Пропуск паводка и ледохода

Весенний паводок и ледоход представляют серьезную угрозусохранности искусственных сооружений в различных отношениях. При большой скорости течения вода может подмыть основание опор, а также труб и тем самым привести к деформации или разрушению их. Водой могут быть повреждены регуляционные сооружения, размыты конусы подходов и земляное полотно, поврежден путь. При одностороннем подпоре перед насыпью вода может пойти через путь или профильтроваться сквозь грунт всей ширины насыпи или части ее, например, при наличии в насыпи водопропускной трубы с незаделанными швами между звеньями. Опасным следствием таких случаев является прорыв насыпи, прогрессирующий в стороны по ее длине. Сильный ледоход угрожает сносом временных опор и повреждением капитальных.

Угроза разрушения становится вполне реальной при наличии в сооружениях слабых мест, уязвимых для подмыва и повреждения, а также при непредвиденном неблагоприятном изменении режима водного потока. Под режимом понимаютнаправление течения и распределение потока по ширине отверстия, высоту уровней и связанные сними скорости течения, особенности ледохода, т. е. его уровень, мощность и продолжительность, а также размер и прочность льдин.

Косое относительно моста направление потока, завихрения и водовороты опасны размывами русла. При косоструйном потоке наблюдается интенсивное течение в одних пролетах и малое, а иногда даже обратное течение в других. Из-за этого полезно работающая часть отверстия может оказаться недостаточной, что увеличит подпор (перепад в уровнях) воды у моста и скорость течения.

Весьма опасно образование ледяных заторов. Последующий затем прорыв скопившегося льда и подпертой воды при небольшом подмостовом габарите может сбросить или повредить пролетные строения, вызвать размыв. Такими же последствиями угрожает прорыв плотин, расположенных вверх по течению, а также навалы снесенных плотов, барж, мостов.

Для защиты сооруженийот повреждений паводком и ледоходом необходимы систематические наблюдения за режимом потока, особенно в период паводка и ледоходов; своевременная подготовка сооружений и средств водо- и ледоборьбы; энергичная и действенная охрана сооружения с начала возникновения угрозы до полной ее ликвидации.

Большое значение имеют наблюдения за уровнямиводы, ледостава (т. е. уровня образования льда в реке) и ледохода.

Для этих наблюдений сбоку опор у верховой стороны моста и у входных оголовков труб устанавливают водомерные рейки с делениями по 5 см. При подпорах воды перед мостом и трубой рейки желательны и с низовой стороны. Положение нуля реек надо привязать путем нивелирования к отметке близ расположенного репера, низу конструкции пролетных строений, верху отверстия трубы. В паводок отсчеты по рейке уровней воды, определяют дважды — утром и вечером. Во время ледохода, а также особо высокого подъема воды интервалы между измерениями сокращают до 2 ч.

Для каждого года важно отметить наивысший уровень воды,, самый низкий и самый высокий уровень ледохода.

При отсутствии круглосуточного дежурства наивысший уровень воды легко установить по закрытой рейке. Ее сбивают из досок в замкнутый с боков короб, внутренние стены короба покрывают меловой побелкой. Открыв такую рейку после паводка и зная отметку ее верха, можно по смытой побелке увидеть уровень, до которого поднималась вода. На больших мостах используют наблюдения, выполняемые близрасположенными постами гидрометеорологической службы.

Не менее важны наблюдения за дном водотоков. Их цель — выяснить, не происходит ли размыв русла, подмыв опор. Для этого проволокой с грузилом на конце измеряют глубины через 5—10 м по всей ширине водотока. После промеров вычерчивают на бумаге живое сечение по отверстию моста. Такие промеры выполняют также вокруг русловых опор и в створах, параллельных мосту на расстоянии 25 м в верховую и низовую стороны от моста. Измерения ведут со льда или с лодки. Направление створа при промерах с лодки выдерживают обычно с помощью каната, закрепленного на берегах. Съемку живых сечений повторяют ежегодно до паводка, т. е. зимой или еще осенью, и в конце паводка. Сопоставление живых сечений с ранее снятыми позволяет судить о происходящих в русле размывах и намывах грунта.

Наблюдая за льдом, выясняют толщину льда к весне, отметки и даты ледостава, первой подвижки льда и ледохода.

Подготовка сооружений к паводкусостоит в заблаговременном (обычно до зимы) ремонте самих сооружений и укреплений от размыва и повреждения льдом. В массивных опорах расшивают швы, устраняют повреждения кладки, особенно в ледорезной части. В деревянных опорах и ледорезах особо важен ремонт обшивки.

Распространенный вид укрепления откосов насыпей, конусов, дамб — одиночное мощение крупным камнем на слое щебня и песка; щебень и песок защищают грунт от размыва, препятствуя, протеканию воды под камнями. При мощении камень ставят «на ребро» вплотную друг к другу с последующей расщебен кой и утрамбовкой. Такая расклинка повышает заделку камней. Мощение еще более надежно в плетневом перекрестном ограждении (рис. 201, а), но из-за гниения хвороста оно недолговечно.

Вместо трудоемкого мощения теперь иногда укрепляют бетонированием на месте (с разделкой на плиты), а чаще — укладкой железобетонных плит, омоноличиваемых на месте в сопряжениях арматурой с бетонированием. Более прогрессивна, однако, укладка самосочленяемых (в плане) железобетонных элементов (рис. 201, б), образующих в проектном положении замкнутые контуры, заполняемые бетонными блоками или камнем. При этом отпадает необходимость омоноличивания, а главное, обеспечивается вертикальная податливость укрепления, что позволяет в самом начале обнаруживать и устранять местной перекладкой просадку грунта, неизбежную в свежеотсыпанных насыпях. В сравнении с мощением самосочленяемое покрытие надежнее благодаря связи железобетонных контуров и индустриальнее в изготовлении и укладке.

Низ откосов в пределах воды укрепляют, как правило, заглубленной в грунт каменной отсыпной — рисбермой. Кроме защиты грунта, она служит упором от оползания вышележащего укрепления. Откосы, не подвергающиеся воздействию сильного течения и волнобоя, достаточно защитить одерновкой плашмя, а если надо надежнее, — то камнем.

В период паводка угрожаемые участки насыпей защищают от размыва, укладывая фашины (связки хвороста); кули с глиной или другим грунтом.

В затопленных местахпри опасности подмыва, помимо обычной отсыпки камня, применяют тяжелые фашины с камнем внутри связок хвороста (рис. 201, б), габионы — проволочные корзины, заполненные камнем (рис. 201, г), фашинные тюфяки (рис. 201, д). К сбрасыванию под воду габионов размером до 1 м³ прибегают, когда наброска из отдельных камней становится неэффективной при сильном течении. Тюфяки размером в плане до нескольких десятков, а иногда и сотен квадратных метров опускают своды на дно, загружая их камнем.

Для подводного укрепления тюфяки наиболее эффективны, к тому же, находясь всегда в воде, они мало подвержены гниению и ржавлению, хорошо сохраняются, если надежно пригружены от закручивания течением.

Наряду с фашинными тюфяками в последнее десятилетие находят применение сборные гибкие покрытия:асфальтожелезобетонные в виде полос толщиной около 10 см и шириной около 3 м, укладываемых рядами с перепуском внахлестку для перекрытия стыков смежных полос (рис. 201, е); ковровые из бетонных, а чаще из железобетонных плит, соединяемых друг с другом шарнирно кольцами (хомутами), вставленными в проушины плит (рис. 201, ж). Ограничением к широкому применению таких покрытий являются ненадежность свободного сопряжения асфальтожелезобетонных полотнищ, особенно при пересеченном рельефе дна, а в плитном — открытые сплошные зазоры между плитами и неплотное прилегание плит к грунту; из-за выноса грунта покрытие повисает над размывом и разрывается. Плитные покрытия, кроме того, нельзя уложить под воду.

Перечисленных недостатков лишены контактные ковры из железобетонных коробов, соединенных между собой также шарнирно, но с заполнением промежутков между коробами — гибким (из стеклотканевых пакетов с балластом, рис. 201, д) или жестким (из элементов), препятствующим потоку под коробами и между ними. Плавучесть коробов позволяет монтировать такой ковер на плаву и погружать его под воду наполнением одного-двух крайних коробов водой.

К паводкузаготавливают противоразмывные материалы (фашины, кули рогожные, колья, камень, веревку, проволоку, гвозди, а также круглый и пиленый лес), взрывчатые вещества и средства взрывания для дробления льда на больших реках с тяжелым ледоходом, инструмент и оборудование (лопаты, ломы, багры, кирки, пилы, топоры, фонари, прожекторы, лодки), спецодежду (рукавицы, сапоги и т. п.).

По результатам весеннего осмотра сооружений и данным о прогнозе паводка выявляют участки земляного полотна, мосты и трубы, неблагополучные в отношении пропуска весенних вод и ледохода. Разрабатывают и затем осуществляют необходимые меры по каждому из таких объектов.

Заблаговременно завозят на эти объекты противоразмывные материалы, инструмент. Инструктируют и подготавливают бригады рабочих-подрывников. Выделяют ответственных лиц за подготовку и безопасность пропуска паводка. Устанавливают связь с водопостами, опасными объектами и т. д. В некоторых пунктах дороги сосредоточивают противоразмывные поезда с материалами. На реках прорубают лед вокруг опор. Это предохраняет кладку от повреждения при подъеме примерзшего к ней ледяного покрова. При тяжелом ледоходе у моста подрывают лед и спускают его по речению. Прорубку таких майн выполняют иногда и на крутых поворотах реки перед мостом, что облегчает ледоход.

В руслах малых рек и труб достаточно прокопать канавы в снегу и расчистить отверстия сооружений.

Успешный исход паводка и ледохода определяется хорошей предшествующей подготовкой сооружений и необходимых материалов. В немалой степени он зависит и от оперативности путейцев при паводке. В паводокусиливают наблюдения за уровнем воды, характером течения, сохранностью сооружений. Периодически проверяют русло у опор, особенно при появлении водоворотов. Сильное течение затрудняет промеры. Поэтому для измерения глубин иногда пользуются метанием остроги — стального стержня с привязанной к его верхнему концу веревкой. В глубоких руслах удобнее всего применять эхолот, т. е. прибор, основанный на измерении времени прохождения отраженных от дна реки ультразвуковых волн, посылаемых вибратором прибора.

Начавшийся размывнадо немедленно прекратить заброской камня и применением других видов укреплений. Для предотвращения весьма опасного перелива воды через насыпь на ее бровке со стороны подпора выкладывают стенку из кулей, заполненных грунтом.

В случаях неизбежного переливаводы прибегают к искусственной прорезке насыпи в самом неглубоком месте для пропуска воды споследующим восстановлением нарушенного участка пути.