Беда северных дорог не одна – построить их сложно, а еще труднее – сохранить. Например, на Ямале собраны, казалось бы все острые углы, которые можно себе представить:
- вечная мерзлота;
- нестабильный грунт;
- эрозия почв;
- паводки.
К нашим проектировщикам обратились за консультацией: необходимо укрепить откосные части дорожной насыпи. Проблема заключается в его размывании паводковыми потоками. Изначальное проектное решение по пропуску селевых потоков – водопропускная труба, устроенная сквозь тело насыпи дороги.
К моменту обращения на объекте уже дважды проводились работы по усилению насыпи основания. В статье рассмотрим оказавшиеся неэффективными меры, а также решение разработанное нашим проектным отделом.
Решение 1. Биомат
Как видно по фото, проблемный участок расположен перпендикулярно потоку паводковых вод. Изначально в проекте заложили сквозные трубы в теле насыпи. Однако их водопропускной способности было недостаточно. Для борьбы с эрозийными процессами склоны насыпи покрыли геосинтетиком – биоматом. Биомат (экомат) представляет собой биоразлагаемое полотно, из натуральных волокон (джутового или льняного) и синтетического из РЕТ волокон. Между ними находится слой из смеси семян растений, подобранных в соответствии климатической зоне применения.
Биомат показал себя хорошим решением для восстановления растительного покрова при эрозийных процессах. У Компании ПСК Геодор есть опыт поставки биомата в ЯМНАО, где материал успешно выполняет свою роль. Однако в данном случае видно, что полотна под действием водных потоков буквально разорвало на части.
Какие выводы можно сделать:
· не справились проектировщики – материал подобран без учета особенностей объекта;
· не справились монтажники – недостаточно закрепили биомат;
· поставлен некачественный материал, разрывные характеристики которого не соответствовали заявленным.
Возможно, имеют место быть все три пункта. Как минимум, налицо неравномерная всхожесть семян, некоторые полотна выглядят «лысыми».
Решение 2. Бетонное полотно
Спустя непродолжительные период времени стало ясно, что Биоматы не способны обеспечить эрозионную защиту в условиях столь агрессивного природного воздействия. Усилить насыпь было решено с помощью гибких бетонный полотен. В данном случае смонтировали водоотводные лотки вдоль насыпи с устройством дополнительных гасителей потоков. Как видно на фото, ожидаемого результата не получили. Материал просто свернуло агрессивным течением. Наибольшие повреждения конструкция получила в районе водоотводной трубы.
В мировой практике бетонное полотно применяется и в более сложных сооружениях, например при строительстве волнорезов, гидротехнических сооружений, берегоукреплении и т.д.
Причины, по которым в данном случае он не сработал, скорее всего, те же, что и с биоматом:
· ошибки в проектировании;
· нарушение правил монтажа;
· несоответствие материала заявленным характеристикам – использование менее прочного сырья при производстве, экономия на цементном вяжущем и т.д.
Испытывать на прочность все имеющиеся на рынке геосинтеики на одном участке долго и дорого. Нужен третий и окончательный вариант.
Решение 3. Габионы
Действие потоков талых вод схоже с накатами морских волн. В технологии берегоукрепления распространены габионные конструкции. Они представляют собой короба из проволоки двойного кручения с цинковым или цинк-полимерным покрытием для защиты от коррозии. Для заполнения габионов используют булыжник, гальку или карьерный камень.
Условия для расчетов устойчивости и эффективности габионной конструкции: уклоном по отношению к линии горизонта 1:2, что соответствует углу наклона 27°, на поверхности которой расположен габион. Схема для расчета представлена на рисунке.
Произведенные расчеты показывают, что устойчивость габиона на откосе обеспечена.
Выводы по предложенному решению:
1. Устойчивость сооружения. Обеспечение дополнительной устойчивости за счет технических особенностей конструкции габионов.
2. Защита от эрозийных процессов. По установленной габионной конструкцией отсутствует размыв грунта.
3. Долговечность конструкции. Цинк-полимерное покрытие обеспечивает долговременную антикоррозионную стойкость конструкций к окружающим условиям.
4. Длина габиона матрацного типа - до 8,0 м. Таким образом обеспечивается высокая производительность монтажа и меньшее количество стыков – сплошность покрытия откосов матрацами.
Проектное решение усиления насыпи установкой габионной конструкции находится на экспертизе, ждем. Экспертиза именно таких сложных объектов, анализ результатов позволяют сделать верные выводы, чтобы избежать в дальнейшем проблем.