Задание 6. Проектирование противоналедного

Мерзлотного пояса

Возникновение наледей – второго после термокарста опасного криогенного процесса – связано с зимним изливом речных или подземных вод на поверхность. Обычно наледь образуется вблизи дороги, где глубокое и опережающее промерзание грунта препятствует естественному стоку.

Одним из действенных профилактических методов борьбы с наледями являются мерзлотные пояса, препятствующие проникновению воды и льда на дорожное полотно, вызывая образование наледи выше по течению или движению грунтового потока. Основной составной частью мерзлотного пояса является полоса, параллельная дороге, очищенная от снега, которую иногда усиливают дренажной канавой и насыпью. Под различными элементами мерзлотного пояса требуется выполнить расчет глубины сезонного протаивания, от которой зависит эффективность мероприятия.

Условия задачи: наледь образуется в долине речки или ручья, пересекаемого трассой проектируемой дороги, местоположение которой согласуется с преподавателем (см. приложения 1-2). Необходимо выше по течению устроить мерзлотный пояс, состоящий из элементов: а) полосы, очищенной от снега; б) дренажной канавы, в которую бульдозером сгребают снег, так что его мощность к середине зимы достигает 1,5 м; в) насыпи, построенной из грунта, взятого из канавы. Необходимо определить мощность СТС на всех этих элементах и минимальную необходимую высоту насыпи.

Глубина сезонного протаивания на оголенном от снега участке определяется в соответствии с заданием 7. Понятно, что при снятии полосы снежного покрова ножом бульдозера мох тоже не уцелеет. Эта полоса шириной 3–4 м, полностью промерзающая уже к концу ноября, вызовет опережающее образование наледи выше по течению. Следует рассчитать мощность СТС для канавы ниже расчищеной от снега полосы, исходя из теплофизических характеристик вмещающих грунтов, отсутствия растительного покрова и мощности снега 1,5 м при минимальной его плотности (см. приложение 7). На насыпи свежеотсыпанный грунт из канавы при влажности около 0,18 приобретет плотность скелета 1200 кг/м³. Мощность и плотность снега на насыпи останутся примерно теми же, что были до земляных работ, закончившихся осенью. Из этих соображений и следует рассчитывать глубину сезонного протаивания на насыпи.

Высота насыпи должна быть не меньше расчетной мощности СТС, чтобы породы на уровне дневной поверхности окружающих участков (очищенной от снега полосы) не подвергались сезонному оттаиванию, создав на пути наледеобразующих вод многолетнемерзлый барьер. Канава же должна служить хорошей дреной для этих вод.