МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ (СОЮЗДОРНИИ)
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ ОПОЛЗНЕЙ НА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ ТАДЖИКСКОЙ ССР
Одобрены Минтрансдорхозом Таджикской ССР
Москва - 1977 г.
Рассматриваются особенности трассирования автомобильных дорог в оползневых районах, влияние климатических, геоморфологических, геологических или гео- и гидрологических и сейсмических условий на развитие оползневых процессов. Приводятся расчет устойчивости откосов земляного полотна и основные принципы назначения противооползневых мероприятий.
Предисловие
«Методические рекомендации по предотвращению оползней на автомобильных дорогах Таджикской ССР» разработаны на основе выполненных в 1970 - 1974 гг. Союздорнии и Среднеазиатским филиалом Союздорнии исследований и опыта проектирования и строительства земляного полотна автомобильных дорог в оползневых районах.
Настоящие «Методические рекомендации» предназначены для проектно-изыскательских организаций в качестве методического пособия при проектировании земляного полотна автомобильных дорог в оползневых и оползнеопасных районах Таджикской ССР.
«Методические рекомендации» составили инж. Э.Ф. Хоружий и канд. техн. наук Л.И. Чернявская (Среднеазиатский филиал Союздорнии) под общей редакцией канд. техн. наук Э.М. Доброва и при участии инженеров Ю.М. Львовича, А.П. Аксенова, Ю.В. Пудова.
1. Общие положения
1.1. Настоящие «Методические рекомендации» предназначены для использования при проектировании земляного полотна автомобильных дорог в оползневых и оползнеопасных районах, а также при разработке мероприятий по укреплению оползневых участков на эксплуатируемых дорогах Таджикской ССР.
1.2. Форма оползневого тела, его объем и скорость смещения разнообразны и зависят от сочетания различных факторов, участвующих в развитии оползня.
Основные инженерно-геологические типы оползней, получившие широкое распространение на территории республики, приведены в приложении 1.
1.3. Проектирование земляного полотна в оползневых и оползнеопасных районах следует выполнять по индивидуальным проектам с учетом общих требований к конструкции, грунтам и методам возведения, предусмотренных СНиП II-Д.5-72, ВСН 97-63, настоящими «Методическими рекомендациями» и другими документами.
1.4. Изыскание и проектирование земляного полотна на оползневых и оползнеопасных склонах следует выполнять в три стадии:
технико-экономическое обоснование строительства противооползневых сооружений (ТЭО);
разработка технического проекта;
рабочее проектирование.
1.5. Укрепление оползневых участков на эксплуатируемых автомобильных дорогах можно выполнять в одну стадию с составлением технорабочего проекта.
1.6. Трассирование дороги, связанное с обходом или пересечением оползневого участка, осуществляют на основе технико-экономического сравнения вариантов.
1.7. Расположение земляного полотна на оползневом или оползнеопасном склоне и его конструкцию назначают из условия повышения общей устойчивости склона. Устойчивость склона оценивают путем расчета коэффициента запаса устойчивости склона до устройства земляного полотна и противооползневых сооружений.
1.8. При проектировании комплекса противооползневых сооружений необходимо предусматривать мероприятия, устраняющие причины нарушения устойчивости оползневого склона.
1.9. Для проектирования конструкции земляного полотна и противооползневых сооружений необходимы данные:
инженерно-геологического и гидрологического обследования грунтов оползневого склона;
расчетных значений физико-механических характеристик отдельных слоев грунтов и горных пород;
оценки устойчивости оползневого склона расчетными методами;
исходных параметров по проектируемой конструкции земляного полотна, противооползневых и дренажных сооружений;
расчета оползневого склона с учетом противооползневых сооружений и конструкции земляного полотна;
технологии сооружения земляного полотна и противооползневых сооружений.
1.10. Проекты отдельных противооползневых сооружений должны учитывать стадийность оползневого процесса, подготовку оползня, смещение пород, затухание оползневого процесса и вновь приобретенную устойчивость. Правильный выбор комплекса дает возможность закреплять оползень на любой стадии его развития.
1.11. Закрепление оползней-потоков допускается в два срока:
в первую очередь выполняют простейшие (временные) осушительные мероприятия и возводят сооружения, легко восстанавливающиеся после их повреждения;
во вторую очередь строят постоянные противооползневые сооружения.
1.12. Взрывные работы на оползневых участках допускаются при наличии инженерно-геологического обоснования и при постоянном геологическом контроле.
1.13. Проект организации противооползневых работ следует осуществлять с учетом конкретных климатических условий оползневого участка, особенностей назначаемых мероприятий и последовательности их выполнения. Каждое очередное противооползневое сооружение должно способствовать дальнейшему повышению общей устойчивости склона и обладать необходимой устойчивостью в процессе строительства, когда комплекс всех противооползневых сооружений еще не завершен.
1.14. Работа построенных противооползневых сооружений будет эффективной только при условии правильной их технической эксплуатации в соответствии с «Правилами эксплуатации запроектированных противооползневых сооружений».
2. Особенности трассирования автомобильных дорог в оползневых районах
2.1. Трассированию автомобильных дорог в оползневых и оползнеопасных районах должно предшествовать тщательное изучение топографических, инженерно-геологических, гидрологических условий территории, выявление оползневых участков, установление типов оползней и причин их возникновения на основе рекогносцировочного инженерно-геологического обследования района проложения трассы дороги и проработки литературного, фондового, картографического материалов.
2.2. Трассу дороги необходимо прокладывать на наиболее устойчивых участках склонов, естественных полках и на пологих косогорах с благоприятными инженерно-геологическими условиями.
2.3. В оползневых и оползнеопасных районах следует разрабатывать несколько вариантов проложения трассы автомобильной дороги, среди которых должен быть вариант обхода неустойчивого участка.
2.4. В случае когда технические нормативы дороги не позволяют обойти оползневый участок, трассу дороги прокладывают через оползень. При этом разрабатывают варианты пересечения оползня косогорными виадуками и тоннелями или проектируют такую конструкцию земляного полотна, которая не способствовала бы активизации оползня.
2.5. При пересечении трассой дороги верхней части оползневого участка следует разрабатывать такой вариант перехода (виадук, эстакада, выемка), при котором снижается пригрузка неустойчивого склона, а оползень разгружается.
2.6. При пересечении оползневых участков у подошвы оползня земляное полотно следует устраивать в насыпи. В этом случае устойчивость оползневого участка увеличивается в результате повышения сил сопротивления движению оползня. Устройства выемок следует избегать.
2.7. При пересечении трассой средней части оползня земляное полотно следует устраивать в насыпях и выемках небольшой высоты и глубины с целью исключить пригрузку или подсечку оползневого участка и дополнительную нагрузку на противооползневые сооружения.
2.8. При выборе варианта трассы на оползневом участке и конструкции земляного полотна следует исходить из условия повышения устойчивости оползневого участка с учетом намечаемых противооползневых, мероприятий и удерживающих сооружений.
2.9. Выбор того или иного варианта пересечения оползневого участка или его обход следует обосновывать технико-экономическим сравнением вариантов с учетом противооползневых мероприятий.
3. Влияние климатических, геоморфологических, геологических, гидрологических и сейсмических условий на развитие оползневых процессов
3.1. На территории Таджикской республики оползневые процессы имеют широкое распространение. Они характеризуются многообразием форм и неодинаковой интенсивностью проявления в различных районах. Наибольшее развитие оползневые явления получили в Центральном Таджикистане, юго-западном и северном регионах Таджикской ССР (см. приложение 1).
3.2. Влияние климатических условий на формирование и развитие оползневых явлений определяется количеством атмосферных осадков, распределением их по сезонам года, температурой воздуха, глубиной сезонного промерзания и др. Наибольшее влияние на устойчивость склонов оказывают условия увлажнения - количество атмосферных осадков и коэффициент увлажнения (т.е. отношение количества атмосферных осадков к испаряемости), распределение атмосферных осадков по площади и во времени. Это явление можно оценить количественно, учитывая сезонные колебания прочности пород, массу профильтровавшихся осадков и т.д. Кроме того, климатические условия определяют тип и интенсивность выветривания, количество и режим подземных и поверхностных вод, интенсивность глубинной и боковой эрозии и т.п.
3.3. На количество атмосферных осадков в зависимости от высоты местности большое влияние оказывают высотная зональность, экспозиция склона и направление преобладающих потоков воздуха. Наибольшее количество атмосферных, осадков выпадает на склоны, открытые для ветров северо-западного, западного и южного направлений. В области закрытых горных структур количество осадков связано с особенностями рельефа, определяющими режим ветра.
Атмосферные осадки увлажняют породы склонов и снижают их прочностные характеристики, а также образуют временные водоносные горизонты, повышая постоянные уровни грунтовых вод. Оползневые явления, вызванные атмосферными осадками, активизируются при резком превышении средней многолетней весенней суммы осадков.
3.4. Наибольшее распространение оползней в покровных отложениях отмечается в районах, где коэффициент увлажнения изменяется от 0,6 и более, что соответствует среднегодовой сумме осадков более 500 мм, и в интервале высот от 1000 до 2500 м над уровнем моря.
3.5. Время проявления оползневых процессов в покровных отложениях тесно связано с периодом выпадения наибольшего количества осадков и повышением уровня грунтовых вод: поверхностные сплывы и оплывины возникают в основном в марте - апреле; оползни-потоки - в мае - июне.
3.6. Фактором, определяющим условия, способствующие образованию оползней, является рельеф склона (крутизна, высота и форма).
Рельеф склона влияет на напряженное состояние пород склона, мощность покровных отложений, условия дренирования, характер эрозии склона и т.д.
3.7. На территории республики оползни могут возникать на склонах различной крутизны, но наиболее часто развиваются при крутизне: 35 - 45° - поверхностные сплывы и оплывины, 25 - 35°- оползни-потоки, 20 - 35 - оползни срезания - просадки и выдавливания, 40 - 50 - контактные оползни. С уменьшением крутизны склона мощность смещаемой толщи для оползней, развивающихся в покровных отложениях, возрастает. Длина оползней различных типов в покровных отложениях изменяется в пределах 10 - 20 м для поверхностных сплывов, 40 - 50 м - для оплывин, 90 - 150 м - для оползней-потоков, 80 - 150 м - для оползней срезания, просадки.
3.8. Влияние формы склона в плане и профиле на развитие оползневых явлений отчетливо прослеживается в покровных отложениях. Наиболее часто оползни возникают на выпуклых и выпукло-вогнутых, а также на прямолинейных в профиле склонах, в плане - на вогнутых, ложбинообразных и ровных участках. Голова оползней обычно располагается в местах перегиба профиля, где пологие участки склона сменяются крутыми.
3.9. Влияние геологических условий на формирование оползневых явлений определяется: физико-механическими (прочностными, деформативными) свойствами, мощностью и условиями залегания покровных отложений и подстилающих их коренных пород; наличием контакта между породами с различными физико-механическими свойствами, их положением и ориентировкой относительно поверхности склона; наличием поверхностей ослабления, их характером, положением и ориентировкой относительно склона и др.
3.10. Наибольшее развитие оползневые явления на территории республики получили на склонах современного и верхнечетвертичного возраста в Центральном Таджикистане, на склонах Гиссарского, Каратегинского и западных склонах Туркестанского хребтов, юго-западном (Каратау, Вахшский) и северном регионах Таджикской ССР (Кураминский хребет).
3.11. Оползневые явления приурочены в основном к покровным лессовидным и делювиальным отложениям и особенно активны на склонах, сложенных мезозойскими песчано-глинистыми отложениями.
3.12. Оползни в коренных породах обычно возникают при наличии в толще склона глинистых, хлорито-серицитовых и слюдистых сланцев. Поверхностями скольжения обычно являются увлажненные плоскости напластований, зоны тектонических нарушений, плоскости отдельностей и др.
3.13. Влияние подземных вон на возникновение и развитие оползневых процессов в основном сводится к изменению прочности пород и колебанию гидростатического и фильтрационного давлений.
Уменьшение прочностных характеристик (Сw и w) пород вызывается увеличением их влажности и суффозионными явлениями. Суффозионные явления, связанные с процессами внутреннего размыва, выщелачивания солей или частиц из грунтов, широко развиты в песчано-глинистых отложениях.
Изменение гидростатического и фильтрационного давления обычно происходит периодически при длительном выпадении атмосферных осадков и при изменении режима подземных вод. Максимальный уровень и расход подземных вод обычно наблюдается в марте - июне.
