Рекомендации по учету руслового процесса при проектировании ЛЭП - Учет гидроморфологических факторов при проектировании переходов ЛЭП

РАЗДЕЛ 2
УЧЕТ ГИДРОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ПЕРЕХОДОВ ЛЭП ЧЕРЕЗ ВОДНЫЕ РУБЕЖИ

1. Общие положения

1. При проектировании переходов ЛЭП через водные рубежи и при сопоставлении вариантов решения этой задачи необходимо учитывать следующие гидроморфологические факторы:

а) возможные топографические изменения на участке размещения опор, вызванные плановыми и высотными деформациями в речном русле и в пойме;
б) воздействие на фундаменты опор и на откосы банкеток текущей воды, ветровой волны и ледовых нагрузок.
Ниже, в настоящем параграфе, приводятся положения, общие для всех типов руслового процесса. Особенности учета этих факторов применительно к рекам различного типа рассмотрены в § 2.2—2.8.

1. Возможные топографические изменения весьма разнообразны на реках различных типов. Учет этих изменений проводится во всех случаях. С инженерной точки зрения устойчивость русловых и пойменных образований оценивается размером деформации за предусмотренный срок службы проектируемого сооружения. Расчеты русловых и пойменных деформаций производятся в основном на морфологической основе, позволяющей определять направление деформаций и устанавливать их скорости. Однако по своей природе русловые процессы характеризуются и чрезвычайным разнообразием форм их проявления и большим влиянием случайных факторов. В результате этого возникает необходимость вводить условный запас и во всех случаях размещать сооружения на расстоянии. от границ, определенных расчетом (см. § 2.2—2.8), равном 1/10 ширины меженного русла, но не меньшем 20 м.
2. При учете скоростей пойменных течений, определяющих как непосредственное воздействие потока на откосы банкеток, так и величину ледовых нагрузок, необходимо иметь в виду следующие две отличительные особенности этих течений.

а.  По сравнению со скоростями течений русловых потоков скорости пойменных потоков отличаются значительно большим разнообразием как по величине скоростей, так и по их направлению. Лишь при прохождении особо высоких половодий редкой повторяемости пойма затапливается полностью, и скорости течения в ней несколько выравниваются по величине, и по направлению. При прохождении же обычных паводков и половодий пойма затапливается частично, и наряду с большими застойными зонами со случайными и малыми по величине скоростями течений в ней возникают четко ограниченные потоки, приуроченные к местным понижениям в береговых валах и пойменных гривах (прорвы). На этих участках сосредоточивается основное падение уровней воды и скорости течения могут достигать больших, иногда сверхкритических значений.
б.  Пойменные течения легко подчиняются целенаправленному инженерному воздействию или могут претерпевать коренные изменения в результате непреднамеренного, случайного человеческого воздействия.
Воздействовать на поток можно перекрывая существующие прорвы или препятствуя их развитию, и наоборот, создавая местные понижения в валах и гривах, направляя поток в сторону от мест установки опор. В ряде случаев могут оказаться оправданными мероприятия, направленные на уменьшение скоростей течения в зоне опоры или на предотвращение случайностей, способствующих образованию больших местных скоростей течения.
Вместе с тем следует проявлять особую осторожность при выполнении строительных работ с тем, чтобы случайными, иногда небольшими по размерам нарушениями местной топографии не создать предпосылок к образованию прорв в зоне сооружения.

1. Крепление откосов банкеток и обвалований у опор следует проверять на действие ветровой волны. При разгонах волны и глубинах затопления, приведенных в табл. 2-1, в расчетах можно принимать приведенные в ней значения высоты волн.

Таблица 2-1
Высота волн

Глубина на разгоне определяется по средней отметке поверхности земли в пределах разгона и по величине затопления, повторяющегося один раз в 100 лет. В качестве исходного топографического материала используются крупномасштабные карты, дополненные в случае необходимости материалами специальных нивелировок. Наиболее надежные материалы получаются методом аэросъемки.
При разгонах волн и при глубинах затопления, превышающих приведенные в табл. 2-1, следует прибегать к детальному расчету, изложенному в приложении VI.

1. Ледовое воздействие на фундаменты опор, расположенных в пойме, и на откосы банкеток этих опор учитывается в тех случаях, когда весенний ледоход на реке повремени совпадает с затоплением пойм. Размеры льдин устанавливаются непосредственными наблюдениями на данном объекте или на основании аналогий. Скорости, с которыми льдины перемещаются в пойме, равны местным скоростям течения. При наличии в пойме озер следует учитывать возможность образования в пойме ледяных дрейфующих полей.

Ледовое воздействие на опоры и откосы учитывается по существующим нормам (CH-76-66).
Не допускается создание переходов в местах образования ледяных заторов и на участках реки, в пределах которых ощущается их влияние, если образование заторов при этом сопровождается выходом льда на пойму. Границы запретных участков устанавливаются по сетевым гидрометеорологическим материалам или по опросу местных жителей.

Ленточногрядовый тип руслового процесса

Поскольку при ленточногрядовом типе руслового процесса отсутствует пойма и нет существенных плановых деформаций русла, береговые опоры не подвергаются действию течений и ледохода. Расстояния от края фундамента опоры до бровки берега определяются лишь запасом на случайные береговые деформации. Рекомендуется этот запас принимать равным 1/10 ширины меженного русла, но не менее 20 м.
'                                   

Осередковый тип руслового процесса

1. При качественной общности строения речного русла и поймы реки осередкового типа могут чрезвычайно сильно отличаться количественными показателями и в первую очередь степенью плановой устойчивости основного русла, осередков и проток. Вследствие этого оказываются весьма различными и требования к учету гидроморфологических факторов. При оценке возможных топографических деформаций за время, соответствующее сроку службы сооружения, может оказаться, что на относительно устойчивых реках при проектировании опор можно ориентироваться на существующую топографию, в частности размещать русловые опоры на существующих осередках, а береговые опоры ориентировать на существующие бровки с учётом возможных плановых деформаций русла.

При таких решениях надо быть уверенным в правильности оценки плановых деформаций (см. п. 1.3.4). н, поскольку эта оценка обычно не бывает достаточно надежной, принимать не менее чем двойной запас к плановым перемещениям, полученным но расчету. Во многих случаях расчетная оценка плановой устойчивости русла, выполненная как для внутрирусловых и береговых опор, так и для опор, расположенных в пойме, покажет недопустимость ориентировки на существующую топографию. В этих случаях все опоры должны устанавливаться на фундаментах глубокого заложения (с учетом предельно возможной глубины размыва).
Предельная глубина размыва у опоры слагается из предельного возможного естественного размыва и дополнительного местного размыва, вызванного обтеканием опоры потоком. Естественный размыв определяется по наибольшему размыву, наблюдаемому в реке в районе проектируемой опоры. При этом исключаются размывы, вызванные местными искусственными или естественными препятствиями.
Дополнительный местный размыв определяется по формулам размыва у искусственного препятствия (см. приложение VII).
При наличии в русле реки и в пойме надежно выраженного базального слоя положение этого слоя можно рассматривать как предел возможного естественного размыва.

1. Расчет местного размыва у фундаментов русловых опор вне зависимости от того, размещаются ли они в существующем русле или в неустойчивой пойме, производится на скорость, максимальную из средних на вертикалях, Наблюдаемую в русле реки vm. При размещении опор на устойчивых затопляемых осередках или островных элементах поймы расчетная скорость может снижаться по формуле

где Н и h — соответственно наибольшая глубина в русле и глубина в месте установки опоры.

1. При размещении опор в пойме при условии относительной ее устойчивости (см. п. 2.3.1) эти опоры могут быть установлены только на повышенных участках поймы. При сознательном или случайном, полном или частичном перекрытии одного из рукавов, омывающих повышенный участок поймы, скорости течения и русловые деформации во втором протоке могут увеличиться. Во избежание этого необходимо следить, чтобы пропуск воды через пойменные протоки не был затруднен.

2.4. Побочневый тип руслового процесса

2.4.1. Чисто побочневый тип руслового процесса обычно наблюдается на относительно малых реках, ширина которых В невелика, плановые деформации незначительны и пойма отсутствует.
В частности, этот тип бывает на реках с искусственно закрепленными берегами. В этих случаях при размещении береговых опор можно ориентироваться на существующие бровки с учетом соображений, приведенных в § 2.2.
Побочни могут возникать на устойчивых прямолинейных участках рек иного типа. Иногда это наблюдается на меандрирующих. реках, в частности там, где русло прижато к коренному склону долины и стабилизируется им. В этих случаях на больших реках может возникнуть потребность размещения опоры на побочне. Расчет плановых деформаций по скорости сползания побочня с позволяет определить безопасное место размещения опоры. Поскольку это место всегда находится в некотором удалении от верхового- края побочня и преимущественно в низовой части побочня, то естественные высотные деформации будут выражаться в размыве отложений (наступлении пониженных участков побочня). В этих: условиях возможный размыв у опоры рассчитывается как дополнительный размыв у искусственного препятствия (см. приложение VII), с учетом возможного снижения отметки поверхности, побочня.
В том случае, когда за период эксплуатации перехода установленная на побочне опора может оказаться в русле реки (в результате перемещения побочня), глубину заложения фундамента под. опору следует принимать с учетом общего и местного размыва у опоры. Глубина общего размыва принимается по наинизшей отметке дна в районе перехода.

1. При размещении опоры на затопляемом побочне дополнительный местный размыв рассчитывается по скорости, определяемой по формуле, приведенной в п. 2.3.2.