Особенности развития наледей на переходах через водотоки и их классификация

Классификация распространяется на наледи, вызванные транспортным строительством, и природные.

В первую группу классификации отнесены наледи, образуемые поверхностными водами речной сети, в питании которых преобладают атмосферные осадки. При этом возможны наледи на постоянных водотоках, в большинстве своем имеющих подрусловый поток, и наледи на временных водотоках, обычно не имеющих подруслового потока. Первые характеризуются длительным периодом действия и нередко крупными размерами. Вторые отличаются кратковременными периодами действия и малыми размерами. Среди наледей поверхностных вод выделяются русловые и смешанные виды.

Во вторую группу классификации отнесены наледи, образуемые подземными водами, они делятся на четыре типа.

Первый тип это наледи, образуемые водами первого водоносного горизонта, приуроченного к грунтам рыхлой толщи. Эти воды имеют, как правило, местную область питания, обладают весьма неустойчивым режимом, и на их формирование непосредственно влияют атмосфера, поверхностные осадки, климат, почвенный и растительный покров и литологический состав пород. В районах вечной мерзлоты к числу наледей этого типа относятся наледи, образуемые надмерзлотными водами (верховодкой- безнапорные подземные воды, залегающие наиболее близко к земной поверхности и не имеющие сплошного распространения).

Борьба с наледями данного типа наиболее сложная.

Ко второму и третьему типам отнесены наледи, создаваемые ненапорными водами источников с близкими областями питания с относительно устойчивым режимом.

К четвертому типу относятся наледи, связанные с глубинными (артезианскими или трещинножильными) водами удаленных областей питания, с устойчивым режимом и часто со значительным расходом.

Среди наледей подземных вод первого, второго и третьего типов выделяются подрусловые и смешанные виды.

Наиболее распространенным видом наледей подземных вод являются подрусловые, возникающие на основных водотоках после перемерзания русла, при истощении поверхностного питания из болот (марей) или после потерь на наледеобразование в верховьях водотока.

Опыт строительства и эксплуатации автомобильных и железных дорог показал, что из числа наледей, возникающих на переходах через водотоки по окончании строительства, большую часть составляют наледи смешанных вод.

Возникновение таких наледей обычно связано с нарушением естественных природных условий, теплового режима водотоков и грунтов, с постройкой земляного полотна, водопропускных и других транспортных сооружений.

Появление факторов наледеобразования по окончании строительства наиболее вероятно при следующих условиях:

а) пересечении земляным полотном склонов, сложенных вечномерзлыми грунтами при устройстве широкой просеки;

б) наличии на склонах большого количества родников и заболоченности ("мокрые склоны");

в) близком залегании на склонах (в пределах сезонного оттаивания) скального водоупорного сдоя, особенно из выветрившихся изверженных пород;

г) недостаточном количестве запроектированных косогорных водопропускных и перепускных сооружений;

д) трассировании прямолинейно (по секущей) к склону;

е) подрезке водоносных слоев полувыемками и выемками при неполном сбросе воды (на склонах) в низовую сторону в морозный период и т.п.

Инженерными факторами наледеобразования могут явиться сами искусственные сооружения, если ими затрудняется пропуск меженного расхода воды, и особенно, если в них скапливается шуга (шуга- скопления рыхлого льда. находящегося в водной толще или на поверхности водоема).

Наледи речных и подземных вод образуются поздней осенью и зимой при промерзании потока речных или грунтовых вод или разгрузке подземных вод. Когда в основании водотока залегает неглубоко водоупор в виде вечной мерзлоты или водонепроницаемых пород и живое сечение при промерзании сужается, поток становится напорным, вода через трещины изливается на поверхность и образует наледь.

Наледи снеговых и ледниковых вод образуются при смене оттепелей морозами, а наледи морей - при нагонах и замерзании морской воды.

На образование наледей, кроме природных факторов, большое влияние оказывает строительство дорожных сооружений, которое нарушает естественный режим протекания речных и грунтовых вод, что часто приводит к возникновению наледного процесса.

Наледи на автомобильных дорогах могут образоваться в виде натечного массива льда (ледяного поля) или в виде ледяного бугра. Среди притрассовых наледей (в полосе отвода дороги) различают речные наледи, возникающие на участках перехода через водотоки в долинах и логах, и косогорные, возникающие на склоне; (чаще всего при подрезке их выемкой или полувыемкой). Речные наледи имеют преимущественно поверхностное питание, косогорные питаются в основном подземными водами.

Вредные воздействия наледей на искусственные сооружения:

Наледи оказывают значительные вредные воздействия на искусственные сооружения и часто создают затруднения при их эксплуатации. Наледи могут:

1) закупоривать льдом отверстия малых искусственных сооружений и затруднять пропуск весенних вод;

2) затоплять проезжую часть подходов к искусственным сооружениям и затруднять движение транспорта;

3) деформировать искусственные сооружения при образовании около них наледных бугров;

4) создавать условия для размыва конусов и земляного полотна подходов, а также изменения конфигурации русла водотока при стоке весенних вод по наледи.

Для борьбы с наледями применяют различные инженерные мероприятия, которые выбирают с учетом характера и причин образования наледи, рельефа и грунтово-геологических особенностей места их образования, интенсивности движения на дороге и других факторов.