Гидрологические расчеты при проектировании дорожных водопропускных сооружений

Методические рекомендации» подготовлены в соответствии снеобходимостью разработки и дальнейшего совершенствования системыавтоматизированного проектирования /САПР-АД/ по разделуинженерно-гидрологического обоснования проектов автомобильных дорог исооружений на них.

В основу методических рекомендаций положены результаты многолетнихнаучно-исследовательских, проектных и инструктивно-методологических работ,выполняемых начиная с 1966 года в Союздорпроекте по планам ГКНТ, Госстроя СССРи Минтрансстроя. В них также учтены результаты исследований, выполненных и вдругих организациях по отдельным вопросам.

Настоящие рекомендации предназначены для целенаправленнойразработки САПР-АД. Основное их предназначение заключается в формулировании ирегламентации технологических и методологических основ всего комплекса инженерно-гидрологическихобоснований проектных решений.

Необходимость в разработке специальных методических рекомендацийвызвана разрозненностью ряда вопросов, их различной методологической базойрасчетов /иногда дублирующих друг друга и не отвечающих требованиямпроектирования/, а также отсутствием полного комплекса решаемых задачгидрологического обоснования в увязке с единой технологиейпроектно-изыскательских работ.

Методические рекомендации имеют целью восполнить этот пробел инаметить не только конкретные пути дальнейшего развития технологии и методовгидрологических обоснований, по и впервые выработать единую стратегию вразработке автоматизированного комплекса инженерно-гидрологического обоснованияпроектов дорог.

Методические рекомендации содержат основные генерализированныетехнологические разделы и схемы автоматизированного комплекса, разработанныевпервые в отечественной практике и в увязке с современнойнормативно-технической базой, а также с результатами выполненныхнаучно-исследовательских работ по затрагиваемым в них вопросам, чтообеспечивает дальнейшую конкретизацию подготовки алгоритмов по существующимметодам и предложений по дальнейшей направленности разработки/совершенствования/ этих методов.

Методические рекомендации подготовлены по результатамсистематических и многолетних научных исследований и обобщения научных основ,методологии и технологии автоматизированного комплекса гидрометеорологическихобоснований проектов дорог, выполненных докт. техн. наук Б.Ф. Перевозниковым впериод 1966 - 1983 г.г. Состав автоматизированного комплекса, основные егоразделы, методология и технология генерализированных технолого-методологическихразделов и схем рассмотрены и одобрены на научно-техническом советеСоюздорпроекта 7.02.1983 г. /протокол № 287/ как основополагающие, реализациякоторых позволит полностью автоматизировать все гидрометеорологические задачи,связанные с обоснованием проектных решений автомобильных дорог и искусственныхсооружений на них.

Методические рекомендации разработаны главным специалистомтехнического отдела, докт. техн. наук Б.Ф. Перевозниковым. Рецензентамиотдельных разделов рекомендуемого автоматизированного комплекса были канд.техн. наук С.М. Бликштейн, канд. техн. наук В.Д. Браславский, главныйспециалист технического отдела В.С. Смирнов и главный специалист отдела мостовЛ.М. Хариф. Разделы VIII/рис. 12/ и X /рис. 15/ разработаныс участием Т.Е. Полтарановой, раздел VII /рис. 11/ с участием А.Я.Штерна.

Начальник технического отдела

Союздорпроекта РотштейнК.М.

1. Основные положения

Общий состав автоматизированного комплексаинженерно-гидрометеорологических обоснований проектов автомобильных дорог исооружений на них сформулирован исходя из задач проектирования, а также изцелесообразного и научно-обоснованного состава проектных работ и обосновывающихинженерно-гидрометеорологических материалов для принятия проектных решений.

Состав этого комплекса сформулирован на основе обобщениямноголетнего опыта проектирования, нашедшего отражение в ряде /1966 - 1982 гг./инструктивно-методических документов Союздорпроекта по технологии, составуинженерно-гидрометеорологических изысканий автомобильных дорог, а также повопросам дорожно-мостовой гидравлики и гидрологии. При формулировании этого комплексаосновополагающими были использованы и инструктивно-методические разработкиЦНИИС-Главтранспроекта /1972 - 1982 гг./, а также результаты диссертационногоисследования Б.Ф. Перевозникова и справочно-методологические документы,разработанные на результатах указанных работ Союздорпроекта,ЦНИИС-Главтранспроекта.

Необходимостью обеспечения планирования и реализациицеленаправленных исследований и разработок соответствующих разделов САПР-АД подорожно-мостовой гидравлике и гидрологии определена задача разработки какавтономного специализированного комплекса в составе САПР-АД, так и автономныхего частей в составе технологических линий проектирования по отдельнымсооружениям. Такая универсальность должна отвечать поэтапным разработкамСАПР-АД и в то же время единой специализации инженерно-гидрометеорологическихобоснований проектных решений.

Автономностьсоставных частей единого комплекса инженерно-гидрометеорологических обоснованийотвечает сложности и специфике отдельных разделов дорожно-мостовой гидравлики игидрологии и как показывает опыт должна соответствовать автономности разделовпроектирования и конструктивных решений по наиболее характерным и основнымдорожным сооружениям /водопропускные трубы, мосты, земляное полотно,водоотводные и лотковые сооружения и др./. В каждом случае проектирования могутвозникать конкретные задачи расчетов и обоснований, что должно находитьотражение в различных сочетаниях составных частей автоматизированного комплексаинженерно-гидрометеорологических обоснований. Эта особенность проектированиябыла также предусмотрена при формулировании частных комплексов состоящих изотдельных составных частей единого комплекса инженерно-гидрометеорологических обоснований.

Инженерно-гидрометеорологическоеобоснование различных дорожных сооружений и конструкций предусматриваетнеобходимость использования различных критериев оценки вероятности превышенияразнообразных гидрологических параметров как предусмотренных строительныминормами для некоторых таких параметров, так и ведомственнымиинструктивно-методическими документами ЦНИИС и Союздорпроекта и нашедшихприменение в проектировании автомобильных дорог. Для мотодологическогообеспечения задач автоматизированного проектирования Союздорпроектом, ЦНИИС,Мосгипротрансом были разработаны частные методы гидрологических расчетов. И те из них, которые получили достаточнуюнаучную и экспертную оценку /и были в дальнейшем опробованы и нашли широкоеприменение при проектировании ряда объектов/ рекомендуются для разработкичастных вопросов автоматизированного комплекса инженерно-гидрометеорологическихобоснований. Они предусмотрены в рекомендуемых технологических схемах и указаныв последующих разделах «Методических рекомендаций».

Формулирование технолого-методологического комплексаинженерно-гидрометеорологических обоснований на базе разработанных технологийгидрометеорологических работ и методов расчетов предусматривает не толькоразработку автоматизированного комплекса гидрометеорологических обоснований, нои дальнейшее развитие и совершенствование отдельных инженерно-методологическихвопросов.

Глубина и достаточность методологических проработок отдельныхвопросов, входящих в автоматизированные комплексы определена действующимиинструктивно-методологическими документами, типовыми решениями иопубликованными методическими разработками /ряда авторов/, нашедшихпрактическое применение. По другим отдельным вопросам, которые могли бырешаться в методическом составе этого комплекса исследования проводимые вСоюздорпроекте еще не закончены, а по некоторым из них требуется постановка ипроведение новых и целенаправленных исследований не только силамиСоюздорпроекта, но рядом организаций, а также инициативно различными авторами ичерез аспирантуру вузов.

Как к имеющимся методическим проработкам, вошедшим в обоснованиеотдельных элементов рекомендуемого комплекса, так и к разрабатываемым вновьпредъявляются настоящими рекомендациями следующие два основополагающиетребования:

1 - критерием отбора методик для включения их в расчетныетехнологические разделы /схемы/ является их обоснованность натурными данными ипроверка их применимости практикой проектирования и строительства реальныхобъектов;

2 - направленность и взаимодействие частных методик с другими втехнологических связях автоматизированных расчетов, рассматриваемых вкомплексе.

2. Состав автоматизированного комплекса инженерно-гидрометеорологическихобоснований проектов автомобильных дорог и сооружений на них

Автоматизированный комплекс инженерно-гидрометеорологическихобоснований проектов автомобильных дорог и сооружений рекомендуется в составеследующих 13 технологических разделов /Рис. 1/:

I -формулирование расчетных комплексов обоснования проектов автомобильных дорог исооружений на них, сбор и систематизация исходных данных для конкретногообъекта или решаемых задач.

II - оценкагидрометеорологических условий и воздействий на сооружения автомобильных дорог;

Рис. 1. Состав автоматизированного комплексагидрометеорологических обоснований проектов автомобильных дорог и сооружений наних.

III - проектирование дородных водопропускных труб;

IV - проектирование водоотвода;

V - расчет гидрологическихпараметров и отверстий мостов;

VI - расчетгидрометеорологических параметров проектирования земляного полотна;

VII - расчет гидрологическихпараметров временных и вспомогательных сооружений;

VIII - расчет отверстий ипроектирование водопропускных сооружений лоткового типа;

IX - расчет селевого стока и проектированиеселепропускных и защитных сооружений;

X - расчет и проектирование косогорных водоотводных сооружений;

XI - расчет гидрологических параметров скоростных треков,автодромов, автоиспытательных сооружений спортивного назначения и других;

XII - расчет гидрологических параметровиндивидуальных и специальных дорожных сооружений;

XIII - проектирование водопропускных сооружений настадии обосновывающих материалов.

3. Формулирование расчетных комплексов обоснованияпроектов автомобильных дорог и сооружений на них, сбор и систематизацияисходных данных

Составомавтоматизированного комплекса /Рис. 1/предусматривается полный объем задач, возникаемых в процессе проектирования в различных природных условиях и в зависимости от сложности,капитальности и типов конструкций дорог и сооружений на них. Круг этих задач вцелом, представленный в технологическом аспекте /Рис. 2/, может отличаться на каждом объекте, а также принеобходимости разработки типовых решений и в других случаях.

Рис. 2. Расчетная технологическая схема всего состава автоматизированногокомплекса дорожных сооружений.

Поэтому и возникает необходимость для обеспечения нуждпроектирования на каждом объекте формулирования конкретного расчетногокомплекса, состоящего из отдельных технологических разделов всего комплекса. Длянаиболее распространенных случаев решаемых задач рекомендуются следующиечастные расчетные комплексы /рис. 3/:

Рис. 3. Частные расчетные комплексы для решения отдельных задачпроектирования.

а/ - проектирования автомагистралей;

б/ - проектирования селепропускных сооружений /IX/,скоростных треков /XI/, индивидуальных и специальных сооружений /XII/,проектирования водопропускных сооружений на стадии обосновывающих материалов /XIII/;

в/ - проектирования мостовых переходов;

г/ - выбора рационального на объекте типа сооружений;

д/ - разработки типовых решений отдельных дорожных сооружений;

е/ - реконструкций автомобильных дорог.

Рекомендуемые частные комплексы составляют первый раздел автоматизированногокомплекса.

4. Оценка гидрометеорологических условий и воздействий насооружения автомобильных дорог

В разделе оценки гидрометеорологических условий и воздействий насооружения автомобильных дорог предусматривается учет следующих видов этихусловий и воздействий /Рис. 4/:метеорологические /Рис.5/,гидрографические /Рис. 6/,химического состава воды /поверхностной, грунтовой/, длительности и частотыподтопления, гидравлики речных потоков /скоростей течения, набега речныхпотоков, глубин воды, распределения потока между руслом и пойменными участкамиводотоков и др./, сгонно-нагонные и приливно-отливные явления, паводочные,русловые и береговые переформирования, волновые и ледовые явления, селевыепотоки /Рис. 7/, условия ивоздействия вызываемые в результате хозяйственной деятельности человека наводосборах /гидротехнические, дорожные и другие сооружения, судоходство илесосплав и другие/, от других факторов искусственного и естественногорегулирования максимального и внутригодового стока и речных потоков.

Влияние рассматриваемых условий и воздействий должно быть решаемокак во внутригодовом и паводочном аспектах, так и в многолетнем плане сопределением расчетных характеристик в требуемом для проектирования диапазоневероятностей превышения /ВП/.

Требуемые значения ВП определены строительными нормами, НИМП-72 /22/, руководством по гидравлическимрасчетам малых искусственных сооружений ЦНИИС-Главтранспроекта /30/, другими ведомственными документами ЦНИИС иСоюздорпроекта и предусмотрена в технологических схемах во всех разделахкомплекса.

Сбор и систематизация исходных данных должны быть обеспечены как смаксимальным использованием многолетних наблюдений на метеостанциях иэксплуатируемых сооружениях, так и с учетом эпизодических и краткосрочныхнаблюдений, производимых в период инженерных изысканий. Определение расчетныхданных при наличии многолетних наблюдений рекомендуется с использованиемметодов математической статистики. В качестве аналитических кривыхраспределения вероятностей при неизученности законов распределенияцелесообразны кривые нормального распределения, а также экстраполяция пографическим построениям эмпирических кривых вероятностей.

Эпизодические и краткосрочные наблюдения должны быть использованыдля удлинения или восстановления многолетних рядов, а при наличии толькоэпизодических или краткосрочных наблюдений должны быть обоснованы косвенныеметоды вероятностной оценки путей инженерного прогноза с учетом возможнойпогрешности расчетов. Методы этих расчетов должны обосновываться на каждомобъекте с учетом объективной информации и обстановки, изученной в периодизысканий. Методы расчета уровней высоких вод, дождевых осадков, высотснегового покрова, уровней ледового режима, толщины льда рекомендованы НИМП-72,исследованиями и рекомендациями Союздорпроекта /19/ с использованием усеченных кривых нормальногораспределения.

По ряду метеорологических факторов перспективным для использованияв автоматизированном комплексе следует считать построения схематизированныхрайонирований различных регионов в виде картсхем. Для этой цели целесообразнысоответствующие исследования и разработки.

Подраздел оценки метеорологических условий и воздействий надорожные сооружения /Рис. 5/рекомендуется в виде технологического состава, представленного наборомотдельных технологических направлений расчетов, имеющих самостоятельноеметодическое обеспечение и значение. Такая систематизация позволяет вестицеленаправленные разработки отдельных частей этого подраздела и получение /пореализации этих разработок/ банка расчетных данных, что потребует в дальнейшемуглубленных проработок этих отдельных направлений и формулирования такойрасчетной информации, которая могла бы быть использована как отчетная иобосновывающая в составе проектных материалов.

Подраздел оценки гидрографических условий проложения дорог вместах пересечений водоемов и водотоков /Рис. 6/ рекомендуется при проектировании мостовых переходов ипри необходимости разработки линейно-региональных норм максимального стока.Основные технологические связи и состав этого подраздела разработаны также ввиде классификационных построений с учетом как выполненных ранее рядаисследований /И.В. Попов, А.И. Чеботарев, Б.Ф. Снищенко/, так и некоторыхдополненных разработками Союздорпроекта /В.С. Смирнов, Б.Ф. Перевозников/ вчасти инженерно-геологических особенностей строения пойм /Рис. 7/. Виды грунтов в рекомендуемыхклассификациях и технологических схемах предусмотрены в соответствии с СН449-72 /45/.

Дальнейшими разработками должна быть достигнута автоматизацияисходных данных вместо описательной части в обосновывающих материалах проекта,а также уточнение некоторых позиций этого подраздела.

Подраздел оценки условий селеобразования /Рис. 8/ разработан для обоснования исходных условийпроектирования дорожных сооружений в селеносных районах. Он такжепредусматривает перенос описательной части обосновывающих материалов проекта вавтоматизированный режим и разработан применительно к ранее выполненнымисследованиям ряда авторов.

Все рекомендуемые подразделы /Рис. 6, Рис. 7,Рис. 8/ разработаны схематизированои должны подлежать последующему уточнению применительно к инженерной практикепроектирования и к тем параметрам, которые используются в схемах расчетах и дляобоснования конкретных проектных решений. Остальные подразделы раздела IIподлежат в дальнейшем соответствующим разработкам и поэтому внастоящих методических рекомендациях не представлены.

Рис. 4. Технологическая схема раздела II оценки гидрометеорологических условий и воздействия на сооруженияавтомобильных дорог

Рис. 5. Технологическая схема состава подраздела оценки метеорологическихусловий и воздействий на дорожные сооружения.

Рис. 6. Техническая схема подраздела гидрографических условийпроложения дорог в местах пересечений водотоков.

Рис. 7. Технологическая схема оценкиинженерно-геологических особенностей строения пойм или отдельных ее участков.

5. Проектирование дорожных водопропускных труб

Расчетная технологическая схема и состав раздела III - «Проектирование дорожных водопропускных труб» /Рис. 9/ известны /23/ в первой очереди САПР-АД как ТЛП-3. Однако, вотличие от ТЛП-3 эта схема более полная и предусматривает учет ряда факторовискусственного и естественного регулирования максимального стока, а такжерасчеты и проектирование круглых, металлических, овоидальных, прямоугольныхтруб и малых мостов с размываемыми и неразмываемыми руслами. Методы оценкимаксимального дождевого стока в этой схеме не обозначены, но настоящимиметодическими рекомендациями предопределено использование метода СНиП2.01.14-83, а также метода Союздорпроекта /14/, который получил достаточное теоретическое ипрактическое обоснование и рекомендован ЦНИИС и Главтранспроектом дляпроектирования автомобильных дорог. Из всех существующих методов расчета максимальногостока метод Союздорпроекта наиболее полно отвечает задачам дорожногостроительства и требованиям автоматизированного проектирования для расчетов влюбом регионе мира и практически в любом диапазоне водосборных площадей.

6. Проектирование водоотвода

В разделе IV - «Проектирование водоотвода» /рис. 10/ предусмотрены схемы организации водоотвода и расчетыих конструктивных схем: с проезжей части дорог; с разделительных полос; отземляного полотна в насыпях и выемках; с поверхностей мостов /путепроводов/,развязок движения, автоиспытательных сооружений, подтопляемых насыпей, приустройстве временных /вспомогательных/ и других специальных и индивидуальных сооружений.Предусматривается расчеты как для конкретных параметров дорог и дорожныхводоотводных сооружений, так и для обоснования типовых решений.

Рис. 8. Технологическая схемаподраздела оценки условий селеобразования

Рис. 9.Технологическая схема раздела III - проектирования дорожныхводопропускных труб

Теория и методика расчета водоотвода с поверхности дорог /проезжейчасти, разделительных полос/ разработана в Союздорпроекте в 1968 г. Алгоритм этогорасчета рекомендуется разрабатывать применительно к методам расчета принятым врационализаторском предложении Союздорпроекта № 1369 и опубликованным вмонографии /28/. Таблицы минимальныхрасстояний между типовыми водоотводными сооружениями рекомендуется использоватьприменительно к типовому проекту дорожных одежд 503-11 /43/ и разрабатываемому Союздорпроектом типовомупроекту водоотводных сооружений на автомобильных дорогах 503-09-7.84

Алгоритмы гидравлических расчетов водоотводных сооруженийрекомендуется разрабатывать с учетом схем расчетов, предусмотренных в типовомпроекте /2/, руководствеЦНИИС-Главтранспроекта /30/, а также вмонографии /29/.

При разработке алгоритмов расчета индивидуальной схемыпроектирования водоотводных сооружений, предназначенных для обеспечения сбора иочистки сточных вод стекающих с поверхностей и от конструкций дорогрекомендуется использование методических разработок Союздорпроекта /28/, основанных на использовании закрытойливневой сети и локальных очистных сооружений.

Рис. 10. Технологическая схема раздела IV автоматизированного проектирования водоотвода.

В ряде случаев/засушливые районы, небольшой объем стока и др./ для обеспечения водоотводапредусматриваются испарительные емкости автоматизированный расчет которыхдолжен предусматриваться в разделе IV /Рис. 10/ какспециальные или индивидуальные сооружения. Теория расчета предусмотрена вмонографии /28/.

Конструктивные элементы водоотводных сооружений рекомендуется рассматриватьпри разработке автоматизированного расчета применительно к типовым решениям, апри невозможности их использования должны быть заданы индивидуально.

7. Расчет гидрологических параметров и отверстий мостов

В первой очереди САПР-АД вопросы расчета гидрологическихпараметров и отверстий мостов рассматривались в технологической линиипроектирования, известной как ТЛП-4, взамен этой линии проектированияразработана заново и предлагается более полная технологическая схема раздела V автоматизированного расчета гидрологических параметров иотверстий мостов /Рис. 11/.

В этой схеме расчета предусмотрено определение гидрологическихпараметров для случаев при наличии многолетних наблюдений и при ихнедостаточности или отсутствия. Эти направления расчета взаимосвязанывозможностью пополнения исходных данных в створе перехода как даннымимноголетних наблюдений. Госкомгидромета, так и данными краткосрочныхнаблюдений, производимых в периоде инженерных изысканий.

Предусмотрены методы передачи наблюдений в створ моста, удлинениеили восстановление рядов наблюдений, а также статистические расчеты различныхгидрометеорологических характеристик для паводочного и внутригодового периодов.Предложен учет регулирования максимального стока, методы которого рекомендованыметодическими указаниями Союздорпроекта /14/и даны в монографии /26/. Наряду срассматриваемыми возможен в данной технологической схеме /Рис. 11/ учет и других факторов. Дополнительно этим разделамрекомендуется выполнение различных гидрологических расчетов: частоты затопленияпойм, гидрографов, графиков внутригодового распределения стока, высот волновоговоздействия и другие. Методы выполнения этих расчетов рассмотрены вметодических документах Союздорпроекта /17,19/, строительных нормах на волновыевоздействия, СН 435-62 и справочнике по дорожно-мостовой гидрологии /3/.

На основе параметров, полученных в результате гидрологических расчетоврекомендуются расчеты: возвышение низа пролетных строений /17/, расчетный судоходный уровень воды /НСП 103-52/,а также оценка величин пролетов по: ледотермике, корчеходу, связям территорий идругим специфическим условиям.

При определении общего размыва целесообразно использование методаЦНИИС-Главтранспроекта и исключение дублирования этих расчетов программой«Гидрам-3», которая не обеспечивает выход конечных результатов расчета из-заметодических несовершенств.

Расчеты местного размыва целесообразно предусмотреть всоответствии с новой редакцией ВСН62-69.

Рис. 11

Применение методических рекомендаций Союздорнии вавтоматизированном расчете признано не целесообразным так как: они основаны вбольшинстве исходных данных на материалах ЦНИИС, литературных источников и несодержат объективной критической оценки этих исходных материалов; не имеютдостаточного теоретического, экспериментального и натурного обоснования; в нихотсутствуют какие-либо существенные отличия; в конечных результатах расчета посравнению с ВСН62-69 /и ее новой редакцией 1983 г./; в них периодически вносятсяуточняющие коррективы; они не являются официальным нормативным документомМинтрансстроя и по существу дублируют ВСН62-69. Расчет очертаний и конструкций регуляционных сооруженийрекомендуется предусматривать в соответствии с НИИМ-72. Выбор типов укрепленийподтопляемых насыпей должен быть предусмотрен в соответствии с типовым альбомом№ 750 Мосгипротранса /1/ и ВСН181-74 /40/.

Методы расчета мостовых переходов через дельты, лиманы,канализированные русла и в других специфических условиях должны решатьсяиндивидуально с использованием рекомендаций НИМП-72 и других известных методик.

8. Расчет гидрометеорологических параметров проектированияземляного полотна

Расчет гидрометеорологических параметров земляного полотнапредусматривается в разделе VI /Рис. 12/ длянеподтопляемых насыпей. Для неподтопляемых насыпей необходимы расчеты высотснегового покрова 5 % ВП, климатических параметров /влажность воздуха,испаряемость, туман, гололед и др./, температурного режима и ветровыхвоздействий. Эти расчеты могут быть выполнены методами вероятностного анализамноголетних наблюдений либо косвенными методами при отсутствии наблюдений.Применимы методы аналогий и географической интерполяции. Желательно использованиенепосредственных измерений в периоды полевых работ, производимых при инженерныхизысканиях, а также результаты обобщения региональных служб Госкомгидромета.Предполагается использование СНиП II-А.6-72 /37/ и руководство по строительнойклиматологии /31/. Расчет водоотводныхсооружений предусмотрен в виде самостоятельного раздела IV /Рис. 10/.

Кподтопляемым отнесены насыпи: у труб, на подходах к мостам, вдоль речных долин,через водохранилища, регуляционных и берегозащитных сооружений, водозащитных иотсечных дамб и в других сложных условиях строительства. Для учета особенностейподтопления необходимы расчеты: возвышения бровок насыпей, подпертого уровнявысоких вод /при аккумуляции паводочных вод, переменном подпоре, стесненииречных потоков, прорыве плотин, заторах русел, приливно-отливных, сгонно-нагонныхи других природных явлений и последствий хозяйственной деятельности/, русловыхдеформаций у подошв насыпей /вдоль и поперек потока/, частоты и длительностиподтопления, скоростей течения воды и волнового воздействия. Устойчивостьнасыпей от гидрологических воздействий может быть обеспечена при проектировании оценкой параметров ледовых воздействий при ледоходе/интенсивность и продолжительность ледохода, размеры ледяных полей и толщинальда, уровни ледохода/, также оценкой аналогичных параметров корчехода.

Условия проектирования и работы переливных насыпей по пропускупаводочного и внутригодового стока отличаются от подтопляемых непереливныхнасыпей и составляют особую проблему. Поэтому расчеты переливных насыпейпредусмотрены в специализированном разделе VIII /Рис. 15/.

Рис. 12. Технологическая схема раздела VI автоматизированного расчетагидрометеорологических параметров проектирования земляного полотна

9. Расчет гидрологических параметров временных ивспомогательных сооружений

Гидрологические расчеты и обоснования должны быть выполнены для следующихсооружений: котлованов, шпунтовых ограждений, бездонных ящиков, грунтовыхперемычек, рабочих мостиков, подкрановых эстакад, подмостей, временныхпричалов, плашкоутов для копров и кранов, строительных площадок, плавучих опориз барж и пантонов, временных опор мостов, временных дорог /подъездов/ и другихсооружений.

В разделе VII /Рис. 13/ классифицированырасчеты гидрометеорологических воздействий и нагрузок на эти сооружения.Предусмотрены расчеты: внутригодового стока, продолжительности и частотызатопления /в паводок, строительный сезон, в течение всего года/, максимальногостока, русловых и береговых переформирований, ледовых образований и давленияльда, корчехода, ветрового давления, селевого стока, судоходства и лесосплава.

Состав временных и вспомогательных сооружений, гидрологическихрасчетов /а также гидрологических параметров проектирования/ определен вразделе VII /Рис. 13/ исходя из требований СНиП III-43-75 /36/, ВСН 136-67 /46/ и реального опыта разработок проектов организациистроительства и проектов производства работ. Методические основы расчетовгидрологических параметров временных и вспомогательных сооружений определеныМетодическими указаниями Союздорпроекта /20/и ЦНИИС /46/, которые и должны бытьположены в основу разработки алгоритмов и автоматизированного расчета в этомразделе. Параметры учета судоходства должны определяться с учетом НСП 103-52или не нормативного документа, заменяющего эти нормы.

Дополнительные требования к составу работ и методам расчета должныопределяться внедрением новых типов временных и вспомогательных сооружений,необходимостью учета возникающих факторов хозяйственной деятельности на этисооружения, а также совершенствованием и изменениями нормативных документов. Ив частности, должны быть учтены изменения и дополнения СНиП III-43-75,утвержденные постановлением Госстроя СССР от 31 декабря 1980 г. № 219 /25/. Согласно этим изменениям идополнениям должны обеспечиваться при строительстве мостов и водопропускныхтруб предусмотренном проектом охрана окружающей природной среды на территории иакватории, используемых строительными организациями для ведения строительныхработ /в том числе: сохранение растительного мира, чистоты вод рек, озер идругих водоемов и атмосферного воздуха/. Временные здания и сооружения должныбыть /25/ снесены, а оставшиеся послезавершения строительства материалы и конструкции убраны до сдачи объекта вэксплуатацию. Если же эти сооружения /здания/ и материалы /конструкции/ могут повлиятьна изменения режима протекания и расчетных гидрологических параметров основныхсооружений, то по опыту проектных работ Союздорпроекта они должны быть убраныдо начала первого паводочного периода сразу же после завершения строительныхработ.

Допускается /25/принимать рабочий уровень води вероятностью превышения до 50 % присоответствующем технико-экономическом обосновании /когда возможный ущерб отзатопления меньше полученного эффекта или предусматривается усиление сооруженияв период паводка и т.п./; при этом проектом производства работ должны бытьразработаны меры по обеспечению пропуска льда и высокой воды. Такое положениеопределяет необходимость вероятностной оценки рабочих уровней воды с ВП равной10, 20, 30, 40 и 50 % и обязательного /по опыту Союздорпроекта/ расчетадлительности стояния воды при этих уровнях. Особое значение увеличение ВП длярабочих уровней имеет для северных рек /Обь, Иртыш и др./ в условиях короткоголетнего периода.

Для проектирования причалов и плавучих опор, предназначенных дляперевозки пролетных строений нужно /36/учитывать наинизший возможный в период перевозки уровень воды вероятностьюпревышения 10 %. Оценку колебания этого уровня воды рекомендуется по опытуСоюздорпроекта производить совместно с расчетом длительности стояния и расчетомкалендарного времени.

При расчетах рабочих уровней воды необходимо для каждого из них /сразличной ВП = 10 - 50 %/ определять суммарную длительность стояния воды иколичество перерыва во внепаводочном периоде /Рис. 14/.

В процессе перевозки пролетных строений не допускается /25/ погружение в воду палубы плавучихопор при их максимальном крене или дифференте от расчетных и ветровой нагрузок,а также при действии воды. Запас надводного борта при таких перевозках наплощкодтах, образованных из закрытых понтонов и металлических палубных барж/при максимальном крене или дифференте с учетом действия нормативных нагрузок/должен быть /25/ не менее 0,2 м.

Необходим учет размывов в процессе строительства от влияниявременных обустройств /островки, эстакады, шпунтовые ограждения и другиесооружения/, а также расчеты гидрологических параметров и обоснование выборацелесообразного типа укрепления откосов островков и полуостровков. Особоезначение приобретает устойчивость временных ограждающих обустройств пристроительстве защищаемых постоянных сооружений /устоев и др./ от воздействийречных потоков в паводочный и внутригодовой периоды. Капитальность такихобустройств должна быть оценена индивидуально и в каждом конкретном случаепроектирования. В районах муссонного климата с несколькими пиками дождевыхпаводков в паводочный период рекомендуется в качестве расчетных для определениярабочих уровней рассматривать ВП равные от 10 до 1 % с соответствующимитехнико-экономическими расчетами затрат ущерба в строительный сезон.

Рис. 13. Технологическая схема раздела VII автоматизированного расчета, гидрологических параметров временныхи вспомогательных сооружений.

Рис. 14. Схемагидрографа к определению суммарной длительности стояния воды при рабочем уровнево внепаводочный период:

1 -поднятие уровней воды во внепаводочный период; 2 - рабочий уровень воды,заданный ВП; 3 - гидрограф паводка; D t ₁, D t ₂, D t ₃, D t ₄, D t ₅ -длительность стояния воды во внепаводочном периоде.

10. Расчет отверстий и проектирование водопропускныхсооружений лоткового типа

Разработкараздела VIII /Рис. 15/ автоматизированного расчетаотверстий и проектирования водопропускных сооружений лоткового типа вызвананеобходимостью использования этого типа сооружений на автомобильных дорогах снебольшой интенсивностью движения транспорта как в СССР, так и в зарубежныхстранах. Теоретические основы такого расчета и обобщение опыта проектирования,строительства и эксплуатации лотковых сооружений впервые в отечественнойпрактике произведено в Союздорпроекте и опубликовано в монографии /27/, которая и рекомендуется в основуметодического обоснования и дальнейшего совершенствования технологической схемыраздела VII.

В этомразделе /Рис. 15/ предусматриваетсяобоснование выбора расчетных схем для трех основных типов лотковых сооружений:переливных /с отверстиями и без них/ непереливных /моста-лотки и мосты сукрепленными руслами/, затопляемые мосты и дороги. Конструктивные элементы этихсооружений решаются индивидуально из-за отсутствия типовых. Целесообразно приразработке индивидуальных решений использовать те конструкции, которые былиобоснованы и применены Союздорпроектом /27/и успешно эксплуатируемые на ряде объектов.

Индивидуальнымимогут быть н