Страница 9: ВСН 163-83. СН 163-83. Учет деформаций речных русел и берегов водоемов в зоне подводных переходов магистральных трубопроводов (Нефтегазопроводов) (41660)

Rk=[1-(Вkho)/(Вohi)].(55)

Таблица 11

В промежуточных расчетах в целях их сокращения следует использовать эту величину в относительном выражении:

rk=[1-(Вkho)/(Вohi)].(56)

В рекомендуемом приложении 19 приводится пример расчета развития береговых деформаций во времени (табл. 44). Результат этого расчета в виде графика зависимости размера смещения береговой линии Lб, и ширины отмели В от времени t представлен на рис. 51 рекомендуемого приложения 19. С графика снимается значение смещения линии берега на прогнозируемый период эксплуатации перехода трубопровода через водохранилище, принимаемый равным 30 годам.

14. ОЦЕНКА ОБРАТИМЫХ ВЫСОТНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ БЕРЕГОВОЙ ОТМЕЛИ

Обратимые высотные деформации в приурезовой зоне

14.1. Для получения надежных сведений об обратимых высотных деформациях в приурезовой зоне пляжа и береговой отмели следует использовать данные эпизодических натурных наблюдений.

Наблюдениями должны быть охвачены все характерные фазы гидрометеорологического режима водоема и экстремальные условия по режиму уровня воды, ветра, волнения, ледяных образований и другим явлениям. Общая продолжительность эпизодических наблюдений должна составлять не менее 2 лет. Значения размыва и намыва дна следует оценивать по сравнению с осредненными отметками поверхности зоны при среднем положении уровня воды в водоеме, а наибольшую деформацию - по разности экстремальных отметок поверхности пляжа и дна береговой отмели.

14.2. Длительные эпизодические наблюдения за деформациями пляжа береговой отмели следует проводить только в особо ответственных случаях, например, при сооружении наиболее важных трубопроводов на участках водоема, где высотные обратимые деформации могут составлять 2-3 м и более, а значительные заглубления трубопровода заведомо затруднены по техническим причинам, нежелательны по эксплуатационным условиям или оказываются невыгодными по экономическим показателям.

14.3. Приближенные значения высотных деформаций в приурезовой зоне береговой отмели, достигшей стадии относительного динамического равновесия и сложенной преимущественно песками или мелкозернистыми слабосвязными породами, в условиях действия волн высотой порядка 2,0-2,5 м допускается определять по данным табл. 12 с учетом средних уклонов береговой отмели, грунтов дна и значений многолетних колебаний уровня за безледоставный период.

14.4. Высотные деформации в приурезовой зоне береговой отмели для участков водоема, на которых высота штормовых волн не превышает 1,0-1,2 м, следует уменьшать в 1,5-2,0 раза по сравнению с данными табл. 12.

Таблица 12

Высотные деформации за безледоставный период, м

14.5. Для определения значения размыва и намыва дна в приурезовой зоне при построении профиля предельных размывов по створу перехода трубопровода значение деформаций, полученное по табл. 12 в соответствии с п. 14.3 или 14.4, следует отсчитывать от осредненных отметок дна.

Высотные деформации центральной и внешней частей береговой отмели

14.6. Высотные деформации центральной и внешней частей береговой отмели, как и приурезовой зоны, при любом составе грунтов и всех возможных диапазонах изменения характеристик режима водоема для случаев, указанных в п. 14.2, следует определять по данным натурных наблюдений, представленных в виде совмещенных профилей. По совмещенным профилям оконтуривается призма деформаций, как показано на рис. 17.

Рис. 17. Построение контура высотных деформаций дна береговой отмели (вертикальные стрелки) по совмещенным профилям в створе перехода трубопровода.

14.7. Приближенные значения высотных деформаций береговой отмели, сложенной преимущественно песками различной крупности, при сезонных (за безледоставный период) колебаниях уровня до 0,5 м допускается принимать равными 0,5h1% в центральной части отмели и 0,1h1% - на бровке отмели, где h1% - высота волны 1 %-ной обеспеченности, измеренная на подходе к береговой отмели.

14.8. Для получения приближенного контура призмы высотных деформаций дна по всему створу береговой отмели, сложенной преимущественно песками, в условиях сезонных колебаний уровня до 0,5 м необходимо высотные деформации в приурезовой зоне, определенные в соответствии с требованиями п. 14.3 или 14.4, а также деформации в центральной части и на бровке отмели, принятые в соответствии с требованиями п. 14.7, отложить равными частями вниз и вверх от осредненной линии профиля. Через верхние и нижние точки отложенных отрезков у уреза, в центральной части и на бровке отмели провести оконтуривающие линии, как показано на рис. 18.

Рис. 18. Построение контура высотных деформаций дна береговой отмели (вертикальные стрелки) по осредненному профилю створа перехода трубопровода по рассчитанным значениям деформации в различных частях отмели.

1 - профиль дна при уровне, близком к среднему уровню вод (СУВ); 2 - осредненный профиль дна; 3 - контур призмы деформаций; 4 - значения обратимых высотных деформаций: ??zд.у - у уреза, ??zд.ц??0,5h1% - в центральной части отмели. ??zд.в??0,1h1% - у всей отмели.

Построение профиля предельных деформаций

14.9. Профиль предельных деформаций по створу перехода трубопровода через водоем строят по данным прогноза переформирований берега, выполненных в соответствии с требованиями раздела 13 на 25-30-летний период, а также по данным высотных деформаций береговой отмели, полученным в соответствии с требованиями раздела 14.

14.10. В качестве исходной топографической основы для построения профиля предельных деформаций используют профиль, полученный по данным полевых изысканий. На этот профиль на сновании результатов расчета, в соответствии с требованиями раздела 13, наносят прогнозируемое положение бровки и уступа берега, а также значения наибольших высотных деформаций береговой отмели в пределах между прогнозируемым положением уреза и существующим подводным склоном берега, как показано на рис. 19 пунктирной линией. Прогнозируемую призму аккумуляции грунтов, слагающих берег, на профиль не наносят, поскольку место аккумуляции может быть использовано для размещения материала для подсыпки дна при укладке трубопровода в период его строительства.

Высотные обратимые деформации дна, установленные в соответствии с требованиями п. 14.1-14.8, откладывают на профиле относительно прогнозируемой линии дна береговой отмели при среднем уровне воды и оконтуривают так, как показано на рис. 19 пунктирной линией со стрелками. Проектирование срезки надводного уступа берега и заглубления дна подводной прорези для укладки трубопровода осуществляют относительно линии прогнозируемого (на 25-30 лет) смещения уступа берега и относительно нижнего положения контура высотных обратимых деформаций дна, показанного на рис. 19 штрих-пунктирной линией со стрелками.

Рис. 19 Профиль предельных плановых и высотных деформаций берега по створу перехода трубопровода через водоем.

1 - исходный профиль; 2 - прогнозируемый профиль (на 30-летний период); 3 - контур предельных высотных деформаций дна береговой отмели; Lб - прогнозируемое смещение береговой линии (на 30 лет); ??zд.у, ??zд.ц, ??zд.в - прогнозируемые предельные значения высотных обратимых деформаций у уреза, в центральной и внешней частях береговой отмели соответственно.

14.11. Мероприятия по стабилизации берега на участке перехода трубопровода через водоем предусматривают в следующих случаях:

- трубопровод не удается заглубить по техническим причинам в соответствии с прогнозируемыми значениями предельных деформаций береговой зоны;

- сопротивляемость грунтов берега волновым воздействиям существенно уменьшена в результате срезки уступа и сооружения подводной прорези;

- необходимо повышение надежности работы трубопровода или удлинение периода его эксплуатации;

- стоимость работ по заглублению трубопровода до недеформируемых отметок профиля превышает стоимость работ по защите берега от волновых воздействий.

14.12. Тип инженерной защиты и протяженность участка креплений берега выбирают и обосновывают в соответствии с требованиями имеющихся нормативных документов и правил, а также с учетом геологического строения берега и гидрометеорологического режима водоема на участке перехода трубопровода. На участках водохранилищ, находящихся в стадии формирования, может предусматриваться создание путем намыва грунтов искусственной береговой отмели шириной 100-200 м и уклоном дна около 0,01, а также наброска из крупных камней в приурезовой зоне береговой отмели и пляжа. Протяженность участка намыва искусственной береговой отмели и крепления приурезовой зоны каменной наброской вдоль линии берега должна составлять 50-100 м в обе стороны от оси трубопровода.

15. РАСЧЕТ ВДОЛЬБЕРЕГОВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И АККУМУЛЯЦИИ НАНОСОВ В ТРАНШЕЕ НА БЕРЕГОВОЙ ОТМЕЛИ

Средняя мутность воды

15.1. Среднюю мутность воды (кг/м3) в зоне береговой отмели, сложенной преимущественно песками, в условиях волнения вычисляют по формуле

??ср=(0,27h3/2)/(??тHoB)2/3,(57)

где ??т - средневзвешенный показатель гидравлической крупности с предельными размерами взвешенных частиц менее 0,2 мм при расчетном значении средней глубины Но на береговой отмели, вычисляемый по выражению

??т=u1pd1+u2pd2+…+unpdn,(58)

где pd1, pd2, pdn - содержание (в долях единиц) каждой фракции наносов диаметром менее 0,2 мм в грунтах дна береговой отмели; u1, u2, un - гидравлическая крупность соответствующей фракции наносов, определяемая по табл. 13.

15.2. В качестве величины В принимают всю ширину береговой отмели, если вычисления перемещений наносов определяют по расчетному значению высоты волны малой вероятности повторения в режиме (1 раз в 5, 10, 20 или 50 лет); если расчеты перемещений наносов выполняют по всему возможному диапазону изменений высот волн, то за В принимают часть ширины береговой отмели, расположенную между урезом и линией разбивания волн при Hр=1,3h1%.

Влияние на значение мутности донных наносов с размерами песчаных частиц более 0,2 мм и основные черты морфологии береговых отмелей учитываются в формуле (57) размерным коэффициентом, численно равным 0,27, если h1%, Hо и В выражены в метрах, а гидравлическая крупность частиц u1, u2, un в формуле (58) - в метрах в секунду.

Таблица 13

Гидравлическая крупность частиц u??10-2 м/с