпи у устоев и насыпи у труб - не менее 50 см. Грунт насыпи за устоями и вокруг звеньев трубы заменяется каменной обсыпкой, которая выполняет не только функцию охлаждающего устройства, но и разгружает береговую опору от дав- ления насыпи, предотвращает растяжку секции трубы, стабилизирует подходы к мостам и трубам. Жидкостные охлаждающие установки, работающие на керосине, при- менялись при строительстве мостов и труб для сохранения грунтов в мерзлом состоянии. Установки представляют собой металлические трубы, установлен- ные в пробуренные в грунте скважины ниже фундаментов (Рис.1.36 ). Верхняя часть трубы диаметром 120 -200 мм находится над поверхностью земли и име- 109 ет на конце радиатор. Принцип их действия основан на том, что с наступлени- ем отрицательных температур наружного воздуха ниже температуры грунтов основания керосин в верхней части трубы охлаждается, становится более тя- желым и опускается вниз, вытесняя более теплый керосин вверх.. В результате конвективного теплообмена, протекающего с интенсивностью, зависящей от разности температур керосина, происходит замерзание грунта, находящегося вокруг нижней части трубы. Теплообмен прекращается при температуре воз- духа большей, чем грунта. Рис. 1.35.Термоизоляционные покрытия у оперы моста из деревянного настила или пенопласта (а) или в виде отсылки ( б ) : I - каменная на- броска; 2- настил; 3 - уровень воды; 4 - верхняя граница вечной мерз- лоты после устройства термоизоляционного покрытия; 5 - то же до устройства; 6 - теплоизоляционный материал; 7 - контурный блок 110 Рис. 1.46. Жидкостные охла- ждающие установки: а - с радиатором; б - без радиатора; I - корпус установки; 2 - металлические ребра 170х10 мм; 3 - теплоизоляционный кожух Многолетние наблюдения за столбчатыми опорами мостов на Байкало- Амурской магистрали, а также уточненные теплотехнические расчеты показа- ли, что однотрубные охлаждающие установки не отвечают возложенным на них задачам. Многотрубные охлаждающие керосиновые установки несколько эф- фективнее, чем однотрубные, Ь них не происходит перемешивание керосина, имеющего разную температуру , т.к. охлажденным керосин опускается по цен- тральной трубе большого диаметра, а теплый керосин поднимается вверх по боковым трубам меньшего диаметра, наземные участки боковых труб изоли- руют к присоединяют к радиатору в верхней его части. Для оценки действительной работы многотрубных охлаждающих керо- синовых установок еще недостаточно накоплено опытных данных. Дополнительное промораживание грунтов оснований водопропускных труб, береговых опор и насыпей на подходах к мостам может быть достигнуто вентиляцией холодного воздуха зимой через полость специально укладывае- мой трубы большого диаметра (не менее 100 см) или нескольких труб меньше- го диаметра. Трубы укладывают в насыпь выше отверстия для пропуска воды во избежание заполнения их льдом или снегом. После промораживания венти- ляционные отверстия закрывают. 111 В качестве охлаждавшей системы могут быть использованы термосваи, в которых охлаждение производится за счет конвективного движения наруж- ного воздуха при температуре ниже минус 5 С°. По таким сваям с закрытым нижним концом, погруженным на глубину расположения охлаждаемого грун- та происходит отток тепла в атмосферу. Охлаждение в таких установках мо- жет производиться также принудительной подачей холодного воздуха в ниж- ний конец сваи. Эффективность применения того или иного способа охлаждения грун- тов оснований может быть оценена на основе результатов наблюдений за из- менением температурного и влажностного режимов этих грунтов, а также на основе анализа длительных наблюдений за деформациями искусственных со- оружений» возведенных с применением дополнительного охлаждения на про- таивающих мерзлых грунтах. При эксплуатации малых мостов и труб в суровых климатических усло- виях значительные трудности вызывают деформации сооружений, происхо- дящие вследствие пучения грунтов оснований. Выпучивание опор происходит в результате увеличения объема водонасыщенных грунтов основания при за- мерзании и наличии сил сцепления по контакту грунт-опора, превышающих собственный вес элементов сооружения. Деформации выпучивания могут дос- тигать значительных величин (до 20 см), что может привести к возникновению неисправности пути и перебоям в движении поездов. Для устранения опасных деформаций проводят противопучинные меро- приятия: замену пучинистого грунта вокруг фундаментов, устройство термо- изоляционных покрытий и другие способы. При замене пучинистый грунт извлекают на глубину деятельного слоя и после укладки на дно котлована локализаторов пучения в виде асбестовых от- ходов или промазученной гальки оставшуюся часть заполняют непучинистым материалом с галькой, крупным песком, шлаком и др. После заполнения кот- 112 лована устраивают отмостку из камня или бетонных блоков. Отмостку приме- няют и для уменьшения деформаций пучения фундаментов оголовков водо- пропускных труб. Малоэффективным средством в борьбе с пучением грунтов оказалась гидрофобизация окружающего фундамент грунта вследствие невысокого уров- ня снижения сил пучения и быстрой утраты материалом гидрофобных средств. Обеспечение нормальных условий эксплуатации малых искусственных сооружений, расположенных на переходах с наледями, требует специальных мероприятий. Отрицательное воздействие наледей выражается в отложении льда на верхнем строении пути, в отверстиях мостов и труб, препятствующем нор- мальному пропуску водотока, а также в обводнении земляного полотна и грунтов основания сооружения. Наледи оказывают силовое и механическое воздействие на элементы сооружений в виде горизонтального и вертикального давления льда, Вследст- вие горизонтального давления при замерзании наледных вод происходят де- формации с образованием кренов опор мостов, оголовков и фундаментов во- допропускных труб, расстройство швов между их звеньями и продольная рас- тяжка секций. В металлических гофрированных трубах, кроме того, срезается и раз- рушается дополнительное защитное покрытие. Вертикальные силы действуют на сооружения в случаях образования в отверстиях наледных бугров, пучение льда которых вследствие внутреннего гидростатического давления может при- вести к возникновению неисправностей элементов мостовых конструкций и даже к их разрушению. Наряду с силовыми наледи оказывают физико-химическое и теплофи- зическое воздействие на искусственные сооружения. Наледные воды, смерза- ясь с бетоном, вызывают размораживание и последующее выщелачивание по- 113 верхностного слоя. Теплофизическое воздействие наледей связано с тем, что скопление воды с верховой стороны сооружений может приводить к деграда- ции вечной мерзлоты. Мероприятия, направленные на уменьшение опасности наледеобразо- вания, следует выбирать с учетом вида воздействия, а также в соответствии с условиями пропуска каждого водотока. Способы борьбы с наледями подразделяются на активные и пассивные. Пассивные способы борьбы применяются в тех случаях, когда наледи появля- ются эпизодически. К числу таких способов относят околку наледного льда, выполняемую ручным инструментом, или механизированную разрезку нале- дей паровыми иглами о последующей уборкой льда, протаивание льда с при- менением электроэнергии, покрытие наледей угольной пылью или шлаком. В отдельных случаях производят взрывные работы, устраивают задерживающие валы из снега» льда, грунта или временных инвентарных конструкций, орга- низуют пропуск наледной воды по временным лоткам открытого или закрыто- го типа, применяют прокалывание наледных бугров для уменьшения внутрен- него гидростатического давления. При регулярном образовании наледей целесообразно использовать ак- тивные способы борьбы с ними. К ним относят устройство земляных валов или железобетонных заборов с целью образования наледи в безопасное месте с верховой стороны сооружения и последующего ее задержания. При этом для растекания воды перед валом планируют и покрывают каменной наброской площадки, на которых происходит интенсивное замерзание. Регулирование стока ключевых вод и задержание наледей производят с применением мерз- лотно-водо-непроницаемых экранов в сочетании с удерживающими сооруже- ниями. Наряду с этим в районах глубокого сезонного промерзания для пе- ремещения наледей с целью уменьшения их опасного воздействия на соору- жение устраивают тепловые пояса, представляющие собой канавы с продоль- 114 ным уклоном дна. Активный способ борьбы с наледями, которые закупоривают во- допропускные трубы, заключается в следующем. Отверстие трубы со стороны входного отверстия на зиму закрывается упругим шитом, состоящим из ме- таллического каркаса, обтянутого с двух сторон полиэтиленовой пленкой (рис.1.37). Каркас щита изготавливают под отверстие трубы из круглой ар- матурной стали диаметром 14 мм в виде незамкнутого кольца 1 с отогнутыми стержнями 2. Для увеличения жесткости кольца к отогнутым концам привари- вают V-образные распорки 3. На каркас с двух сторон накладывают круглые листы полиэтиленовой пленки, края которых по окружности сваривают. Затем щит, предварительно обжав, вставляют в трубу, а небольшие неплотности за- делывают ветошью. Рис. 1.37. Упругий щит для за- крытия входного отверстия во- допропускной трубы. Наледеобразующая вода натекает постепенно тонкими слоями, задержи- вается щитом и замерзает, при этом давление на щит со стороны наледи не- большое (0,001 - 0,002 кгс/см2 ). Пленка опирается не только на края щита, но и на отогнутые стержни и V -образную распорку каркаса, поэтому большого выпучивания не наблюдается. Второй слой пленки, с внутренней стороны тру- бы, предотвращает выпучивание наружного под действием ветра из трубы. Вся наледь аккумулируется перед щитом, а труба остается свободном от на- ледного льда. 115 Весной в верхней части щита пленку прокалывают и разрывают. В образующееся отверстие стекает весенняя вода, размывая наледный лед. Каркас щита постепенно освобождается, его вынимают из трубы и уби- рают до следующей осени. В тех случаях, когда весь щит оказывается погребенным в наледи, над ним во льду делают приямок, через который разрывают пленку для весеннего стока. Осенью над щитом устанавливают указательную веху. Наряду с устранением отрицательного воздействия наледей задержани- ем их выше искусственного сооружения может быть применен и безналедный пропуск постоянных водотоков. Такой пропуск выполняют путем концентра- ции протекания воды, для чего производят работы по углублению, спрямле- нию и расчистке русла, а в необходимых случаях – утепление водотоков мест- ными материалами в пределах сооружения и на расстоянии 20-30 м с верховой стороны. Выбор способа активной борьбы с наледеобразованием зависит от вида наледей, их возникновения, типа искусственного сооружения, высоты насыпи, рельефа местности и представляет собой сложную инженерную задачу, ре- шаемую применительно к конкретным условиям. |