Со снежными лавинами

Условия зимнего содержания горных дорог. В горной местности по условиям зимнего содержания можно выделить два характерных вида участков дорог: долинные и перевальные участки.

82

Долинные участки, как правило, проложены по косогорам, земляное полотно устроено в полунасыпях - полувыемках и быстро заносится снегом. Большую опасность для этих участков представляют снежные лавины, которые формируются на склонах, расположенных выше дорог.

При зимнем содержании долинных участков дорог применимы многие методы защиты и снегоочистки дорог, расположенных в равнинной местности.

Перевальные участки дорог обычно расположены на большой высоте над уровнем моря и характеризуются наличием большого числа кривых малого радиуса в плане и серпантине, крутыми спусками и подъемами, ограждениями, искусственными сооружениями, которые способствуют образованию снежных отложений и заносов и затрудняют защиту дорог и очистку от этих отложений.

Продолжительность зимнего периода, количество снежных осадков и метелей существенно возрастает с увеличением высоты над уровнем моря. Поэтому перевальные участки дорог находятся в наиболее сложных условиях зимнего содержания.

Снегозадерживающие заборы устанавливают при наличии сравнительно ровных склонов крутизной не более 30° и достаточно широкой полосы отвода. Высота заборов обычно не превышает 3 м. Если этого недостаточно для задержания снегоприноса, устраивают два или три ряда заборов.

Расстояние между заборами и бровкой земляного полотна дороги зависит от скорости и направления господствующего ветра, а также рельефа местности и составляет 15-25 высот забора. Большое расстояние принимают при ветре, направление которого составляет с осью дороги угол, близкий к прямому, и при уклоне местности от забора к дороге. Меньшее расстояние назначают при ветре, направленном под острым углом к дороге, и относительно ровной прилегающей местности. Если по местным условиям нельзя удалить забор на указанное расстояние, допускается сокращение расстояния до 10 высот забора при уменьшении просветности его решетки до р = 0,3.

В условиях перевальных участков горных дорог из-за сложности рельефа длина разгона метели обычно недостаточна для ее полного насыщения. Это обстоятельство весьма важно учитывать при выборе просветности снегозадерживающих заборов, которая может колебаться в пределах р = 0,3…0,6.

Исходя из этого в горных условиях целесообразно применять конструкцию сборного снегозадерживающего забора с регулируемой просветностью.

Изменение просветности осуществляется путем изменения числа вертикальных планок заполнения в нижней и верхней панелях забора.

Еще более эффективны заборы с автоматически изменяющейся просветностью.

83

Заборы снегопередувающего (снеговыдувающего) действия применяют для ограждения полувыемок-полунасыпей и насыпей на косогорах. Их целесообразно устраивать на участках, где одновременно соблюдается два условия: господствующей ветер направлен под углом 50…90° к оси дороги, а объем снегопереноса составляет более 300 м³/м.

В условиях горной местности высоту забора снегопередувающего действия принимают равной 5…6 м, высоту ветронаправляющей панели - 3,0…3,9 м, а продуваемого отверстия - 2,0…2,1 м.

Ширина зоны выдувания заборов снегопередувающего действия составляет 6…8 м. Забор устанавливают на наветренной обочине на расстоянии 0,8 м от кромки проезжей части, обеспечивая тем самым чистую от снега проезжую часть и обочины дороги шириной поверху 8…10 м.

Заборы снегопередувающего действия могут быть изготовлены из железобетона или дерева.

Чтобы избежать забивания снегом продуваемого проема, рекомендуется устанавливать с наветренной стороны на расстоянии 60…100 м от забора линию переносных щитов, которые перехватывают снег при косых направлениях ветров.

Аккумуляционные полки устраивают на косогорах для защиты от заносов полунасыпи - полувыемки.

Защита дорог от снежных лавин. Лавина - это быстрый сход или обрушение (обвал) снежного покрова с крутого горного склона. Снег, сходя с вершины склона, быстро набирает скорость и массу, сметая все на своем пути. Достигнув нижней части склона, снежная масса, перемешенная с грунтом, камнями, деревьями, остатками разрушенных зданий и сооружений останавливается и образует завалы большой толщины. Если дорога расположена на пути движения снежной лавины, она может быть разрушена или завалена.

Существует комплекс средств защиты дорог от снежных лавин. Большинство из них должно быть предусмотрено на стадии проектирования дороги и реализовано при ее строительстве. Дорожно-эксплуатационные организации должны заниматься только ремонтом и содержанием указанных средств.

Однако на практике во многих случаях сооружения и устройства защиты от снежных заносов отсутствуют. Их число недостаточно или они не обеспечивают надежной защиты. В этих случаях дорожно-эксплуатационная служба вынуждена создавать заново или дополнять имеющуюся систему сооружений и устройств для защиты дорог от снежных лавин.

Все сооружения, устройства и средства защиты дорог от снежных лавин можно подразделить на пять групп.

84

Первая группа средств предназначена для того, чтобы не допустить поступления снега во время метелей до лавиноопасного склона, задержать его на подходе к склону. Для этого устраивают снегозадерживающие лесонасаждения или заборы на горных плато, подходящих к крутым склонам.

Вторая группа средств предназначена для того, чтобы не допустить отложений снега на вершине лавиноопасного склона, удалить снег с этого участка.

Для этого устраивают заборы снегопередувающего или снегосдувающего действия.

Третья группа средств предназначена для того, чтобы удержать снег на склоне, предотвратить или затормозить его соскальзывание. Для этого устраивают террасы, земляные валы и дамбы, устанавливают снегозадерживающие заборы, кольктафели, высаживают на склоне лесонасаждения.

Четвертая группа средств предназначена для того, чтобы уменьшения массы и энергии сходящей лавины, разделения ее на части и направления их движения в разные стороны, уменьшения скорости движения, принятия удара лавины на себя.

Для этого устраивают лавинорезы, отбойные сооружения и отбойные снегозащитные дамбы.

Пятая группа средств предназначена для того, чтобы пропустить сходящую массу лавины над дорогой. Для этого строят противолавинные галереи, навесы и тоннели.

Подробно большинство средств защиты от снежных заносов описаны в ранее изложенных разделах. Далее приведены только некоторые дополнительные сведения.

Снегозадерживающие щиты и заборы предназначены для уменьшения накопления снега на лавиноопасном склоне, приносимого метелями, на подступах к склону. Снегозадерживающие заборы или щиты имеют такую же конструкцию, как и заборы, применяемые для защиты автомобильных дорог от заносов.

Снегозадерживающие щиты и заборы применяют в составе комплексной застройки склона. Как правило, устраивают один или два ряда снегозадерживающих заборов или щитов, располагаемых с наветренной стороны на подступах к лавиноопасному склону или снегозащитную лесную полосу.

Заборы снеговыдувающего действия предназначены для предотвращения образования снежных карнизов и уменьшения нагрузки на снегоудерживающие сооружения. Заборы устанавливают на гребне склона, располагая их так, чтобы нижний край ветронаправляющей панели возвышался над гребнем на 0,5 м.

Заборы снеговыдувающего действия, применяемые в противолавинных целях, имеют такую же конструкцию, как и заборы снегопередувающего действия для борьбы со снежными заносами на автомобильных дорогах.

85

Снегоудерживающими противолавинными устройствами называются щиты и заборы различной конструкции, устанавливаемые на лавиноопасных склонах (или в логах), препятствующие соскальзыванию снежного покрова и благодаря этому предотвращающие образование лавин. Они могут быть деревянными, железобетонными, металлическими и комбинированными; с жестким и гибким заполнением (рис. 15.23). Обычно на склоне устанавливают несколько рядов таких устройств в виде непрерывных преград или преград с просветами, устроенными в шахматном порядке (рис. 15.24). Верхний ряд размещают на расстоянии не более 15 м от наиболее высокого положения линии отрыва лавин.

Для надёжной работы снегоудерживающих устройств важно правильно определить их высоту Н_к, которую рассчитывают по формуле

,

где - расчётная высота снежного покрова, м; - запас высоты на случай образования небольших осовов на поверхности снежного покрова около устройства, м.

Для распределения и закрепления снега, который выносится на лавиноопасный склон забором снеговыдувающего действия, устанавливают кольктафели, которые представляют собой отдельно стоящие снегорегулирующие устройства, имеющие форму трапеции (рис. 15.25).

При обтекании кольктафелей в снежном покрове образуются круглые воронки радиусом 6…10 м (в зависимости от ширины и высоты самих кольктафелей). Снег внутри воронки уплотнён, сама воронка способствует закреплению снега на склоне. Кольктафели устанавливают ниже снеговыдувающих заборов на расстоянии 2 Н_к от них (Н_к - высота кольктафеля) в один или два ряда с расстоянием 8...10 м между рядами. Расстояние в ряду между кольктафелями должно быть 1,8-2 их высот.

Рис. 15.23. Конструкция деревянного снегоудерживающего устройства

(размеры даны в сантиметрах)

86

Рис. 15.24. Размещение снегоудерживающих устройств на складе:

а – непрерывными рядами; б – с разрывами

Рис. 15.25. Кольктафель (размеры даны в сантиметрах)

Террасирование склонов может служить самостоятельных средством для предотвращения соскальзывания снежного покрова со склонов, имеющих крутизну 25° и менее. На более крутых склонах террасы применяют как вспомогательное средство при облесении склонов или при их застройке снегоудерживающими щитами и заборами.

Посадка леса в целях защиты от лавин производится на горных склонах, имеющих достаточный почвенный покров, в пределах естественной границы распространения лесов в данной местности. Лесопосадки должны покрывать весь лавиноопасный склон, начинаясь от вершины и заканчиваясь в 20…30 м от подошвы. Посадку растений на склоне производят в шахматном порядке с размещением через 1 м в ряду при расстоянии между рядами 2 м.

Тормозящие устройства на пути схода лавин устанавливают для снижения скорости их движения, уменьшения их массы и энергии для того, чтобы принять удар лавины на себя.

К тормозящим устройствам относятся сооружения, изменяющие направление движения лавин и их отвод от защищаемого объекта или останавливающие лавину

87

Рис. 15.26. Схема лавинорезов

на пути к защищаемому объекту. К сооружениям первого рода относятся лавинорезы и направляющие дамбы, к сооружениям второго рода - отбойные дамбы.

Тормозящие устройства рассекают лавину на отдельные потоки, которые направляются друг на друга и взаимно тормозятся (рис. 15.26).

Лавинорез представляет собой треугольное в плане сооружение из камня или бетона, обращенное режущим ребром навстречу лавине. Лавинорез рассекает лавину и отводит снег, скользящий по его боковым граням, в сторону - в какой-нибудь лог или овраг. Направляющие дамбы отклоняют движущуюся лавину и направляют по новому пути. При невозможности отведения лавины в сторону применяют отбойные дамбы, которые располагают перпендикулярно пути движения лавины. Такая дамба должна погасить энергию лавины и задержать переносимый ею снег, не допустив до дороги.

Дамбы, как правило, представляют собою земляную насыпь или устройство из каменных глыб. Наиболее важной расчетной характеристикой дамб является их высота Н_д, м, которую определяют по формуле

,

где - скорость лавины, м/с; g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²; - толщина лавинного потока, м.

Галереи - наиболее надежные, но дорогостоящие сооружения для защиты дорог от лавин. Галереи строят по индивидуальным проектам с учетом всех местных особенностей.

Особенности расчистки горных дорог от снега и снежных лавин. Очистка горных дорог от снега затруднена наличием большого количества ограждений, парапетом, а также кривых малого радиуса в плане.

88

На участках, где снег можно сбрасывать под откос в одной стороне дороги, его сдвигают в эту сторону со всей ширины земляного полотна. На участках, где имеются парапеты, нижний слой снега, расположенный ниже верха парапетов, удаляют роторным снегоочистителем.

На серпантинах дороги от снега очищают универсальными бульдозерами и сталкивают снег под откос. При применении роторных снегоочистителей разработку снежных отложений на серпантинах ввиду их малых радиусов производят короткими отрезками в виде секущих (рис.15.27).

Уплотненный слой на проезжей части, образующийся под влиянием проезда автомобилей, удаляют автогрейдером или бульдозером. В этих случаях на отвале рекомендуется укреплять зубчатый нож из стали повышенной прочности.

Большие трудности возникают при расчистке завалов, образовавшихся после схода снежных лавин. Чтобы уменьшить объем снега, сходящего со склонов, производят профилактическое обрушение лавин.

Профилактическое обрушение лавин осуществляется с помощью взрывов путем закладки взрывчатых веществ, а также минометным или артиллерийским обстрелом. Взрывание ведут сверху вниз по склону с целью ускорения обрушения снежных масс. Достоинство этого метода в том, что лавины обрушают в начальной стадии их формирования. Однако при обрушении одной лавины возможны сходы снега со смежных или противоположных склонов.

После схода лавины на дороге образуется снежный завал, нередко имеющий значительное протяжение, высота которого может доходить до 25 м; при этом снег имеет плотность до 60-65 г/см³ и содержит включения.

Расчистку снежных завалов, возникших в результате схода лавин, выполняют бульдозерами и роторными снегоочистителями на гусеничном ходу, как правило с обоих концов завалов.

Рис. 15.27. Схема расчистки снежного завала на серпантине

или кривых малого радиуса в плане:

1-17 – последовательность проходов

89

На участках с невысокими насыпями, проходящими по дну долин у подножия склонов, снежные отложения уделяют послойно сверху вниз до дорожного полотна, оставляя уступы высотой 2 м и шириной не менее 1 м.

При большой высоте завалов из соображений безопасности нельзя прорезать глубокие траншеи сразу до низа завала. Рекомендуется снимать слои последовательными проходами на всю ширину полосы расчистки.

Завалы в полувыемках - полунасыпях расчищают с перемещением снега в сторону низового откоса.