Русловые сооружения из каменной наброски

Типы конструкции выправительных сооружений.

Тип конструкции выправительного сооружения выбирают в зависимости от расчетного срока его службы и местных условий на затруднительном участке реки: глубины и скорости течения, особенности пропуска ледохода, наличия местных строительных материалов и строительного оборудования для их возведения и др. При возведении выправительных сооружений следует применять такие строительные материалы, которые позволяют наиболее полно механизировать процесс строительства.

Различают следующие разновидности конструкции выправительных сооружений, применяемых при коренном улучшении судоходных условий на затруднительных участках рек: из каменной наброски; из грунта (намывные и насыпные); свайные и свайно–грунтовые.

При этом выправительные сооружения из каменной наброски наиболее надежны и долговечны.

Из каменной наброски возводят полузапруды, запруды и продольные дамбы преимущественно меженного действия. Они могут применяться в любых гидрологических условиях.

Полузапруды из каменной наброски.

Полузапруда из каменной наброскив поперечном сечении имеет форму трапеции с шириной по гребню 1.5–4 м и откосами: верховым (напорным) от 1:1 до 1:1.5, низовым (сливным) от 1:1.5 до 1:2 и речным (откос головы сооружения)от 1:3 и более (рис. 3.15).

Гребню полузапруды придается продольный уклон от 1:300 до 1:100 с подъемом от головы сооружения к берегу (корню). При подходе к корню гребень полузапруды делается с большим уклоном от 1:25 до 1:10 на протяжении от 1/10 до 1/6 длины сооружения. При большой длине полузапруды или низком береге уклон гребня уменьшают, а в некоторых случаях делают его даже горизонтальным.

Гребень и прилегающие к нему части откосов сооружения выкладывают по возможности из более крупных камней, хотя это требует ручного труда.

В основании каменной полузапруды, возводимой на легкоразмываемых грунтах, предварительно укладывают расстилочный тюфяк с загрузкой камнем в количестве 0.1–0.2 м³ на 1 м² тюфяка. Расстилочный тюфяк устраивают с выпуском из–под тела сооружения на 2–4 м с верховой стороны и 5–10 м с низовой стороны, чтобы обеспечить надежную защиту основания от выноса мелких частиц грунта через поры каменной наброски при фильтрации воды.

При возведении полузапруд из каменной наброски на трудноразмываемых грунтах расстилочный тюфяк укладывают только под головой полузапруды.

Для второстепенных полузапруд, возводимых из камней различной крупности (несортированных), расстилочные тюфяки вообще не применяют. В этом случае при частичном подмыве основания и просадке тела полузапруды необходимо своевременно досыпать требуемое для ремонта количество камня.

В некоторых случаях роль расстилочного тюфяка может заменить слой мелкого обломочного материала (щебня или гравия) толщиной 0.4 м,

Рис. 3.15. Полузапруда из каменной наброски на хворостяном тюфяке: 1– двойная мостовая на слое обратного фильтра; 2 – расстилочный тюфяк с пригрузкой камнем; 3– пригрузка тюфяка камнем; 4 – каменная наброска с облицовкой из крупных камней по гребню и откосам

отсыпаемый в основание полузапруды, которая возводится на легкоразмываемых грунтах.

Берег у корня полузапруды планируют до откоса не круче 1:2 и укрепляют на протяжении 10–15 м выше створа сооружения и на 15–25 м ниже по течению, чтобы защитить берег от размыва при переливе воды через гребень полузапруды при ее работе в затопленном состоянии.

При этом надводное (выше среднемеженного уровня) укрепление выше и ниже корня полузапруды обычно делают в виде двойной или одиночной каменной мостовой, а подводное – в виде тюфяка или каменной наброски. Для надежного соединения корня сооружения с берегом иногда делают котлован глубиной 1–2 м при ширине поверху, равной ширине гребня полузапруды. При этом корень сооружения заделывают в берег на длину не менее 10 м. При устойчивых берегах корень сооружения делают без устройства котлована путем простого сопряжения с береговым укреплением.

Запруда из каменной наброски.

Запруда из каменной наброскив поперечном сечении также имеет форму трапеции с примерно такими же значениями ширины гребня и откосов сооружения, как и у полузапруды (рис. 3.16). Иногда ширина по гребню сравнительно высоких запруд определяется расчетом из условия устойчивости сооружения при воздействии ледовых нагрузок.

Гребень запруды в средней части делают горизонтальным, а к берегам – с уклонами, как у полузапруды.

При наличии легкоразмываемых грунтов дна запруду строят с устройством расстилочного тюфяка в основании. Выпуск тюфяка из–под тела сооружения делают порядка 3–5 м с верховой стороны и 6–12 м с низовой.

При этом длина расстилочного тюфяка с низовой стороны должна быть обоснована гидравлическим расчетом, так как она зависит от режима сопряжения бьефов при переливе воды через гребень запруды.

Откосам берегов в районе корней запруды из каменной наброски придают уклоны не круче 1:2, после чего они укрепляются. Длина крепления берега с верховой стороны составляет 10–15 м, с низовой 15–25 м, а иногда и более.

Прилегающая к бровке полоса берега также укрепляется на ширине порядка 2 м. В месте сопряжения надводного и подводного укреплений берега устраивают каменную призму.

Рис. 3.16. Запруда из каменной наброски на тюфяке: 1 – одиночная мостовая на слое обратного фильтра; 2 – сопрягающая призма из каменной наброски; 3 – расстилочный тюфяк с загрузкой камнем; 4 – каменная наброска с облицовкой из крупных камней по гребню и откосам; 5 – рассадка ивняка

Струенаправляющие дамбы из каменной наброски имеют аналогичные конструктивные размеры за исключением уклона гребня сооружения, который обычно принимают равным уклону свободной поверхности воды на затруднительном участке реки. Для облегчения работы корневой части дамбы отметку гребня повышают в сторону берега с уклоном от 1:10 до 1:25 на протяжении 20–25 м. В корневой части тело дамбы постепенно переходит в береговое укрепление.

Возведение сооружений из каменной наброски.

Возведение сооружений из каменной наброски может выполняться как в навигационный, так и в зимний период. Строительство в навигационный период является наиболее целесообразным и экономичным в случае, когда доставка камня из карьера осуществляется по воде с непосредственной выгрузкой камня в тело сооружения. Возведение выправительных сооружений в зимний период производится там, где строительство во время навигации может вызвать затруднения для судоходства или в тех случаях, когда доставка камня от карьера к месту производства работ обеспечивается сухопутным транспортом.

Сооружения из камня обычно оказываются экономически целесообразными при наличии местного камня или доставки его на расстояние не более 80–100 км. Если карьеры расположены на большем расстоянии, то рентабельность использования сооружений из камня обосновывается технико–экономическим расчетом.

Технологический процесс возведения полузапруды из каменной наброски состоит из следующих операций: планировки берегового откоса и выемки котлована для устройства корня; укладки расстилочного тюфяка; отсыпки корневой части сооружения, сопрягающей призмы на границе надводной и подводной части берегового укрепления и тела сооружения; устройства надводной части укрепления берега.

Если сопряжение тела сооружения с берегом делается без врезки корня, то сначала укрепляют береговой откос, а затем отсыпают тело полузапруды. При наличии достаточных глубин для подхода судов к строящемуся сооружению камень укладывают в тело непосредственно с баржи плавучим краном.

Если сооружение строят при низких уровнях воды на малых глубинах и имеется подъезд к месту строительства на суше, то камень в тело полузапруды отсыпают самосвалами. При этом отсыпку начинают от берега, постепенно продвигаясь в русло реки (пионерным способом). Автосамосвалы подъезжают к месту выгрузки камня по ранее построенной части сооружения. Если подъездных путей по суше нет, то тело полузапруды отсыпают зимой со льда.

Иногда возведение полузапруд начинают в половодье, применяя саморазгружающиеся суда. Наличие весной сравнительно больших скоростей течения не позволяет в данном случае отсыпать сооружение до проектных размеров, так как происходит большой разброс камня. Поэтому этот способ используется для отсыпки не всего сооружения, а лишь подводной его части. Надводная часть полузапруды достраивается при низких уровнях воды плавучим краном или автосамосвалами в зависимости от местных условий в районе строительства сооружения.

Последовательность возведения запруды из каменной наброски несколько отличается от строительства полузапруды и состоит из следующих операций: планировки береговых откосов и выемки котлованов для устройства корней; укладки расстилочного тюфяка; отсыпки корней запруды и устройства береговых укреплений в районе корней; отсыпки тела запруды.

Отсыпку камня в тело запруды после укладки расстилочного тюфяка обычно проводят по всей площади основания сооружения равномерным слоем по длине запруды. С увеличением толщины слоя каменной наброски по высоте увеличивают крупность отсыпки камня, так как скорости течения по мере перекрытия возрастают. Камень в тело запруды можно отсыпать также в период стояния высоких уровней с последующей обделкой сооружения под проектный профиль при низких уровнях воды. В этом случае укладку расстилочного тюфяка выполняют в зимний период, а отсыпку камня в тело – в весенний.