книги / Переходы через водотоки

не тяготения к мостовому переходу, экономическая характеристика существующих путей сообщения в районе перехода, выявление ва­ риантов направлений новых мостовых переходов или реконструк­ ции существующих, получение экономических, статистических и других материалов, а также данных для расчетов эффективности капитальных вложений и сравнения вариантов.

Сбор экономических данных производят за отчетный период

ина перспективный срок.

Впроцессе изысканий должны быть получены материалы, по­ зволяющие разработать проект мостового перехода при наимень­ ших строительных и ежегодных эксплуатационных затратах, а также при выполнении других требований.

До начала полевых изыскательских работ производят подгото­ вительные камеральные работы, которые заключаются в сборе све­ дений и изучении материалов, характеризующих режим пересекае­ мой реки и район перехода. Такие материалы хранятся в архивах ведомств и организаций, выполнявших в прошлые годы или вы­ полняющих ту или иную хозяйственную деятельность на реке.

Впервую очередь, — это организации Гидрометеослужбы, за­ нимающиеся изучением гидрологического режима рек, озер и во­ дохранилищ. Необходимо собрать сведения о судоходстве и сплаве на реке, сведения о ближайших существующих и проектируемых на реке железнодорожных, автодорожных и городских мостах, а также собрать материалы ранее производившихся изысканий для проектирования этих мостов. В соответствующих организациях надо получить материалы и сведения о существующих и проекти­ руемых на реке ГЭС и других гидротехнических сооружениях. При­ ступая к изысканиям мостового перехода, следует выяснить, какие

организации, когда и для каких целей выполняли изыскательские работы на исследуемой реке, и получить материалы этих работ.

Основой изысканий мостовых переходов являются картографи­ ческие материалы, предпочтительно крупномасштабные. Эти мате­ риалы сосредоточены в картогеофонде СССР и его республикан­ ских и областных управлениях. Материалы съемок прошлых лет

могут	оказаться	в организациях, ранее производивших работы
на реке или эксплуатирующих реку. К таким			материалам	отно­
сятся,	например,	лоцманские карты. Съемки	таких карт	могли

быть многократными; сопоставление материалов съемок за разные годы дает возможность судить о характере и интенсивности рус­ лового процесса на участке перехода.

Наблюдения гидрологического режима рек, озер и водохрани­ лищ ведут на стационарной сети водомерных постов и гидроло­ гических станций, находящихся в ведении республиканских, крае­ вых и областных управлений Гидрометеослужбы. Материалы этих наблюдений, освещающие гидрологический режим рек Союза, пуб­ ликуются в изданиях Управления гидрометеорологической службы и Государственного гидрологического института. Данные ежеднев­ ных гидрологических наблюдений на реках и озерах печатаются в гидрологических ежегодниках за период систематических наблю­

11

дений на них начиная с 1891 г. В последнее время Гидрометео­ службой изданы материалы водного кадастра Советского Союза под общим названием «Ресурсы поверхностных вод СССР». Изда­ ние это состоит из трех серий. Первая (гидрологическая изучен­ ность) содержит сведения о количестве и размерах рек и озер и их изученности. Вторая (основные гидрологические характеристи­ ки) содержит материалы наблюдений водпостов ГМС на реках, озерах и водохранилищах за период от начала их действия по 1962 г. включительно. Третья (ресурсы поверхностных вод) со­ держит научные обобщения данных о режиме рек, озер и водо­ хранилищ.

Издание представляет собой наиболее полную современную обработку материалов наблюдений за режимом водотоков и водо­ емов. В «Ресурсах поверхностных вод СССР» даны рекомендации по расчетам элементов водного режима при наличии, отсутствии или недостаточности наблюдений.

Кроме постоянных наблюдений на водпостах и гидрологиче­ ских станциях системы ГМС, изучение гидрологического режима рек часто производится экспедиционно. Эти работы выполняют ве­ домственные организации для решения задач гидротехнического, мостового и других видов строительства на реках Союза. Сюда относятся: Гидропроект Министерства строительства электростан­ ций СССР и его периферийные отделения, проектные институты Главтранспроекта Министерства транспортного строительства, Союзводпроекта Министерства мелиорации и водного хозяйства

СССР, Гипроводтранс Министерства речного флота РСФСР и дру­ гие организации. Полезную информацию можно получить также в «Указаниях по определению расчетных гидрологических характе­ ристик» (СН 435-72), где в приложениях приведены: физико-гео­ графические зоны территории СССР и районы с расчетными весен­ ними половодьями и дождевыми паводками.

При изысканиях собирают данные наблюдений ближайших к переходу метеостанций, характеризующих климат района (осадки, температуру воздуха, скорость и направление ветра), необходимые для проекта организации строительных работ.

Учет особенностей геологических условий района способствует правильному выбору трассы перехода, заложения опор моста и других элементов мостового перехода. Для этого собирают и изу­ чают материалы геологического и гидрогеологического строения долины и русла реки, выясняют неблагоприятные физико-геологи­

ческие явления	в	районе перехода (тектонику, оползни,	карст
и т. д.).	но	вопросам геологии сосредоточены в	геофон­
Материалы

дах и архивах республиканских, краевых и областных Геологиче­ ских управлений, а также в организациях, выполнявших геологи­ ческие работы при составлении проектов гидротехнических соору­ жений на данной реке.

Для правильного расположения створа проектируемого моста через судоходную реку и назначения судоходных пролетов в бас­

12

сейновом управлении пути Министерства речного флота, которое обеспечивает судоходство на данной реке, получают имеющиеся лоцманские карты и судоходные атласы реки с показанием на них судовых ходов в районе перехода.

При сборе материалов для составления проекта мостового пе­ рехода следует ознакомиться с проектно-изыскательскими материа­ лами ближайших существующих мостов и материалами наблюде­ ний за их работой за время эксплуатации. Такие материалы хра­ нят в службах пути управлений железных дорог, в дистанциях пути, в управлениях шоссейных дорог и. т. л.

Мостовой переход, располагающийся в зоне водохранилища, рассчитывают на условия измененного режима реки. В организа­ ции, эксплуатирующей существующее или проектирующей новое водохранилище, получают материалы, характеризующие бытовой режим реки до постройки плотины и измененный после создания водохранилища.

На основе изучения и обработки собранных в подготовительный период материалов и сведений составляют общее представление

огидрологическом режиме реки, о топографических, климатических

игеологических условиях района мостового перехода.

Изучение собранных материалов дает возможность наметить варианты трассы мостового перехода и ориентировочные проектные решения (длину моста, схему регуляционных сооружений), выявить необходимый объем полевых и камеральных работ по вариантам и составить программу изысканий. '

Объем полевых изыскательских работ зависит от полноты и ка­ чества собранных материалов по району перехода. При наличии полных и надежных материалов объем полевых работ следует со­ кратить, ограничиваясь привязкой их к створу перехода.

Так, например, при наличии плана перехода в нужном масшта­ бе производят контрольные промеры русла в характерных местах (плесы, перекаты и т. д.), а также проверяют плановое положение вогнутых и выпуклых берегов, которые могли измениться вследст­ вие руслового процесса. Имеющиеся геологические разрезы речной долины, совпадающие со створом перехода, проверяют контроль­ ными скважинами. Створы многолетних гидрологических наблюде­ ний обычно не совпадают со створами вариантов перехода, поэто­ му необходимые гидрологические работы выполняют для переноса расчетных расходов и уровней воды на створ перехода.

§ 3. ВЫБОР МЕСТА ПЕРЕХОДА И НАЗНАЧЕНИЕ ЕГО ВАРИАНТОВ

Мостовой переход представляет собой часть проектируемой до­ роги, поэтому район перехода намечается с учетом общего направ­ ления ее. Однако в сложных случаях, например при переходе боль­ ших рек с широкими поймами или глубоких долин, а также по ус­ ловиям соблюдения требований судоходства, предварительно выбирают оптимальный участок реки для расположения перехода, и в таких случаях направление трассы подходов подчиняется вы-

13

Рис. 1-1. План мостового перехода: I и II — варианты трассы

бранному створу перехода. При этом возможно удлинение трассы дороги за пределами границ разлива реки. Как при совпадении местоположения перехода с общим направлением дороги, так и при отклонении трассы к выбранному створу перехода, по топографи­ ческим, гидрологическим, геологическим и другим условиям воз­ никает необходимость изучения ряда вариантов расположения трассы перехода в пределах возможной зоны варьирования. По планам и картам производят камеральное трассирование вариан­ тов перехода и отбирают наиболее конкурентоспособные для по­ следующего полевого трассирования.

Створ перехода надо располагать на участках долины реки с наиболее узкими поймами, расположенными на высоких отметках. Направление створа перехода выбирают нормальным к направле­ нию долины и русла реки и по возможности приближают его к прямой воздушного направления трассы. Углы поворотов трассы в пределах поймы допускают только при их технико-экономическом обосновании. На активно работающей пойме при больших >глах поворота, направленных вниз по течению, образуются водные «мешки», создающие угрозу прорыва насыпи и затрудняющие слив воды с поймы в отверстие моста (рис. Ы , вариант /).

При больших углах поворота, направленных вверх по течению реки, будут возникать интенсивные течения вдоль верховой сторо­ ны насыпи, что требует защиты ее от подмыва (рис. 1-1, вари­ ант II).

При пересечении широких пойм рекомендуется использовать для трассирования перехода попутные возвышенности на поймах (остатки прирусловых валов), избегая пересечения глубоких бо­ лот, староречий и проток.

14

,Перекрытие насыпью староречий и заболоченных ложбин на поймах может вызвать скопление воды в отсеченных насыпью вер­ ховых частях, поднятие уровня грунтовых вод и увеличение забо­ лоченности хозяйственно используемых пойменных угодий. Поэто­ му в проекте необходимо предусмотреть водоотвод из таких замк­ нутых аккумуляторов стока на поймах, пересекаемых мостовым переходом, а также рассмотреть вариант устройства моста-водо­ спуска с укрепленным руслом.

Трассирование мостового перехода, пересекающего реку в районе водохранилища, зависит от того, выше или ниже водохра­ нилища проходит проектируемая дорога. Ниже плотины переход располагают за пределами сосредоточенного размыва русла в кон­ це рисбермы.

При совпадении направления проектируемой дороги со створом существующей или проектируемой плотины целесообразно рассмот­ реть вариант расположения трассы перехода по плотине. Когда переход намечают в пределах основной части водохранилища, огра­ ниченной нормальным подпертым уровнем воды, то в этом случае для створа перехода выбирают наиболее узкое место водохрани­ лища. Если общее направление дороги предопределяет расположе­ ние перехода в хвосте водохранилища, в зоне переменного подпо­ ра, где возможно образование заторов льда, устанавливают грани­ цы заторной зоны и переход располагают за ее пределами.

Лучшим местом для створа перехода селевого водотока будет горный транзитный участок. Узкое горное ущелье в случае вязких селей рекомендуется перекрывать одним пролетом, а в случае тур­ булентного селя, по возможности, большими пролетами.

При необходимости пересечения конуса выноса селевого водо­ тока трассу перехода располагают нормально к образующей конуса по кривой, с углом поворота, равным углу растекания потока на конусе выноса.

При этом селевые русла пересекаются примерно в одном уров­ не; отверстия назначают на наиболее активных руслах. Если такое пересечение конуса невозможно, то обычно назначают одно или два отверстия в наиболее пониженных местах, что сопряжено с устройством системы регуляционных сооружений, направляющих селевые потоки в эти отверстия. Поэтому на крупных активных конусах выноса сравнивают варианты пересечений их и размеще­ ния селепропускных отверстий.

Проектируя мостовой переход рядом с существующим, сравни­ вают варианты расположения створа нового моста выше и ниже существующего. При этом учитывают: конфигурацию русла и прог­ нозируемые размывы его вверх и вниз от существующего моста, наличие и расположение регуляционных сооружений, наличие и состояние укрепления насыпи подходов, а также условия строи­ тельства.

Каждый мостовой переход в той или иной мере стесняет быто­ вой режим реки, поэтому расположение створа перехода должно быть таким, чтобы пропуск расчетного расхода и ледохода под

15

мостом при нормальном движении транспортных средств по дороге были бы обеспечены с наименьшим нарушением бытового гидро^ логического режима реки. Для этого русло реки в месте перехода должно быть устойчивым, плесовым, по возможности прямолиней­ ным, а направления течений в русле и на пойме должны быть примерно параллельными и мало изменяться с изменением уровня воды в реке. Не следует располагать створ перехода на перекатном участке реки, в местах, где образуются заторы и зажоры льда или заломы леса при молевом сплаве, а также в местах, где река де­ лится на рукава или имеет острова.

Во избежание отложения наносов под проектируемым мостом не рекомендуется располагать переход непосредственно ниже устья притока.

Косое расположение мостов допускают как исключение при эко­ номическом обосновании, так как опоры таких мостов способствуют образованию ледовых заторов, заломов сплавляемого леса и кар­ чей, создают косоструйность и увеличивают местный размыв.

Если осуществить нормальное пересечение русла и поймы не­ возможно, то створ перехода через несудоходные реки располага­ ют с учетом относительной мощности руслового и пойменного по­ токов. Если русло реки в бытовом состоянии пропускает примерно 70% расчетного расхода, то створ перехода располагают нормаль­ но к русловому потоку. Если же пойменный расход составляет около 70% от расчетного, то створ перехода располагают нор­ мально к динамической оси пойменного потока. В случае большой извилистости русла, когда переход реки располагается в пределах крутой излучины, следует рассмотреть вариант перехода со спрям­ лением русла реки.

От геологических условий места перехода зависят надежное заложение фундаментов опор моста, устойчивость подходов и других сооружений мостового перехода. При выборе места пере­ хода предпочтение следует отдавать варианту с залеганием корен­ ных пород на более высоких отметках. Следует избегать переходы на участках долины реки, имеющих карсты, оползневые склоны и другие неблагоприятные геологические условия.

Болота и озера на поймах могут иметь глубокое простирание илистых грунтов на дне, что необходимо учесть при составлении индивидуальных проектов пойменных насыпей.

На судоходных и сплавных реках мостовой переход располага­ ют на участках реки, обеспечивающих удобный и безопасный про­ пуск под мостом судов, плотов и караванов барж.

Трассу мостового перехода, а затем и технический проект его согласовывают с бассейновым управлением пути на судоходных реках и со сплавными организациями на реках, где производится сплав леса.

Ось проектируемого моста располагают нормально к направ­ лению хода судов и плотов при средних и низких уровнях воды в русле и при расчетном судоходном уровне воды. Не рекомендует­ ся располагать мост на участках реки, где наблюдается перевал

16

судового хода от одного берега к другому. Расположение маета на судоходной реке в пределах речного порта не должно ухудшить

условий рейдовых операций.

Из изложенного видно, что найти оптимальное решение мосто­ вого перехода можно только в результате изучения и сравнения ряда вариантов перехода по их технико-экономическим показате­ лям. Эти показатели определяются по каждому варианту в преде­ лах расстояния между двумя пунктами, общими для сравниваемых вариантов. Лучшим вариантом мостового перехода будет вариант с наименьшей строительной стоимостью и минимальными ежегод­ ными эксплуатационными расходами, которые находятся в прямой зависимости от длины дороги. Отклонение трассы дороги от ее об­ щего направления для пересечения реки в более удобном месте может иногда значительно снизить первоначальные капиталовло­ жения на сооружение мостового перехода, но вызываемое при этом удлинение дороги увеличит ежегодные эксплуатационные расходы. Сравнение вариантов трассы мостового перехода производят по методике, изложенной в гл. XVI.

Принятую в техническом проекте трассу мостового перехода, размещение на нем водопропускных отверстий и прогнозируемые

изменения	гидрологического режима в районе перехода		согласо­
вывают с	местными сельскохозяйственными,	лесохозяйственными
и другими	организациями, эксплуатирующими	водоемы	и земли,

занимаемые под сооружения мостового перехода, включая спрям­ ления русла, водоотводы на пойме и прочие сооружения, связан­ ные со строительством мостового перехода.

Нередки случаи, когда отсутствие такого согласования или формальное проведение его приводило к нарушениям условий экс­ плуатации водоемов и земельных угодий после сооружения мосто­ вого перехода и вызывало значительный материальный ущерб для заинтересованных организаций.

Г л а в а II. ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

§ 4. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ

Подготовительные работы являются начальным периодом изыс­ каний, в который собирают материалы предшествующих изыска­ ний и аэрофотосъемок, топографические карты, планы, данные о местоположении постоянных и временных реперов, марок, пунктов триангуляции и других геодезических знаков и сведения об их пла­ новом и высотном обосновании.

При недостаточном количестве топографических материалов или их отсутствии производят заявки на их получение в соответст­ вующие организации. В этот период намечают работы, необходи­ мые для плановой и высотной привязок проекта мостового перехо­ да от существующих опорных пунктов.

17

Впоследнее время на наиболее крупных и сложных переходах применяют аэросъемочные работы. Наряду с этими работами мо­ гут выполняться и аэрогидрометрические измерения.

Вподготовительный период намечается возможность и необхо­ димость выполнения одного из этих видов работ и производится его подготовка.

Подготовительные аэросъемочные работы предусматривают по­

лучение разрешения на их выполнение, организацию договора на аренду самолета или вертолета и подготовку проекта залетов. Ис­ ходя из наличия топографических материалов и материалов аэро­ фотосъемок прошлых лет, а также от длины подходов и размеров обследуемого участка реки, устанавливают необходимость выпол­ нения маршрутной или площадной аэрофотосъемки.

При оформлении договора на аренду самолета или вертолета необходимо в отдельных случаях их переоборудовать для сброса грузов с индикатором или поплавков и установки фотоаппаратуры, что также должно быть предварительно согласовано.

Для выполнения аэрогидрометрических работ должны быть за­ ранее подготовлены поплавки или сосуды с индикатором, потреб­ ность в которых определяется в зависимости от количества наме­ ченных к исследованию поперечных створов реки, их ширины и расстояний между промерными вертикалями по ширине створа (ем. § 10).

В подготовительный период определяют потребное количество поплавков, сосудов с индикатором и устанавливают необходимое количество обслуживающего персонала.

Для составления проекта залетов по аэрофотосъемке должен быть задан район обследования или маршрут с указанием крупных ориентиров залета. Для проекта залетов по аэрогидрометрическим работам производят заранее выбор расчетных створов, в конце ко­ торых разбивают базисы с высотной и плановой привязкой и за­ креплением на местности.

Если контурная часть топографических материалов плохая или ее нет1вообще, то производят маркировку базисов, которые нужны для аэрогидрометрии. Если в дальнейшем предусматривается эхолотирование по заданному поперечному створу реки, то базис за­ ранее закрепляется на местности. До начала аэросъемочных работ производят обозначение главных ориентиров залета в район наме­ ченных базисов. Если хороших контуров и ориентиров на топогра­ фической основе нет, тонеобходимо предусматривать проложение базиса на местности в виде теодолитно-нивелирного магистрально­ го хода с маркировкой опознаков. Длину этого хода устанавливают из расчета двух базисов на один маршрут залета по концам каждо­ го маршрута. Длину базиса принимают в зависимости от масштаба съемок.

Перед началом производства полевых работ составляют про­ грамму и определяют состав работ, укомплектовывают полевые под­ разделения личным составом, геодезическим и прочим полевым оборудованием.

18

§5. СЪЕМКИ ПЛАНОВ, СТВОРОВ И ПОПЕРЕЧНИКОВ

Всостав топографо-геодезических работ по трассе основного и конкурирующих вариантов больших мостовых переходов входят уг­ ломерные работы, промеры линий с разбивкой пикетажа, продоль­ ное нивелирование для съемки поперечных профилей, морфостворов и живых сечений русла реки, плановое и высотное закрепление трассы, съемка общего ситуационного плана перехода и детальных планов в горизонталях по всем вариантам, съемка месторождений строительных материалов, резервов грунта, площадок под строи­ тельные конструкции и комплексы дорожно-эксплуатационной службы.

Топографо-геодезические работы на мостовых переходах связа­ ны с необходимостью изучения гидрологических и геологических условий реки и речной долины в районе перехода и его вариантов. Поэтому выполняют промеры глубин по главному руслу, протокам, озерам для составления плана дна русла, работы, связанные с оп­ ределением продольного и поперечного уклонов и передачи отметок на водомерные посты и рейки, закрепление створа мостового пере­ хода, съемку направления струй и судового хода, нивелировку то­

чек УВВ прошлых паводков и работы, связанные с обследованием существующих сооружений.

При назначении методов выполнения топографо-геодезических работ и масштабов съемок учитывают сезоны года, характеристику рельефа, ситуацию местности, гидрографические условия района перехода, наличие материалов прошлых лет, тип русловых процес­

сов и сроки проведения работ.
Способ производства	топографо-геодезических работ зависит
от требуемой точности	данных, стадии проектно-изыскательских

работ. Применение аэрометодов оказывается целесообразным при ситуационных съемках больших переходов. Для съемки детальных планов аэрометоды применяют на отдельных больших переходах или одновременно на ряде средних и больших переходах, пересека­ емых трассой.

Топографо-геодезические работы при изысканиях мостовых пе­ реходов выполняют в соответствии с требованиями инструктивных документов по их производству.

Независимо от размеров перехода и стадии проектирования со­ ставляют ситуационный план района перехода, детальный план в горизонталях и при необходимости план бассейна реки. Каждый из этих планов предназначается для решения вопросов, возникающих в процессе проектирования. Планы мостовых переходов являются документами, обосновывающими правильность положения трассы ^мостового перехода, расположение отверстий водопропускных со­ оружений, количество и местоположение вариантов перехода.

План бассейна реки предназначается для характеристики гид­ рологических условий формирования максимального стока при расгчете максимальных расходов воды. План бассейна составляют по фонографическим картам мелкого масштаба с нанесением на них

19

линий водоразделов, пунктов гидрометрических наблюдений. Мас­ штаб планов бассейнов определяется наличием картографических; материалов на больших реках от 1 : 1 000 000 и до 1 : 5 000 000, на средних и малых— 1 : 100000— 1 : 500 000.

По ситуационному плану оценивают правильность выбора трас­ сы перехода и его вариантов, схемы расположения регуляционных сооружений, увязки гидрометрических и морфометрических створов с трассой перехода. Ситуационный план перехода служит топогра­ фической основой для геоморфологического обследования района изысканий и инженерно-геологической съемки, а также для пра­ вильного назначения карьеров или резер(вов грунта для гидромеха­ низированного способа возведения насыпей подходов и строитель­ ных площадок. Масштаб ситуационного плана устанавливают в за­ висимости от размеров реки. На больших мостовых переходах мас­ штаб ситуационного плана принимают 1: 5000— 1: 25000.

На малых и средних реках снимают только детальный план. На особо крупных переходах масштаб ситуационных планов может быть менее 1 :25 000. Его определяют в зависимости от наличия картографического материала и конкретных условий.

При съемке ситуационных планов используют аэрофотосъемку, наземные съемки, различные топографические и картографические, материалы.

Ситуационная съемка по направлению трассы мостового пере­ хода производится не менее чем на ширину разлива паводковых вод при расчетном уровне с запасом по высоте 1,0— 1,5 м, вверх по

течению от оси перехода на расстояние 0,5— 1,5 ширины разлива, вниз — на 0,5— 1 ширину разлива.

Границы съемки ситуационного плана уточняют на месте, исхо­ дя из необходимости размещения на плане вариантов перехода, морфостворов и ситуационных характеристик, освещающих условия протекания водного потока в районе изысканий. Если расстояние между створами крайних вариантов превышает 2,5 ширины разли­ ва, сплошную съемку не производят. В этом случае дополнительно к ситуационному плану составляют схему вариантов с использова­ нием топографических карт.

Детальный план предназначается для проектирования моста, подходов, регуляционных сооружений, срезки грунта, берегоукрепи­ тельных и других работ. Детальный план должен подробно отра­ жать рельеф местности, русла и пойм, а также ситуацию в преде­ лах расположения проектируемых сооружений мостового перехода.

При отсутствии топографических материалов в районе изыска­ ний или их недостаточности, а также при сложном пересечении реч­ ной долины возникает необходимость съемки детального плана очертаний берегов русла для окончательной укладки трассы мосто­ вого перехода.

Съемку детальных планов мостовых переходов производят в масштабах 1: 1000— 1: 2000 в зависимости от размеров реки и рас­ положения проектируемых сооружений. Сечения рельефа для мас­ штаба 1 : 1000 принимают 1,0— 1,5 м, для масштаба 1: 2000— 1 м.

20