7.9. В зимний период, предшествующий вскрытию реки, необходимо выполнить маршрутное обследование участка с фотографированием и фиксацией на схеме всех ледовых образований (заторов, навалов льда, наледей, торосов).
7.10. Прогноз русловых деформаций составляют с учетом анализа всех факторов, перечисленных в п. 7.3, на основании совмещения русловых съемок или картографических и аэрофотосъемочных материалов за ряд лет наблюдений.
Горные реки
7.11. На участках русел горно-предгорных рек с ленточногрядовым, побочневым и осередковым типами руслового процесса подводные переходы трубопроводов во всех случаях следует проектировать по схеме, указанной на рис. 1, с постоянным по ширине реки заглублением, превышающим максимальную глубину руслa на данном участке.
Рис. 1. Прогнозируемый поперечный профиль (6) размыва русла на участках рек горно-предгорной зоны с ленточногрядовым, побочневым и осередковым типами руслового процесса.
1-5 - совмещенные поперечные профили русла.
7.12. На горно-предгорных реках с горной пойменной многорукавностью (пойменным блужданием) и долинным блужданием (рис. 21 рекомендуемого приложения 1) подводные переходы трубопроводов следует проектировать по схеме, указанной на рис. 2, с одинаковым заглублением трубопровода по ширине всей зоны блуждания русла (поймы, долины).
7.13. Критические скорости сдвига частиц наносов (неразмывающие скорости) на реках с крупным аллювием следует определять по таблице рекомендуемого приложения 4.
7.14. Скорость движения удельного фрагмента (части русла шириной 1 м) микроформ, сложенных из крупных наносов при υ>υ0 и относительной гладкости потока (отношения глубины потока к средней крупности донных отложений) H/d > 15, следует определять по зависимости (5) или номограммам рекомендуемого приложения 5. Неразмывающая скорость υ0 определяется по таблицам рекомендуемого приложения 4.
7.15. Скорость движения удельного фрагмента мезоформ речного русла (ленточные гряды, побочни, осередки), сложенных из крупных частиц при H/d < 15 определяется по зависимости (5) или номограммам рекомендуемого приложения 5.
7.16. Скорость движения удельного фрагмента мезоформ, сложенных из крупных частиц при H/d > 15, определяется по зависимости (7) или номограммам рекомендуемого приложения 6.
7.17. Удельный объемный расход донных наносов (м3/сут·м)) перемещающихся в форме гряд из крупных наносов при υ>υ0 и H/d > 15, определяется по зависимости
(13)
Рис. 2. Прогнозируемый поперечный профиль (6) размыва русла на участках рек горно-предгорной зоны.
а - горная пойменная многорукавность (пойменное блуждание), б - долинное блуждание; 1-5 - совмещенные поперечные профили русла. Местоположение створов показано на рис. 21.
7.18. Удельный расход донных наносов (кг/(c·м)) при бесструктурной (безгрядовой) форме перемещения крупных частиц (H/d<15) для уклонов дна I??0,01 следует определять по формуле
qт=[k(??н??)]/(??/??0н)3 (??-??0н) (d/H)1/m,(14)
где ??0н - скорость потока, при которой прекращается движение донных наносов (??0н=0,7??0н); k - коэффициент, учитывающий форму частиц: для хорошо окатанных наносов округлой формы k=0,0018, для пластинчатой k=0,0012; ??н=2650 кг/м3; m=1,5+0,314 С/, где С - коэффициент Шези на расчетной вертикали.
7.19. При уклонах дна горных рек I??0,01 и расходах воды редкой повторяемости (менее 10 % обеспеченности максимальных расходов) для определения суммарного расхода наносов следует пользоваться формулой
Qт=7000Q(H/d)0,7I2,2,(15)
где Q выражаются в м3/с, а Qт - в кг/с.
8. ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ПРОГНОЗА ДЕФОРМАЦИЙ РУСЛА ПО МАТЕРИАЛАМ ИЗЫСКАНИЯ И ЕГО УЧЕТ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ПЕРЕХОДА
8.1. При определении количественных показателей плановых деформаций русла на основании сопоставления карт и топографических материалов следует учитывать случайные погрешности, обусловленные погрешностями самих плановых съемок ??с, погрешностями приведения сравниваемых съемок к одному масштабу ??пр, погрешностями совмещения съемок ??совм и погрешностями измерения смешения линии берега на совмещенных планах ??сизм. Общую среднюю погрешность ??у определяют из выражения
??у=(16)
где М - масштабный коэффициент совмещаемых планов.
8.2. Среднюю погрешность плановых съемок следует принимать 0,5 мм в масштабе плана.
8.3. Среднюю погрешность приведения съемок к общему масштабу (в миллиметрах приведенного масштаба) следует принимать равной
??пр=0,5,(17)
где nM - отношение большего масштабного коэффициента к меньшему; 0,5 мм - средняя погрешность характерного линейного размера, по которому съемки приводят к общему масштабу. Совмещенные съемки следует приводить к более крупному масштабу.
8.4. Среднюю погрешность совмещения плановых съемок ??совм при наличии на них общих, неизменных во времени ориентиров (геодезические знаки, отдельные строения, перекрестки автомобильных и шоссейных дорог, мосты, линии и опоры ЛЭП и др.) принимают равной 1 мм в масштабе плана. При отсутствии четко фиксируемых постоянных ориентиров погрешность ??совм определяют опытным путем на основании сопоставления нескольких равноценных вариантов совмещения съемок по условным ориентирам. В качестве таких ориентиров принимают мало изменяющиеся во времени элементы берегового рельефа (овраги, балки, старицы, озера, бровки склонов долины и др.), предварительно обозначив на них осевые линии и характерные точки.
8.5. Среднюю погрешность измерения смещения линии берега на совмещенных планах принимают 0,5 мм (в масштабе плана).
8.6. При совмещении плановых съемок по постоянным (неизменным во времени) ориентирам среднюю абсолютную погрешность в метрах определяют из выражений:
??у= при nM>1;(18)
??у=0,0014M при nM>1,(19)
где М - масштабный коэффициент совмещаемых планов.
Значения ??у, округленные до 1 м, приведены в табл. 4, а пример расчета погрешности - в рекомендуемом приложении 9.
Таблица 4
Значения 6 ??у при совмещении съемок разных масштабов, м
|
nM |
1 : 2000 |
1 : 5000 |
1 : 10 000 |
1 : 20000 |
|
1 |
3,0 |
7,0 |
13,0 |
27,0 |
|
2 |
- |
8,0 |
17,0 |
- |
|
2,5 |
5,0 |
- |
- |
- |
|
4,0 |
- |
12,0 |
- |
- |
|
5,0 |
6,0 |
- |
- |
- |
8.7. Совмещение плановых материалов допускается при интервале времени t между съемками не менее 5-7 лет. Полученное значение размыва берега Lб за период времени t должно превосходить двойную погрешность, рассчитанную по формулам (16), (18) и (19).
8.8. Если значение смещения берега на совмещенных съемках не превосходит двойную погрешность ее определения (Lб??2??у), то в качестве расчетного значения смещения для определения плановых деформаций следует принимать
L1=Lб+2??у(20)
8.9. В случае когда размыв берега за период между съемками предполагается заведомо малым (до 1,5 м/год) и может быть предварительно оценен на основании имеющихся данных об интенсивности плановых деформаций и аналогичных гидроморфологических условиях, следует выполнить съемку бровки берега в возможно более крупном масштабе с нанесением береговых ориентиров, используемых для совмещения съемок.
8.10. В случаях, предусмотренных п. 8.8, на стадии технического проекта следует выполнить расчет дополнительного объема разработки подводной траншеи ??Wп м3 (рис. 3), обусловленного запасом ??L=2??уТпр/t (Тпр - нормативный срок эксплуатации перехода) на возможную неточность прогноза плановых деформаций:
??Wп=mотmб(Нмакс+hт)3 (??0-??),(21)
где mот - коэффициент заложения откоса подводной траншеи на приурезовом участке; mб - коэффициент заложения характерного участка подводного берегового склона; Нмакс - наибольшая глубина русла (от среднего меженного уровня) в створе перехода, м; глубина траншеи на вертикали, соответствующей наибольшей глубине русла, м; ??0 - безразмерная величина, определяемая по графику (рис. 4) в зависимости от параметров p0=??L/[mб(Нмакс+hт)] и b0/[mот (Нмакс+hт)], где b0 - ширина траншеи по дну, определяемая но табл. 2; ?? - безразмерная величина, принимаемая равной нулю при Lб??mб(Нмакс+hт) и определяемая по графику (рис. 5) в зависимости от параметров p0=??L/[mб(Нмакс+hт)] и ??=??L/Lб при Lб<mб(Нмакс+hт).
Рис. 3. Расчетная схема для определения дополнительных объемов разработки подводных траншей с учетом точности прогноза плановых деформаций русла.
а - профиль прибрежного участка русла по створу перехода, б - поперечный профиль траншеи в прибрежной части русла (разрез по 1-1); 1 - линия проектного дна реки; 2 - линия прогнозируемого размыва русла; 3 - линия характерного участка подводного прибрежного склона; 4 - дно траншеи.
Рис. 4. Номограмма ??0=f(p0, b0/[mот (Нмакс+hт)]).
Рис. 5. Номограмма ??0=f(p0, ??).
8.11. Глубину траншеи hт для определения параметров, необходимых при расчете по формуле (21), находят из выражения
hт=zпр+0,5+Dт,(22)
где Dт - диаметр трубопровода; zпр - значение прогнозируемого размыва дна на вертикали с максимальной глубиной русла.
8.12. Если дополнительные объемы разработки подводной траншеи ??Wп превышают 10 % общего объема разработки, то на стадии составления рабочих чертежей необходимо уточнить прогноз на основании дополнительных материалов, обеспечивающих снижение значении запаса ??L. С этой целью следует привлечь съемки за более продолжительный период времени и выполнить повторную русловую съемку в более крупном масштабе.
8.13. При определении значении глубинных деформаций на основании совмещения поперечных профилей русла следует учитывать случайные погрешности, обусловленные: погрешностью измерения глубин при русловой съемке ??г, погрешностью определения глубины на плане русловой съемки ??п, погрешностью совмещения поперечных профилей ??совм (см. рекомендуемое приложение 9). Общую среднюю погрешность определения глубинных деформаций находят из выражения
??z=.(23)
Средняя погрешность измерения глубины ??г при эхолотировании принимается равной 0,3 м. Средняя погрешность определения глубины на плане русловой съемки ??п принимается равной 0,5??0, где ??0 - шаг изобат, м. Средняя погрешность совмещения поперечников ??совм в метрах принимается равной 0,5 Mв/1000, где Mв - вертикальный масштаб поперечного профиля. Если погрешность ??z больше половины прогнозируемого значения размыва zпр, ее следует принимать равной zпр+2??z одновременно следует оценить дополнительный объем разработки грунта, обусловленный введением запаса ??z=2??z.
8.14. Дополнительный объем разработки подводной траншеи ??Wг м3 вследствие возможной погрешности прогноза глубинных деформаций (в сторону их завышения) следует определять по формуле
??Wг=????срl0,(24)
Рис. 6. Номограмма для определения относительного увеличения площади поперечного сечения подводной траншеи ????/?? в зависимости от параметра b0/(mотhт).
где ???? - среднее увеличение площади поперечного сечения траншеи при увеличении ее глубины на ??z, м2; l0 - длина участков траншеи между наинизшими отметками подводных береговых склонов русла.
8.15. Относительное увеличение площади поперечного сечения подводной траншеи ????/?? следует определять по номограмме (рис. 6) в зависимости от погрешности прогноза глубинных деформаций ??z, средней глубины траншеи hт на участке длиной l0, и параметра b0/(mотhт), где mот - коэффициент заложения откоса траншеи. Для оценки величины ??Wг на стадии изыскании значения параметров hт и b0/(mотhт) следует принимать по табл. 5 в зависимости от ширины меженного русла В.
Таблица 5
Значения параметров hт и b0/(mотhт) в зависимости от ширины меженного русла
|
В, м |
hт м |
mот=2 |
mот=3 |
|
50 |
2,6 |
0,69 |
0,46 |
|
100 |
2,9 |
0,65 |
0,47 |
|
200 |
3,2 |
0,64 |
0,43 |
|
400 |
3,5 |
0,74 |
0,49 |
|
800 |
3,7 |
0,92 |
0,58 |
|
1600 |
4,0 |
1,29 |
0,89 |
8.16. При выполнении инженерных изысканий следует учитывать, что для переходов при ширине русла в межень до 400 м, точность прогноза плановых деформаций влияет существенно больше нa объемы подводных земляных работ, чем точность прогноза глубинных деформаций. Для переходов при ширине русла в межень более 400 м точность прогноза глубинных деформаций играет определяющую роль в определении объемов разработки траншеи только при сравнительно низких темпах размыва берегов: до 0,6 м/год для рек шириной 400 м и до 1,5 м/год для рек шириной до 1600 м.
9. ПОСТРОЕНИЕ ЛИНИИ ВОЗМОЖНОГО РАЗМЫВА РУСЛА
9.1. Построение на профиле перехода линии возможного размыва русла за период эксплуатации трубопровода следует выполнять с учетом типа руслового процесса на основании материалов топографических, гидрологических и инженерно-геологических изыскании, производства расчетов и прогнозов плановых и высотных деформаций дна и оценки их ориентировочной точности, а также на основании учета конструктивных решений перехода.
9.2. При ленточногрядовом и побочневом типах руслового процесса прогнозируемый профиль возможного размыва строят с учетом только высотных деформаций дна. При остальных типах руслового процесса наряду с глубинными деформациями следует учитывать плановые смещения берегов русла.
9.3. Основой для определения глубинных деформаций наряду со съемками прежних лет должны служить русловые съемки участка перехода, выполненные при изысканиях. Линию глубинных деформаций в створах строят в следующем порядке:
