hт=2,0+0,5+1,2=3,7 м.

6. Определяем параметры ??0 и ?? в соответствии с п. 8.11 настоящих Норм

р0=130/[20(18+3,7)]=0,3.

По табл. 2 находим b0=9,3 м;

b0[тот(Hмакс+hт)]=9,3/[2,5??(18+3,7)]=0,17;

тб(Hмакс+hт)=20??21,7=434;

поскольку Lб<434, то находим ?? по графикам (рис. 4 и 5).

По графику (рис. 4) при р0=0,3b0/[тот(Hмакс+hт)]=0,17??0,2 находим ??0=0,36. По графику (рис. 5) при р0=0,3 и ??=130/240=0,54 находим ??=0,025. После этого переходим к определению дополнительного объема разработки траншеи.

7. Определяем дополнительный объем разработки траншеи по формуле (21)

ΔWп=2,5??20(18+3,7)3(0,36-0,025)=170000 м3.

Вывод

Учитывая большой дополнительный объем разработки подводной траншеи в связи с недостаточной точностью совмещения плановых съемок, следует использовать более качественные исходные данные, например, воспользоваться материалами аэрофотосъемки, позволяющими установить точные ориентиры совмещения и выполненными в более крупном масштабе, например М=10000.

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Рекомендуемое

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ПРОЕКТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ПО УЧЕТУ ЗАНОСИМОСТИ ПОДВОДНЫХ ТРАНШЕЙ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ПЕРЕХОДОВ

Пример 1. Определить значение расчетного запаса ширины подводной траншеи на заносимость при следующих исходных данных: средняя (на вертикали) скорость течения на стрежне потока ??=0,7 м/с, глубина H=5 м, средняя крупность донных наносов d=0,7 мм, расчетное время занесения траншеи и после ее разработки t=22 сут, параметры траншеи (без учета заносимости): ширина по дну b0=5 м, глубина hт м, коэффициент заложения откосов тот=2, площадь поперечного сечения ??0=52 м2.

Расчет.

1. Определяем удельную интенсивность отложения наносов в траншее по формуле (35) при выcоте донных гряд hг, рассчитанных по формуле (4):

hг=0,1??5+0,2=0,7 м;

qт=31??(0,7)4/5??0,7=0,47 м3/(сут??м).

2. Определяем технологический параметр заносимости

а=(qтt)/??0=(0,47??22)/52=0,189.

3. Поскольку а>0,1, определяем параметр формы траншеи

тот(hт/b0)=2(4/5)=1,6.

4. В соответствии с п. 10.8, к рассчитанному значению qт вводим коэффициент запаса, определяемый по формуле (29). По табл. 6 находим /qт=0,43:

k=1+(0,8-0,43)=1,37;

qт1=1,37??0,47=0,65 м3/(сут??м).

5. Рассчитываем запас ширины траншеи на заносимость по формуле (28):

??b3=(0,65??22)/4=3,6 м.

Пример 2. Определить минимальную производительность земснаряда при разработке подводной траншеи на русловом участке перехода, характеризующемся значениями глубин, скоростей течения (средних на вертикалях) и крупностью донных наносов, приведенных в табл. 28.

Таблица 28

Номер вертикали

Расстояние между вертикалями ??l м

Глубина H м

Скорость ?? м/с

Крупность донных наносов d мм

qт м3/(сут??м)

qт??ср м3/(сут??м)

Qтi=qт??l

1

3,2

0,75

0,21

1,2

2,8

238

2

85

3,6

1,00

0,27

4,4

2,8

252

3

90

4,5

0,8

0,30

1,2

4

50

2,5

0,47

0,14

5

140

2,0

0,5

0,32

6

65

0,6

0,3

0,30

??Qтi=490 м3/сут

1. В соответствии с п. 10.10 расчетный участок русла, лимитирующий производительность земснаряда, со скоростями течения более 0,7 м/с расположен между вертикалями 1-3.

2. Определяем удельную и суммарную интенсивность отложения наносов в траншее на участке русла 1-3. Поскольку средняя крупность донных наносов менее 0,5 мм, расчет выполняем по формуле (34) и графику (см. рис. 13).

3. Определяем минимальную суточную производительность земснаряда, допустимую при указанной выше заносимости траншеи на лимитирующем участке русла. В соответствии с п. 10.10, технологический параметр заносимости А=Qт/Пр должен быть не более 0,26 для расчетного метода определения величины Qт. Следовательно, минимальная суточная производительность земснаряда будет равна

Пр??Qт/0,26=490/0,26??1900 м3/сут.

Пример 3. Установить возможность протаскивания подводного трубопровода по дну траншеи при следующих исходных данных: средняя (на вертикали) скорость течения на стрежне потока ??=1 м/с, глубина Н=7 м, крупность донных наносов 0,4 мм, глубина траншеи hт =3,5 м, расстояние от подошвы верхового откоса до осевого створа траншеи (по промерам эхолотом) b1=5 м, расчетная продолжительность протаскивания трубопровода ty=3 сут.

1. Определяем расчетную интенсивность отложения наносов в траншее по графику (см. рис. 13):

qт=2,4 м3/(сут??м).

2. Определяем технологический параметр заносимости траншеи при укладке;

Aу=(qт/ty)/(b1/hт)=(2,4??3)/(5??3,5)=0,41.

3. По табл. 7 для значения b1=5 м находим допустимое значение при укладке Ау.доп=0,18.

4. Сравниваем рассчитанное значение величины Ау с допустимым. Поскольку рассчитанное значение существенно больше допустимого, протаскивать трубопровод при рассмотренных выше условиях не следует. В процессе укладки возможно частичное занесение трубопровода, что приведет к резкому увеличению тяговых усилий.

5. Определяем условия, при которых укладка трубопровода будет допустимой:

qт.доп=(Ау.допb1hт)/ty=(0,185??5??3,5)/3=1,08 м3/(сут??м).

По графику (см. рис. 13) находим, что полученному значению при глубинах от 6 до 7 м соответствуют скорости течения ????0,85 м/с.

Вывод

Протаскивание трубопровода при поддержании первоначальной ширины траншеи, т.е. при b1=5 м, следует выполнять после того, как скорости (средние на вертикалях) упадут до 0,85 м/с и ниже.

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Рекомендуемое

ОЦЕНКА ФОРМ ТРАНСПОРТА НАНОСОВ ПРИ ЗАНОСИМОСТИ ПОДВОДНЫХ ТРАНШЕЙ

Для оценки форм транспорта наносов в реках (влечение, сальтация, взвешивание) и их учета при расчетах заносимости подводных траншей на переходах трубопроводов (раздел 10 настоящих Норм) следует пользоваться формулами характерных значений вертикальной компоненты пульсационной скорости:

- осредненное во времени и по глубине потока значение вертикальной компоненты

ср.в=0,41;(65)

- осредненное по глубине максимальное значение вертикальной компоненты

??макс. ср. в=1,28;(66)

- наибольшее возможное при данном гидравлическом режиме значение вертикальной компоненты в зоне (0,15-0,40)H от дна потока

??макс=1,75.(67)

Здесь Н - глубина потока; - динамическая скорость, определяемая по формуле

=,(68)

где I - уклон поверхности потока.

Форма движения наносов устанавливается путем сопоставления гидравлической крупности частиц (см. табл. 13) с характерными значениями вертикальной компоненты, определяемыми с помощью зависимостей (65)-(68).

Если

u>??макс,

где u - гидравлическая крупность, наносы перемещаются в форме влечения по дну.

Если

??макс??u>??макс. ср. в,

наносы перемещаются в форме сальтации вблизи дна.

Если

ср.в??u????макс. ср. в,

сальтирующие частицы достигают середины глубины потока. Если

u<ср.в,

наносы переходят во взвешенное состояние и распространяются на всю глубину потока.

При оценке возможности выпадения взвешенных наносов в траншее следует учитывать ее размеры и характер вторичных течений в ней.

Если средняя ширина траншеи вдоль потока близка к длине водоворотной зоны, заиления траншеи взвешенными наносами не происходит.

Если средняя ширина траншеи вдоль потока существенно больше длины водоворотной зоны, часть попадающих в траншею взвешенных наносов оседает в ней.

Длина водоворотной зоны в траншеях с относительной глубиной hт/H>2 составляет примерно 3hт, а в траншеях с относительной глубиной hт/H<2 может достигать (6??8)hт/.

Если средняя ширина траншей существенно превышает длину водоворотной области, объем занесения траншеи взвешенными наносами составляет 3-10 % общего объема занесения.

ПРИЛОЖЕНИЕ 12

Обязательное

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЖИМА УРОВНЯ ВОДЫ

Получение исходных данных

1. Характеристики режима уровня в водоеме на участке расположения перехода трубопровода следует определять по данным многолетних систематических наблюдений за уровнем на ближайшем к участку репрезентативном гидрологическом посту УГКС.

2. Репрезентативность гидрологического поста УГКС можно оценить путем сопоставления графиков суточного хода уровня на данном посту и на временном посту, оборудованном в районе перехода трубопровода на период гидрологических изысканий. Признаком репрезентативности является сходство указанных графиков. Если пост УГКС не репрезентативен, но имеется качественное сходство графиков, следует построить график связи соответственных уровней на обоих постах и по этому графику осуществить переход от значений уровня на посту УГКС к значениям уровня на временном посту.

3. Если створ перехода трубопровода расположен между двумя примерно равнозначными (в отношении репрезентативности и длительности наблюдений) гидрологическими постами, например в зоне выклинивания подпора на речном водохранилище, то значения уровня на участке расположения перехода допускается определять путем интерполяции соответственных значений уровня на указанных постах.

4. Для получения ежегодной информации об уровнях воды на озерных гидрологических постах УГКС и обобщенных многолетних характеристик режима уровня следует использовать справочные издания Государственного комитета СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды.

Определение средних значений уровня

5. Средние суточные значения уровня определяют путем арифметического осреднения данных двухсрочных наблюдений или ежечасных значений уровня, снятых с ленты самописца, за сутки, средние месячные - путем осреднения средних суточных значений за месяц и средние годовые - путем осреднения средних месячных значений за год.

6. Средние месячные значения уровня в многолетнем разрезе определяют путем осреднения средних значений за один и тот же месяц всего ряда лет наблюдений. Среднее многолетнее значение уровня вычисляют путем осреднения средних месячных значений в многолетнем разрезе за все месяцы года.

7. По средним, а также максимальным и минимальным месячным значениям уровня за многолетний период следует построить график годового хода этих уровней, а по средним годовым значениям - график многолетнего хода уровня. На оба графика наносят горизонтальной линией средний многолетний уровень.

По средним суточным или средним месячным значениям уровня в многоводном, среднем по водности и маловодном годах следует построить графики годового хода уровня за указанные характерные годы.

8. Средние значения уровня за безледный период и периоды ледовых явлений (замерзание, ледостав, вскрытие) в отдельные годы определяют путем осреднения средних суточных значений за каждый из указанных периодов, а в многолетнем разрезе - путем осреднения полученных значений уровня по всему ряду лет наблюдений.

9. При определении средних многолетних значений уровня следует учитывать оптимальную точность их вычисления, равную точности измерений уровня (±1 см) на гидрологическом посту.

Среднюю квадратическую погрешность вычисления среднего многолетнего уровня оценивают по формуле

=±,(69)

где - среднее квадратическое отклонение средних годовых значений Zi каждого i-того года от среднего многолетнего значения уровня за ряд п лет наблюдений, вычисленное по формуле

.(70)

10. Если продолжительность ряда наблюдений п на гидрологическом посту оказывается менее требуемой для вычисления среднего многолетнего значения уровня с заданной точностью , в соответствии с положениями п. 9 настоящего обязательного приложения, то для определения указанного значения уровня следует использовать метод аналогий.

11. Метод аналогий предполагает наличие корреляционной связи между средними годовыми или месячными значениями уровня в пункте А с коротким рядом n лет наблюдений в пункте Б с длинным рядом N лет наблюдений. Средний многолетний уровень в пункте А за N лет вычисляют в данном методе по формуле

=+r(??ZN/??Z'N)(-),(71)

где - средний уровень в пункте А за п лет; и -средние уровни в пункте Б соответственно за N и п лет; ??ZN и ??Z'N - средние квадратические отклонения членов многолетнего ряда средних годовых значений уровня от среднего многолетнего уровня за N лет соответственно в пунктах А и Б; r - коэффициент корреляции между средними годовыми значениями уровня в обоих пунктах, вычисляемый по формуле

r=,(72)

где и - средние годовые значения уровня каждого i-го года из ряда n лет наблюдений соответственно в пунктах А и Б; и - средние квадратические отклонения этих значении уровня от среднего уровня за n лет соответственно в пунктах А и Б.

Величину в формуле (71) вычисляют по формуле

=/,(73)

а другие значения среднего квадратического отклонения - , в формуле (72) и ??Z'N в формуле (71) - по формуле (70).

Определение экстремальных значений уровня

12. Максимальный и минимальный уровни в каждом году многолетнего периода наблюдений выбирают из дачных ежесуточных дискретных наблюдений за уровнем или из данных регистрации уровня самописцем, а максимальный и минимальный уровни за весь многолетний период выбирают из полученных рядов соответственно максимальных и минимальных уровней каждого года.

13. Средние многолетние значения экстремальных годовых уровней определяют путем осреднения отдельно максимальных и минимальных годовых значений за многолетний период наблюдений.