Затопление наледной водой сооружений

Затопление наледной водой дорог, производственных предприятий и жилых зданий создает большие нарушения их работы и режима эксплуатации. Наиболее часто это бывает на дорогах, где нарушается нормальная работа транспорта. По образному выражению М. И. Сумгина "наледи создают на дороге особый вид бездорожья, с которым приходится так или иначе бороться".

Выходя на дорогу и замерзая, вода покрывается коркой льда, которая ломается проходящими автомобилями. Возникают заполненные водой ледяные колеи. В них также лед ломается, отбрасывается колесами машин и намерзает на гребнях колей. Вскоре образуются заполненные водой глубокие ухабы и ямы. Проезд по дороге автомобилей становится не только затруднительным, но часто невозможным. Автомобили проваливаются в ухабы, вязнут в мокрой снежно-ледяной каше, безнадежно буксуют, а остановись — так вмерзнут в дорогу, что не вырвешь и трактором. Такие участки дорог приходится ограждать от дальнейшего затопления противоналедными валами и щитами, а наледный лед с дороги убирать.

Примером этого может служить участок дороги Магадан — Усть-Нера на 172—174-м км. Ключевая наледь р. Тытынгычан, описанная в §5 (см. рис. 10), образуется здесь ежегодно. Река на этом участке пойм не имеет. Русло блуждает по узкому коридору между крутыми склонами гор. У подошвы левого склона проложена дорога.

До 1973 г. объем наледи не превышал 42 тыс. м³, а мощность 2 м. Затопления дороги были относительно .небольшими и не требовали больших затрат на борьбу с ними. Чтобы исключить затопления дороги наледной водой, в 1972 г. произведено повышение высоты земляного полотна дороги. Для этой цели из русла реки на 173-м км (рис. 33) на протяжении 600 м скреперами и бульдозерами взято около 80 тыс. м³ гравийно-галечникового грунта. При этом во многих местах русла слой аллювия был почти полностью снят и обнажились скальные породы.

Если до производства земляных работ в русле ключевая вода дренировала по аллювию вниз по уклону реки и только сравнительно небольшая ее часть выклинивалась на поверхность и расходовалась на образование наледи, то после удаления слоя аллювия, наоборот, большая часть воды стала выходить на скальное ложе реки и, как на наледном поясе, формировать наледь, объем которой увеличился до 741600 м³, а мощность до 6,5 м.

Часть воды фильтрует в русле подо льдом, но встречая мерзлотные перемычки, образует наледные бугры и устремляется в тело дорожной насыпи на пикетах 7—8 173-го км, фильтрует по гравийно-галечниковым грунтам насыпи и выходит на другую сторону дороги (рис. 33) . Далее между подошвой склона и насыпью стекает до пикета 2 и переливается через дорогу обратно в русло реки. Два моста с отверстиями по 6 м бывают закупорены наледным льдом ранее.

Зимой 1975—1976 гг. максимальная мощность наледи достигала 6,5 м, а длина 2,7 км. Несмотря на увеличение высоты земляного полотна на 1,2 м, уровень наледи был на 1 м выше дороги. Выйдя на дорогу в конце января, наледь затрудняла движение транспорта до марта.

Для защиты дороги от наледи был сделан дощатый забор длиной 300, высотой 1,5 м, обшитый рубероидом. Однако, фильтруя через земляное полотно, наледная вода изливалась на дорогу с противоположной стороны. В связи с этим устраивались водоотводные канавы и вода отводилась в отверстие моста на пикете 10 172-го км. Для удаления с проезжей части льда и оказания помощи проходящим автомобилям постоянно дежурил бульдозер, работал автогрейдер, через наледные ручьи неоднократно устраивались переездные мостики. На борьбу с наледью на этом участке дороги зимой 1975—1976 гг. было израсходовано 25 тыс. руб., тогда как зимой 1958—1959 гг. затрачено всего 2 тыс. руб.

Пример развития наледи р. Татынгычан показывает, какое большое значение имеет слой аллювия в речных долинах и как важно его сохранять для предотвращения усиления развития наледного процесса. В данном случае мероприятия по защите дороги от наледи путем повышения насыпи из речного аллювия дало обратный результат: наледный процесс не уменьшился, а намного увеличился и возросли затраты на противоналедную борьбу.

Огромное затопление участка дороги на 158—159-м км дороги Палатка — Кулу создает гигантская наледь р. Анмангынды (см. § 5, рис. 11). Наледь простирается слева от дороги с 152 до 160-го км по долине реки. Зимой 1970-1971 гг. наледь не была максимальной, но на участке 158—159-го км ее уровень был выше бровки земляного полотна и весь этот участок дороги затоплен наледной водой. Мощность наледного льда на дороге достигала 1,5 м. Для движения транспорта был построен временный объезд по склону долины протяжением 2,5 км.

В 1971 г. для защиты от наледи вдоль дороги на расстоянии 35—45 м сделан противоналедный грунтовый вал высотой 3 м, протяжением 2 км. Однако в 1972 г. наледная вода в отдельных местах переливалась через вал и приходилось дополнительно ставить противоналедные щиты.

Иногда затопления возникают при взрыве наледных бугров. На р. Гербе в Магаданской области, у автодороги Магадан - Усть-Нера, ежегодно образуется речная наледь, которая часто затопляет участок дороги на 345— 346-м км протяжением 200—300 м. Наледная вода выходит на правый берег реки выше моста и часто изливается из трещин в наледных буграх ниже моста.

В 1972-1973 гг. зима в этом районе оказалась суровой: среднемесячная температура в декабре — 34, в январе — 46, в феврале —35°С, а сумма отрицательных температур за зиму составила 6115 град/суток. Промерзание грунтов в сравнении с другими зимами было более глубокое. На расстоянии 250—450 м ниже моста в декабре на реке образовались три больших наледных бугра Б₁, Б₂ и Б₃ (Рис. 34) . По мере промерзания реки увеличивались высота бугров и их объем. По наблюдениям дорожного мастера Г. С. Глущенко, к 16 февраля высота бугров достигала: Б1 — 3,2 м, Б2 - 2,4 м, Б₃ — 1,8 м, а их длина от 40 до 85 м. 18 февраля утром бугор Б₁, взорвался. На расстояние 50-60 м разлетелись глыбы льда с примерзшим грунтом, и из бугра было выброшено более 1000 м³ воды, которая бурным потоком слоем 30—40 см растеклась далеко вниз по реке и в сторону автодороги, затопив почти весь 345-й км. Вскоре излияние воды из этого бугра прекратилось, другие бугры осели, а разлившаяся вода спала. На дороге после этого остался слой наледного льда толщиной 25-40 см. Для защиты дороги от дальнейших затоплений между рекой и дорогой сделан противоналедный грунтовый вал высотой 2 м.

Рис. 34. Взрыв наледного бугра на реке Гербе: 1 — мост отверстием 50 м; 2 — наледь

Особенно большие затруднения для движения автотранспорта создают наледи на ледяных переправах и зимниках. В конце марта 1959 г. ледяная переправа через р. Детрин в Магаданской области была затоплена наледной водой. Образовались глубокие ледяные колеи и ямы, заполненные водой (рис. 35). Движение автомобилей стало невозможным, и пришлось делать переправу на другом участке реки.

В декабре 1956 г. на р. Индигирке у ледяной переправы стала интенсивно развиваться большая речная наледь. Морозы были ниже 50°С. Автомобили сначала проезжали по воде, затем на переправе образовались настолько глубокие, залитые замерзающей водой ямы, что, попадая в них, автомобили не могли выбраться, их ходовые части быстро обмерзали. Машины приходилось вытаскивать из наледи (рис. 36) и на буксире перегонять в теплый гараж. Только после отогрева обмерзших частей они снова могли продолжать свой путь.

Для обеспечения автодвижения на Индигирской переправе через наледные водотоки строились временные мосты, поперек реки устраивались противоналедные снежно-ледяные валы и для оказания помощи проходящим автомобилям постоянно дежурил бульдозер. В конце развития наледь у переправы имела объем около 1 млн. м³. На борьбу с ней зимой 1956— 1957 гг. израсходовано 30 666 руб., в том числе на строительство временных мостов — 7600 руб. (в ценах после 1960 г.).

Нередко наледи создают большие нарушения в жилых поселках, расположенных на поймах и речных террасах. При промерзании рек напорные подрусловые воды устремляются по аллювию в поймы и прорываются на поверхность в местах, где грунт имеет небольшое промерзание. Под жилыми домами обычно сохраняются "окна” талого грунта, по которым вода поднимается внутрь дома и заливает его.

Часть поселка Палатка Магаданской области расположена на низкой правобережной террасе р. Палатки. На реке ежегодно образуется большая наледь с буграми пучения. В январе 1953 г. напорная подрусловая вода реки по галечниковым отложениям поймы устремилась в надпойменную террасу правого берега, по таликовым "окнам" под домами проникла в жилые помещения и затопила их (рис. 37).

Рис. 37. Затопление жилых домов напорной подрусловой водой в пос. Палатка. Январь 1953 г. 1 — наледный лед; 2— поверхностная речная вода; 3 — галечниково-гравийный аллювий; 4 — скальные породы; 5 — граница сезонного промерзания; 6 — направление движения напорной подрусловой воды

Бороться с затоплением наледной водой жилых домов часто бывает трудно, особенно когда напорная вода поступает через окна таликов из подполья. В 1951 г. А.И. Калабиным удачно решена защита от наледи поселка Усть-Омчуг. В конце февраля — начале марта в долине р. Детрин у поселка образовались громадные наледи надмерзлотных вод. Много жилых домов, расположенных на пойме и на надпойменной левобережной террасе, было затоплено наледной водой.

Создалась угроза затопления всего поселка. Попытки отвести источники надмерзлотных вод, образующие наледи в пределах поселка, ни к чему не привели. Обследованием поймы и русла реки выше поселка установлено, что значительная часть потока надмерзлотной воды выклинивается на поверхность и образует в русле реки концентрированный ручей, текущий на значительной длине. На расстоянии 3—3,5 км от поселка в наиболее узком месте русло реки было перегорожено и вода выведена на поверхность наледного льда, чтобы она растекалась тонким слоем и замерзла. Это позволило на дальних подступах разгрузить надмерзлотный поток в наледи и предотвратить дальнейшее затопление поселка.