База нормативной документации: www.complexdoc.ru

зонами и подзонами; 17 - граница между зонами криопэгов; 18 - граница распространения сингенетически промерзших отложений с повторножильными льдами; 19 - граница субгляциальной криолитозоны мощностью от 0 до 500 м и более, tср ММП от 0 до минус 12°С

Главной особенностью территорий зоны вечной мерзлоты является то, что их освоение сопровождается образованием термокарстовых озер из-за таяния мерзлых грунтов и вытаивания жильных и погребенных льдов при нарушении мохорастительного покрова.

Передвижение по таким местам с тяжелой техникой наносит непоправимый ущерб территориям, это ограничивает возможные сроки сообщения между населенными пунктами.

Почти полное отсутствие дорог на большей части территории Сибири и Крайнего Севера затрудняет развитие этих регионов и доставку любых грузов, даже самых необходимых, жизненно важных продуктов жизнедеятельности местного и приезжего населения. Связь между населенными пунктами бывает возможной только по зимним дорогам (автозимникам, ледовым переправам).

19.2. Дорожно-климатическое районирование первой зоны - зоны вечной мерзлоты России

Разнообразие природно-климатических условий России учитывают с помощью дорожно-климатического районирования (ДКР), получившего в разные периоды отражение в нормативных документах (ВСН 84-62, ВСН 84-75, ВСН 46-83, СНиП

2.05.02-85, ВСН 84-89, ОДН 218.046-01 и др. [11, 15, 16, 24, 26, 29]. Многолетний опыт применения существующего дорожно-климатического районирования выявил, что оно не удовлетворяет в полной мере практике изысканий, проектирования дорог, особенно в районах с наличием многолетнемерзлых грунтов и требует дальнейшего уточнения и детализации. Целесообразно территорию России разделить на два региона [12, 13, 19, 21, 22, 47]:

1-й основной, особенностью которого является сезонное промерзание грунтов (~ 30-35 % территории России);

2-й, в котором поверхностный слой грунтов протаивает летом на некоторую глубину (сезонное оттаивание грунтов), а остальную часть года находится в мерзлом состоянии (~ 65-70 % территории России занимает вечная мерзлота (рис. 19.1) [33].

Линией раздела регионов следует считать границу распространения многолетнемерзлых грунтов на территории России.

863

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

ВСеверном полушарии Земли вечная мерзлота занимает более 22 млн. км:, из которых на долю территории бывшего СССР приходилось более половины (11,454 млн. км:), а в современной Российской Федерации превышает 65 % ее территории,

втом числе занимает 85 % территории Сибири, 95 % республики Саха-Якутия [33] (см. рис. 19.1, табл. 19.1).Изучение природных условий зоны вечной мерзлоты показало, что на ее территории отчетливо выражено зональное изменение основных физико-географических факторов. Это диктует необходимость деления территории зоны вечной мерзлоты на подзоны. На основе исследований, проведенных Омским филиалом СоюздорНИИ (на дорогах Сибири и Крайнего Севера, в Якутии, Бурятии и других регионах с участием МАДИ (д-р техн. наук, проф. Н.А. Пузаков), ОмСХИ (д-р с/х наук, проф. B.C. Мезенцев), ВОЛАТТ (д-р техн. наук, проф. И.А. Золотарь) и результатов многолетних наблюдений (мониторинг дорог) за мерзлотным режимом на постах и опытных участках автомобильных дорог, зона вечной мерзлоты была разделена на фи характерные подзоны.

Внастоящее время границы этих подзон значительно уточнены (рис. 19.2) автором настоящего раздела с учетом последних карт мерзлотоведов (рис. 19.1) на основе исследований проф. В.А. Давыдова (рис. 19.2). При этом названия подзон были сохранены аналогично предыдущим публикациям и нормативно-техническим документам (ВСН 84-75, ВСН 84-89) [29], однако при этом значительно уточнены границы подзон с конкретным указанием географических названий мест («Малая»* таблица районирования, табл. 19.2) [47]:

864

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Рис. 19.2. Схематическая карта дорожно-климатического районирования зоны вечной мерзлоты (по В.А. Давыдову)

Первая подзона I1 - Северная подзона низкотемпературных многолетнемерзлых грунтов (НТММГ) сплошного распространения с высокой влажностью грунтов сезоннооттаивающего слоя (влажность грунтов выше предела текучести, > Wтек);

Вторая подзона I2 - Центральная подзона (НТММГ) сплошного распространения с умеренной влажностью грунтов сезоннооттаивающего слоя, Wотн = (0,7-1) Wтек;

Третья подзона I3 - Южная подзона высокотемпературных многолетнемерзлых грунтов (ВТММГ) сплошного и островного распространения с умеренной влажностью грунтов сезоннооттаивающего слоя, Wотн = (0,7-1) Wтек.

Всвязи со значительной громоздкостью (из-за перечисления множества населенных пунктов и географических названий) «Большая» таблица дорожноклиматического районирования здесь не приведена в полном объеме: она имеется в научном отчете отдела № 31 ГП «Росдорнии». Выполнить это деление на подзоны

внастоящее время представилось возможным, учитывая исследования мерзлотоведов, наличие карт распространения многолетнемерзлых грунтов на территории бывшего СССР, например, в 1991 году была подготовлена обобщенная карта «Геокриологическая карта СССР» (масштаб 1:2 500 000), разработанная кафедрой геокриологии МГУ им. М.В. Ломоносова. Основными разработчиками и составителями карты являются: Э.Д. Ершов, К.А. Кондратьева, С.А. Замолотчикова, Н.И. Труш, Е.Н. Дунаева, А.В. Гаврилов, В.Е. Афанасенко, С.Ф. Хруцкий и др. [33].

Воснову дорожно-климатического районирования положены факторы, оказывающие решающее влияние на устойчивость дорожных конструкций в данной зоне:

вид грунта сезоннооттаивающего слоя и его влажность;

характер распространения многолетнемерзлых грунтов и их температура;

мощность слоя сезонного оттаивания;

среднегодовые температуры воздуха;

рельеф местности;

гидрология.

Совокупность этих признаков обусловлена сочетанием климатических, грунтово-гидрогеологических и мерзлотных особенностей и присуща в

865

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

определенной степени природным ландшафтам и рельефу земной поверхности. Действительно, каждый природный ландшафт является уникальным, обладающим неповторимой в целом совокупностью физико-географических условий, а также типичным и наиболее распространенным комплексом природных и территориальных особенностей. Поэтому для выделения границ подзон за основу взяты границы зональных типов ландшафтов.

В схеме деления территории зоны вечной мерзлоты на дорожно-климатические подзоны (см. рис. 19.2) принята нумерация подзон I1, I2, I3, обозначающая: первую подзону первой дорожно-климатической зоны (ДКЗ); вторую подзону первой ДКЗ; третью подзону первой ДКЗ. Такая нумерация подзон позволяет сохранять общепринятые названия дорожно-климатических подзон (см. ВСН 84-89, ОДН 218.046-01 и др.). Характеристика природных условий и примерные географические границы районов приведены в «Малой» таблице районирования,

табл. 19.2 [47]:

Таблица 19.2.

Характеристика и границы подзон I дорожно-климатической зоны (ДКЗ) - зоны вечной мерзлоты России («Малая таблица»)

Подзоны 1 ДКЗ - зоны	Характеристика природных
	мерзлотно-грунтовых	Примерные границы подзон
вечной мерзлоты	условий
1	2	3
I1 - Северная	Сплошное	Включает зону тундры и
подзона	распространение	лесотундры с пятнистым
низкотемпературных	многолетнемерзлых	микрорельефом. Северная
многолетнемерзлых	(вечномерзлых) грунтов	подзона включает Крайний
грунтов (НТММГ)	мощностью от 200 до 900 м и Север Архангельской и
сплошного	более. Среднегодовая	Мурманской областей, сев.
распространения	температура вечномерзлых	оконечность п-ова Канин (в
	грунтов колеблется от минус	т.ч. возв. Канин Камень),
	3-5 до минус 12°С и ниже.	Земли Франца-Иосифа,
	Глубина сезонного	Новую Землю, о. Колгуев,
	оттаивания от 0,2 до 2 м	центральные и северные
	(преимущественно менее 1	части Малоземельской и
	м). Высокое содержание в	Большеземельской тундры.
	вечномерзлых грунтах льдов	Крайний Север Ненецкого

866

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

различных типов и их неглубокое залегание. Грунты глинистые, пылеватые, иловатые, тундровые и болотные со среднегодовой суммарной влажностью более предела текучести. Рельеф - равнины и низменности.

национального округа (Нарьян-Мар), о. Вайгач, п- ов Югорский (р-н Амдермы). хр. Пай-Хой. о. Белый, п-ов Ямал. Полярный Урал, северную часть Ямало-Ненецкого автономного округа, п-ов Тазовский, п-ов Гыданский. Гыданскую гряду, п-ов Явай, п-ов Мамонта, о. Сибирякова. острова Шокальского. Олений, Сибирякова. Диксон. п-ов Таймыр, горы Бырранга. Таймырский (ДолганоНенецкий) авт. округ. Крайний Север ЗападноСибирской равнины. Северо-Сибирскую низменность. Игарку, Норильск, Талнах. северную часть плато Путорана. о-ва Арктического института, о- ва Сергея Кирова, архипелаг Норд Шельда, Северную Землю, п-ов Челюскин, северную часть СреднеСибирского плоскогорья, Анабарское плато, Крайний Север Саха-Якутии, Центрально-Якутскую равнину (северную часть Ленского бассейна стока, севернее Кыстатыама), о-ва Де Лонга, о-ва Анжу, Новосибирские о-ва, Ляховские о-ва, Берег Ойогос-Яр, ЯноИндигирскую низменность, Яно-Индигирские бассейны стока, Момо-Селенняхскую впадину, хр. Иргичинский,

867

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

		хр. Селенняхский, хр.
		Нэмкученский, хр. Кюн-Тас,
		кряж Полоусный,
		Кондаковское плоскогорье,
		кряж Улахан-Сис, кряж
		Суор-Уята, Алазейское
		плоскогорье, Колымскую
		низменность. Медвежьи
		острова, кряж Осалинский,
		Юкагирское плоскогорье,
		хр. Олойский, хр.
		Анюйский, Анадырское
		плоскогорье, Чукотский авт.
		округ., хр. Пэнульней,
		Чукотское нагорье, хр.
		Эквыватапский, о. Врангеля.
		Чукотский п-ов, хр.
		Пэнульней, бассейн стока р.
		Анадырь, Анадырскую
		низменность, северные
		офоги Корякского нагорья.
Центральная	В основном сплошное	Включает частично
подзона I2 -	распространение	тундру, таежную зону, зону
низкотемпературных	многолетнемерзлых грунтов	смешанных лесов (Сибири),
многолетне -мерзлых	- ММГ (вечномерзлых -	лесостепи и частично степи
грунтов (НТММГ) в	ВМГ) мощностью от 50 до	(р-ны Прибайкалья, южную
основном сплошного	400 м. Среднегодовая	часть Забайкалья, южные р-
распространения	температура ММГ грунтов	ны Читинской области),
	колеблется от минус 1 до	огромные горные
	минус 5°С. Глубина	территории (Средней и
	сезонного оттаивания	Восточной Сибири,
	грунтов от 0,8 до 3 м.	Дальнего Востока).
	Грунты скальные,	Центральная подзона
	щебенистые, гравийно-
	галечниковые и глинистые	включает северо-восточную
	со среднегодовой суммарной	часть Кольского п-ова
	относительной влажностью	(Мурманская обл.),
	от 0,7 до предела текучести,	северную часть
	Wотн = (0,7-1) Wтек. Рельеф	Архангельской обл.,
	в основном гористый,	центральные и южные р-ны
	частично нагорья и	Ненецкого авт. округа,

868

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

сглаженный равнинный.	северные р-ны Республики
Интенсивное развитие	Коми, Приполярный Урал,
криогенных процессов	центральные и южные р-ны
	Ямало-Ненецкого авт.
	округа, Полуйскую
	возвышенность, северные и
	центральные р-ны Ханты-
	Мансийского авт. округа.
	Сибирские увалы,
	Верхнетазовскую
	возвышенность, зону
	смешанных лесов Западно-
	Сибирской равнины,
	центральную и южную
	части плато Путорана,
	Средне-Сибирское
	плоскогорье. Приленское
	плато, Становое нагорье, хр.
	Становой, хр. Верхоянский,
	хр. Сунтар-Хаята, хр.
	Черского, лесостепи и
	частично степи (р-н
	Прибайкалья, юг Забайкалья
	и далее уходит в
	Монголию), западную,
	северную и центральную
	части Читинской обл.,
	северную часть Амурской
	обл.; западные,
	центральные, южные и
	восточные р-ны Саха-
	Якутии; северные, западные,
	центральные р-ны
	Хабаровского края;
	западные, центральные,
	северные р-ны Магаданской
	обл., Корякский авт. округ,
	южную и восточную
	части Корякского нагорья.

869

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

		Центральная подзона с
		севера ограничена первой
		подзоной.
I3 - Южная подзона	Преимущественно	Включает таежные,
высокотемпературных	островное распространение	лесостепные и степные
многолетнемерзлых	многолетнемерзлых грунтов	зоны, побережье Охотского
грунтов (ВТММГ)	- ММГ (вечномерзлых -	моря (восточные районы
частично сплошного	ВМГ) мощностью от 50 до	Магаданской обл., северные
(северные р-ны	100 м. Среднегодовая	и восточные районы
подзоны), в основном	температура ММГ выше	Хабаровского и
островного	минус 1°С. Глубина	Приморского краев),
распространения	сезонного оттаивания	северную и центральную
(южные р-ны	достигает 3,5-4 м и более.	часть п-ова Камчатка.
подзоны)	Грунты пылеватые,	Южная подзона
	глинистые, песчаные,	расположена севернее
	торфоглинистые в западной	южной географической
	части подзоны и	границы зоны вечной
	щебенистые, галечниковые и	мерзлоты на Кольском п-ове
	глинистые в восточной части	и далее в Европейской части
	подзоны со среднегодовой	России, на Дальнем Востоке
	суммарной относительной	и севернее южной
	влажностью от 0,7 до	государственной границы с
	предела текучести, Wотн =	Казахстаном, Монголией и
	(0,7-1) Wтек. Рельеф	Китаем в Восточной Сибири
	равнинный в западной части	и на Дальнем Востоке.
	подзоны и горный или	Включает северную и
	холмистый - в восточной.	центральную часть п-ова
		Камчатка, северную часть о-
		ва Сахалин, горы Сихотэ-
		Алинь (Приморский и
		Хабаровский края). Имеются
		высокотемпературные
		многолетнемерзлые грунты
		(ВТММГ) на Курильских о-
		вах: Атласова, Парамушир.
		Онекотан, Симушир, Уруп,
		Итуруп, Кунашир и др.
II1 - Северная	Образование перелетков,	Прилегающая к южной
подзона	нередко возникающих на	географической границе

870

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

II ДКЗ	глубине сезонно
	замерзающих слоев грунта в
	районах с континентальным
	и резкоконтинентальным
	климатом, с отрицательной
	среднегодовой температурой
	воздуха (ниже минус 0°С).

зоны вечной мерзлоты. Северная подзона IIДКЗ включает юго-западную часть Мурманской области, северо-восточную часть Архангельской обл., центральные и восточные районы Республики Коми, северные районы Свердловской области, югозападные районы ХантыМансийского авт. округа, центральные и восточные районы Тюменской обл., северные р-ны Омской обл., западно-центрально- восточные районы Томской области, юго-западный район Красноярского края. В Еврейском авт. округе, в Хабаровском и Приморском краях все площади, не занятые ММГ, до границ с Китаем и Кореей; в южных районах п-ова Камчатка, в центральных и южных районах о-вов Сахалин и Курильских, все площади, не занятые ММГ.

Пр и м е ч а н и я:

1.Границы намечены примерно, их следует корректировать в процессе проектно-изыскательских работ в соответствии с характеристикой условий местности и многолетнемерзлых грунтов (см. текст и настоящую таблицу); Огромнейшие территории, занятые многолетнемерзлыми (вечномерзлыми) грунтами, могут иметь дополнительные уточнения по отдельным регионам;

2. В горных районах в связи с вертикальной зональностью необходимо учитывать изменения природно-климатических условий по мере увеличения высоты пояса;

3. В гористой местности многолетнемерзлые грунты обычно встречаются на заболоченных участках, на склонах северной экспозиции и в пониженных затененных местах.

871

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Наиболее неблагоприятной для дорожного строительства является первая Северная подзона (I1), где широко распространены жильные и погребенные льды, близко залегающие к поверхности земли. Здесь, в большинстве мест необходимо проектировать и строить дороги с минимальным нарушением естественного режима территории, используя, как правило, первый принцип (с вариантами) проектирования и строительства дорог, т.е. сохранение мерзлоты в основании насыпи в течение всего периода эксплуатации дороги.

Природно-климатические условия второй Центральной подзоны (I2) более стабильны, предсказуемы и позволяют проектировать земляное полотно по второму принципу с допущением оттаивания грунтов основания под насыпью и учетом возникающих при этом деформаций дорожного покрытия.

Третья Южная подзона (I3) высокотемпературных многолетнемерзлых грунтов (пород) - ММГ (ММП), в основном, островного распространения кажется наиболее благоприятной для дорожного строительства, однако это обманчивое впечатление. Здесь очень трудно определить наличие и характер мерзлоты: вечномерзлые грунты встречаются или в виде сплошной высокотемпературной вечной мерзлоты, или в виде отдельных мерзлых островов среди талой толщи грунта.

В горных районах в связи с вертикальной зональностью необходимо учитывать изменение природно-климатических условий по мере увеличения высоты пояса. В гористой местности вечномерзлые грунты обычно встречаются на заболоченных участках, склонах северной экспозиции и в пониженных затененных местах.

Земляное полотно на участках островной мерзлоты следует проектировать и строить по третьему принципу, т.е. с обеспечением предварительного оттаивания грунтов основания под насыпью (примерно за год до возведения земляного полотна) и подготовки дорожной полосы, включая осушение.

Кроме того, выделена Северная подзона II ДКЗ - (II1), примыкающая к южной границе с наличием вечной мерзлоты островного типа, с высокотемпературными пластично мерзлыми грунтами (см. рис. 19.2). Здесь происходит образование «перелетков», нередко возникающих на глубине сезонно замерзающих слоев грунта в районах с континентальным и резко-континентальным климатом, с отрицательной среднегодовой температурой воздуха (ниже минус 0°С).

Для более детальной характеристики условий района проложения трассы автомобильной дороги принято делить его на участки (типы местности) по характеру поверхностного стока и степени увлажнения. Такое деление на типы местности возможно также для зоны вечной мерзлоты с учетом дополнений, отражающих специфические, мерзлотно-грунтовые условия этой зоны (табл. 19.3), которые в свою очередь, определяют выбор и расчет дорожных конструкций.

Таблица 19.3.

872

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Типы местности по характеру поверхностного стока, степени увлажнения и мерзлотно-грунтовым условиям

Типы	Условия увлажнения	Характерные признаки
местности
1-й (сухие	Без избыточного	Каменистые возвышенности, крутые
места)	увлажнения.	склоны сопок, песчаные и гравийно-
	Поверхностный сток	галечниковые косы с мощностью сезонно
	обеспечен. Естественная	оттаивающего слоя более 2,5 м. Грунты
	относительная влажность	гравийно-галечниковые, песчаные, а также
	грунтов менее 0,8 от	супесчаные, глинистые, непросадочные и
	предела текучести.	малопросадочные*.
2-й	Избыточное увлажнение в	Плоские водоразделы, пологие склоны гор
(сырые	отдельные периоды года.	и их шлейфы с мощностью сезонно
места)	Поверхностный сток не	оттаивающего слоя от 1,0 до 2,5 м. Грунты
	обеспечен. Естественная	глинистые, просадочные*.
	относительная влажность
	грунтов от 0.8 до предела
	текучести.
3-й	Избыточное постоянное	Мари, заболоченные тальвеги, замкнутые
(мокрые	увлажнение. Водоотвод не	впадины с развитым мохоторфяным
места)	обеспечен.	покровом и малой мощностью (до 1 м)
	Надмерзлотные и	сезонно оттаивающего слоя. Грунты
	длительно стоящие (более	глинистые, сильно просадочные и
	20 суток) поверхностные	чрезмерно просадочные*, содержащие в
	воды. Естественная	пределах двойной мощности сезонно
	относительная влажность	оттаивающего слоя линзы льда толщиной
	грунтов выше предела	более 10 см.
	текучести.

*) Грунты подразделяются по категориям просадочности:

I категория - условно непросадочные при относительной степени просадочности d = 0-0,01;

II категория - малопросадочные - при d = 0,01-0,1;

III категория - просадочные - при d = 0,1-0,4;

873

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

IV категория - сильно просадочные - при d = 0,4-0,6;

V категория - чрезмерно просадочные - при d = 0,6-1,0.

Степень просадочности d определяется по формуле:

где

gТН - объемный вес скелета талого грунта, оттаявшего под нагрузкой 1 кгс/см2 = 9,80665×104 н/м2;

gМ - объемный вес скелета грунта в мерзлом состоянии, г/см3.

Таким образом, территория многолетнемерзлых пород для целей транспортного строительства разделена на фи подзоны: Северная подзона низкотемпературных многолетнемерзлых грунтов (НТММГ) сплошного распространения, Центральная подзона низкотемпературных многолетнемерзлых грунтов (НТММГ) преимущественно сплошного распространения и Южная подзона высокотемпературных многолетнемерзлых грунтов (ВТММГ) преимущественно островного распространения.

В Северной и Центральной подзонах в основном это сливающаяся мерзлота, а в Южной - несливающаяся (рис. 19.3).

Это районирование может быть названо макрорайонированием, более детальное микрорайонирование следует разрабатывать в процессе изысканий вдоль трассы будущей дорога с учетом конкретных мерзлотно-грунтовых и инженерногеологических условий.

874