Лекция 4 Спецсооружения в горной местности

1
Лекция 4
Спецсооружения в горной местности. Противолавинные спецсооружения
В горных районах, где выпадает много снежных осадков, часто происходят
снежные обвалы или лавины.
Лавина – это перемещение снежных масс объемом в десятки и сотни тысяч,
а иногда и несколько миллионов кубических метров вниз по склонам гор. Лавины
образуются как на высокогорных склонах, так и на любом склоне крутизной более
15º при достаточно мощном снежном покрове (более 30–40 см).
В зависимости от характера движения снега по склонам различают три типа
лавин: осовы (снежные оползни), лотковые и прыгающие.
Осовами называют соскальзывающие снежные массы толщиной 30–40 см,
длина которых в несколько раз превышает ширину полосы пришедшего в движение снега. После схода осов на сотни метров образуется большой снежный вал.
Лотковые лавины движутся по определенным руслам и у подошвы горного
склона создают конус выноса. Если лотковая лавина имеет большой снегосборный бассейн, то огромный объем снежной лавины не только создает большие завалы, но и может разрушить дорогу.
Прыгающие лавины возникают в местах, где на пути их движения имеются
скальные обрывы. Такие лавины двигаются с громадной скоростью и обрушиваются на сооружение всей своей массой. Прыгающие лавины создают сильный
удар и мощную воздушную волну.
По состоянию снега в момент начала движения лавины различают: сухие и
мокрые лавины.
Сухие лавины возникают зимой при низких температурах из старого снега
или из свежевыпавшего при большом снегопаде.
Сухие лавины из свежевыпавшего снега образуют большие облака снежной
пыли, поэтому называются пылевидными. Впереди пылевидной лавины движется
воздушная волна, вызывающая разрушение в тех местах, до которых лавина не
доходит.
2
Сухие лавины из старого снега возникают вследствие образования в низких
горизонтах их глубинного инея слоя разрыхления в виде больших клубнеобразных полых кристаллов, обладающих большой подвижностью.
Сухие лавины из спрессованного снега в виде сплошных плит образуются
при сильном ветре.
Сухие лавины часто приходят в движение неожиданно и причиняют при
этом значительные разрушения.
Мокрые лавины образуются весной и при оттепелях, главным образом в теплое время дня.
Мокрые лавины из свежевыпавшего снега характеризуются тем, что снег
отрывается слоями, которые толчкообразно соскальзывают с небольшой скоростью вниз по склону.
Мокрые лавины из старого снега характеризуются тем, что снег состоит из зерен льда с частичным заполнением пустот водой, образующих оболочку вокруг отдельных зерен. Поэтому лавины текут, как водные потоки, с большой скоростью.
Мокрые грунтовые лавины характеризуются тем, что двигаются по ранее
выработанным логам, расчищая свой путь до грунта, увлекая за собой много травы, грунта, валунов, отдельные деревья и даже большие куски скал.
Для защиты дорог от воздействия снежных лавин проводят профилактические мероприятия или строят противолавинные спецсооружения.
Профилактические мероприятия включают наблюдение за лавиноопасными
местами, а иногда и искусственное обрушение лавин.
Для наблюдения за лавиноопасными местами создают службу надзора, например, лавинные станции на автомобильных дорогах в наиболее лавиноопасных
районах.
Искусственное обрушение лавин производят при временном закрытом движении по дороге для предотвращения несчастных случаев. Для этого применяют
минометный обстрел лавиносборов.
Противолавинные защитные сооружения:
3
1. Для предупреждения снегонакопления в лавиносборах применяют каменные стены или деревянные щиты, рис. 1.
Рис. 1. Характерное место лавиносбора
Каменная стена или деревянные щиты возводятся на расстоянии 10–15 м от
карниза с наветренной стороны и аналогична снегозащитному сооружению.
2. Эффективное противолавинное мероприятие – сохранение естественных
лесных зарослей или создание искусственных лесопосадок на склонах гор при
проектировании дорог.
3. Снегозадерживающие сооружения создают препятствия на пути движения лавин, к ним относятся: рвы и террасы, свайные заграждения и плетни, щиты
и стены.
Рвы и террасы устраиваются в несколько ярусов на склонах гор по направлению горизонталей и только для борьбы с осовами. Ширина рвов по дну 1,5–2,0
м и устраивается вал с низовой стороны.
Террасы устраиваются из грунта или с применением подпорной стены,
рис. 2.
Рис. 2. Снегозадерживающие террасы
4
Свайные заграждения высотой 0,9–1,0 м, сваи расположены рядами или в
шахматном порядке при расстоянии между ними 0,5–0,7 м.
Плетневые заграждения состоят из забитых в грунт кольев высотой 1,5–2 м,
переплетенных хворостом.
Щиты могут быть деревянными, металлическими или железобетонными и
опираются на подпорки (рис. 3, а).
Стены сооружают из сухой кладки или каменной кладки на цементном растворе (рис. 3, б).
Исходной величиной при назначении высоты снегозадерживающего спецсооружения является максимально возможная толщина снежного покрова с учетом аккумуляции снега около построенного спецсооружения, поэтому обязатель-
1:
1
но выполнить технико-экономическое обоснование.
Рис. 3. Снегозадерживающие сооружения
4. Тормозящие сооружения устанавливаются на лавиноопасном склоне для
рассекания лавины в виде бетонных клинообразных конструкций (клиньев). Бетонные клинья, располагаемые в шахматном порядке, создают условия для соударения отдельных частей лавин, что приводит к появлению уплотненных снежных
бугров, способствующих торможению и даже остановки лавины.
5. Лавинорезы – сооружения, состоящие из двух стен, образующих угол
30–40 º, с вершиной, обращенной навстречу движению лавины (рис. 4).
Боковые поверхности стен сооружения, расположенные под углом к лавине,
рассекают ее и отклоняют в сторону от дороги.
5
Лавинорезы выполняются из деревянных ряжей, заполненных камнем, или
каменных стен, сложенных насухо или на растворе.
6. Противолавинные галереи обеспечивают пропуск лавин над дорогой поперек ее продольной оси и создают условия безопасной эксплуатации дороги в
зимнее время.
40 
25
25
Рис. 4. Схема размещения противолавинных сооружений:
1 – путь движения лавины; 2 – снегозадерживающие сооружения;
3 – путь отклоненной лавины; 4 – лавинорез; 5 – дорога
Галереи сооружают на участках дорог, где наблюдаемые лавины имеют ширину не менее 45 м, а толщину образуемых завалов более 1 м при частоте схода лавин, не реже одной в год. Галереи целесообразно располагать вплотную к откосам.
Покрытию галерей придают уклон не менее 1:12. Габарит по высоте не менее 5 м.
Галереи сооружают из дерева, металла, камня, бетона и железобетона. Применение того или иного материала определяется технико-экономическим обоснованием и необходимой прочностью сооружения, соответствующей силе и характеру воздействия лавин.
Деревянные галереи обладают недостаточным сопротивлением ударным
воздействиям лавин, поэтому их применяют для защиты от осов.
Металлические галереи сооружают при невозможности применения других
материалов.
6
Сборные железобетонные галереи по конструкции перекрытия разделяются
на арочные, балочные, рамные, консольные.
Арочные (сводчатые) галереи применяют при наличии местных материалов,
в основном камня из разрабатываемых скальных карьеров.
Балочные галереи имеют железобетонное перекрытие.
Рамные галереи применяют для уменьшения объема стен и размеров элементов перекрытия.
Консольные галереи применяются при соответствующих особенностях
рельефа местности.
В качестве примера рассмотрим конструкцию железобетонной противола-
4,5 м
винной галереи, рис. 5.
Рис. 5. Противолавинная галерея
Противолавинная галерея имеет следующий вид: внутренняя стена (1), является опорой для перекрытия (2) и одновременно поддерживает грунтовую засыпку (3). Другой опорой перекрытия галереи служат железобетонные стойки (4),
расположенные через 8 м по длине и опирающиеся на ростверк, составленный из
подпорной стены (6) и наклонных стоек (5), заложенных на скальном основании.
Устойчивость положения внутренней стены (1) обеспечивается развитием ее фундаментной плиты и установкой анкеров (7). Для предохранения конструктивных
элементов галерей от разрушения снежными лавинами и возможными ударами
камней на перекрытии галереи предусматривают амортизирующую засыпку (3) из
щебня, песка или другого материала.