Ведомственные строительные нормы ВСН 3-70/Минречфлота РСФСР Указания по проектированию судоходных каналов.
--------------------------------
Минречфлота РСФСР
ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ
Указания
по проектированию судоходных каналов
Дата введения 1972-01-01
ВНЕСЕНЫ Ленинградским институтом водного транспорта
УТВЕРЖДЕНЫ Министерством речного флота РСФСР 21 октября 1970 года
"Указания по проектированию судоходных каналов" составлены в развитие главы СНиП II-И.1-62* "Гидротехнические сооружения речные. Основные положения проектирования".
Указания разработаны Ленинградским институтом водного транспорта Министерства речного флота РСФСР при участии других организаций этого Министерства: Московского филиала ЛИВТа, Гипроречтранса, Центрального научно-исследовательского института экономики и эксплуатации водного транспорта (ЦНИИЭВТ) и Ленинградского отделения института "Гидропроект" им. С.Я.Жука Министерства энергетики и электрификации СССР.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие Указания распространяются на проектирование вновь сооружаемых и реконструируемых судоходных каналов и подходных каналов к судоходным сооружениям гидроузлов на внутренних водных путях.
1.2. Проектирование судоходных каналов надлежит осуществлять, руководствуясь настоящими Указаниями, требованиями глав СНиП, Указаниями [1] о составе, порядке разработки и утверждения технико-экономических обоснований (ТЭО) и другими нормативными документами*, перечисленными в приложении 2, а также требованиями Государственных стандартов, санитарных норм, правил техники безопасности и охраны труда.
________________
* Указания на эти издания в тексте приводятся в квадратных скобках.
Примечание. При проектировании временных судоходных каналов и подходных каналов к шлюзам следует руководствоваться настоящими Указаниями с учетом временного характера сооружений и условий эксплуатации. Отступления от требований настоящих Указаний должны быть обоснованы и в необходимых случаях согласованы с МРФ РСФСР или с главными управлениями речного флота при советах министров других союзных республик.
1.3. Наличие в существующих каналах отступлений от требований настоящих Указаний не может служить основанием для запрещения плавания судов в них.
Параметры каналов, находящихся в эксплуатации, могут быть постепенно доведены до полного соответствия с Указаниями.
1.4. Судоходные каналы, сооружаемые в зонах распространения вечномерзлых грунтов, в сейсмических районах, на просадочных грунтах и в районах с карстовыми образованиями, следует проектировать с учетом дополнительных требований, предъявляемых к строительству гидротехнических сооружений в перечисленных районах.
Классификация судоходных каналов
1.5. Судоходные каналы разделяют по следующим признакам:
по использованию - судоходные каналы и каналы комплексного назначения с использованием для судоходства;
по назначению - обходные каналы, соединительные каналы и подходные каналы к шлюзам, портам и к другим объектам;
по устройству - открытые и шлюзованные каналы;
по способу питания - каналы, вода в которые поступает самотеком, и каналы, питаемые водой при помощи насосов.
Примечание. Судоходные каналы могут быть проложены в тоннелях.
1.6. Категории и классы судоходных каналов приведены в табл.1; класс капитальности устанавливается по главе СНиП II-И.1-62* [2].
Таблица 1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Внутренние водные пути | Глубина судоходных каналов, м | Суда | ||||||
по СНиП II-И.1-62* | по НСП 103-52 |
| по сетке типов грузовых транспортных и рейдовых судов для строительства на перспективу с 1971 г. | |||||
категория | класс | высота надводной части наибольших грузопас- сажирских судов, м |
| условные обозначения | номер проекта | главные размерения, расчетные, м | осадка с полными запасами или с грузом для несамоходных судов | |
|
|
|
|
|
| длина | ши- рина |
|
I
Сверхмагистрали | I | 11,8 и более | 4,5-5,0 | СО-5000 | 1565, 507Б | 135 | 16,5 | 3,50 |
|
|
|
| НМ-4800 | 1577 | 128,6 | 16,5 | 3,50 |
II
Магистрали | II | 11,8
9,0 | 4,0 | СС-2700 | 1557 | 110,4 | 13,0 | 3,50 |
| III | 9,0 | 3,5 | СО-1800 | 559Б | 79,9 | 15,0 | 2,25 |
III
Магистрали местного значения | IV | 9,0
6,5 | 2,0 | БПР-1000 | 942 | 63,1 | 14,0 | 1,60-1,80 |
| V | 0,5 | 1,8 | БПР-600 | 943, 1563Б | 55 | 12,0 | 1,35 |
IV Магистрали местного значения - малые реки | VI | 3,05 | 1,6 | СР-100-150 | - | 44 | 7,5 | 0,8-1,0 |
| VII | 3,05-1,25 | 1,3 | БПР-150-200 | 183 | 35 | 7,5 | 0,8-1,0 |
Исходные данные для проектирования
1.7. Состав исходных данных, необходимых для проектирования судоходных каналов, определяется в каждом конкретном случае с учетом категории и класса канала, стадии проектирования, района расположения канала, естественных условий строительства, состава сооружений на канале и др.
1.8. В общем случае состав исходных данных должен включать: технико-экономические данные по намечаемым вариантам трассы канала, материалы и данные изысканий и исследований, топографические, инженерно-геологические и гидрогеологические, гидрологические и метеорологические, данные о сейсмичности района строительства.
1.9. Задание на проектирование должно отвечать требованиям Инструкции И 109-53 [3] с учетом рекомендаций СН 202-69 [4] и содержать следующие данные:
а) назначение канала с указанием соединяемых пунктов;
б) сроки строительства;
в) расчетные типы судов и составов, судооборот в прямом и обратном направлениях;
г) основные параметры судопропускных сооружений на канале (тип, основные габариты, объем сливной призмы и др.) с характеристиками систем наполнения (опорожнения) и схем компоновок;
д) состав и расположение необходимых инженерных сооружений и коммуникаций (мостов через канал, путепроводов, ЛЭП, паромных переправ и т.п.);
е) данные о материальных и энергетических ресурсах, которые могут быть приняты при разработке проекта;
ж) расчетные расходы воды, необходимые для водоснабжения, ирригации или других специальных целей;
з) специальные требования (архитектурные; санитарные; требования рыбохозяйства; требования, связанные с устройством оздоровительных зон, пляжей, строительством канала на эксплуатируемом водном пути и др.);
и) особые условия строительства: сейсмические, наличие оползней, плывунных грунтов и др.;
к) наименование строительной организации.
1.10. При проектировании судоходных каналов в составе комплексного объекта специального назначения (энергетического, водохозяйственного и т.п.) исходные данные, необходимые для проектирования канала, должны быть включены в задание на проектирование всего комплекса.
1.11. Программа, определяющая состав исходных данных, которые должны быть получены в результате инженерных изысканий, связанных с проектированием канала, должна учитывать требования действующих нормативных документов по инженерным изысканиям для проектирования и строительства гидротехнических сооружений.
1.12. Технико-экономические материалы должны включать:
а) характеристику эксплуатируемых и перспективных природных ресурсов района;
б) рекомендуемое направление трассы канала, исходя из экономических особенностей района с учетом взаимодействия всех видов транспорта;
в) характер и объемы грузовых и пассажирских перевозок по всему каналу и по отдельным его участкам на расчетный год;
г) категорию канала и класс капитальности сооружений;
д) расчеты ожидаемой эффективности капиталовложений.
1.13. Данные по выбору трассы канала должны включать:
а) материалы ранее выполненных изысканий, а также имеющиеся данные гидрологических, климатических, сейсмических и других наблюдений в районе расположения трассы;
б) топографические и геологические материалы; варианты трассы канала; необходимые технико-экономические обоснования и согласования по рекомендуемому направлению трассы канала.
1.14. Топографические материалы должны включать карты и планы, необходимые для проектирования канала и сооружений на нем, а также для проведения других видов изысканий (геологических, гидрологических и др.) и определения мест отвалов грунта из выемок канала, а также сведения о необходимых сносах и переносах строений.
1.15. Инженерно-геологические материалы должны содержать:
а) материалы инженерно-геологической съемки, включая разрезы по оси канала и характерным поперечникам;
б) необходимые характеристики физико-механических свойств грунтов;
в) гидрогеологические данные (уровни грунтовых вод и их колебания, химический состав подземных вод с оценкой по признакам агрессивности к бетону);
г) данные о количестве, качестве и местах расположения строительных материалов.
1.16. Для характеристик грунтов должны указываться нормативные и расчетные значения, в соответствии с требованиями главы СНиП II-Б.1-62 [5] и главы СНиП II-Б.3-62 [6].
1.17. В сложных геологических условиях (наличие оползней, просадочных грунтов, карстовых явлений и т.п.) состав исходных данных определяется с учетом дополнительных требований нормативных документов: главы СНиП II-Б.3-62 [6]; главы СНиП II-Б.2-62 [7] и других документов, предъявляемых к строительству сооружений в этих условиях.
1.18. Гидрологические материалы должны включать:
а) общую гидрологическую характеристику района расположения канала;
б) гидрологические характеристики водоемов и рек, соединяемых каналом, и водотоков, пересекаемых каналом;
в) сведения об эрозии берегов и тенденции в динамике русловых процессов реки в районе сопряжения с каналом.
1.19. Материалы метеорологических наблюдений должны включать:
а) температурный режим района строительства (среднемесячные температуры, максимальные и минимальные значения температур в каждом месяце, наступление устойчивых отрицательных температур);
б) направления, повторяемость и скорость ветра;
в) данные о количестве осадков по периодам года;
г) данные о глубине промерзания грунтов;
д) данные о тумане, гололеде.
2. РАСЧЕТНЫЕ УРОВНИ ВОДЫ В КАНАЛАХ
2.1. При проектировании судоходных каналов необходимо рассматривать следующие уровни воды:
- низкий и наинизший судоходный;
- высокий и наивысший судоходный;
- наинизший зимний;
- наивысший зимний.
Судоходные уровни
2.2. Низкий судоходный уровень в открытых каналах или в бьефах, выходящих в реки, озера или водохранилища, устанавливается с обеспеченностью по продолжительности за навигацию на основе многолетних наблюдений: для водных путей I категории - 99%, II категории - 97%, III и IV категорий - 95%.
Наинизший судоходный уровень определяется с учетом понижения низкого уровня, вызванного неустановившимся движением воды при суточном регулировании ГЭС, опорожнением или наполнением камер шлюзов и работой насосных станций, ветровым сгоном, а также возможным переформированием русла (например, понижением дна вследствие размывов или интенсивных дноуглубительных работ).
2.3. Высокий судоходный уровень в открытых каналах устанавливается по расходу воды с расчетной вероятностью превышения на основе многолетних наблюдений: для водных путей I категории - 1%, II категории - 3%, III и IV категорий - 5%.
Наивысший судоходный уровень определяется с учетом повышений высокого уровня, вызванных неустановившимся движением при суточном регулировании ГЭС, работе насосных станций, опорожнении или наполнении камер шлюзов; ветровым нагоном.
2.4. Низкий и высокий судоходные уровни в бьефах шлюзованного канала, закрытых судопропускными сооружениями с обоих концов, устанавливаются на основании водохозяйственных расчетов для обеспечения водой насосных станций, гидроэлектростанций, ирригационных систем и других водопользователей, связанных с этим каналом; забора из канала и выпуска в канал наибольшего числа сливных призм для наполнения и опорожнения камер шлюзов по СН 303-65 п.3.3 [8], с учетом потерь воды и возможной боковой приточности.
Наинизший и наивысший судоходные уровни в таких каналах определяются на основании соответствующих повышений высокого и понижений низкого уровней, вызванных неустановившимся движением воды в канале, сгонными и нагонными ветровыми колебаниями уровня.
Примечание. Низкие и высокие уровни определяются относительно соответствующих нормальных подпорных уровней, устанавливаемых при разбивке канала на бьефы, обоснованной технико-экономическими расчетами.
2.5. Высота ветрового нагона или сгона воды в канале (в метрах) определяется по формуле
2.6. Высота волны, возникающей при неустановившемся движении воды, определяется по пп.3.12-3.17 от исходных уровней, установленных с учетом сгонно-нагонных явлений.
2.7. Расчет неустановившегося движения воды в канале производится в соответствии с работой шлюзов и графиками эксплуатации насосных станций и ГЭС, при этом максимальная высота положительных или отрицательных волн определяется для каждого эксплуатационного процесса отдельно и в расчет принимается тот процесс, при котором получается наибольшее понижение наинизшего или наибольшее повышение наивысшего исходного уровня.
Зимние уровни
2.8. Зимние уровни воды в судоходных каналах определяются из необходимости обеспечения нормальной эксплуатации сооружений в зимний период при наличии ледяного покрова, изменяющего пропускную способность русла.
В зависимости от условий эксплуатации и водного режима канала наинизший зимний уровень воды в нем может быть расположен как выше, так и ниже наинизшего судоходного уровня.
Примечание. Для каналов, располагающихся в южных районах СССР, где возможно круглогодичное судоходство, наинизший зимний уровень воды, принимаемый в расчет, не должен быть ниже наинизшего судоходного уровня.
2.9. Наинизший зимний уровень воды в канале устанавливается из условия минимальных расходов воды, проходящей через насосные станции и ГЭС или полного прекращения их работы в предвесенний период, когда канал потерял часть своих водных запасов в связи с фильтрацией и утечкой воды через уплотнения сооружений.
2.10. Наивысший зимний уровень устанавливается с учетом возможности пропуска под ледяным покровом расхода воды, определяющегося условиями работы насосных станций, ГЭС и потребностями в воде, забираемой из канала для целей водоснабжения, в начальный период зимы.
2.11. Если в зимний период предполагаются сбросы из одного бьефа в другой, а также подпитка канала из водохранилищ или других водотоков, то при назначении зимних уровней должны быть учтены соответствующие повышения или понижения уровня воды.
3. КОЛЕБАНИЯ УРОВНЯ ВОДЫ В КАНАЛАХ
Причины колебаний уровня воды и их влияние
на судоходство и работу сооружений
3.1. При проектировании судоходных каналов необходимо учитывать колебания уровня воды в каналах, возникающие в условиях неустановившихся режимов движения воды под влиянием: ветровых волн, сгонов и нагонов; расходов воды, поступающих в канал из рек; поступления и забора воды в процессе наполнения и опорожнения камер шлюзов; работы насосных станций различного назначения; суточного регулирования гидроэлектростанций и других причин, создающих неустановившийся режим в канале с изменением уровня воды в нем.
3.2. Колебания уровня воды должны быть определены с учетом имеющихся в каналах регуляторов уровня, водосливов или других водопропускных устройств.
3.3. При проектировании каналов необходимо установить влияние колебаний уровня воды:
а) на уменьшение глубины в пределах судового хода и в местах стоянки судов (пп.2.2 и 2.4);
б) на образование напоров на ворота шлюзов (переменных по величине и направлению), которые могут нарушать правильную работу ворот и их механизмов и вызывать перерывы в шлюзовании и простой шлюзов и судов;
в) на появление уклонов свободной поверхности и гидродинамических сил, действующих на суда, стоящие у причальных сооружений.
Регулирование колебаний уровня воды, вызываемых наполнением
и опорожнением камер шлюзов
3.4. Амплитуда колебания уровня воды в канале не должна превышать величину, вызывающую недопустимые действия этих колебаний на суда, находящиеся в канале, и на ворота шлюзов с их приводами.
3.5. Возникающие колебания уровня воды необходимо рассмотреть в начальном промежутке, в течение которого они формируются, и по крайней мере в одном периоде колебаний, длительность которого определяется размерами канала.
При наличии остаточных колебаний в канале, предшествующих наполнению или опорожнению камер, необходимо найти амплитуду интерферированных колебаний при разных сдвигах фаз остаточных и возникающих колебаний.
3.6. Рекомендуется по возможности увеличить площадь зеркала подходов к шлюзам, включая в бьеф участки местности с пониженными отметками и затопляя их. Местные расширения каналов следует устраивать возле самих шлюзов или возможно ближе к ним. При одном и том же увеличении площади живого сечения канала для уменьшения колебаний предпочтительно увеличивать ширину, а не глубину канала.
3.7. При наличии запаса пропускной способности шлюза и возможности увеличения длительности шлюзования рекомендуется рассмотреть следующие возможные мероприятия:
а) уменьшение максимального расхода воды, сбрасываемого в канал или забираемого из канала путем уменьшения скорости открытия затворов;
б) ограничение величины расхода воды путем остановки затвора на определенной высоте и возобновление движения затвора в момент, когда вторичное увеличение расхода не увеличит амплитуду колебаний;
в) выбор промежутков времени для начала наполнения или опорожнения камер, при которых вновь создаваемая волна не увеличит амплитуду остаточных колебаний в канале сверх допускаемой величины или даже уменьшит ее, имея в виду, что наполнение камеры из канала в период подъема уровня у шлюза и опорожнение камеры в канал в период понижения уровня у шлюза могут уменьшить существующие колебания; в результате устанавливаются промежутки, в течение которых запрещается начало наполнения или опорожнения камер, несмотря на готовность шлюза.
3.8. В случае, когда продолжительность шлюзования нельзя увеличить, следует устраивать регулирующие бассейны, уменьшающие колебания воды в канале, но требующие капитальных вложений. Целесообразность устройства бассейнов должна быть подтверждена технико-экономическими расчетами.
Бассейны должны располагаться с использованием выгодных местных условий (рельефа местности, рода грунтов и др.) и, в первую очередь, у того шлюза, у которого особенно необходимо уменьшить колебания уровня воды. В канале со шлюзами по концам в случае устройства одного бассейна рекомендуется размещать его у верхнего шлюза.
3.9. Бассейн соединяется с каналом напорной трубой или открытой протокой; при выходе в канал необходимо увеличить площадь их живого сечения, чтобы уменьшить поперечные скорости течения в канале до величины, допускаемой условием п.4.2. При расположении трубы или протоки в районе причальных сооружений расход воды из канала, и особенно в канал из бассейна, следует пропускать под лицевой стеной причального сооружения (или под забральной балкой) через отверстия, расположенные ниже осадки расчетных судов.
3.10. Размеры и форма бассейна и соединительной трубы, или протоки, определяются специальными расчетами неустановившегося движения в канале и бассейне при наинизшем судоходном уровне воды в канале.
Эффективность работы регулирующего бассейна зависит главным образом от выгодно подобранных размеров площади зеркала бассейна и живого сечения трубы или протоки.
3.11. Уменьшение амплитуды колебаний необходимо рассмотреть по разным вариантам и обосновать наиболее целесообразные мероприятия, учитывая рекомендации пп.3.7-3.10.
Расчеты колебаний уровня воды в каналах
3.12. Расчеты неустановившегося движения воды в каналах рекомендуется производить методом характеристик с использованием ЭЦВМ.
При необходимости устройства регулирующего бассейна следует учитывать в расчете его влияние.
3.13. Для каналов призматических или близких к ним расчеты неустановившегося движения воды на предварительных стадиях проектирования могут выполняться приближенным способом с учетом рекомендаций, изложенных в пп.3.14-3.17.
Коэффициент отражения от преграды принимается равным 1; от очень широкого водоема - минус 1.
Расчеты регулирующих бассейнов
3.18. Размеры регулирующего бассейна определяются на основании специальных расчетов неустановившегося движения воды при наинизшем уровне и наибольшем расходе в канале приближенным способом на стадии технического проекта и методом характеристик на стадии рабочих чертежей.
В процессе расчетов определяются: колебание уровня по концам канала, колебание уровня в бассейне, максимальные скорости в трубе или протоке в наименьшем сечении и в сечении на выходе в канал.
3.19. Ось трубы или протоки желательно располагать под некоторым углом к оси канала (примерно в диапазоне от 90 до 45°) для уменьшения поперечной составляющей скорости течения.
3.20. При разработке предварительной расчетной схемы регулирующего бассейна рекомендуется учитывать размещение бассейна на местности и руководствоваться следующими ориентировочными исходными данными:
а) глубина в бассейне для сокращения объема работ должна быть меньше глубины в канале, но не менее 1,0 м;
3.21. Принятые размеры элементов регулирующего бассейна должны удовлетворять равенству круговых частот колебаний в судоходном канале и в системе бассейн-труба (протока) по приближенному выражению
3.22. Приведенная длина трубы или протоки определяется по формуле
При плавном изменении сечения соединительной протоки для расчета приведенной длины по формуле (7) рекомендуется изменяющийся участок разбивать на 5-10 частей.
4. СКОРОСТИ ТЕЧЕНИЯ В СУДОХОДНЫХ КАНАЛАХ
4.2. В судоходных каналах при наличии боковых заборов или сбросов воды насосными станциями, гидроэлектростанциями и другими аналогичными сооружениями поперечная составляющая скорости, в пределах судового хода при наинизшем судоходном уровне воды в канале, не должна превышать 0,25 м/сек.
4.3. Определение величин скоростей течения и других гидравлических параметров потока для условий неустановившегося движения следует производить по методу характеристик.
4.7. В случае, когда русло канала проходит в связных грунтах, величину допускаемой (неразмывающей) скорости течения воды можно определить по табл.2.
Таблица 2
|
|
Наименование грунта |  , м/сек |
Супесь слабая | 0,7-0,8 |
Супесь уплотненная | 1,0 |
Суглинки легкие (в том числе лессовидные) | 0,7-0,8 |
Суглинки средние | 1,0 |
Суглинки плотные | 1,1-1,2 |
Глины мягкие | 0,7 |
Глины нормальные | 1,2-1,4 |
Глины плотные | 1,5-1,8 |
Илистые грунты | 0,5 |
4.8. Для каналов, русло которых проходит в скальных и полускальных грунтах или облицовано одеждой из бетона, железобетона, асфальтовых или битумных материалов, величины допускаемых на размыв скоростей, как правило, больше скоростей, имеющих место в судоходных каналах, поэтому поверку ложа таких каналов на размыв можно не производить.
4.9. Для обеспечения нормального маневрирования судов и управления несамоходными судами в подходных каналах шлюзов продольные скорости течения должны быть менее скоростей движения несамоходных судов и не превышать 0,8 м/сек - для водных путей I-II категорий и 1,0 м/сек - для водных путей III-IV категорий.
5. ДВИЖЕНИЕ СУДОВ ПО КАНАЛАМ
5.1. Проектирование судоходных каналов должно производиться с учетом Правил плавания по внутренним судоходным путям [9], устанавливающих минимальные интервалы между судами, следующими друг за другом, порядок расхождения встречных судов и обгон одного судна другим при двустороннем движении.
5.2. Движение судов по каналу сопровождается возникновением потока обтекания, местным понижением уровня и образованием волн, которые воздействуют на берега и ложе канала, и рассматриваются в данном разделе и в разделе 6.
5.3. Воздействие струй от движителей самоходного судна на ложе канала при равномерном его движении не учитывается, поскольку скорость такой струи обычно в 1,5-2 раза меньше скорости потока обтекания.
Минимальная скорость движения судов определяется по условиям устойчивой работы его главных двигателей и управляемости; величина этой скорости согласовывается с МРФ РСФСР.
5.5. Критическая скорость движения судна в канале определяется по формуле
Рис.1. График для определения критической скорости движения судна
и скорости потока обтекания относительно судна
где
Средняя скорость потока обтекания относительно берега равна:
5.8. Среднее понижение уровня воды по длине судна (рис.2) при его движении определяется по формуле
Рис.2. Схема к определению понижения уровня и дополнительной осадки судна при движении
5.9. Дополнительная осадка судна с дифферентом на корму при его движении определяется по формуле
Таблица 3
|
|
|
|
 | 9-7 | 7-5 | 5-3,5 |
| 1,10 | 1,25 | 1,40 |
6. СУДОВЫЕ ВОЛНЫ В КАНАЛАХ
Определение расчетной высоты волны следует производить как по большим, так и по малым судам, так как последние могут дать большую высоту волны. При этом у малых судов должна быть принята паспортная скорость движения для неограниченного фарватера.
6.3. Нормативная величина давления судовой волны на откос определяется по схеме рис.3, а, где ординаты эпюры
и расстояние
Рис.3. Эпюры давления на крепление откоса и на шпунтовую стенку:
а - при накате на откос судовой волны; б - при понижении уровня от движения судна на сплошное
водонепроницаемое крепление откосов; в - то же, на шпунтовую стенку: 1 - упорные плиты;
2 - шпунт; 3 - шапочный брус
6.4. Взвешивающее избыточное давление на сплошное водонепроницаемое крепление откосов на слое песчано-гравийной подготовки определяется по величине понижения уровня воды при проходе судна, эпюра давления строится по схеме рис.3, б.
Нормативная величина интенсивности давления определяется по формулам:
на отметке уровня воды с учетом его понижения
на уровне низа основного крепления
При наличии у крепления упора добавляется давление на него по треугольной эпюре (рис.3, б).
6.5. Избыточное давление на вертикальную шпунтовую стенку определяется по схеме рис.3, в. Ординаты эпюры вычисляются по формулам п.6.4.
7. ФОРМА И РАЗМЕРЫ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ КАНАЛОВ
7.1. При выборе формы и размеров поперечного сечения судоходного канала должны быть обеспечены необходимые его габариты. При этом следует учитывать гидрологические и геологические условия по трассе канала, объемы работ и способы их производства. Рекомендуется принимать полигональную, трапецеидальную или прямоугольную формы поперечного сечения.
7.2. Уклоны откосов назначаются в зависимости от рода грунтов. При глубоких выемках через каждые 6 м по высоте должны устраиваться бермы, минимальная ширина которых принимается 1,5 м, а максимальная - в зависимости от назначения бермы; при использовании ее в качестве дороги ширина бермы определяется категорией дороги (см. п.7.7). Откосы канала должны быть устойчивыми при всех условиях эксплуатации канала, а также при пониженных уровнях в период строительства и ремонта. Они должны рассчитываться на общую устойчивость с учетом фильтрационного давления воды.
Для защиты откосов от размыва грунта следует устраивать крепление (см. следующий раздел).
Примечание. Допускается при специальном обосновании отказ от устройства крепления откосов канала.
Рис.4. Поперечное сечение канала:
а - в выемке; б - в насыпи
В скальных грунтах в зависимости от прочности скалы и способа производства работ уклон откосов рекомендуется принимать от 5:1 до 10:1.
7.4. При устройстве канала в насыпи (рис.4, б) дамбы, ограничивающие канал, проектируются как напорные сооружения. Уклоны откоса приканальных дамб принимаются по указаниям главы СНиП II-И.4-62 [10].
7.6. Откосы канала в глубокой выемке должны быть защищены от разрушения ливневыми и талыми водами системой нагорных канав, дренажей и других устройств.
Откосы с низовой стороны и основания приканальных дамб каналов в насыпях должны быть защищены от размыва фильтрационными, ливневыми и талыми водами.
7.7. Вдоль судоходного канала для контроля за состоянием его, а также сооружений на нем должна устраиваться приканальная дорога V категории (шириной проезжей части 4,5 м), если на эту дорогу не возлагаются другие функции.
Примечание. Отказ от устройства дороги допускается при малой длине канала, прохождении канала в легкодоступной местности, наличии вдоль канала общей сети дорог или в других обоснованных случаях.
7.8. По обе стороны канала должна быть установлена охранная зона. В этой зоне не должны возводиться постройки и сооружения, не относящиеся к каналу. Размеры охранной зоны определяются в установленном порядке.
7.9. Судоходные габариты канала: глубина, ширина и радиус закругления оси - при наинизшем судоходном уровне должны обеспечивать безопасное плавание, расхождение и обгон расчетных судов (с принятыми скоростями движения) без повреждений канала и сооружений на нем.
Примечание. При определении размеров канала по расчетным судам следует руководствоваться п.13.3 настоящих Указаний.
7.12. Угол дрейфа от действия ветра и течения в п.7.11 вычисляется по формуле
При несоблюдении этого условия следует или увеличить площадь поперечного сечения канала, или предусмотреть крепление откосов канала до дна, либо снизить скорость движения судна.
В каналах, русло которых может заноситься наносами, следует добавить запас на заносимость канала по опыту эксплуатации.
При возможности возникновения ветровой волны в канале надлежит учитывать дополнительный запас на волнение по п.4.48. СН 303-65.
а - при движении одного судна; б - при встрече и обгоне судов
По графикам рис.5 для канала с известным живым сечением можно найти величину скорости движения судна в предположении, что эта скорость составит заданную долю от скорости критической.
7.16. Живое сечение канала должно быть также проверено для случая расхождения или обгона судов с уменьшенной скоростью, не менее указанной в п.5.4. При этом уменьшенная скорость не должна превышать новую критическую скорость для того же канала, но с учетом стеснения его живого сечения встречным или обгоняемым судном.
Для проверки можно воспользоваться графиком на рис.5, б, сделав вычисления, аналогичные указанным в п.7.15.
Примечание. График на рис.5, б построен в предположении удвоенной величины коэффициента стеснения живого сечения канала.
7.17. Окончательный выбор поперечного сечения судоходного канала производится путем технико-экономического сравнения вариантов (см. раздел 13) с соблюдением рекомендаций по глубинам, указанным в табл.1.
7.18. Радиусы закруглений оси канала должны быть не менее пятикратной длины наибольшего (по длине) судна для одиночных судов или наибольшего судна в буксируемом составе и трехкратной длины наибольшего толкаемого состава.
7.19. Ширина канала на криволинейных участках должна быть увеличена по сравнению с шириной на прямоугольных участках.
7.21. Уширение канала следует выполнять по вогнутому берегу или с обоих берегов, если при этом существенно уменьшается объем работ.
7.22. Непосредственный переход одной кривой в обратную кривую не допускается. Между двумя криволинейными участками должен быть прямой участок длиной не менее тройной длины расчетного судна или толкаемого состава.
7.23. Поперечное сечение подходных каналов к шлюзам должно быть проверено по воздействию движущегося судна на судно, стоящее у причала, по данным исследований; при этом усилие в швартовах стоящего судна не должно превышать допускаемого по п.6.5 СН 303-65. В противном случае рекомендуется увеличить ширину канала или уменьшить скорость движения судов.
7.24. При наличии разделяющей причальной стенки в подходном канале к двухниточному шлюзу ширина каждой из частей канала должна быть принята такой же, как ширина канала однониточного шлюза.
8. КРЕПЛЕНИЯ ОТКОСОВ КАНАЛОВ
Общие положения
8.1. Настоящий раздел Указаний распространяется на проектирование креплений откосов, подверженных нагрузкам и воздействиям, характерным для судоходных каналов на внутренних водных путях.
Примечание. Настоящие положения не распространяются на проектирование берегоукрепительных сооружений специального назначения, возводимых на каналах для предотвращения оползней, понижения уровня грунтовых вод на участках каналов, проходящих в пределах оградительных, напорных, волнозащитных, ледозащитных дамб и т.п.
8.2. Рекомендуемые типы креплений откосов судоходных каналов приведены в табл.4 и показаны на рис.6.
Примечание. Гибкое крепление, показанное на рис.6, не является единственно возможным вариантом такого типа креплений.
Таблица 4
|
|
Типы креплений | Характерные условия применения |
Сборное крепление из железобетонных плит, омоноличенных по контуру, или крепление из железобетонных плит, выполненных на месте из монолитного бетона | Непросадочные грунты оснований, неблагоприятные условия для погружения шпунта; строительный уровень воды ниже отметки низа плит не менее 0,4-0,5 м |
Незаанкерованная шпунтовая стенка | Грунты основания, допускающие погружение шпунта и обладающие достаточной несущей способностью |
Каменная наброска | Наличие дешевого камня, удовлетворяющего техническим условиям; прохождение канала в насыпях, когда возможны осадки грунта; незначительные колебания уровня в зимний период; высокий уровень воды при строительстве; выход на откос грунтовых вод |
Железобетонные ящики, заполненные камнем | Наличие дешевого камня, не отвечающего по крупности требованиям обычной каменной наброски. Строительный уровень воды, как правило, ниже отметки упора |
Гибкие грунтонепроницаемые тюфяки | Слабые грунты основания; облегченные ледовые условия |
Неукрепленный откос | На участках с относительно невысокими берегами, где уположение откосов не вызывает резкого увеличения непроизводительной ширины канала и объемов земляных работ |
Рис.6. Типы креплений откосов канала:
а - железобетонные плиты, омоноличенные по контуру; б - незаанкерованная шпунтовая стенка;
в - каменная наброска; г - железобетонные ящики без дна, заполненные камнем; д - гибкие
грунтонепроницаемые тюфяки; 1 - подводное облегченное крепление; 2 - крепление упорной бермы;
3 - упорные сваи; 4 - упорные железобетонные плиты; 5 - песчано-гравийная подготовка; 6 - железобетонные
плиты; 7 - узел омоноличивания плит; 8 - плиты бермы; 9 - надводное облегченное крепление; 10 - шпунт;
11 - обратный фильтр в стыках шпунта; 12 - шапочный брус; 13 - засыпка; 14 - обратный фильтр;
15 - каменная наброска; 16 - железобетонные ящики, заполненные камнем; 17 - зона возможного размыва;
18 - гибкий грунтонепроницаемый тюфяк; 19 - анкерующие сваи
8.3. Выбор типа крепления производится на основе технико-экономических сопоставлений вариантов с учетом требований настоящего раздела Указаний и условий строительства.
Допускается применение асфальтобетонных и других типов креплений при их экономической целесообразности.
8.4. Конструкция креплений и их элементы должны рассчитываться по первому, второму и третьему предельным состояниям в соответствии с требованиями СНиП II-А.10-62 [11] и СНиП II-И.1-62* [2].
Кроме того, расчеты должны включать:
а) определение границ крепления; б) расчет облегченных креплений; в) расчет обратных фильтров.
В каждом конкретном случае состав расчетов уточняется с учетом особенностей конструкции, условий строительства и эксплуатации.
8.5. Расчет креплений по первому предельному состоянию на прочность и устойчивость производится на действие расчетных нагрузок, расчеты по второму (по деформации) и по третьему (по трещиностойкости) предельным состояниям - на действие нормативных нагрузок.
Расчеты рекомендуется производить в условиях плоской задачи для полосы карты шириной 1 м.
Примечание. В случае применения конструкций, для которых не разработана методика расчета по предельным состояниям, расчеты их допускается производить на действие нормативных нагрузок с применением общего коэффициента запаса.
8.6. Расчеты прочности и трещиностойкости железобетонных конструкций производятся в соответствии с требованиями СНиП II-И.14-69 [12], расчеты прочности металлических конструкций в соответствии с СНиП II-В.3-62 [13].
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.