КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О СООРУЖЕНИИ ПЕРЕХОДОВ ЧЕРЕЗ РЕКИ
3.1. Назначение и виды сооружений переходов
Инженерные сооружения, служащие для перевода через реки в местах их пересечения каналов, дорог, трубопроводов разного назначения (нефте- и газопроводов, шламопроводов и др.), высоковольтных линии электропередачи, называют инженерными переходами.
При пересечении рек каналами в качестве инженерных сооружений переходов применяют акведуки и дюкеры. .Мелкие водотоки под каналами пропускают с помощью трубчатых переходов. При пересечении рек трубопроводами последние усиляются или их конструкция видоизменяется.
Совокупность инженерных сооружений, служащих для перевода дороги через реку или другое естественное (искусственное) препятствие, называют мостовым переходом.
В селеопасных районах при пересечении русел водопроводящим и сооружениями, дорогами, нефте- и газопроводами селевые потоки пропускают над ними с помощью сел едунов (селепроводов). Пропускать селевые потоки под указанные сооружения обычно не рекомендуется.
Дюкер, или обратный сифон. Это сооружение предназначается для пропуска естественного или искусственного водотока под другим водотоком при сравнительно небольшой разности их уровней. Дюкер является напорным участком безнапорного водопроводящего сооружения (капала или лотка) при пересечении им водотока. Дюкеры сооружают как для пропуска расхода канала или лотка под рекой, так и для пропуска реки под каналом. Недостатком дюкера в первом случае является наличие в нем местных потерь напора (на вход и выход), а также увеличение потерь напора
по длине, что влечет за собой повышение стоимости водопроводящего сооружения. Недостатком дюкера во втором случае является почти неизбежная возможность его засорения, особенно если водоток несет много влекомых наносов.
Дюкер состоит из входного оголовка (раструба), обеспечивающего переход от поперечного сечения канала (лотка) к поперечному сечению дюкера, проточной части (обычно трубы), криволинейной или ломаной в вертикальной плоскости, и выходного оголовка, обеспечивающего переход от сечения дюкера к сечению канала на противоположном берегу (рис. 3.1).
Для пропуска больших расходов дюкер делают в виде нескольких труб, уложенных рядом и объединенных в общую конструкцию. Во входном и выходном оголовках устраивают затворы или шандоры, чтобы иметь возможность производить ремонт каждой трубы без перебоев работы всего сооружения.
Акведуки и мосты-каналы. Пересечение водотоков водопроводящими сооружениями, особенно когда первые имеют высокие берега, выполняют с помощью акведуков или мостов-каналов, которые могут быть дешевле дюкеров. Акведук представляет собой лоток обычно прямоугольного сечения и выполняется в виде балочной, арочной или висячей конструкции из железобетона, металла, реже из дерева.
Акведуки большого поперечного сечения называют мостами- каналами. в частности в случаях, когда они входят в состав судоходных каналов.
Акведук для водотока-канала обычно состоит из следующих конструктивных элементов: входного и выходного переходных участков, обеспечивающих плавный переход от трапецеидального поперечного сечения канала к прямоугольному сечению лотка акведука, пролетного строения, несущего на себе лоток, береговых устоев и промежуточных опор, несущих (поддерживающих) пролетное строение.
Известны акведуки, пропускающие расходы воды в сотни кубических метров в секунду. При небольших пролетах пролетное строение акведуков выполняют балочным (рис. 3.2). используя стенки акведука в качестве несущих балок. У акведуков, пересекающих крупные водотоки, пролетное строение выполняют арочным или многоарочным; арки поддерживают лоток акведука.
Увеличение скоростей в лотке акведука позволяет существенно уменьшать площадь его поперечного сечении и удешевлять стоимость всего сооружения. В то же время увеличение перепада уровней в начале и конце акведука для получения большой скорости требует соответствующего изменения продольного профиля и заглубления канала.
Трубчатые переходы. Переходи этого типа сооружают при пересечении рек трубчатыми напорными водоводами, нефте- и газопроводами. Они могут быть трех видов: как дюкеры — трубопровод укладывают в достаточно глубокую траншею, проложенную в берегах и в дне реки; как акведуки—трубопроводы разметают на специально устраиваемых переходах; арочные трубопроводы изгибают над водным объектом выпуклостью вверх. В случае арочного перехода трубопровод работает как несущая арка, загруженная собственной массой, массой находящейся в трубопроводе воды (нефти), и давлением ветра, передавая всю нагрузку на береговые опоры, выполняемые в виде достаточно больших бетонных массивов.
При проектировании подводных напорных трубчатых переходов, согласно CНиП 11-Д. 10-62, необходимо располагать трубопроводы на глубине не менее 0,5 м от уровня возможного размыва дна до верха трубы. При соблюдении этого условия на заглубленный трубопровод нс воздействует ноток воды и исключаются его механические повреждения.
В нашей стране построены крупнейшие трубчатые переходы нефте- и газопроводов в виде дюкеров через реки Волгу, Обь, Амур и др.; протяженность некоторых из них достигает 3 км. Имеются вантовые (висячие) переходы — акведуки газопроводов через реки Амударью, Волхов и другие пролетами до 400 м. При пересечении железных дорог каналом Северский Донец Донбасс акведуки выполнены из стальных труб в виде самонесущих арок.
Безнапорные трубы-переходы применяют при пропуске малых водотоков под каналы в дамбах, когда сооружение акведука дороже, а в устройстве дюкера нет надобности, поскольку нижний конец трубы может быть выпущен непосредственно в русло водотока или с помощью соединительного отводящего канала в ближайшее понижение местности. В этом случае трубы выполняют железобетонными, овоидальных (с днищем в виде обратной арки-свода) или прямоугольных (квадратных) сечений только с одним верховым оголовком, а за трубой устраивают водобой-гаситель.
В зависимости от требуемой пропускной способности трубы выполняют одно-, двух- и трехочковыми.
Селепроводы (селедуки).
Селепровод обычно представляет собой железобетонный лоток с большим уклоном, нужного поперечного сечения и с достаточно высокими стенками, «переброшенный» на опорах через защищаемый от селевого потока объект (канал, дорога, трубопровод). Входной раструб лотка имеет открылки большой протяженности, назначение которых перехватить селевой поток по всей ширине и направить селевую массу в селепровод.
Компоновка селепровода в плане (рис. 3.3) и но высоте должна исключать возможность образования заторов селевой массы как в пределах самого сооружения, так и на подходе к нему и за ним.
Уклоны в подводящем русле селепровода, в лотке и в отводящем русле должны быть равны или больше среднего уклона селевого русла.
Компоновка селепровода совместно со струенаправляющими и защитными дамбами — очень сложная техническая задача, которая может быть успешно решена только в результате всестороннего и тщательного изучения места строительства, селевого русла, всего селеопасного бассейна и лабораторных исследовании модели сооружения.
Одновременно с постройкой селепровода в селевом русле и его бассейне необходимо проводить активную борьбу с селями, направленную в основном на предотвращение возможности их возникновения. Активная борьба с селями сводится к проведению комплекса административных, лесомелиоративных и гидротехнических мероприятии на всей площади селеопасного бассейна, направленных прежде всего на предотвращение водной эрозии. Эти мероприятия осуществляют в пределах очагов активного селеобразования: в эрозионных врезах, сильно эродированных, оползневых и обвальных склонах, в верховьях русел селевых потоков. Одновременно с этим селевые русла перегораживают запрудами разнообразных конструкций, назначение которых — задержать селевую массу (пропустив воду), прекратить углубление (врез) русла и уложить его уклон.
