- на основании совмещения планов разных лет съемки, поперечных профилей или расчетным путем определяют вероятность и темпы смещения русловых мезоформ, плёсовых лощин, перекатов и длину участка совмещения Lсовм;
- совмещают на одном чертеже поперечные профили русла для участка выше створа перехода (за исключением участков меандрирующих рек с развитыми излучинами);
- по наинизшим отметкам совмещенных профилей проводят огибающую линию глубинных деформаций (размывов), обусловленных предполагаемым смещением плёсовых лощин с вышерасположенного участка реки в створ перехода за многолетний период;
- на основании материалов годичного цикла изысканий или расчетным путем определяют значение сезонных деформаций;
- строят прогнозируемый профиль суммарных (многолетних и сезонных) размывов дна.
9.4. Для рек шириной менее 50 м с сокращенным объемом изысканий совмещения поперечных профилей русла и построения огибающей линии глубинных деформаций не требуется. Вместо этого определяют наибольшую глубину по продольному профилю русла в пределах данной макроформы. Плановые деформации определяются совмещением планов разных лет съемки, в соответствии с п. 9.3.
9.5. При ленточногрядовом и побочневом типах руслового процесса поперечники следует совмещать по осевой (средней геометрической) линии русла.
При ограниченном меандрировании поперечники, включающие русло и пойму, следует совмещать по средней линии пояса меандрирования.
Рис. 7. Участок русла с побочневым типом руслового процесса.
Створ перехода совпадает с поперечником 15.
9.6. Длину (в метрах) участка русла с ленточногрядовым, побочневым или осередковым типами, в пределах которого выполняется совмещение поперечных профилей, следует принимать по зависимости
Lсовм=kзСпрТпр,(25)
где Спр - средняя прогнозируемая скорость смещения характерных точек русловых мезоформ или других фрагментов руслового рельефа (гребень переката, подвалье плёса и т.д.), определяемая на основании совмещения разновременных русловых съемок по формуле (7) или по реке-аналогу, м/год; Тпр - расчетный срок прогнозирования, включающий время проектирования и строительства, год; kз - коэффициент запаса, зависящий от достоверности определения Спр, принимаемый для интервала совмещения более 10 лет равным 1,2, а для интервала менее 10 лет, а также для значений Спр, полученных расчетом или по объекту-аналогу, равным 2.
9.7. Прогнозируемый поперечный профиль размыва русла при побочневом, осередковом и ленточногрядовом типах руслового процесса необходимо строить с учетом скорости смещения мезоформ и длины участка совмещения, определяемой по формуле (25) и по схемам, представленным на рис. 7, 8.
Рис. 8. Прогнозируемые поперечные профили размыва русла.
1 - между поперечниками 8-15 аа1а2а3b1b2b3b4a6; 2 - между поперечниками 12-15 аа1а2а3b1c1c2a6; 3 - между поперечниками 14-15 аа1а2а3a4a5a6. Местоположение поперечников показано на рис. 7.
Рис. 9. Схема построения прогнозируемого профиля размыва русла для свободномеандрирующих рек.
а - при трассировке трубопровода с кривой искусственного гнутья, б - при трассировке трубопровода по радиусу упругого изгиба; 1 - линия естественного дна, 2 - линия прогнозируемого размыва русла, 3 - дно траншеи, 4 - вспомогательные кривые построения прогнозируемого профиля размыва.
9.8. Для свободномеандрирующих рек профиль возможного размыва русла строится в следующем порядке (рис. 9):
- на поперечном профиле русла в створе перехода проводят линию, параллельную существующей линии берега и подводного берегового склона, смещенную относительно нее в направлении размыва на расчетную величину ;
- на уровне, соответствующем наинизшей отметке прогнозируемого глубинного размыва, проводят горизонтальную линию.
Сопряжение прогнозируемых линий глубинного и берегового размывов выполняют с учетом трассировки трубопровода. При трассировке трубопровода по радиусу искусственного гнутья линии продолжают до их взаимного пересечения (рис. 9 а), При трассировке трубопровода по радиусу естественного упругого изгиба (рис. 9 б) линию размыва (отступления берега) 2 продолжают до пересечения с горизонтальной линией 4, проведенной на уровне наинизшей отметки существующего дна (точка А). Линию глубинного размыва 1 продолжают до вертикали, проведенной через точку В до пересечения характерной линии существующего берегового склона с горизонтальной линией на уровне наинизшей отметки существующего дна (точка С). Крайние точки С и А линии глубинного размыва и отступления берега соединяют прямой линией.
9.9. При сокращенном объеме изысканий для рек ленточногрядового и побочневого типов, а также для ограниченного меандрирования профиль возможного размыва строят в порядке, аналогичном указанному в п. 9.8.
9.10. Отступление бровок обоих берегов при ленточногрядовом и побочневом типах руслового процесса принимается равным
Lб=(Вмакс-Bств)/2,(26)
где Вмакс - максимальная ширина русла между бровками берегов на участке длиной Lсовм, определяемом в соответствии с п. 9.6; Bств - ширина русла между бровками берегов в проектном створе; Lб принимается равным не менее 20 м.
9.11. Отступление бровки размываемого берега за прогнозируемый период при ограниченном и свободном меандрировании (для излучин с углом разворота менее 50°) следует определять графическим или аналитическим способом. При графическом способе (рис. 10) совмещают по общим ориентирам разновременные съемки излучины, измеряют смещение излучины Lи за период между съемками t, далее смещают план участка более поздней съемки относительно первоначального положения излучины на величину Lи.р=LиТпр/t, где Тпр - продолжительность прогнозируемого периода. При аналитическом способе следует использовать данные о скорости сползания излучины Си по участку (или реке)-аналогу. Смещение излучины за прогнозируемый период Тпр следует рассчитывать по формуле
Lи.р=??СиТпр,
где ?? - коэффициент запаса, равный 1,5, если аналогом является участок данной реки, и равный 2,0, если аналогом является участок другой реки.
Рис. 10. Схема смещения излучины при ограниченном меандрировании.
1 - положение излучины в начальный момент; 2 - положение излучины на конец прогнозируемого периода; 3 - ось симметрии излучины в первоначальном положении; 4 - проектный створ; Вм - ширина пояса меандрирования.
Смещение бровки берега в створе перехода Lб за прогнозируемый период Тпр определяют в соответствии со схемой рис. 10 с помощью графиков рис. 11, 12, в зависимости от параметров Lи.р/??и, x/??и, где Lи.р - расчетное смещение излучины, ??и - шаг излучины (расстояние между точками перегиба средней линии русла), x - расстояние от вершины излучины до створа перехода. Для определения величины Lб необходимо значения Lб/B, полученные по графикам рис. 11, 12, умножить на ширину пояса меандрирования Вм - расстояние по перпендикуляру между касательными к вершинам смежных излучин.
При расположении створа перехода ниже по течению от вершины излучины на расстоянии, меньшем половины расчетного смещения излучины Lи.р, следует учитывать размыв обоих берегов, а при большем расстоянии - только размыв вогнутого берега.
Рис. 11. Графики относительного размыва выпуклого берега в зависимости от расстояния проектного створа до вершины излучины при различных смешениях излучины.
9.12. При русловой и пойменной многорукавности с устойчивыми островами профиль возможного размыва строят отдельно для каждого разветвления русла по схеме, близкой к побочневому типу или меандрированию в соответствии с характером развития рукава.
Рис. 12. Графики относительного размыва вогнутого берега реки.
a - Lи.р/2<x<Lи.р; б - Lи.р<х.
9.13. Дополнительные деформации дна, обусловленные переформированием русловых микроформ (гряд), определяют из выражения
??г=0,1kг(H5%-H),(27)
где kг - коэффициент, учитывающий возможныt, отклонения фактической высоты гряд от расчетных значений, принимаемый равным 1,3; Н5% - глубина на расчетной вертикали при уровне воды 5 %-ной обеспеченности; Н - глубина на этой же вертикали на момент русловой съемки.
9.14. Полученный прогнозируемый профиль возможного размыва русла на участке перехода совмещают с поперечным профилем русла в проектном створе, на который наносят границы залегания трудноразмываемых грунтов (базальтового слоя), если они обнаружены при инженерно-геологических изысканиях.
Окончательный профиль возможного размыва дна в створе перехода с выходами трудноразмываемых грунтов (базальтового) выше прогнозируемого профиля многолетних и сезонных деформаций дна, следует проводить по границе трудноразмываемых пород.
10 УЧЕТ ЗАНОСИМОСТИ ПОДВОДНЫХ ТРАНШЕЙ НА ПЕРЕХОДАХ ТРУБОПРОВОДОВ
Проектно-технологические задачи
10.1. Отложение донных наносов в траншее при скоростях течения потока, превышающих неразмывающие, необходимо учитывать для решения следующих задач:
- определение проектной ширины траншеи по дну с учетом расчетного запаса на заносимость;
- определение объема наносов, поступающих в траншею за время ее разработки;
- определение минимальной производительности земснаряда из условий заносимости траншей;
- определение возможности укладки трубопровода способом протаскивания в условиях интенсивной заносимости подводной траншеи.
Расчетные методы определения заносимости траншей
10.2. Для расчетов заносимости подводной траншеи необходимо располагать следующими исходными данными:
- поперечными профилями дна реки и траншеи в створе перехода;
- данными о гранулометрическом составе проб донных наносов;
- результатами измерения (или расчета) средних на вертикали скоростей течения потока в створе перехода при расчетном уровне воды. Измерения скоростей на вертикалях в период полевых изысканий следует выполнять при уровнях воды, близких к среднему рабочему уровню.
Скоростные вертикали необходимо располагать вблизи створа перехода.
Количество скоростных вертикалей определяется особенностями морфологического строения русла (формой поперечного сечения) и в зависимости от ширины реки составляет 2-5.
Вместо точечных измерений скорости потока на вертикалях допускается измерение ноля поверхностных скоростей поплавками с последующим пересчетом данных измерений на средние по вертикали скорости.
Пробы донных наносов следует брать одновременно с измерениями скорости течения на тех же промерных вертикалях.
10.3. В тех случаях, когда подводные земляные работы выполняют при уровнях воды и скоростях течения, существенно отличающихся от указанных в проекте, следует выполнить повторные расчеты заносимости траншей на стадии составления или уточнения проекта производства работ. Повторные расчеты выполняет строительная организация.
10.4. Расчеты заносимости траншеи в период строительства следует выполнять на основании измерений параметров потока (уровень, глубина, скорость течения) непосредственно перед началом или в период разработки траншеи. В отдельных случаях допускается расчет этих параметров на основании краткосрочного гидрологического прогноза, охватывающего период работы на подводном переходе.
10.5. Заносимость подводной траншеи следует учитывать лишь при скоростях, превышающих неразмывающие значения для данной крупности донных наносов в соответствии с таблицами рекомендуемого приложения 4. Оценка форм транспорта наносов при заносимости подводных траншей производится в соответствии с рекомендуемым приложением 11.
10.6. Неблагоприятные гидрологические условия при разработке подводной траншеи и укладке трубопровода в условиях интенсивного движения донных наносов следует учитывать увеличением ширины траншеи на значение расчетного запаса на заносимость ??b3.
10.7. Значение расчетного запаса на заносимость (в метрах) следует определять для наиболее неблагоприятного участка траншеи, на котором расход наносов имеет максимальное, а глубина траншеи - минимальное значение. Запас на заносимость траншеи определяют по формуле
??b3=(qтtт)/hт=Cвtт,(28)
где qт - удельная (на 1 м) интенсивность отложения наносов в расчетном сечении траншеи, м3/сут; tт - время поступления наносов в расчетное сечение траншеи, сут; hт - глубина траншеи в расчетном поперечном сечении, м; Cв - скорость смешения верхового откоса траншеи в процессе отложения наносов, м/сут.
10.8. При расчете запаса на заносимость ??b3 по формуле (28) предъявляются следующие требования к допустимой погрешности и способу определения величины qт в зависимости от технологического параметра заносимости траншеи а=(qтtт)/??0 и параметра mотhт/b0, где mот, b0, ??0 - соответственно коэффициент заложения откоса, ширина по дну без учета заносимости и площадь расчетного поперечного сечения траншеи (рекомендуемое приложение 10). При а??0,1 допускается определение qт расчетным способом для любых значений параметра mотhт/b0 если средняя скорость течения на вертикали определена с относительной погрешностью не превышающей 0,1; при а??0,2 допускается определение qт расчетным способом для значений параметра формы траншеи меньше 0,8 и при ограничении относительной погрешности значения средней скорости на вертикали, принятой в расчете; при а??0,2, mотhт/b0>0,8, а также при а>0,2 к расчетным значениям величины qт следует вводить, коэффициент запаса, равный
k=1+0,8-/qт,(29)
где /qт - допустимая относительная погрешность величины qт, определяемая по табл. 6 в зависимости от технологического параметра заносимости а и параметра mотhт/b0.
Таблица 6
Допустимая относительная погрешность величины qт
|
а |
mотhт/b0 |
||||
|
|
0,4 |
0,8 |
1,2 |
1,6 |
2,0 |
|
0,2 |
|
|
0,52 |
0,43 |
0,35 |
|
0,3 |
0,55 |
0,41 |
0,31 |
|
|
|
0,4 |
0,39 |
0,27 |
|
|
|
|
0,5 |
0,28 |
|
|
|
|
