Проект технических указаний на проектирование и возведение земляного полотна автомобильных дорог в районах распространения подвижных песков

ДОКЛАД НА ЧЕТверТОМ ЗОНАльноМ СОВЕЩАНИи

ПО АВТОДОРОЖНОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ

КАНДИДАТ техниЧЕСКИХ наук Ю.Л. мотылев,
ИНЖЕнеры М.д. иеРУСАлимская, В.в. дубянский
(СОЮЗДОРНИи)
 
проект ТЕХНИЧЕСКИХ УКАЗАНИй
НА ПРОЕКТИРОвание и возведение
земляного полотна
автомобильных дорог в районах
распространения подвижных песков
 
 
 
алма-ата 1962 год
 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие положения. 3
2. Трассирование дорог в песках и особенности изысканий. 4
3. Конструкции земляного полотна. 6
4. Защита дороги от песчаных заносов. 7
5. Особенности организации работ по возведению земляного полотна в песках. 10
 
Освоение территорий пустынных районов Средней Азии и Казахстана, развитие в них промышленности и сельского хозяйства, создание новых населенных пунктов - требуют постройки сети автомобильных дорог, необходимых для обеспечения быстро растущих перевозок. Своевременное строительство дорог является одним из решающих условий успешного хозяйственного и культурного освоения пустынных территорий. Вместе с тем, широкое развертывание дорожного строительства в специфических природных условиях пустынь требует решения ряда новых и сложных задач. Особенно сложные задачи возникают перед дорожниками в районах распространения подвижных песков.
К числу основных особенностей природных условий этих районов относятся:
- жаркий засушливый климат, весьма малое количество осадков (во многих районах - около 100 мм в год и менее), выпадение которых сосредоточивается преимущественно в зимне-весенний период; частые сильные ветры;
- преимущественное распространение одноразмерных мелких песков, не закрепленных или частично закрепленных растительностью и образующих различные формы рельефа;
- способность песков, не закрепленных растительностью, передвигаться, под действием ветра, в виде как ветропесчаного потока (воздушная струя, несущая взвешенный в ней песок), так и подвижных форм рельефа (барханы, барханные цепи);
- отсутствие в большинстве районов местных каменных материалов.
Эти условия определяют особенности и значительные трудности строительства и эксплуатации дорог на территориях, занятых подвижными песками. Основной проблемой дорожного строительства на этих территориях является обеспечение незаносимости дорог песком, а на отдельных участках, где неизбежна угроза песчаных заносов, - эффективная защита от них.
В существующей нормативно-технической литературе по дорожному строительству вопросы проектирования дорог в песках почти не нашли отражения. Единственным документом, дающим весьма краткие и общие указания по этим вопросам, являются НиТУ 128-55 (§§ 75 и 142 - 144).
Указания НиТУ сводятся к следующему:
1) на участках распространения подвижных песков необходимо проектировать земляное полотно в насыпях обтекаемого профиля без резервов с откосами от 1:3 до 1:5, планировать и укреплять придорожную полосу шириной 40 м в каждую сторону от оси дороги, а за пределами этой полосы осуществлять мероприятия по закреплению песков;
2) для предохранения земляного полотна, возведенного из песков, от выдувания, необходимо укреплять откосы и обочины различными местными материалами;
3) основным мероприятием по защите дорог от песчаных заносов является закрепление песков растительностью (фитомелиорация).
Для развития и конкретизации этих указаний, основанных главным образом на небольшом опыте строительства дорог в Западной Туркмении в 1949 - 1951 годах, было необходимо, прежде всего, подвергнуть их широкой проверке в производственных условиях. Эта проверка была тем более необходимой, что упомянутый небольшой опыт нельзя было рассматривать как положительный. Он скорее указывал на трудности эксплуатации дороги в условиях подвижных песков, чем на реальные эффективные способы ее защиты от песчаных заносов, поскольку такие способы при строительстве дорог в 1949 - 1951 годах еще не были осуществлены. Указания НиТУ 128-55 в сущности представляли собой предложения, требовавшие уточнения и развития в процессе их внедрения.
Эту задачу первыми выполнили дорожники Туркменской ССР, которым в 1958 - 1960 годах удалось успешно решить задачу проектирования и строительства дороги в сложных условиях подвижных песковx). Практический опыт проектирования и строительства дорог в песках появился в последние годы также в дорожных организациях Узбекской и Казахской ССР.
x) Ю.Л. Мотылев. Дорога в подвижных песках. Журнал «Автомобильные дороги» № 6, 1961 г.
В целях разработки конкретных технических рекомендаций по проектированию и строительству дорог в условиях песчаных пустынь в 1960 - 1961 годах Союздорнии и его Среднеазиатский и Казахский филиалы провели в районах распространения подвижных песков (Туркменская, Узбекская и Казахская ССР) полевые исследовательские работы. Был детально учтен опыт проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог в этих районах.
Изучая и обобщая этот опыт, Союздорнии стремился выявить в первую очередь наиболее надежные, эффективные и, вместе с тем, практически осуществимые мероприятия, обеспечивающие возможность постройки и бесперебойной эксплуатации дорог в песках.
В результате проведенных исследований и обобщения производственного опыта в 1962 г. был разработан проект технических указаний по проектированию и возведению земляного полотна автомобильных дорог в районах распространения подвижных песков (составители этих указаний - авторы настоящего доклада). В Технических Указаниях нашли отражение специфические вопросы проектирования дорог в условиях распространения подвижных песков. К этим вопросам в первую очередь относятся:
- рациональный выбор трассы дороги в песках;
- выбор конструкций земляного полотна, в наибольшей степени обеспечивающих его устойчивость и незаносимость дороги песком;
- защита земляного полотна от выдувания и песчаных заносов.
При составлении Технических Указаний, наряду с результатами исследований Союздорнии, были учтены и использованы работы Академии Наук Туркменской ССР, посвященные изучению песков, их закреплению и защите сооружений от песчаных заносов (М.П. Петров, А.И. Знаменский, А.М. Кривенков, А.Т. Леваднюк), работы Союздорпроекта (С.А. Трескинский, А.А. Семеновский, А.А. Бялькин), а также материалы проектных и дорожно-строительных организаций Министерств автомобильного транспорта и шоссейных дорог Туркменской ССР и Узбекской ССР, Гушосдора при Совете Министров Казахской ССР, Объединения «Туркменнефть».
Так же как и другие технические документы, посвященные вопросам проектирования и строительства дорог в сложных, мало изученных природных условиях, настоящие Технические Указания наряду с решениями, достаточно обоснованными практическим опытом, содержат и приближенные решения, которые в дальнейшем могут быть существенно уточнены (в частности, по выбору трассы дороги в песках и поперечного профиля земляного полотна, осуществлению пескозащитных мероприятий и др.). Такое уточнение тем более возможно и необходимо, что природные условия пустынных районов многообразны и далеко не полностью изучены. Опыт проектирования и строительства дорог, накопленный в настоящее время, безусловно не охватывает всех этих условий и в отдельных случаях может оказаться неприменимым или потребовать существенных поправок.
Вместе с тем, в Технических Указаниях еще не могли найти отражения отдельные предложения по защите дорог от песчаных заносов, хотя и представляющие интерес, но не проверенные в производственных условиях (в частности, мероприятия по безаккумуляционному переносу песка). Опытная проверка таких предложений и оценка их эффективности входят в задачи дальнейших исследований.
В настоящем докладе излагаются основные положения проекта Технических Указаний, относящиеся к вопросам проектирования дорог в песках.
1. Общие положения
При проектировании дорог в районах распространения подвижных песков необходимо учитывать особенности этих песков и закономерности их движения.
Характеризуя в проектных материалах природные условия района строительства дороги, важно пользоваться единой и четкой терминологией, даже если она будет в некоторой степени условной.
С этой целью рекомендуется делить пески пустынь по степени заращенности на:
а) не заросшие (барханные) и слабозаросшие (покрыто растительностью менее 15 % поверхности);
б) полузаросшие (покрыто растительностью от 15 до 35 % поверхности);
в) заросшие (покрыто растительностью более 35 % поверхности).
Барханные и слабозаросшие пески обладают способностью к поступательному движению и к перестройке склонов под действием ветра. Заросшие и полузаросшие пески образуют неподвижные формы рельефа, но в районах их залегания возможно образование ветропесчаного потока. При уничтожении растительности на заросших и полузаросших песках они в короткий срок превращаются в барханные и образуют подвижные формы рельефа.
Различают следующие основные формы рельефа барханных песков:
а) Одиночные и групповые барханы - подвижные песчаные холмы своеобразной формы с пологим наветренным и крутым подветренным склонами (рис. 1). Подветренный склон имеет форму полумесяца. Высота барханов - от 0,3 до 3 м и более, ширина - до 100 м, длина склонов - до 20 м, крутизна наветренного склона - 1:5 - 1:3, подветренного 1:1,5 - 1:2.
б) Барханные цепи - подвижные скопления песка, имеющие форму волнообразного вала шириной 10 - 12 м и более, длиной от 200 м до 2 км. Высота барханных цепей: мелких - до 1 м, средних - от 1 до 3 м, крупных - от 3 до 7 м, очень крупных - более 7 м. Расстояние между гребнями цепей - от 10 - 15 до 150 м.
в) Барханные гряды - вытянутые крупные скопления песка высотой от 10 до 50 м.
Заросшие и полузаросшие пески делят по формам рельефа на следующие типы:
а) кучевые и бугристые пески - скопления песка в виде небольших всхолмлений и бугров, закрепленных растительностью; их высота: кучевых и мелкобугристых - менее 1 м, средне-бугристых - от 1 до 3 м, крупнобугристых - более 3 м;
б) грядовые пески - вытянутые скопления песка в виде гряд высотой: мелких - от 1 до 3 м, средних - от 3 до 7 м, крупных - более 7 м;
в) лунковые пески - обширные, глубокие котловины, закрепленные растительностью и разделенные подвижными песчаными пере