Проектирование дорог в овражистых районах. Эрозия почв. Образование и рост оврагов. Трассирование. Борьба. Комбинация мероприятий. Методы закрепления оврагов

Образование оврагов является результатом водной эрозии - процесса размыва почв и рыхлых подстилающих пород, стекающими со склонов потоками воды от дождей и таяния снега.

Эрозионные процессы начинаются при крутизне склона уже около 2⁰, существенно развиваются при крутизне 10 ⁰

В процессе развития овраги проходят несколько стадий:

1 стадия. На крутом участке склона происходит промоина треугольного поперечного сечения. Дно её практически параллельно поверхности земли.

2 стадия. Происходит углубление промоины с уменьшением продольного уклона дна. У вершины создается обрыв высотой до 10 метров, промоины расширяется и становится в поперечном сечении трапецеидальной, к концу второй стадии в нижней части оврага вырабатывается плавный продольный профиль - транзитное русло

3 стадия. Происходит дальнейший рост оврага по направлению к водоразделу и в результате подмывания и осыпания берегов, расширяется его поперечное сечение.

Ежегодный прирост оврага до 15 метров в длину.

Овраг развивается до тех пор, пока не достигнет грунтовых слоев не поддающихся размыву или пока питающий его водораздел не уменьшится до такой степени, что подмыв прекратится.

4. СТАДИЯ. Глубинная эрозия и размыв прекращается, овраг перестает расти, склоны принимают устойчивое очертание, овраг превращается в балку.

НАИБОЛЬШУЮ КРУТИЗНУ боковые склоны имеют у вершины. Длины оврагов могут быть до 15-20 км, глубиной до нескольких десятков метров.

Трассирование в зоне оврагов

Эрозионные процессы начинают проявляться при крутизне склона 0, 5—2^е, заметно усиливаются на склонах с уклоном 2—0° и получают существенное развитие при крутизне б—10^э.

Выбор направления трассы в овражистой местности в значительной степени определяется положением населенных пунктов, между которыми прокладывается дороги и планом овражной сети.

При обходе оврага трассу располагают на расстоянии 50-100 метров от его вершины, обязательно предусматривая мероприятия по закреплению оврага. Располагать трассу в непосредственной близи к вершине, в зоне размыва нерационально, так как потребуются дополнительные работы по защите земляного полотна от размыва.

При направлении трассы вдоль речной долины не следует прокладывать дорогу по конусам выноса пересекаемых оврагов, где обычно наблюдается блуждание русла водотока. Наиболее целесообразно в данном случае пересекать овраги выше конуса выноса, предусматривая для упорядочивания подхода - устройства подходных русел и дамб, направляющих поток в отверстие моста.

При пересечении широких и глубоких балок иногда приходится развивать трассу по склонам, для уменьшения объемов земляных работ.

В овражистых районах, на участках дорог с большими продольными уклонами особое внимание следует обращать на укрепление боковых и водоотводных канав. В пылеватых и суглинистых грунтах обычная канава при размыве может превратиться в овраг разрушающий дорогу.

Для предотвращения и прекращения развития оврага необходимо проводить работы - снижение стока, закрепление вершины оврага и прилегающих площадей, закрепление его русел.

Наиболее интенсивно размывается вершина оврага - для замедления притока воды — система земляных валов, замедляющих сток, задерживающих его или распределяющих между несколькими руслами.

Для удержания протекающей воды на придорожной полосе иногда устраивают два-три водозадерживающих вала высотой до 2 метров и шириной по верху до 2.5 метра. Валы располагают вдоль горизонталей, загибая их конечные участки вверх по склону. Ближайший к вершине вал располагают на расстоянии до 15 метров. Может допускаться зарегулированный сток через водопропускные трубы на укрепленный склон. Чтобы перехватить всю воду и направить её в головной приемник устраивают направляющие валы. Сброс воды осуществляется по с помощью водосбросов, водобойных колодцев.

Также устраивают сооружения для борьбы с дальнейшим углублением оврага - с помощью запруд высотой не более 0.7 метров и перепадов, уменьшающих течение воды по дну оврага.

Также посадка у верховьев оврага деревьев и кустарников шириной не менее 15-20 метров. - дуб, ясень, береза, тополь, клен, сосна, акация, жимолость, смородина.

Рис. Схемы сооружений для закрепления вершины оврага:

а —быстроток; 6 — бетонный перепад с шахтным водосбросом; в — консольный водосброс; е — перепады

Мероприятия по борьбе с карстовыми процессами требуют значи­тельных затрат и недостаючно эффективны, поскольку при строительство автомобильной дороги их пришлось бы осуществлять на большом протяжении. Поэтому неустойчивые участки, где активно развиваются карстовые процессы, следует по возможности обходить. Карстовые воронки хорошо видны на аэроснимках, что облегчает выбор наилучшего направления трассы.

В ряде случаев путем относительно небольшого смещения трассы удается существенно снизить опасность повреждения дороги карсто­выми процессами (рис. XXXI.4). Если обход карстового участка не­возможен, целесообразно прокладывать трассу по водоразделам или по высоким речным трассам. На таких повышенных участках рельефа карстовые процессы проявляются в меньшей степени, чем в нижней части склонов, где горные породы растворяются водой, собирающейся с большой площади бассейна.

В районах, где карстовые процессы затухли, о чем можно судить по отсутствию образования в течение многих лет новых просадочных воронок, дороги низших категорий строят без учета карстовых явле­ний. Дороги высших категорий можно прокладывать в невысоких насыпях, обходя участки сосредоточения воронок, при условии выполнения в пределах придорожной полосы работ, направленных к уменьшению количества воды, поступающей в подземные трещины и каналы в толще водорастворимой породы.

С этой целью преду­сматриваются следующие мероприятия: планировка придорожной полосы и отвод воды, застаивающейся в пониженных местах рельефа; отказ от применения напорных труб и мостов, рассчитанных на ак­кумуляцию воды перед сооружением, укрепление русел водотоков и отводных канав; засыпка карстовых воронок водонепроницаемым грунтом с тщательным послойным уплотнением; запрещение уст­ройства с верховой стороны насыпей глубоких резервов и закладки грунтовых карьеров; заполнение через буровые скважины (тампо­нирование) расположенных вблизи от дороги карстовых пололей и трещин песчано-глинистыми, битумными и цементными растворами для уменьшения водопроницаемости растворимых горных пород вблизи искусственных сооружений; обрушение взрывами неустойчи­вой кровли породы над полостями; устройство глубокого дренажа, прерывающего движение к земляному полотну грунтовой воды, ко­торая служит причиной возникновения карстовых процессов; запол­нение песком пли каменной наброской полостей и глубоких трещин вблизи земляного полотна, если их нельзя обойти; пересечение участ­ка карстовых полостей эстакадой с опорами, заложенными ниже тол­щи, подверженной карстовым процессам Много общего с карстовыми районами по условиям проектиро­вания дорог имеют участки над подземными горными выработками. Возникающие просадки при глубоких выработках не велики и протекают замедленно, не отражаясь на работоспособности дороги. Происходящие потери ровности покрытий могут устраняться при ремонтных работах. Протекание осадок следует учитывать лишь _в конструкциях мостов, которые должны предусматривать возмож­ность неравномерной осадки и ее компенсации.

При близком к поверхности заложении выработок необходима их заделка в пределах придорожной полосы. В Англии полости старых каменноугольных разработок под мостами па глубине не менее 30 м заполняют через пробуренные скважины диаметром 75—100 мм песчано-глинистым раствором. При глубине 6 м и менее кровли выра­боток вскрывают экскаваторами, после чего котлован заполняют грунтом с тщательным уплотнением.