Пересечение селевых выносов

Большие массы разрушенных рыхлых и малосвязных горных по­род, накапливающиеся на крутых склонах и на дне ущелий, при ин­тенсивных ливнях или при прорыве расположенных в верховьях озер могут образовать временные грязевые или грязекаменные потоки, называемые селями. Селевые потоки - это смесь воды, грунта и кам­ней с плотностью 1, 2—1, 8 т/м3, стекающая по сухим долинам и руслам горных рек со скоростью до 5—6 м/с. У выхода из лога, где уклон местности уменьшается, сель растекается, скорость его уменьшается и из него выпадают наносы, образуя конус выноса. Селевые потоки возникают внезапно, действуют в течение короткого промежутка времени, не превышающего нескольких часов, но общий объем грязекаменных материалов, смываемых за один сель, может достигать 20 000 м3 с 1 км2. Диаметр переносимых валунов иногда превышает 1—1, 5 м.

Во многих случаях защита от селей городов является трудной проблемой, для решения которой приходится воздвигать сложные сооружения, как, например плотина в Алма-Ате высотой примерно 115 м.

При проектировании дорог приходится встречаться, как прави­ло, с относительно небольшими селевыми отложениями, возникаю­щими около устьев сравнительно коротких ущелий с крутыми склонами и значительными уклонами, впадающих в долину реки, вдоль которой прокладывается дорога. Отложения в виде постепенно на­растающих конусов выноса образуются при растекании грязекаменного потока по долине, где после выхода из лога уклон умень­шается.

В зависимости от содержания воды селевой поток движется или как однородная вязкая масса (грязевые и грязекаменные потоки), или как турбулентный поток воды, увлекающий с собой твердые материалы, содержание которых может достигать 20—40% общего объема (водокаменные потоки).

В селевом потоке часть камней перемещается во взвешенном состоянии, а наиболее крупные передвигаются, перекатываясь по дну тальвега. При этом отдельные камни задерживаются неровностями скальных выступов, вследствие чего создаются временные заторы. Однако приток селевых масс сверху прорывает запруду и сель с еще большей скоростью движется вниз. Грубо можно считать, что линейные размеры влекомых частиц в потоке пропорциональны квад­рату скорости, а масса переносимых частиц пропорциональна шестой степени скорости. Поэтому горные реки, а тем более селевые потоки переносят камни значительных размеров.

При этом, однако, возникают трудности с вписыванием подходов к мосту с соблюдением норм.

Если долина, в которую впадает селевой поток, широка, а между конусом выноса и водотоком имеется свободная полоса, ьо-«можно проложить дорогу вдоль водотока, если он в паводки не затап­ливает долину.

При неизбежности пересечения дорогой селевого потока в пре­делах конуса выноса необходимо прокладывать трассу в его низовой части за пределами зоны отложения крупных камней, перекрывая мостами блуждающие русла. Мосты следует делать с опорами одно-столбчатого типа, условия работы которых не меняются при измене­нии направления русла с пролетами, не стесняющими селевой поток.

Отверстия мостов в связи с неустойчивостью русел приходится существенно увеличивать по сравнению с необходимыми по гидрав­лическому расчету. Малые мосты и трубы быстро забиваются, после чего селевой поток переливается через насыпь.

С обеих сторон земляного полотна должно быть устроено проч­ное укрепление земляного полотна против размыва. Если дорога строится в зоне отложений селевых выносов или между конусами Еыноса и рекой, иногда с верховой стороны устраивают наносозадерживающие дамбы, которые, замедляя селевой поток, вызывают отложение наносов. Они бывают сплошные или пре­рывистые. Сплошные дамбы рекомендуются, если ширина русла, по которому стекает сель, превышает 100 м.

При больших величины рекомендуется рас­полагать дамбу от дороги на расстоянии не менее тройной ее длины. Прерывистые дам­бы применяют при ширине русла до 100 м. Общую их мину определяют по форму­ле, а величину отверстий рассчитывают на пропуск расхода воды с за­данной повторяемостью. В поперечном профиле дамбе придают трапецеидальное се­чение с шириной поверху 0, 5—2, 0 м в зависимости о г интенсивности селевого пото­ка и крупности переносимого материала.

При пересечении селевых водотоков дорогами низших катего­рий можно при малой интенсивности движения допускать пропуск селевого потока по лотку, расположенному в уровне проезжей части.

На дорогах с большой интенсивностью движения при пересечении сравнительно небольших селевых потоков с расходом не более 20 м^а/с при крупности камней не более 0, 3—0, 4 м³, подходящих к дороге по руслу с большими уклонами, проектируются селеспуски (селедуки), пропускающие селевые потоки над дорогой. Ширину лотка селеспуска принимают 4—6 м, высоту боковых сте­нок до 3—4 м.

Опыт эксплуатации селедуков показывает, что они эффективны лишь при соблюдении ряда требований — тщательном сопряжений с дном лога без уменьшения продольного уклона, наличии дамб, плавно, без резкого сужения потока направляющих селевой поток на мост. Направляющие стенки должны быть без крутых перегибов, образуя угол с осью потока, не превышающий 10—15°.

По согласованию с местными организациями полезно предусматри­вать комплексные мероприятия по защите от селевых потоков. Для прекращения эрозии склонов запрещают бессистемную рубку леса и уничтожение кустарника, вводят правильную агрообработку почвы. Чтобы закрепить склоны и предотвратить их размыв, сажают деревья и кустарник, террасируют склоны, устраивают водосборные и водоотводные канавы. Для уменьшения энергии селевого потока и задержания наносов в русле водотока устраивают систему специ­альных запруд (барражей) в виде массивных каменных или бетонных стен высотой 2—5 м. Запруды размещают вдоль тальвега таким об­разом, чтобы уклон линии, соединяющей подошву верхней и верх нижней запруды, был не более 60—80°/₀₀. Для пропуска ливневых и талых вод в нижней части запруд оставляют отверстия.

Рис. Конструкция селедука