Что такое дамба обвалования

ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕРЕГОУКРЕПЛЕНИЙ И РЕКУЛЬТИВАЦИИ РЕК

Инженерная защита — Виды сооружений инженерной защиты

Два описанных явления природной среды формируют собой основную цель сооружений инженерной защиты, а именно: защита от затопления и подтопления. Но помимо указанной цели часто встречается необходимость в решении других сходных задач: руслорегулирование и берегоукрепление, улучшение условий движения судов, ликвидация заболоченных участков и стариц.

В качестве наиболее характерных типов сооружений для мероприятий по инженерной защите применяются:
1) дамбы обвалования;
2) дренажи и сходные с ними инженерные сети;
3) насосные станции;
4) нагорные каналы и сооружения на них.

Очень часто при разработке проектной документации на инженерную защиту предусматривается строительство сразу нескольких из вышеуказанных типов сооружений. Таким образом проектируется целая система из взаимосвязанных объектов, каждый из которых выполняет свою функцию.

Примеры конструкции дамбы обвалования
(слева направо: габионная низконапорная с геомембраной, габионная с железобетонным экраном,
трапецеидальная с экраном и геомембраной, двухъярусная шпунтовая набережная)

1 ДАМБЫ ОБВАЛОВАНИЯ

2 ДРЕНАЖИ

Дренажи являются самым частым мероприятием по инженерной защите. Дренажи сооружаются для понижения поверхности подземных водоносных горизонтов. Необходимость данного снижения возникает в случаях:
– подтопления проектируемых или существующих фундаментов сооружений;
– заболачивания территорий, в первую очередь сельскохозяйственных.

Проектирование дренажной системы опирается на критерий «нормы осушения», т.е. на величину требуемого понижения уровня грунтовых вод от поверхности земли на осушаемой территории.

Различают три основных типа дренажей:
1) горизонтальный открытый дренаж — траншейный тип дренажа, при котором прокладываются канавы, каналы, траншеи;
2) горизонтальный закрытый дренаж — трубчатый тип дренажа, при котором устраивается система труб и коллекторов. Прокладка труб может быть выполнена в том числе и бестраншейным способом. Частным случаем закрытого дренажа является лучевой дренаж;
3) вертикальный дренаж — представляет собой систему водопонизительных скважин, из которых насосным оборудованием производится постоянная или периодическая откачка. При соответствующих геологических условиях возможен вариант самотёчного отвода в нижележащие неводоносные слои с высоким коэффициентом фильтрации посредством выполнения водопоглощающих скважин.

3 НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ

Насосные станции, применяемые при проектировании мероприятий инженерной защиты, могут являться:
– элементом дренажной системы, устраиваемым в случае невозможности самотёчного отвода дренажного стока;
– самостоятельным элементом инженерной защиты — в этом случае насосная станция в период паводка самостоятельно обеспечивает частичное понижение уровня в водотоке или водоёме. Это достигается или переброской поступающего избыточного стока, или временным заполнением резервной аккумулирующей ёмкости (резервуара, водохранилища).

4 НАГОРНЫЕ КАНАЛЫ

Нагорные каналы — линейные сооружения, устраиваемые на склонах с целью предотвращения попадания в водных объект дополнительного поверхностного стока. Тем самым достигается уменьшение возможной степени затопления территории. Кроме этого, система нагорных каналов предотвращает поверхностную эрозию долин.

Источник

Дамба обвалования

Источник:

» ВСН 291-72*. Ведомственные строительные нормы. Инструкция по проектированию гидроотвалов из глинистых грунтов и прогнозированию их состояния»

(утв. Минмонтажспецстроем СССР 21.03.1972)

Источник:

» ВСН 385-88. Ведомственные строительные нормы. Устройство оснований под гражданское и промышленное строительство гидромеханизированным способом»

(утв. Минмонтажспецстроем СССР 04.07.1988)

Смотреть что такое «Дамба обвалования» в других словарях:

Дамба — Комплекс защитных сооружений Санкт Петербурга от наводнений с северной стороны (возле Сестрорецка). 2005 год. Дамба (от нидерл. … Википедия

Дамба — [галл. dam] 1. Береговой естественный высокий прирусловый вал, преимущественно в нижней части крупных рек, текущих по аккумулятивной равнине, приуроченной к тект. прогибу (реки По, Миссисипи, Сырдарья, Терек, Кубань и др.). Образуется в… … Геологическая энциклопедия

Дамба первичного обвалования — дамба, возводимая по контуру гидроотвала с целью образования емкости для прудка при намыве первого яруса. Источник: ВСН 291 72*. Ведомственные строительные нормы. Инструкция по проектированию гидроотвалов из глинистых грунтов и прогнозированию… … Официальная терминология

Дамба — 1) гидротехническое сооружение в виде насыпи для защиты территории от наводнений, для ограждения искусственных водоемов и водотоков, для направленного отклонения потока воды; 2) гидротехническое сооружение из намывного грунта (речного аллювия),… … Словарь черезвычайных ситуаций

Дамба — (от голл. dam) гидротехническое сооружение, аналогичное по устройству земляной плотине (См. Земляная плотина). Различают Д. напорные и безнапорные. Напорные Д. сооружают для защиты речных и морских прибрежных низменностей от затопления,… … Большая советская энциклопедия

ДАМБА — (от голл. dam) гидротехнич. сооружение, аналогичное по устройству грунтовой плотине. Различают Д. напорные (для защиты реч. и мор. прибрежных низменностей от затопления, обвалования каналов, сопряжения напорных гидротехнич. сооружений гидроузлов… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Защитная дамба — сооружение гидротехническое для защиты территории и расположенных на ней сооружений от затопления при высоких уровнях вод в водотоке. З.д. может перегораживать все русло и пойму (плотины водохранилищ), пойму (подходы к мостовым переходам), рукава … Словарь черезвычайных ситуаций

Гидроотвал — (a. hydraulic waste disposal; н. Hydrokippe; ф. epandage; и. relleno hidraulico) гидротехн. сооружение, предназначенное для размещения грунтов и разл. материалов, поступающих в виде пульпы (гидросмеси). В зависимости от рельефа… … Геологическая энциклопедия

Обвалователь — (a. embankment machine; н. Eindeichungsgerat; ф. engin de terrassement pour endiguement; и. maquina para construir de terraplenes) землеройная машина для возведения дамб обвалования. B качестве O. используются экскаваторы, бульдозеры и др … Геологическая энциклопедия

Осушительная система — I Осушительная система избыточно увлажнённая земельная территория вместе с сетью каналов, дрен и др. гидротехническими и эксплуатационными сооружениями, обеспечивающими её Осушение. Основные элементы О. с.: регулирующая, ограждающая и… … Большая советская энциклопедия

Источник

Проектирование дамбы обвалования из грунтовых материалов для защиты территории от затопления

Выбор местоположения дамбы обвалования, конструкция гребня, проверка устойчивости откосов. Расчет фильтрации через однородную грунтовую дамбу с ядром и наслонным дренажом. Расчет устойчивости низового откоса. Построение эпюры волнового противодавления.

I. Проектирование дамб обвалования из грунтовых материалов

1.1 Выбор местоположения дамбы обвалования

1.2 Определение отметки гребня

1.3 Конструкция гребня дамбы

1.4 Проектирование откосов грунтовой дамбы

1.5 Предварительная проверка устойчивости откосов по методике ВНИИ ВОДГЕО

1.6 Противофильтрационные устройства

1.7 Дренажные устройства

II. Расчет фильтрации через однородную грунтовую дамбу с ядром и наслонным дренажом

III. Расчет крепления откосов дамбы

3.1 Построение эпюры волнового давления

3.2 Построение эпюры волнового противодавления

3.3 Расчет плит крепления на волновую нагрузку

IV. Расчеты устойчивости дамб обвалования из грунтовых материалов

4.1 Расчет устойчивости низового откоса

Список использованной литературы

В данном курсовом проекте необходимо запроектировать дамбу обвалования из грунтовых материалов для защиты территории от затопления. Для этого требуется выбрать тип дамбы (земляная, каменная, каменно-набросная). Определить размеры выбранного типа дамбы, конструкции ее тела, противофильтрационных устройств и дренажей. Провести расчет фильтрации через тело дамбы и ее основание с учетом схемы дренажа, противофильтрационных устройств. Проверить устойчивость откосов дамбы с учетом работы основания. Окончательно сконструировать тело дамбы, противофильтрационное устройство (ядро), дренаж (наслонный), установить тип крепления откосов и гребня. Разработать конструкции сопряжения тела дамбы с основанием.

Также необходимо начертить генплан дамбы обвалования, продольный профиль по оси дамбы, поперечный профиль дамбы с деталями конструкций.

I. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДАМБЫ ОБВАЛОВАНИЯ ИЗ ГРУНТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1 Выбор местоположения дамбы обвалования

Выбор схем обвалования определяется на основании технико-экономических проработок возможных вариантов с учетом природных условий местности и важности ограждаемой территории в водохозяйственном и культурном отношениях.

1.2 Определение отметки гребня

Отметку гребня грунтовой незатопляемой дамбы определяют из условия полного исключения перелива воды через него при накате волны на откос и ветровом нагоне по формуле:

Превышение гребня дамбы над расчетным уровнем воды можно определить как

Высота наката волны на откос определяется по формуле:

где ф Ос.д. отметка основания дамбы.

где ф Ос.д. отметка основания дамбы.

где h средняя высота волны, м, определяется согласно п. 13 приложения 1 [4]; К1% коэффициент, принимаемый по графику рис. 2 приложения 1 [4].

По приложению 1 [4], определяем:

Тогда длина волны равна:

1.3 Конструкция гребня дамбы

Ширину гребня дамбы назначают в зависимости от условий производства работ, категории и типа дороги, проходящей по гребню, но не менее 4,5 м. Ширина земляного полотна (в данном случае совпадает с шириной гребня дамбы) в зависимости от категории автомобильной дороги определяется по табл. 4 [2].

В целях безопасности движения по краям гребня устраивают ограждения в виде перил или надолб.

Категория дороги по заданию III:

1.4 Проектирование откосов грунтовой дамбы

Заложения откосов грунтовых дамб принимают из условия их устойчивости с учетом действующих на откос сил, физико-механических свойств грунтов тела дамбы и основания, способа возведения, конструктивных особенностей и высоты дамбы. Для предварительного назначения заложения откосов можно использовать данные, приведенные в табл. 6.3, 6.4, 7.1 [1] (при высоте сооружения более 10 м).

Так как высота дамбы Нд=6,72м то примем m1=2.5, m2=2.0.

Крепление низового откоса для защиты его от атмосферных воздействий выбирают в зависимости от материала низовой призмы тела дамбы. Для крепления низового откоса из песчаных и глинистых грунтов применяют посев трав по растительному слою толщиной 0,2-0,3 м, отсыпку щебня или гравия толщиной 0,2 м и другие виды облегченных покрытий.

Для защиты верхового откоса земляной дамбы от разрушения течением, волнобоем и льдом также предусматривается крепление. В данном КП принято крепление откоса ЖБ плитами. Размеры плит определены в разделе 3, данного КП.

Обратные фильтры под каменной наброской, плитами с открытыми швами или со сквозными отверстиями выполняют из йодного слоя разнозернистого материала или двух слоев из материалов с различными по крупности частицами (по типу обратного фильтра). Под обратными фильтрами на откосах из глинистых и мелкозернистых песчаных грунтов укладывают песчаную подготовку. Под монолитными или сборными плитами с уплотненными швами или замоноличенных в секции укладывают однослойный обратный фильтр. Толщина подготовки зависит от толщины плиты, материала тела дамбы, высоты волны и скорости водного потока.

1.5 Предварительная проверка устойчивости откосов по методике ВНИИ ВОДГЕО

При предварительной проверке устойчивости откосов пользуются графиками ВНИИ ВОДГЕО. Данные, необходимые для расчета, принимают по табл.

Задавшись коэффициентом запаса на устойчивость уn=1,15, для 3 класса капитальности (соответствует коэффициенту надежности по ответственности сооружения, который определяется по табл. 9 [10]), находят соотношение

Пользуясь полученным значением и величиной угла внутреннего трения грунта тела дамбы, по графику (рис. 1.3) находим безопасный угол наклона откоса 0 = 670 и сравнивают с принятым углом а=26,60 для проектируемой дамбы (m2 = ctg а2). Получаем, что безопасный угол наклона больше принятого угла, следовательно, можно продолжать дальнейшие расчеты, не меняя коэффициент заложения откоса.

1.6 Противофильтрационные устройства

Противофильтрационные устройства (ПФУ) выполняют из слабоводопроницаемых грунтов (глинистых, суглинистых, супесчаных, глинобетона) или негрунтовых материалов (бетона, железобетона, полимеров, асфальтобетона и др.). Грунт для ПФУ принимается такой, у которого коэффициент фильтрации был бы в 50-100 раз меньше коэффициента фильтрации грунтов основания.

В дамбах в качестве ПФУ принимаем ядро из грунтовых материалов.

Отметка гребня грунтового ядра после окончательной осадки дамбы должна быть равна

Участки экрана, ядра и понура, на которых возможны промерзание, высыхание и размыв, покрывают защитным слоем несвязанного грунта толщиной не менее глубины промерзания.

1.7 Дренажные устройства

Дренажные устройства в теле и основании дамбы выполняют с целью приема и организованного отвода профильтровавшей воды; исключения фильтрационных деформаций грунтов; предотвращения выхода фильтрационного потока на низовой откос и в зону, подверженную промерзанию (что позволяет повысить устойчивость низового откоса); ускорения консолидации илистых и глинистых грунтов и уменьшения порового давления в отдельных зонах дамбы или основания.

Размеры дренажей определяют с помощью гидравлических и фильтрационных расчетов с учетом возможности их выполнения в производственных условиях современными техническими средствами.

Наслонный дренаж применяют при дефиците камня. Толщину его вместе с обратным фильтром назначают из условия производства работ, но не менее величины, определяемой по формуле:

Примем толщину грунтового ядра по верху 1м, а по низу 2,5м.

II. РАСЧЕТ ФИЛЬТРАЦИИ ЧЕРЕЗ ОДНОРОДНУЮ ГРУНТОВУЮ ДАМБУ С ЯДРОМ И НАСЛОННЫМ

Фильтрационные расчеты тела дамбы и основания проводят с целью определения их фильтрационной прочности, устойчивости откосов и обоснования наиболее рациональных и экономичных форм, размеров и конструкций дамбы, ее противофильтрационных и дренажных устройств. При этом находят положение поверхности фильтрационного потока (депрессионной поверхности) в теле дамбы, величину фильтрационного расхода через тело дамбы и ее основание, напоры (градиенты напора) в различных точках фильтрационного потока (на выходе его в дренаж, на низовой откос и др.).

Расчет фильтрации производят «виртуальным» способом, предложенным Н.Н. Павловским. Сущность этого метода заключается в том, что дамбу с ядром приводят к профилю однородной дамбы с наслонным дренажом по способу виртуальных длин. При этом толщину действительного ядра заменяют толщиной приведенного (виртуального) ядра, используя зависимость

Определив приведенную толщину ядра, получаем поперечное сечение однородной приведенной дамбы с коэффициентом фильтрации грунта тела дамбы Кт.

Ширину гребня приведенной дамбы определяют по зависимости:

Ширину основания приведенной дамбы определяют по зависимости:

Дальнейший расчет фильтрации проводим соответственно как для однородной дамбы с наслонным дренажом.

Расстояния L2, L3, L и L1 вычисляют соответственно по следующим формулам:

А удельный фильтрационный расход находим по выражению:

Тогда высоту выклинивания кривой депрессии в наслонный дренаж находим по уравнению:

где величина определяется по формуле, a f(m2) по зависимостям:

Подобные документы

Причины и следствия подтопления территорий, факторы их вызывающие. Основные способы борьбы с подтоплением: конструкции дренажей, гидроизоляция фундаментов и подземных частей зданий, инженерная защита территорий, дамбы обвалования в зонах водохранилищ.

реферат [1,1 M], добавлен 05.03.2012

Выбор схемы балочной клетки, расчет настила. Проектирование и расчет главных балок, проверка прочности и общей устойчивости. Проектирование и расчет колонн. Определение продольной силы в колонне, выбор типа сечения. Расчет оголовка и базы колонны.

курсовая работа [928,8 K], добавлен 12.02.2011

Характеристики грунта земляного полотна. Конструирование и расчет дорожной одежды. Проектирование мостового перехода через постоянный водоток на автомобильной дороге. Расчет размывов у опор и дамбы. Определение отверстий малых водопропускных сооружений.

курсовая работа [441,1 K], добавлен 18.06.2014

Конструирование поперечного профиля плотины. Противофильтрационные устройства. Расчет однородной плотины с дренажным банкетом на водонепроницаемом основании. Расчет устойчивости откосов. Проектирование водовыпуска для пропуска воды в оросительный канал.

курсовая работа [322,6 K], добавлен 02.04.2014

Конструирование поперечного профиля и элементов плотины: гребня, берм, дренажа, противофильтрационных устройств. Расчет устойчивости откосов, экрана, защитного слоя. Гидравлический расчёт водосбросного сооружения. Схема пропуска строительных расходов.

курсовая работа [502,5 K], добавлен 05.01.2013

Компоновочная схема раскладки плит перекрытий с поперечным расположением ригелей. Построение эпюры материалов и определение мест обрыва продольных стержней. Расчет колонны и ее элементов. Схема консолей. Проектирование фундамента, проверка прочности.

курсовая работа [3,1 M], добавлен 27.06.2016

Расчет и конструирование ограждающей конструкции. Геометрические размеры и определение нагрузок на раму, ее статический расчет, подбор сечения и проверка напряжений, оценка устойчивости плоской формы. Конструкции и расчет опорного и конькового узлов.

курсовая работа [951,4 K], добавлен 11.12.2011

Этапы проектирования стальных конструкций балочной клетки, выбор схемы и расчет балок. Проверка местной устойчивости сжатого пояса и стенки. Конструирование опорной части и укрупнительного стыка балки. Подбор сечения сплошной колонны балочной площадки.

курсовая работа [560,9 K], добавлен 21.06.2009

Проверка прочности, общей устойчивости и прогиба сварной балки. Изменение сечения главной балки по длине. Расчет балочной клетки нормального типа. Проверка и обеспечение местной устойчивости балки. Подбор и расчет сечения колонны. Расчет ребер жесткости.

курсовая работа [700,4 K], добавлен 28.06.2015

Компоновка сборного перекрытия. Расчет плиты перекрытия, сбор нагрузок. Расчет плиты на действие поперечной силы. Расчет ригеля: определение расчетных усилий; расчет прочности сечений. Построение эпюры материалов. Расчет и армирование фундамента.

курсовая работа [1,4 M], добавлен 30.10.2010

Источник

Порядок выполнения работы

ЛАРАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

ДАМБЫ ОБВАЛОВАНИЯ

Пояснения к работе

1.1.1. Защита территории от затопления

Городские территории, расположенные на берегах рек, морей, водохранилищ и других водоемов, достаточно часто подвергаются различным физико-геологическим процессам в результате воздействия волн и течения рек. Береговым территориям свойственно наличие опол­зней, оврагов, размытых берегов, подмы­тых береговых склонов.

Наибольшую опасность, связанную иногда с человеческими жертвами, пред­ставляет затопление городской террито­рии при повышении уровня воды в реках во время половодий и паводков. В этом случае затоплению подвержены в первую очередь наиболее низкие участки — пой­менные территории.

Половодье— фаза водного режима реки, которая характеризуется наиболь­шей в году водностью, высоким и дли­тельным подъемом уровня воды. Полово­дье вызывается на равнинных реках снеготаянием (весеннее половодье), на вы­сокогорных — таянием снега и ледников (летнее половодье). Для рек одной кли­матической зоны половодье ежегодно по­вторяется в один и тот же сезон, но с раз­личной интенсивностью и продолжительностью. В период весеннего половодья равнинные реки нашей страны несут 60-70, а в степных районах до 90% об­щего годового количества воды.

Паводок— быстрый и сравнительно кратковременный подъем уровня воды в каком-либо створе реки, обычно возникающий от дождей и завершающийся почти таким же быстрым его спадом. В отличие от половодья паводок возникает нерегулярно, но величина поднятия уровня расхода воды при нем могут в отдельных случаях превышать уровень и наибольший расход половодья.

Большинство городов исторически сложилось вблизи рек, на побережьях морей и других водоемов. Поэтому затопленные территории в городах не редкость. В Российской Федерации примерно 250 крупных и больших городов страны находятся под угрозой наводнений вследствие половодий и паводков. Территории, подверженные затоплению во время подъемов уровней воды, за средний год составляют в стране около 70 млн. га.

В зависимости от причин возникно­вения и продолжительности воздействия различают временное и постоянное за­топления.

Временные затоплениясвойственны территориям, расположенным на берегах рек с неурегулированным режимом. Они происходят в результате повышения го­ризонта воды при таянии снегов и при обильных дождях и носят, как правило, сезонный характер. Пропускная способ­ность русла реки зависит от площади жи­вого сечения потока в русле и скорости его течения. При увеличении расхода воды, поступающей в русло реки, увели­чивается площадь его затопления и ско­рость течения потока. Увеличение пло­щади живого сечения потока происходит за счет затопления пойменной части реки, что и приводит к периодическим затоплениям городских территорий, рас­положенных в поймах рек. Временные затопления могут происходить также при сбросе излишних расходов воды через существующие дамбы.

Постоянное затопление территории происходит при крупных гидротехни­ческих работах, связанных со строитель­ством гидроэлектростанции и устрой­ством водохранилищ, возведением пло­тин и решением ряда других народнохо­зяйственных задач. При создании водо­хранилищ наивысший уровень воды верхнего бьефа является постоянным и называется нормальным подпорным уровнем.Постоянному затоплению под­вергаются территории городов, посел­ков или отдельные объекты, располо­женные на отметках ниже нормального подпорного уровня. Временные и посто­янные затопления городских террито­рий сопровождаются их подтоплением, что в совокупности влечет за собой ак­тивизацию других неблагоприятных физико-геологических явлений. Задачи защиты территорий населенных мест от затопления при строительстве водохранилищ и других крупных гидротехнических сооружений (постоянное затопление) решаются при проектировании и строительстве этих сооружений.

Защита территорий при временном повышении уровня воды в реках осуществляется в процессе проектирования и строительства городов.

Защита городов, сельских населенных пунктов и промышленных объектов от затопления и подтопления должна обеспечить надежное их функционирование, в том числе коммунальных, транспортных и других территориальных систем и отдельных сооружений. Притом, наряду с этим, осуществляется также защита недр, сельскохозяйственных и природных ландшафтов.

Проект сооружений инженерной защиты должен обеспечить их надежность, возможность проведения систематических наблюдений за их работой, а также максимальное использование местных строительных материалов. Наряду с этим, при проектировании противопаводковых систем на реках необходимо учитывать требования комплексного использования водных ресурсов водотоков.

Классы сооружений инженерной защиты, как правило, назначаются не ниже классов защищаемых объектов и в зависимости от народнохозяйственной значимости.

Классы постоянных гидротехнических сооружений инженерной защиты водохозяйственного типа назначают в соответствии с требованием СНиП 2.06 15-85 (Инженерная защита территории от затопления и подтопления).

При разработке проектов по защите от наводнения и подтопления разрабатываются экологические и природоохранные мероприятия, которые позволили бы снизить до минимума причиненный вред сельскому, рыбному и иному хозяйству, а также промышленным объектам, городам и населенным пунктам.

1.1.2. Методы защиты территории от затопления

Способы защиты затапливаемых го­родских территорий зависят от высоты расчетного горизонта высоких вод и пло­щади территории, подверженной затоп­лению, особенностей использования дан­ной территории, ценности защищаемого жилищного фонда и промышленных предприятий, инженерного городского хозяйства и природных особенностей территории.

В борьбе с затоплением используются различные методы, основные из них — сплошная подсыпка территории до незатопляемых отметок; обвалование защища­емой территории путем ограждения ее за­щитными дамбами, сокращение наиболь­ших расходов реки в пределах городской территории, регулирование стока и расхо­дов путем устройства водохранилищ выше города по течению реки, обводного русла и пр.; увеличение пропускной спо­собности реки в пределах территории го­рода для пропуска наибольших расходов при более низких горизонтах путем изме­нения поперечного профиля русла реки.

Применение перечисленных мероп­риятий обычно ограничивается территорией города или его части и участком реки в пределах городской черты. В не­которых случаях они могут осуществ­ляться вне городской территории, выше по течению реки, например, путем созда­ния водохранилища, регулирующего рас­ходы и уровни воды в реке.

Мероприятия по защите городских территорий от затопления можно выпол­нять как отдельно, так и в комплексе, причем во многих случаях целесообраз­но сочетание различных мероприятий. Тот или иной вариант защиты террито­рии от затопления принимается на осно­ве технико-экономического обоснования.

Сплошная подсыпка— одно из ос­новных мероприятий по защите городских территорий от затопления (рис. 1.1). Она ограничивается земляными работа­ми и осуществляется вертикальной пла­нировкой. Отвод поверхностных и при необходимости грунтовых вод произво­дится обычными способами. Сплошная подсыпка, как правило, применяется на относительно небольших по площади территориях и при наличии резервов грунта. Сплошная подсыпка или намыв территории характеризуется значитель­ными объемами земляных работ по срав­нению, например, с сооружением дамб обвалования, но с учетом архитектурно-планировочных требований сплошная подсыпка территории часто более целе­сообразна, чем устройство дамб обвало­вания, поскольку она обеспечивает сво­бодный доступ архитектурных ансамб­лей к водной поверхности и возможность застройки территории отдельными учас­тками. Однако ее нельзя выполнять при существующих капитальной застройке и ценных зеленых насаждениях.

Сплошная подсыпка экономически целесообразна, если средняя высота ее не превышает 1,5—2 м при сравнительно малой дальности перевозки необходимо­го объема грунта.

Рис. 1.1. Защита городской территории от за­топления сплошной подсыпкой:

ГМВ — горизонт меженных вод; ГВВ — горизонт высо­ких вод; ГП — граница подсыпки

Обвалование затопляемых террито­рий более преимущественно по сравне­нию со сплошной подсыпкой благодаря значительно меньшим объемам земляных работ (рис. 1.2). Однако наличие дамб зат­рудняет организацию стока поверхност­ных вод, что вызывает необходимость в проведении специальных мер по обеспе­чению стока — создание насосных стан­ций перекачки, регулирующих емкостей и т.д. Усложняется и задача понижения уровня грунтовых вод, требуется устрой­ство дренажной системы с перекачкой со­бранных вод в водоемы. Кроме того, дам­бы отрезают территорию города от водно­го пространства, затрудняют выход заст­ройки к воде, что с градостроительной точки зрения, конечно, нельзя рассматри­вать как положительное явление.

Обвалование применяют на сравни­тельно значительных по площади терри­ториях, а также на территориях с суще­ствующей капитальной застройкой и ее участках, ценных в архитектурно-исто­рическом отношении.

Рис. 1.2. Обвалование затопляемых территорий:

1 — дамба обвалований; 2 — граница возможного за­топления территории

Сокращение наибольших расходов реки достигается посредством регулирования стока и имеет большое значение, так как исключает необходимость мероприятий по непосредственной защите городской территории от затопления. Защита методом регулирования стока заключается в перераспределении расходов (наибольших расходов и наивысших уровней). Уменьшение максимальных расходов происходит в результате создания и использования водохранилища в верхнем поотношению к городу течении реки, которое задерживает часть стока.

Устройство водохранилищ, регулирующих уровень воды в реках, вызывает значительные по объему работы, особенно при большом речном стоке. Наиболее рационален этот метод при комплексном использовании водохранилища для энергетики, при обводнении рек судоходства и пр.

Увеличение пропускной способности русла реки для пропуска в пределах городской территории наибольших расходов водыпри более низких горизонтах достигается путем его расчистки и углубления, а также расширения русла и увеличения продольного уклона дна (рис.1.3). Данный метод позволяет понизить расчетную отметку поверхности территории или отметку верха дамбы за счет понижения расчетного уровня воды в реке, однако он сопровождается сравнительно большими объемами земляных работ. Область применения — малые реки.

Рис. 1.3. Увеличение пропускной способности русла реки:

Выбор того или иного варианта защитных мероприятий производится на основе сравнения технико-экономических показателей, включающих и эффект, получаемый от тех или иных градостроительных решений.

1.1.3. Проектирование защитных мероприятий

При необходимости защиты террито­рии от временного или постоянного за­топления наиболее часто используют сплошную подсыпку затопляемых терри­торий и их обвалование.

Сплошная подсыпка осуществляется на основе специального проекта, в кото­ром устанавливаются: граница и площадь затопления территории при расчетном уровне воды; граница и площадь подсы­паемой территории; высота насыпи по участкам; средняя высота подсыпки; объем земляных работ; резервы грунта; способы доставки грунта и уплотнения; расчет необходимого числа машин, меха­низмов, снарядов и пр.

Основа разработки проекта — повы­шение существующих отметок рельефа до незатопляемого уровня с расчетной минимальной отметкой, устанавливае­мой в зависимости от расчетного гори­зонта высоких вод и при необходимости учета волнового воздействия.

Обвалование территории. Для защиты территорий от затопления применяют две принципиально различные схемы обвалования: схему общего обвалования и схему обвалования по участкам.

Схема общего обвалования характеризуется устройством одной дамбы, полностью отгораживающей всю территорию от водохранилища. Эта схема применяется при отсутствии на защищаемой территории водотоков, а также при наличии небольших водотоков, когда есть целесообразность принудительно перекачать их сток через дамбу в водохранилище.

Схема обвалования по участкам применяется на территориях, пересекаемых большими оврагами или реками с большим расходом воды, перекачка которого нецелесообразна.

При проектировании защиты терри­тории от затопления методом обвалова­ния разрабатываются варианты трасс дамб. Оптимальный вариант выбирается на основании технико-экономического сравнения, а также учета распределения скоростей течения в реке и русловых процессов, находящихся в зависимости от степени сжатия русла при прохожде­нии высоких вод. На основании выбран­ного варианта проектируется расположе­ние дамб в плане. Трассы ограждающих дамб проектируются прямолинейно или по плавным кривым возможно большего радиуса. Расположение дамбы по отно­шению к берегу определяется устойчиво­стью русла, условиями подмыва и размыва береговых склонов и уклоном терри­тории. При положительных значениях перечисленных факторов дамбы обвало­вания могут располагаться относительно близко к берегу. Обычно дамбы имеют форму трапеции (рис. 1.4). Ее ширина по­верху зависит от использования, однако она должна быть не менее 4,5 м, для обес­печения проезда обслуживающего транс­порта при ремонте и в аварийных случа­ях. Дамба может использоваться для дви­жения транспорта, входя в общую транспортно-планировочную структуру горо­да, в частности, как скоростная дорога или общегородская магистраль. Нередко хорошо озелененная дамба служит мес­том отдыха городского населения. В этом случае ширина дамбы поверху устанав­ливается соответствующими расчетами. Решения по использованию дамбы для каких-либо целей должны приниматься на основе технико-экономического и гра­достроительного обоснования, поскольку увеличение ширины дамбы вызывает рост объемов земляных работ и удорожа­ние строительства.

Рис.1.4. Поперечный профиль дамбы обвалования:

1 –верховой (мокрый) откос с креплением; 2 –низовой (сухой) откос; 3 –придамбовый дренаж; а –запас в высоте; в –ширина дамбы по верху; h –высота дамбы

При обваловании территорий оградительные дамбы работают в условиях, близких к земляным дамбам малого и среднего напора, поэтому их проектирование и строительство производится с соблюдением норм и технических условий на эти сооружения.

Крутизна откосов со стороны воды (верховой откос) в зависимости от типа крепления, как правило, принимается 1:2—1:4, со стороны берега (низовой от­кос) 1:1,5—1:2, но могут применяться и пологие откосы крутизной 1:20—1:50. На откосах возможно устройство берм ши­риной 1,5—2 м при высоте дамбы более 10 м. Основой определения размеров по­перечного сечения дамбы являются усло­вия устойчивости откосов, гребня и дам­бы в целом при переработке берегов во­доема, воздействии течения воды, волн и льда, а также условия ограничения филь­трации воды через тело дамбы.

Крутизна откосов сооружений характеризуется коэффициентами заложения откосов:

(1.1)

где L – длина горизонтальной проекции откоса, м;

Н – глубина выемки или высота насыпи, м;

α – угол наклона поверхности откоса к горизонтальной поверхности.

Коэффициенты заложения откосов дамб

Верховой откос подвержен отрица­тельным факторам воздействия воды и льда и должен быть защищен от них по­средством соответствующего укрепле­ния. Низовой откос не подвергается та­ким воздействиям, поэтому может иметь укрепление простейшего типа, например, одерновку поверхности откоса. Типы крепления откосов дамб обвалования та­кие же, как и при сплошной подсыпке: одерновка, мощение камнем, облицовка бетонными плитами и др. В период подъема уровня воды в теле дамбы созда­ется фильтрационный поток. В связи с этим для уменьшения фильтрации в дам­бе предусматриваются водонепроницае­мые ядра: экраны и диафрагмы. Со стороны берега вдоль дамбы прокла­дывается горизонтальный дренаж.

Рис. 1.5. План территории с мероприятиями инженерной защиты от затопления и подтопления:

1.1.4. Расчетные уровни воды и отметки территории

Для защиты территории от за­топления необходимо знать горизонт воды, который вызывает затопление. Горизонт воды в реке не по­стоянен. Существуют низкий (межен­ный) и высокий горизонты, которые оп­ределяются за достаточно продолжитель­ный промежуток времени. Поскольку эти значения в разные годы различны, то определяется обеспе­ченность какого-либо горизонта паводка, выражаемая в процентах и показываю­щая вероятность его появления.

За расчетный горизонт высоких вод принимается отметка наивысшего уров­ня воды обеспеченностью: 1 % (повторя­емость 1 раз в 100 лет) — для террито­рий, застроенных или подлежащих заст­ройке жилыми и общественными здани­ями, и 10 % (1 раз в 10 лет) — для терри­торий парков и плоскостных спортивных сооружений. Иногда, при особо ценной застройке допускается принимать обес­печенность 0,5 % (затопление 1 раз в 200 лет). Расчетные горизонты высоких вод и обеспеченность — исходные данные для определения отметок, необходимых для защиты городской территории от затоп­ления.

При решении вопросов защиты тер­ритории от затопления важное значение имеет определение отметки гребня дамбы или верхней бровки откоса при сплошной подсыпке. Эти отметки необходимо принимать не менее чем на 0,5 м выше расчетного горизонта высоких вод необходимой обеспеченности в зависимости от функционального значения тер­ритории в необходимых случаях волнового воздействия.

На малых реках и небольших водоемах расчетная отметка гребня дамбы обвалования или верхней бровки откоса сплошной подсыпки ( м ) составит

, (1.2)

где — расчетный горизонт высоких вод, м

— запас, равный 0,5 м.

На крупных водоемах необходимо учитывать воздействие ветровых волн. В этом случае

, ( 1.3)

где — подъем горизонта воды под влиянием ветрового нагона;

— максимальная высота наката волны, м;

— запас, равный 0,5 м.

Подъем горизонта воды (ветровой нагон) определяетсяпо местным наблюдениям. При их отсутствии он принимается равным 0,5 м для малых по площади водоемов и 1 м – для больших. Высота наката волны колеблется в пределах 0,4-1 м. Расчетная схема учета воздействия ветровых волн приведена на рис. 1.6.

Рис. 1.6. Расчетная схема учета воздействия вет­ровых волн

Приведенная формула применима при скорости ветра до 15 м/с и длине разгона волны до 30 км.

1.1.5. Укладка грунта в тело дамбы

Дамбы из местных грунтовых материалов возводят в основном насыпкой механизированным способом с помощью машин для земляных работ.

Для тела дамб пригодны практически любые грунты, кроме растительных, илистых и плывунных. Грунт, укладываемый в тело дамбы, должен быть уплотнен до заданной проектной плотности.

При насыпке дамб используют в основном грунт из карьеров, а также пригодный грунт из расположенных вблизи профильных выемок и зоны затопления. Для выявления потребного грунта составляют баланс грунтовых масс.

Необходимый объем грунта V_к (м 3 ) уточняют по формуле:

(1.4)

где V_н – профильный (геометрический) объем грунта, необходимый для строительства дамбы обвалования, м 3

γ_н – заданная плотность грунта в теле дамбы, кг/м 3

γ_е – плотность грунта в естественном состоянии, кг/м 3

K_n – коэффициент, учитывающий потери грунта при транспортировке (1,02 – 1,025).

Площадь F_к (м 2 ), которую будет занимать карьер, приближенно будет равна (без точного учета площади под откосами):

(1.5)

где Н_к – средняя толщина слоя пригодного грунта в карьере, м.

При проектировании форму карьера в плане принимают прямоугольной с соотношением сторон 2 : 1.

С поверхности карьера удаляют растительный или другой грунт, непригодный для укладки в защитную дамбу.

Объем растительного (почвенного) V_п (м 3 ) слоя, снимаемого с поверхности карьера рассчитывается по формуле:

(1.6)

где h_п – толщина растительного (почвенного) слоя, м.

Объем непригодного грунта (вскрыши) V_в (м 3 ) для строительства дамбы определяется как:

(1.7)

где h_в – толщина слоя вскрыши, м.

При укладке грунта в тело дамбы выполняют 4 операции: отсыпка грунта на карты укладки транспортными средствами; разравнивание бульдозерами, доувлажнение до оптимальной влажности поливомоечными машинами и послойное уплотнение грунта катками. (рис.1.7).

Грунт доставляют на карты укладки автотранспортом и разгружают по всей площади карты в шахматном порядке. Отсыпанный грунт послойно разравнивается с уклоном в сторону верхнего бьефа. Для эффективного использования уплотняющих машин сухие грунты доувлажняют, а переувлажненные грунты подсушивают при послойной укладке. Для увлажнения грунта используют поливочные машины, передвижные насосные станции и автоцистерны. Последней операцией по укладке грунта в тело дамбы является уплотнение грунта. Существуют различные способы уплотнения грунта. Наибольшее распространение получило механическое уплотнение грунта машинами статического действия – катками. Уплотнение грунта на дамбе производят проходами обычно вдоль сооружения с движением катка по кольцевой схеме.

Каждую операцию выполняют на выделенной площадке насыпи, которую называют картой укладки. Расчетную площадь одной карты укладки ( ) определяют по формуле:

где: — объем грунта, поступающего на карту за сутки, м 3 /сут.;

— принятая толщина слоя укладки грунта с учетом свойств грунта и параметров уплотняющей машины, 0,4м.

Рис.1. 7. Схема операций при укладке грунта в тело дамбы:

а – навал грунта; б – послойное разравнивание; в – доувлажнение; г – уплотнение

Объем грунта, поступающего за сутки ( ) рассчитывют по формуле:

, м 3 /сут., (1.8)

где: Q_а смена – сменная производительность одного автосамосвала, м 3 /смену;

N – инвентарный парк автосамосвалов

В нормальных условиях число карт должно соответствовать числу операций, то есть четырем. По мере выполнения операции исполнители последовательно перемещаются с карты на карту. Площадь насыпи по высоте непрерывно меняется из-за изменения длины и ширины. Желательно иметь карты шириной неме­нее двух радиусов поворота механиз­мов. Поэтому на разных отметках и участках насыпи карты будут располо­жены по-разному.

На нешироких протяженных насы­пях и дамбах карты укладки размеща­ют одну за другой.

Для организации непрерывной отсыпки грунта дамбу по высоте разделяют на ярусы (уровни) укладки ( обычно 3 – 4 ) ( рис.1, П 3)

Площадь каждого сечения яруса рассчитывается по формуле:

, м 2 (1.9)

где: В – ширина дамбы в каждом сечении, м.;

Количество карт в каждом сечении рассчитывается по формуле:

, (1.10)

1.1.6. Планировка и крепление откосов земляных дамб.

Вблизи поверхности откосов из-за выпирания грунт остает­ся неуплотненным, образуя так назы­ваемую бахрому толщиной 0,2. 0,5 м. При укладке грунта ширину крайних карт увеличивают на толщину бахро­мы. Для рационального использования грунта бахрому срезают с перемещени­ем в тело насыпи различными способа­ми. При этом одновременно осуществ­ляется планировка откосов.

С крутых откосов (m 2) грунт сре­зают периодически по мере возведения насыпи на высоту 1. 1,5 м, используя прицепные грейдеры, тракторные отко-сопланировщики. Пологие откосы планируют бульдозе­рами с перемещением грунта снизу вверх при m 2,0 или вдоль откоса при m 0,12.

После возведения насыпи низовые откосы обычно крепят посевом трав (залужением). Для этого откос должен быть покрыт слоем растительного грунта, который отсыпают сверху от гребня дамбы и при m 2 разравни­вают бульдозером.

Таким же способом покрывают от­косы и другими сыпучими материала­ми, а иногда и бетонной смесью. Для укладки на откосы готовых железобе­тонных плит и распределения бетонной смеси на крутых откосах используют подъемные краны, для которых при не­обходимости устраивают промежуточ­ные временные бермы.

Длину откоса дамбы lот. (м) можно рассчитать по формуле

lот. = hн (1.11)

где — коэффициент заложения откоса насыпи;

1.1.7. Рекультивация площади карьеров.

Она заключается вприведении их тер­ритории в состояние, пригодное для ис­пользования. Для этого выполняют следующие операции: планировку по­верхности дна карьера; разработку и доставку на дно карьера почвенного растительного слоя; разравнивание растительного слоя толщиной не менее 0,1 м. При необходимости проводят также уположение откосов карьера. Для выполнения всех этих операций используют те же механизмы, что и для подготовительных работ в карьере и основании дамбы (бульдозеры, скреперы, грейдеры).

Порядок выполнения работы

По исходным данным приложений 1 и 2 определить:

— высотную отметку гребня дамбы обвалования ( hг.д. );

— все необходимые параметры дамбы обвалования ( m, H, bгр.; Bосн. ). Вычертить поперечный профиль дамбы;

— объем растительного грунта, снимаемого с основания дамбы;

— геометрический (профильный) объем дамбы обвалования ( Vн ; м³);

— необходимый объём грунта для строительства дамбы (Vк ; м³);

— параметры карьера и объемы растительного слоя и вскрыши;

— потребное количество транспортных средств для отсыпки грунта;

-пояснить технологию укладки грунта в тело дамбы;

— разбить дамбу по высоте на 3 яруса укладки грунта. Определить площадь насыпи яруса ( Fj ; м²);

— рассчитать площадь одной карты укладки грунта ( fк ; м²);

— рассчитать для каждого яруса необходимое количество карт укладки (nк ), все расчеты свести в табл. 2 П 2;

— начертить схемы расположения карт укладки, определить размеры карты (рис.1, П 3 );

— рассчитать объем работ по планировке откосов дамбы.

2. Срок строительства дамбы обвалования – 1 год.

3. Условно принято, что укладка грунта в тело защитной дамбы производится при положительных среднемесячных температурах воздуха.

4. Расчетное количество рабочих смен в месяце можно определить, исходя из 22-25 рабочих дней в месяце при двухсменной работе. При малой интенсивности потоков земляных работ можно принимать работу в одну смену, а при очень больших – в три. Продолжительность смены принять 8,0 часов.

Источник