регистрация компании дать объявление быстрый поиск лента публикаций восстановление доступа о портале
    
Строительный портал СтройПлан.ру
Подбор проекта Новости отраслиПубликации
 
КОРЗИНА (0)  
 >>>  ПОИСК ДОКУМЕНТОВ  

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ДОРОЖНОЕ АГЕНТСТВО МИНИСТЕРСТВА ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное унитарное предприятие «Информационный центр по автомобильным дорогам»

АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ И МОСТЫ

БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УКРЕПЛЕНИЯ ОТКОСОВ И РЕКУЛЬТИВАЦИЯ ЗЕМЕЛЬ, НАРУШАЕМЫХ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Обзорная информация

Выпуск 5

Москва 2007

Выходит с 1971 г.

6 выпусков в год

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ТИПЫ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ПО УКРЕПЛЕНИЮ ОТКОСОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ, МЕСТО ИХ БИОЛОГО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ В ОБЩЕМ АРСЕНАЛЕ СПОСОБОВ УКРЕПЛЕНИЙ

3. ОТКОСЫ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ КАК ОБЪЕКТЫ БИОЛОГО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ

4. БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОЗДАНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ЗАЩИТЫ ОТКОСОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

5. МЕТОДИКА АВАРИЙНОГО РЕМОНТА ОТКОСОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ В УСЛОВИЯХ ИНТЕНСИВНОГО ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

6. ОСНОВЫ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ЗЕМЕЛЬ, НАРУШАЕМЫХ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

7. ОСОБЫЕ СЛУЧАИ ПРИМЕНЕНИЯ БИОЛОГО-ТЕХНИЧЕСКИХ МЕТОДОВ УКРЕПЛЕНИЯ ОТКОСОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 

В данном выпуске обзорной информации рассматриваются биолого-технические методы укрепления откосов автомобильных дорог. Выполнен обзор конструктивных типов укреплений, проанализированы условия их применения. С учетом последних научных исследований откосы автомобильных дорог рассматриваются как природно-технические системы (ПТС). Предлагаются к внедрению методы создания устойчивых ПТС. Для стабилизации состояния окружающей природной системы осуществляется комплексное рассмотрение данных объектов с использованием различных инженерных решений с биологической составляющей. Растения становятся неотъемлемой экологически активной частью строительных конструкций. Рассматривается возможность создания искусственного фитоценоза как единовременно, так и постепенно, увеличивая разнообразие биологического сообщества на территориях, примыкающих к автомобильным магистралям, в зависимости от сложности объекта.

Кроме того, в работе приводятся как классические способы, так и особые случаи применения биологических методов укрепления склонов на участках ландшафта, сопряженных с автомобильной дорогой, а также используемые материалы. Описана технология аварийных ремонтных работ по защите откосов от эрозионных и оползневых процессов. Рассмотрены вопросы разработки проектов рекультивации земель, нарушаемых при строительстве автомобильных дорог.

Обзор подготовили

канд. техн. наук М.И. Афонина

(Московский государственный

строительный университет),

засл. деятель науки Российской Федерации,

д-р техн. наук, профессор,

академик Академии транспорта России

Б.Ф. Перевозчиков (ОАО «Союздорпроект»),

канд. техн. наук В.А. Селиверстов

(ОАО «Гипротрансмост»)

В последние годы в Российской Федерации наметился определенный экономический подъем. Ежегодно увеличивается объем инвестиций в дорожное хозяйство. Для выполнения Федеральной целевой программы «Модернизация транспортной системы России (2002 - 2010 годы)» дорожное хозяйство в 2006 г. получило из федерального бюджета 136 млрд. р. По сравнению с 2005 г. это на 5 % больше и на 20 % больше по сравнению с 2004 г. (по материалам Всероссийской научно-практической конференции «Федеральное дорожное агентство: итоги 2006 года, задачи и перспективы 2007 - 2010 годов», состоявшейся 2 марта в г. Москве). На 2008 г. предусматриваются расходы инвестиционного характера в рамках подпрограммы «Автомобильные дороги» в объеме 211,4 млрд. р. и в 2009 г. - 222,6 млрд. р. (из выступления министра транспорта Российской Федерации И.Е. Левитина на Первой российской общетранспортной выставке-ярмарке «Транспорт России-2007» в г. Сочи).

1. ВВЕДЕНИЕ

Таким образом, в связи со значительным предстоящим увеличением объема строительства автомобильных дорог наиболее актуальное значение имеют вопросы повышения их долговечности и эксплуатационной надежности, непосредственно сопряженные с проблемами повышения качества и экологической безопасности в период строительства и последующей эксплуатации.

При строительстве и эксплуатации автомобильных дорог происходят негативные изменения окружающей среды: деградирует почвенный и разрушается растительный и естественно сложившийся ландшафт. В то же время процессы самовосстановления протекают медленно, зачастую в ограниченных масштабах.

Откосные части дорожной конструкции являются одним из самых уязвимых элементов. В общей структуре методов повышения эксплуатационной надежности и долговечности первостепенное значение должно отводиться методам обеспечения устойчивости земляного полотна. Если такой подход игнорируется, то могут возникать опасные деформации в пределах как всей дорожной конструкции, так и за ее пределами, при этом начальная деформация откоса может являться «спусковым» механизмом прогрессирующего разрушения обочин, покрытия, водоотводных канав, дренажных сооружений, прилегающих естественных склонов.

Все вышесказанное предопределяет необходимость особого отношения к откосам как специальным инженерным сооружениям. В таком аспекте вопросы укрепления откосов на автомобильных дорогах освещаются в работах [1, 2, 3]. Основное внимание в этих работах уделено рассмотрению различных типов конструкций, технологии их устройства и технико-экономическим показателям строительства. В общей структуре этих работ биологическая защита откосов представлена как один из способов укрепления. Однако со времени выхода в свет последней обобщающей работы (1993 г.) прошло уже более 10 лет, между тем накоплен опыт применения биологических типов укрепления откосов и появились новые данные исследований.

Научные основы природно-технических систем (ПТС) обоснованы работами российских ученых (А.Ю. Регеюмом, Г.К. Бондариком, АЛ. Ревзоном, В.А. Королевым, А.А. Цернантом и др.) в последние 25 лет и созданы в основном на базе исследований комплекса геолого-географических наук. Известно, что воздействие автомобильных дорог на окружающую природную среду выражается в расчленении трассой дороги природно-территориальных комплексов, т.е. стабильность ландшафтов и экосистем нарушается на определенный период времени. Далее происходит уравновешивание экосистем, причем, как правило, выходит за рамки строительного периода и устанавливается через некоторый промежуток времени в период постоянной эксплуатации.

С момента начала строительства автомобильная дорога уже представляет собой сложную ПТС, которая постоянно развивается с нарастанием техногенных нагрузок в течение периода своего строительства и продолжает функционировать в конфликтном режиме в эксплуатационный период. Таким образом, с современных научных позиций биолого-техническую защиту, являющуюся неотъемлемой частью автомобильной дороги, можно рассматривать применительно к созданию ПТС.

2. ТИПЫ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ПО УКРЕПЛЕНИЮ ОТКОСОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ, МЕСТО ИХ БИОЛОГО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ В ОБЩЕМ АРСЕНАЛЕ СПОСОБОВ УКРЕПЛЕНИЙ

Типы конструктивных решений по укреплению откосов автомобильных дорог отличаются большим разнообразием. Для обеспечения эрозионной устойчивости откосов разработано более 20 видов укреплений, которые выполняются частично вручную, частично механизированным способом. Общая тенденция проектных решений по применению для укрепления откосов методов и конструкций индустриального типа и стремление к максимальной механизации процесса укрепительных работ нашли отражение в работе [4]. Классификация типов укрепления по конструктивным признакам приведена на рис. 1. Не рассматривая подробно конструктивные признаки и технические характеристики материалов, проиллюстрируем наиболее распространенные типы укреплений откосов:

- природными породами, например, глиной или глинобетоном (рис. 2), каменной наброской (рис. 3);

- деревянными конструкциями (рис. 4);

- бетонными и железобетонными плитами (рис. 5);

- габионами (рис. 6);

- геосинтетическими материалами (рис. 7, 8);

- механизированным посевом трав (рис. 9).

Общая классификация типов укреплений по характеру восприятия нагрузок, воздействию гидрометеорологических факторов, условиям функционирования приведена в работе [3]. В этой работе выделены три условия функционирования типов укрепления дорог относительно возможного воздействия паводковых вод: неподтопляемые, подтопляемые и затопляемые. В обзорной информации методы биолого-технической защиты рассмотрены применительно только к двум первым условиям, в условиях затопления эти методы малоэффективны.

Рис. 1. Типы конструктивных решений по укреплению откосов

Рис. 2. Укрепление откосов глиной или глинобетоном:

1 - дренажные окна, выполняемые через каждые 10-20 м;
2 - слой глины или глинобетона толщиной 0,10-0,15м

Рис. 3. Укрепление откоса каменной наброской: а - при отсутствии меженных вод; б - при наличии меженных вод; Δ - технический запас, равный сумме подпора, высоты набега волны на откос плюс 0,5 м

Рис. 4. Деревянные конструкции укрепления откосов

Рис. 5. Укрепление откосов ячеистыми бетонными элементами

Рис. 6. Схемы укрепления откосов (а) и берегов (б) габионами

Рис. 7. Укрепление откоса геосинтетическим материалом

Рис. 8. Укрепление откоса геоячейками:

а - геоячейки из геотекстильных водопроницаемых лент;
б - то же, из полос геомембраны

Рис. 9. Укрепление откосов механизированным посевом трав:

а - откос насыпи; б - откос выемки

При обосновании выбора типа укреплений руководствуются следующей классификацией зон гидрометеорологических воздействий на дорожное полотно и его конструктивные элементы применительно к двум условиям функционирования (рис. 10):

I - зона ударного воздействия атмосферных осадков, стекания поверхностных вод, эрозии, дефляции и других факторов, действующих на поверхность дороги в условиях ее неподтопления;

II - зона концентрации и движения вдоль подошвы дорожного полотна поверхностных вод, стекающих с дороги, и прилегающей к ней местности;

Рис. 10. Зоны гидрометеорологических воздействий на дорожное покрытие применительно к условиям его формирования:

а, б - соответственно неподтопляемые и подтопляемые откосы;

I - VII-зоны воздействия

III - зона паводкового волнообразования и нагона воды;

IV - зона паводкового или постоянного подтопления;

V - зона подтопления от меженных вод;

VI - зона возможного углубления от развития размыва при сбросе паводковых вод вдоль дороги (пойменных насыпей), попятно-эрозионном понижении и течении речного потока в подмостовом русле;

VII - зона возможного динамического, фильтрационного воздействия водного потока, ледохода, карчехода и углубления от развития местного размыва в условиях затопления.

Учитывая характер восприятия временных и постоянных нагрузок, а также воздействий гидрометеорологических факторов, биолого-техническая защита, очевидно, наиболее эффективно может быть реализована применительно к зонам гидрометеорологических воздействий I и II и в некоторых специальных случаях в зоне III.

Систематизация опыта, опубликованного в различных работах, позволяет констатировать, что биолого-техническая защита предназначена для противодействия ударному воздействию и инфильтрации атмосферных осадков, стекания поверхностных вод, эрозии, дефляции и других факторов, действующих на поверхность дороги и проявляющихся в зоне, находящейся выше влияния паводковых воздействий. Также откосные неподтопляемые защитные конструкции предназначены для противодействия и изоляции поверхностных слоев откосов земляного полотна от температурных воздействий.

Принципы и мероприятия, обеспечивающие устойчивое функционирование природно-технического объекта, приведены на рис. 11.

Рис. 11. Схема обеспечения устойчивого функционирования природно-технического объекта

Таким образом, биолого-техническая защита представляет собой комбинацию инженерных и биологических методов, в результате реализации которых создается ПТС, позволяющая сохранять и восстанавливать окружающую среду. Техническая составляющая представляется различного типа строительными конструкциями, образующими матрицу защитного экрана. Назначение матрицы обеспечение устойчивого закрепления биологической составляющей системы для поддержания корнеобитаемого слоя и создание благоприятных условий для развития биологического сообщества на самом сложном начальном этапе жизненного цикла ПТС.

3. ОТКОСЫ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ КАК ОБЪЕКТЫ БИОЛОГО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ

Автомобильные дороги в пересеченной местности часто проходят в насыпях и выемках, в разных климатических зонах. В зависимости от степени пересеченности местности и категории дороги площадь поверхности откосов может составлять от 180 до 3200 тыс. м2 на 100 км трассы. В ходе строительства часто нарушаются грунтовые слои и формации, перемещаются зеленые насаждения, удаляется растительный слой и изменяется естественный рельеф. Эти изменения приводят к развитию осыпей, вывалов локального скольжения и наиболее опасных эрозионных процессов в районе обочин и полос отвода автомобильных дорог. Неконтролируемая эрозия часто приводит к необходимости коренных изменений укрепляющих конструкций или сооружению дополнительных дорогостоящих устройств.

Насыпи и выемки автомобильных дорог можно рассматривать как природно-техническую систему, состоящую из двух различных по своей природе компонентов: биологического и строительного. Доля биологического и строительного компонента может варьировать, в частном случае ПТС может быть чисто биологической.

Биологическая составляющая ПТС включает растительный грунт и посадочный материал. При этом объем растительного грунта должен быть минимальным, чтобы оптимальным образом обеспечить устойчивое функционирование системы.

Устойчивое развитие биологической составляющей ПТС может быть достигнуто в результате:

- последовательного усложнения видового состава растительного сообщества в активной фазе жизненного цикла ПТС;

- начального запуска ПТС как результата сложного взаимодействия в многовидовом фитоценозе;

- обеспечения фитоценоза достаточным количеством питательных веществ (энергетическая составляющая ПТС).

Стоимость восстановления и содержания поврежденных участков находится в прямой зависимости от объема вынесенного с эрозией грунта. Американскими учеными в шт. Миннесота еще в 1983 г. были обследованы автомобильные дороги общей протяженностью 185 тыс. км, что позволило оценить не только степень эрозии, но и причину ее возникновения и составить рекомендации по предотвращению этого явления.

Обследование проводили дважды: весной после таяния снегов до начала роста трав и осенью после прекращения роста трав до начала заморозков. Всего было выявлено примерно 18 тыс. участков, подверженных эрозии. При этом общий объем эрозионного выноса составил около 3,3 млн. м3, а распределение эрозионных повреждений в зависимости от типа местности приведено в табл. 1.

Таблица 1

Распределение эрозионных повреждений в зависимости от типа местности

Тип местности

Объем выноса, млн. м3

Количество участков

Полувыемка-полунасыпь

1,130

4199/24

Равнина

1,000

7181/40

Выемка

0,890

4672/26

Насыпь

0,232

1602/10

Всего

3,300

17654/100

Примечание. В числителе приведено количество участков в штуках, в знаменателе - в процентах.

Местами, наиболее часто подверженными эрозии, являются дно водоотводных канав (31 %), примыкающие к дороге площади (25 %), внутренние откосы (24 %), внешние откосы (20 %).

Распределение по типам эрозии представляется следующим образом, %:

Размыв                                                                                                                            81,5

Поверхностный снос грунтов с откосов                                                                     16,8

Выветривание                                                                                                               1,7

Выявленные причины возникновения эрозионных склоновых процессов приведены ниже, %.

Недостаточный учет явления эрозионных процессов при проектировании          43,8

Повреждение водоотводных систем                                                                           26,7

Другие причины                                                                                                            29,5

Основной причиной эрозии на прилегающих к дороге площадях (полосах отвода), по мнению американских специалистов, является отсутствие хорошего растительного покрова. Для исправления поврежденных эрозией участков рекомендуется три типа мероприятий [5]:

- обработка почвенного слоя и высев трав (27 %);

- восстановление и улучшение откосов высевом трав (58 %);

- исправление существующих укрепляющих конструкций (15 %).

Эрозионная опасность оценивается потенциальным смывом почвы (т/га в год) и рассчитывается по специальным формулам с учетом балльной оценки климата, рельефа. В общем виде потенциальная опасность эрозии представляется следующей зависимостью:

A = f(B, C, D, E),

где А - потенциальная опасность проявления эрозии;

В - фактор влияния климатических условий территории на проявление эрозии;

С - фактор влияния рельефа на проявление эрозии;

D - фактор влияния почвенного покрова и подстилающих пород на проявление эрозии;

Е - фактор влияния растительного покрова на предотвращение эрозии.

Почвенно-растительный покров на склонах должен быть почвоохранным, исходя из следующего:

- поскольку эрозия вызывается поверхностным стоком вод, то и защита от нее должна предусматривать меры по предупреждению или регулированию склонового стока;

- главным лимитирующим фактором повышения продуктивности растительности для большинства районов страны на склоновых землях является влага, поэтому использование в этих целях атмосферных осадков и вод орошения - важнейшая задача;

- при обеспечении растений влагой резко повышается их почвозащитная функция и таким образом часто в большей мере решается проблема защиты почв от эрозии;

- дополнительно осуществляется охрана от загрязнения вод, стекающих со склонов в речную сеть и водохранилища.

При снеготаянии со склонов часто стекает до 80 - 90 % воды, а при интенсивных ливнях по водонасыщенной почве сток иногда достигает 60 - 70 %. Поэтому необходимо не только удерживать осадки, но и наиболее продуктивно использовать их. Отсюда задача - уменьшить бесполезные потери влаги на физическое испарение с поверхности эродированных склонов, а также снизить коэффициент транспирации, который на смытых участках в связи с обеднением их элементами питания растений значительно больше, чем на несмытых.

Для осуществления земляных работ в придорожной зоне землеотвода может быть использован опыт ведения сельского хозяйства на различных по рельефу землях. Оказывается, что наиболее целесообразно занимать крутые склоны высокопродуктивными пастбищами и закладывать на них сады и виноградники. На крутых склонах вводят севообороты с большим насыщением многолетними травами. После их посева урожай кормовых единиц увеличивается в 1,7 - 2,6 раза и эрозия прекращается полностью.

Учет крутизны склонов при размещении различных типов посевов определяет условия использования почвообрабатывающей техники. При подборе посадочных культур очень важно учитывать почвозащитную способность их в периоды возможного формирования склонового стока. Для максимальной защиты от ливневых осадков следует стремиться подбирать такие культуры, которые в период выпадения наиболее эрозионных ливней имели бы максимальное проективное покрытие и обеспечивали наиболее полную защиту от эрозии. Здесь под проективным покрытием понимается процент площади, занятой проекцией надземных органов, изучаемого вида растений на почву в пределах учетной площади или всей заросли [6].

Устойчивость геосистем зависит от внутренней неоднородности свойств компонентов. Так, разнообразный состав луговых трав делает луг более устойчивым при разных погодных условиях, чем искусственный сенокос с меньшим видовым разнообразием. Выраженный микрорельеф и вариация водно-физических свойств почв также повышают устойчивость почвенного и растительного покровов: в сухие периоды года продуцирование биомассы лучше в понижениях, а во влажных - на микровозвышениях.

Устойчивость геосистемы растет с повышением ее ранга, в этом смысле наименее устойчивой является фация - наименьшая геосистема, характеризуемая однородными условиями месторасположения и местообитания, одним биоценозом. Фации сильнее всего реагируют как на изменение внешних природных условий, так и на деятельность человека. Радикально изменяют их режим природопользования, более крупные геосистемы в меньшей степени подвержены изменениям [7].

Для сравнительной оценки различных вариантов почвозащитной способности севооборотов необходимо вычислять коэффициенты почвозащитной способности отдельных культур. Эти коэффициенты представляют собой отношение проективного покрытия культуры к эрозионному индексу дождевых осадков в данный период. Предпочтение нужно отдавать растениям, у которых плотное проективное покрытие и более развитая корневая система.

Посев многолетних трав, особенно на склонах со смытыми почвами, надо оценить с точки зрения их почвозащитного (насколько они предотвратили смыв почвы) и почвоулучшающего воздействия (накопление в почве гумуса, азота и других элементов) [8].

Влияние растительного покрова достаточно разнообразно. Культуры с мочковатой корневой системой повышают агрегированность и, как следствие, - противоэрозионную стойкость. В этом отношении особенно эффективны многолетние травы, которые увеличивают противоэрозионную стойкость почв в несколько раз за счет своей корневой системы, она связывает отдельные частицы грунта между собой и уменьшает скорость потока у поверхности почвы. Кроме того, корни и растительные остатки, разлагаясь в почве, обогащают ее органическими веществами, что способствует повышению ее противоэрозионной стойкости. Ярусность в травянистом сообществе показана на рис. 12.

Основной почвозащитный эффект оказывают надземные части растений. Они рассеивают кинетическую энергию дождевых капель, предотвращая разрушение структуры поверхностного слоя почвы и образовывая слабую водопроницаемую корку. Эффективность защиты почвы от ударов дождевых капель определяется проективным покрытием растительности. При 90 %-ном проективном покрытии установившееся впитывание воды на карбонатных черноземах и каштановых почвах, например, составляет 1,5 - 2,5 мм/мин, а на оголенных участках - 0,2 - 0,3 мм/мин. Кроме того, растительность, рассеивая кинетическую энергию капель, на порядок снижает транспортирующую способность пластовых потоков.

Рис. 12. Ярусность надземная (а) и подземная (б) в травянистом сообществе

Почвозащитная способность однолетних культур и в меньшей степени многолетних трав изменяется в течение года. Она увеличивается по мере накопления растительной массы и резко падает в осенне-весенний период. Поэтому часто почвозащитную способность определяют по отдельным фазам развития растений. Однако реальная почвозащитная эффективность культуры определяется не только динамикой ее развития, но и внутригодовым распределением эрозионно-опасных ливней [9].

В процессе активного жизненного цикла ПТС (эксплуатационный период), исходя из опыта, накопленного в области луговодства, должны быть учтены следующие факторы:

- урожайность травостоя, который в значительной степени зависит от его ботанического состава;

- внесение удобрений для поддержания растительного покрова должно быть дифференцированным в зависимости от видового состава;

- при внедрении в сеяный травостой дикорастущих видов растений продуктивность фитоценозов падает.

Для стабилизации эрозионных процессов (ветровая и водная эрозия), приводящих к оползням и обвалам, наиболее надежным и целесообразным способом с точки зрения экологии является создание растительного дернового слоя на склонах и откосах.

В формировании радиационного режима растительного покрова его архитектоника является одним из наиболее существенных, но в то же время и наиболее трудно учитываемых факторов. Трудность заключается прежде всего в большом многообразии и сложности структуры растительного покрова. Наиболее важные с точки зрения радиационного режима и фотосинтетической деятельности элементы растительного покрова - листья - имеют различную длину и ширину, отличаются друг от друга по форме, числу (сложные листья состоят из большого числа отдельных листочков) и т.д. Отдельные виды растений также отличаются друг от друга по габитусу, длине, диаметру, количеству ассимилирующей поверхности и т.д. Изучение и сравнение перечисленных особенностей является предметом морфологии растений.

Исходя из методических соображений, фитометрическое описание растительного покрова целесообразно проводить на четырех уровнях: отдельные органы растений, целое растение, одновидовая группировка и растительное сообщество. Каждый более высокий уровень содержит в себе элементы предыдущих уровней, но, не являясь простой совокупностью элементов нижнего уровня, имеет и свои специфические закономерности.

Густой и мощный растительный покров, как известно, поглощает около 60 - 90 % падающей коротковолновой радиации солнца и неба, 10 - 30 % отражается и лишь 5 - 10 % проходит сквозь растительный покров и поглощается почвой. Кроме того, растительный покров поглощает из воздуха большое количество углекислого газа и выделяет в атмосферу кислород. Существенна роль растительного покрова также в формировании водно-теплового режима подстилающей поверхности. Благодаря этим особенностям, растительный покров является активным климатообразующим фактором и наличие его заметно влияет на формирование и ход физических процессов в атмосфере, особенно в приземном слое [10].

4. БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОЗДАНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ЗАЩИТЫ ОТКОСОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Типы укрепления откосов автомобильных дорог общего пользования назначают, как правило, применительно к типовым конструкциям, разработанным Союздорпроектом в 1988 г., или на основе индивидуального проектирования с учетом фактических временных и постоянных нагрузок, а также возможного влияния гидрометеорологической и природоохранной составляющих. При этом должен производиться анализ применимости типовых решений на предмет соответствия категории автомобильной дороги [11], кроме того, принимают во внимание и учитывают целый комплекс факторов и условий:

- вид укрепляемого сооружения (насыпь или выемка);

- требуемый срок службы защитного укрепления;

- род грунта, из которого сложено укрепляемое сооружение, его свойства и состояние;

- род грунта основания сооружения (геологические разрезы основания укрепляемого земляного сооружения), его свойства и состояние, возможность просадки насыпи на слабом основании;

- высоту и крутизну укрепляемого откоса;

- местные климатические условия и метеорологическую обстановку, например, интенсивность и продолжительность ливней, количество выпадающих осадков и распределение их по месяцам, абсолютное значение летних и зимних температур, годовой переход температуры через ноль, сезонную глубину промерзания грунта, толщину снегового покрова и его устойчивость во времени, длительность безморозного периода года, а также скорость и направление ветров по различным сезонам года;

- местные топографические условия, абсолютные отметки участка работ над уровнем моря, экспозиции склонов, по которым проложена дорога, экспозицию откосов укрепляемого земляного полотна;

- местные гидрологические условия, например, глубину и длительность периода подтопления откосов при наивысшем расчетном и низшем уровнях воды, амплитуду колебаний уровней воды, скорость течения, высоту ветровой и судовой волн, высоту набега волны на откос данной крутизны, ледовый режим, наличие карчехода;

- степень агрессивности среды для применяемых укрепительных материалов;

- вид и количество имеющихся строительных местных материалов для укрепительных работ, возможных условий их разработки, транспортировки, дальность возки, стоимость;

- наличие местной рабочей силы и ее квалификацию;

- возможности максимальной механизации трудоемких процессов укрепительных работ;

- заданный срок и период года для выполнения строительных работ.

Анализ накопленного опыта по защите откосов биологическими методами, оценка их чувствительности к воздействию природных и антропогенных факторов позволили сформулировать принципы выбора экологически устойчивой конструкции укрепления откосов (рис. 13).

Рис. 13. Принципы выбора экологически устойчивой конструкции откосов

Принципы обоснования применения таких биологических типов укрепления откосов, как посев трав, одерновка и другие применительно к типовому проекту Союздорпроекта заключаются в следующем.

Пользуясь табл. 2 и картой соотнесения территории СНГ к дорожно-климатическим зонам (СНиП 2.05.02-85), устанавливают принципиальную возможность применения типов биолого-технической защиты. Область применения отдельных типов укреплений в классификации, обобщенной Б.Ф. Перевозниковым (Союздорпроект), обусловлена предельно допустимыми значениями следующих факторов гидрометеорологических воздействий на откосы (табл. 3): длительностью подтопления, высотой волны, толщиной льда, ледоходом (его характеристикой по интенсивности, размерами льдин), лесоплавом и карчеходом (применительно к отдельным деревьям, их длине и диаметру).

После установления границ применения того или иного типа укрепления подбирают основные характеристики многолетних трав. Для этого следует пользоваться картой-схемой природных зон (рис. 14) и табл. 4.

При применении в качестве защиты откосов посадки кустарника или лесопосадок в качестве вспомогательного обосновывающего материала рекомендуется использовать данные табл. 5 о районировании для целей озеленения с учетом свойств пород деревьев и кустарников по отношению к почвам, дымо- и газоустойчивости, порайонное распределение которых представлено в табл. 6 [12].

Таблица 2

Область применения биологических конструкций

Тип укрепления

Насыпь

Выемка

Высота откоса, м

Крутизна откоса, м

Климатическая зона

Число пластичности грунта

Высота откоса, м

Крутизна откоса, м

Климатическая зона

Число пластичности грунта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Механизированный посев трав по слою растительного грунта, в том числе по торфопесчаной смеси

2(3)

1,5-4

I-IV

-

2

1,5-6

I-IV

 

2(3)-12

1,5-2

2-12

1,5-2

<1; 1-27

>12

По расчету

>12

По расчету

>27

Гидропосев семян трав по грунту, слагающему откос (гидропосев с мульчированием)

2(3)

1,5-4

II-IV

<1; 1-27

2

1,5-6

II-IУ

<1; 1-27

2(3)-12

1,5-2

2-12

1,5-2

>27

>12

 

По расчету

Одерновка:

 

 

 

 

 

 

 

 

сплошная

>12

По расчету

II-III

1-27

-

-

II-III

-

в клетку

6-12

1,5-2

1-17

2-12

1,5-2

1-17

>12

По расчету

>12

По расчету

Посадка кустарника сплошная

6-12

1,5-2

II-III

12-27

>12

По расчету

II-IV

12-27

>12

По расчету

Примечания: 1. Гидропосев семян трав не применяется на откосах из намываемых песков. 2. В скобках указана высота насыпей для дорог I - III категорий.

 


Таблица 3

Область применения отдельных типов укреплений

Тип укрепления

Предельно допустимые критерии факторов гидрометеорологических воздействий

Длительность подтопления, сут

Скорость течения, м/с

Высота волны, м

Толщина льда, м

Характер

ледохода

лесосплава, карчехода

Растительный грунт с полимерной сеткой или геотекстилем и посадкой ивовых черенков

Не регламентирована

Не регламентирована

0,5

0,2

Слабый, отдельные льдины до 5 м2

Не регламентирован

Цементогрунтовые решетки с заполнением ячеек растительным грунтом

То же

То же

0,1-0,3

Не регламентирована

Не регламентирован

То же

Сборные решетчатые конструкции с заполнением ячеек растительным грунтом

От 20 до 40

-"-

0,3-0,5

Тоже

То же

-"-

Одерновка:

 

 

 

 

 

 

сплошная

Менее 20

До 1,2

До 0,3

-

Отсутствует

Отсутствует

в клетку

Менее 20

До 0,6

До 0,2

-

То же

То же

Посадка кустарника сплошная

Менее 20

До 2,0

До 0,5

До 0,2

Слабый в виде отдельных льдин

-"-

Лесопосадки

Менее 20

Не более 2

До 0,5

До 0,2

Не более 5 м

-"-

Рис. 14. Карта-схема природных зон Российской Федерации и стран СНГ:

А - тундровая зона; Б - лесотундра; В - лесная зона; Г - лесостепная зона; Д - степная зона; Е - сухостепная зона; Ж - пустынно-степная зона; З - пустынная зона; К - горные районы

Таблица 4

Основные характеристики многолетних трав, рекомендуемых для укрепления откосов земляного полотна

Травы

Оценка качества трав для дернообразования

Особые свойства трав

Рекомендуемые области применения трав для укрепления откосов земляного полотна

Корневая система

Долговечность

Зимостойкость

Засухоустойчивость

Плохо растущие

Хорошо растущие

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Злаковые и рыхлокустовые

Тимофеевка луговая

Хорошая

Хорошая

Хорошая

Плохая

На сухих почвах

На связанных и влажных грунтах

Требует устойчивой влажности почвы

Нечерноземная полоса, северная часть лесостепной зоны и горные районы

Овсяница луговая

Тоже

Тоже

Тоже

Удовлетворительная

На очень кислых почвах

На суглинках умеренно увлажненных

Требовательна к плодородию

Вся черноземная полоса, кроме самых северных районов, лесостепная часть Украины, вся центрально-черноземная полоса, Северный Кавказ и Сибирь

Житняк широколистный

 

Отличная

Отличная

Отличная

На избыточно влажных почвах

На черноземах и каштановых суглинистых почвах

Хорошо переносит длительную засуху

Степные районы юга, даже самые засушливые, при наличии каштановых и бурых почв

Пырей безкорневищный

Хорошая

Хорошая

Тоже

Хорошая

На слишком сухих почвах и солонцах

На черноземах и каштановых почвах

Требует устойчивой влажности почвы, засоряется пыреем ползучим

Степные и лесостепные районы Сибири, Дальнего Востока, Северного Казахстана, Предуралья и Зауралья, Средней Волги, севера Украины и Молдавии, предгорные районы Северного Кавказа, Крыма и Средней Азии с несуровым и незасушливым климатом

Регненрия (пырей волокнистый)

Хорошая

То же

Отличная

То же

То же

То же

Отличается особой скороспелостью

То же

Райграс пастбищный

Удовлетворительная

Удовлетворительная

Плохая

Плохая

На сухих почвах

На плодородных суглинистых почвах в районах с влажным климатом

Требует устойчивой влажности почвы, отличается быстрым ростом

Западные районы Нечерноземной полосы и причерноморские районы Кавказа; высевается как дополнительный компонент к другим рыхлокустовым травам

Райграс высокий

Хорошая

То же

То же

Удовлетворительная

На песчаных почвах

На рыхлых и достаточно плодородных суглинистых почвах

Быстрорастущая трава; остистые семена плохо высеиваются сеялками

Лесостепные районы Европейской части России и степные районы Украины, Молдавии, юга Крыма, Северного Кавказа, Южного Казахстана, Закавказья с несуровым и незасушливым климатом

Ежа сборная

То же

Хорошая

Удовлетворительная

Тоже

На сухих почвах в засушливых условиях

На почвах, обеспеченных влагой

Быстрорастущая трава, рано обрастающая весной, легко вымерзает

Центральные и западные районы Нечерноземной зоны России, Белоруссия и Литва, а также горные районы и лесная зона с незасушливым и несуровым климатом

Волоснец сибирский

 "

Отличная

Отличная

Хорошая

В условиях избыточной влажности

На черноземных и каштановых почвах

Быстроразви-вающаяся трава; остистые семена плохо высеиваются сеялками

Лесостепные и степные районы Сибири и Дальнего Востока с суровым климатом

Типчак (овсяница бородавчатая)

Хорошая

Отличная

Отличная

Отличная

В условиях избыточной влажности

На солонцах в степях

Плотнокустовой злак, образующий неровный кочковатый травостой

Степные и полустепные районы европейской части России, Казахстана и Средней Азии с суровым и засушливым климатом; высевается как дополнительный компонент к смеси рыхлокустовых злаков

Костер безостный

Отличная

То же

То же

Хорошая

На кислых почвах

На богатых гумусом суглинистых и супесчаных почвах

Семена остисты и плохо высеиваются сеялками

Лесостепные и степные районы, Нечерноземная полоса, в том числе Сибирь; пригоден для большей части территории бывшего СССР

Овсяница красная

То же

-"-

-"-

То же

На сухих почвах в засушливых районах

На обеспеченных перегноем и водой почвах

Обладает исключительной жизнеспособностью и приспособляе-мостью к местным условиям

Нечерноземная полоса и горные районы территории бывшего СССР

Мятлики (луговой, болотный, сплюснутый)

-"-

-"-

Хорошая

Удовлетворительная

На очень кислых и засоленных почвах

На суглинистых почвах, обеспеченных перегноем и незасоренных сорняками

Весною начинают расти раньше других трав; развиваются медленно в течение 3-4 лет

Нечерноземная полоса, лесная зона и горные районы европейской части России

Полевица белая

Хорошая

-"-

То же

Плохая

На сухих и тяжелых почвах

На влажных местах и нелегких влажных почвах

Требовательна к почвам и наличию влажности; растет медленно; полного развития достигает через 2-3 года

Нечерноземная полоса и горные районы территории бывшего СССР; высевается в дополнительный к другой корневищной злаковой траве

Бобовые (стержнекорневые)

Клевер красный

Удовлетворительная

Удовлетворительная

Плохая

Плохая

На песчаных очень кислых и засоленных почвах

На влажных и суглинистых почвах

Отличается быстрым ростом; требователен к почвам и нуждается в устойчивой влажности

Обеспеченные влаголесные и лесостепные районы Нечерноземной полосы и горные районы

Клевер белый

Хорошая

Отличная

Удовлетворительная

Удовлетворительная

На очень кислых и соленых почвах

На связанных суглинистых почвах

Требователен к почвам; хорошо восстанавливает травостой самообсеменением

Нечерноземная полоса, лесостепные и горные районы; высевается как дополнительный компонент к другой бобовой траве

Клевер розовый

Удовлетворительная

Удовлетворительная

То же

Плохая

На засоленных и сухих

почвах

На почвах, обеспеченных влагой

Требует постоянной влажности почвы и устойчив при ее переувлажнении

Нечерноземная полоса территории бывшего СССР

Люцерна

То же

Хорошая

Хорошая

Хорошая

На кислых подзолистых и бедных гумусом почвах

На черноземных почвах

После скашивания быстро отрастает

Степные и лесостепные районы Нечерноземной полосы территории бывшего СССР, где является основной бобовой травой

Эспарцет

-"-

То же

То же

То же

На кислых почвах

На известковых почвах

Высевается в крупных оболочках-бобах

Степные и лесостепные районы Поволжья, Северного Кавказа, Алтая и южные районы Сибири и Казахстана

Лядвенец

-"-

-"-

-"-

Удовлетворительная

На засоленных почвах

На кислых почвах в условиях избыточной влажности

Быстрорастущая трава; хорошо растущая на кислых почвах

Нечерноземная полоса и лесостепные районы территории бывшего СССР

Донник

-"-

-"-

-"-

Отличная

На очень кислых почвах

На засоленных почвах

Одно-двухлетнее и очень высокорослое растение

Степные районы Сибири, Казахстана и юга территории бывшего СССР с солонцеватыми почвами

 


Таблица 5

Районирование территорий России и стран ближнего зарубежья для целей их озеленения

Зоны озеленения

Область распространения растительности

Распространение растительности и их виды

1

2

3

I

Тундра и лесотундра

Северная и северо-восточная окраины России. В тундре распространены низкорослые ивы и карликовые березы. В лесотундре помимо кустарниковых распространены елово-березовое и лиственничное редколесье

II

Хвойные леса

Основные породы: ель и сосна. Восточнее линии Архангельск - Горький примешиваются лиственница сибирская, пихта сибирская, восточнее р. Печоры - кедр сибирский. В производных типах древостоев - береза, осина, ольха серая

III

Смешанные елово-широколиственные леса

Коренные породы: ель и сосна. Примесь широколиственных пород - дуб, липа, клен остролистный. Производные типы древостоя - береза и осина, на востоке - липа, в юго-западной части - граб

IV

Дуб

Переходная полоса между лесом на севере и степью на юге. Область разделяется на два района: западный IV - дубравно-ясеневый и восточный IV2 - дубравно-липовый. В западной части на равнинах встречается бук, к востоку от буковых лесов к дубу примешиваются граб, береза, липа серебристая, черешня и явор

V

Европейская степь

Делится на два района: западно-степной V1 и восточно-степной V2. Лесная растительность главным образом в балках, долинах рек и поймах. В районе V1 - дуб, берест, клен полевой, ряд кустарников; в районе V2 - осина, осокорь

VI

Горные леса Кавказа и Крыма

Коренные лесообразующие породы: на Кавказе - бук восточный, кавказская пихта, дуб высокогорный, клен красивый, кавказская ель; компоненты этих пород: граб, самшит, тис, липа кавказская, каркас и др.; в Крыму - бук, дуб, ясень, сосна крымская, граб, груша, черешня, кизил и др.

VII

Леса Черноморского побережья

Преобладают субтропические растения

VIII

Полупустыни Юго-Восточного Закавказья

В долинах рек - тугайные леса с преобладанием тополя и тамариска; в западной части примешиваются дуб, ильм, шелковица белая, лох

IX

Сибирская тайга

Делится на две части: западную IX1 до р. Енисей и восточную IХ2 от Тихоокеанского водораздела. Лесообразующие породы: сибирская ель и кедр сибирский

X

Охотско-Камчатская тайга

Преобладающие породы: саянская ель, белокорая пихта, каменная береза, даурская лиственница

XI

Западно-Сибирская лесостепь и степь

В лесостепной полосе березовые колки; в степной полосе - сосновые боры; в поймах рек - ивняки и осокорники

XII

Уссурийские смешанные леса

Характерная черта - видовое разнообразие растительности. Типичные породы: корейский кедр, цельнолистная пихта, бархатное дерево, диморфант, орех манчжурский и др.

XIII

Полупустыни и пустыни

Древесная растительность встречается редко, представлена ксерофитами (гребенщиком, селитрянкой, саксаулом, джузгуном, песчаной акацией и др.)

XIV

Горные леса туркестанского и семиреченского типов

Лесная растительность: грецкий орех, фисташка, боярышник, яблоня, тянь-шаньская ель, урюк и др.

XV

Алтайские горные леса

Лесные породы: сосна обыкновенная, пихта сибирская, кедр сибирский, лиственница сибирская и др.


Таблица 6

Порайонное распределение малотребовательных к почвам, дымо- и газоустойчивых деревьев и кустарников, пригодных для укрепления откосов автомобильных дорог

Породы деревьев и кустарников

Зоны озеленения

Свойства

Класс высоты

Быстрота роста

Отношение к свету

Устойчивость

Пригодность к закреплению песков

к морозам

к засухе

к засоленности

к подтоплению, месяц

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Деревья лиственные

Аилант высочайший

VI, VII, VIII, ХII, ХIV

II

б

свл

сл

с

с

Не применяется

-

Акация белая

IV, V, VI, VIII, ХIII, ХIV

II

б

свл

сл

с

ср

То же

-

Вяз граболистный, бересклет, карагач

IV, V, VI, VIII, ХIV

I

ум

ср

ср

с

с

0,5

 

Вяз мелколистный

V, VIII, XIII, XIV

I

б

свл

ср

с

с

0,5

-

Груша иволистная

III, IV, V, VI

III

м

свл

ср

С

ср

1,5

-

Груша обыкновенная

 

I

ум

ев

с

С

ср

1,5

-

Гледичия трехколючая

V, VI, VII, VIIIXIII, XIV

I

б

свл

сл

С

ср

1,5

-

Ива белая, ветла

II, III, IV, V, VI, ХI, ХIII, ХIV

II

б

свл

сл

сл

сл

3

-

Ива вавилонская

VII

II

б

свл

сл

сл

сл

3

-

Ива каспийская

III, IV, VIII

II

6

свл

ср

ел

ел

3

-

Ива ломкая

III, IV, V, VI, VII

II

6

свл

ел

ел

ел

3

-

Клен татарский

II, II, III, IV, V

III

ум

тв

ср

ср

ср

Не применяется

-

Клен ясенелистный

II, III, IV, V

II

б

свл

с

с

с

То же

-

Липа крымская

III, IV, V, VI

II

ум

тв

ср

сл

сл

-"-

-

Маслина европейская

VII

III

ум

свл

сл

ср

сл

-"-

-

Тополь берлинский

III, IV, V

I

б

свл

ср

сл

сл

-"-

-

Тополь крупнолистный

II, III, IV, V

I

б

свл

ср

сл

сл

-"-

-

Тополь черный, осокорь

Повсеместно, кроме I

I

б

свл

ср

сл

сл

0,5

-

Эвкалипт голубой

IV, VII

I

б

свл

сл

сл

сл

2

-

Эвкалипт иволистый

IV, VII

I

б

свл

сл

сл

сл

2

-

Эвкалипт серый, пепельный

IV, VII

I

б

свл

сл

сл

сл

2

-

Яблоня китайская сливолистная

III, IV, V, VI, XI

III

ум

ср

ср

ср

сл

Не применяется

-

Яблоня сибирская (ягодная)

II, III, IV, V, VI, X, XI, XII, XV

III

ум

ср

с

ср

сл

То же

-

Яблоня манчжурская

III, IV, V, VI, X, XII

II

ум

ср

ср

ср

сл

-"-

-

Ясень ланцетный

III, IV, V, VI

II

б

ср

с

с

с

-"-

-

Кустарники

Акация желтая

II, III, IV, V, IХ, Х, ХI, ХIII

II

б

свл

с

с

с

Не применяется

-

Бересклет бородавчатый

II, III, IV, V, VI

I

б

тв

с

ср

сл

То же

-

Бересклет европейский

III, IV, V, VI

I

б

тв

с

сл

сл

-"-

-

Бирючина обыкновенная

IV, V, VI, VII

II

б

ср

ср

с

с

-"-

-

Боярышник обыкновенный

III, IV, V, VI, VIII, ХIII, ХIV

I

б

тв

ср

ср

сл

-"-

-

Боярышник кроваво-красный

II, III, IV, V, VI, IX, X

I

б

тв

ср

ср

сл

-"-

 

Боярышник сибирский

II, III, IV, IX

II

б

тв

с

с

ср

-"-

-

Вишня кустарниковая

IV, V, VI, XI

III

б

свл

с

с

сл

-"-

-

Жимолость татарская

II, III, IV, V, XI, XV

I

б

ср

с

с

с

-"-

-

Жимолость Королькова

IV, XIII

I

б

ср

ср

с

ср

-"-

-

Жимолость синяя

XI, XV

II

б

ср

с

с

с

-"-

-

Ирга канадская

II, III, IV, V, VI, XIV

I

б

ср

с

с

сл

-"-

-

Калина-гордовина канадская

II, III, IV

I

б

тв

ср

сл

сл

-"-

 

Кизильник блестящий

II, III, IV, V, VI, IХ, ХI, ХII, ХV

II

б

тв

с

с

сл

-"-

-

Лавр благородный

VI, VII

I

ум

тв

сл

сл

сл

-"-

-

Лох узколистный

IV, V, VIII, ХIV

I

б

свл

ср

с

с

-"-

+

Лох колючий

VI, VII, XIV

II

ум

свл

ср

ср

с

Не применяется

-

Лох серебристый

II, III, IV

II

ум

свл

ср

с

с

То же

-

Олеандр

VII

III

ум

свл

сл

сл

сл

-"-

-

Роза (шиповник) морщинистая

I, II, III, IV, IХ, Х, XI, XII

II

ум

свл

с

ср

сл

1,5

-

Сирень венгерская

II, III, IV, V, VI, VIII, XI

I

б

свл

ср

сл

ср

Не применяется

-

Сирень гималайская

III, IV, XIV

II

б

свл

ср

ср

ср

То же

-

Саксаул белый

VIII, XIII

III

ум

свл

сл

с

с

-"-

+

Саксаул черный

VIII, XIII

III

ум

свл

сл

с

с

-"-

+

Скумпия, сумах желтинник

IV, V, VI, VIII, XIII, XIV

I

ум

ср

с

с

с

1

-

Смородина золотая

II, III, IV, V, VI, XI, XIII, XIV, XV

II

ум

тв

с

с

с

Не применяется

-

Таволга иволистная

I, II, III, IV, IХ, Х, XI, XV

II

б

ср

с

с

ср

То же

-

Таволга калинолистная

II, III, IV, V, VI, ХI

I

б

ср

ср

ср

ср

-"-

-

Таволга рябинолистная

I, II, III, IV, V, IX, X, XI

II

б

свл

с

с

ср

-"-

-

Таволга Бумальда

IV, V, VI, VII, VIII

III

б

свл

сл

с

с

-"-

-

Тамариск одесский

V, VI, VII, VIII, XIII, XIV

II

ум

свл

ср

с

ср

1,5

-

Тамариск четырехтычинковый

V,VI, VII, VIII, XIII, XIV

I

б

свл

ср

с

ср

1,5

 

Чемыш серебристый

V, VI

II

ум

свл

сл

ср

сл

Не применяется

-

Чингиль

VIII, XIII

III

ум

свл

сл

с

с

То же

+

Хвойные культуры

Ель колючая

II, III, IV, V, VI, VII

I

м

тв

с

ср

сл

Не применяется

-

Ель сербская

III, IV, V, VI

I

м

тв

ср

ср

сл

То же

-

Лиственница даурская

I, II, III, IV, IX, X, XV

I

б

свл

с

ел

сл

-"-

-

Лиственница европейская

I, II, III, IV, IХ, Х

I

б

свл

ср

ср

сл

-"-

-

Лиственница сибирская

I, II, III, IV, IX, X

I

б

свл

с

сл

сл

-"-

-

Пихта одноцветная

III, IV, V, VI

I

м

тв

с

сл

сл

-"-

-

Сосна обыкновенная

I, II, III, IV, V, VI, X, XV

I

ум

свл

с

сл

сл

-"-

+

Сосна желтая

III, IV, V

III

м

свл

с

ср

ср

-"-

+

Сосна итальянская

VII

I

ум

свл

сл

ср

сл

-"-

+

Сосна горная

III, IV, V, VI, VII

III

м

свл

ср

ср

сл

-"-

+

Примечания: 1. Класс высоты: деревья (I - от 20 м и выше; II - от 10 до 20 м; III - до 10 м); кустарники (I - от 3 м и выше, II - от 1 до 3 м; III - до 1 м). 2. Быстрота роста: б - быстрорастущие; м - медленнорастущие; ум - умереннорастущие. 3. Отношение к свету: свл - светолюбивые; ср - среднесветолюбивые; тв - теневыносливые. 4. Устойчивость к морозам, засухе, засоленности: сл - слабая; с - сильная; ср - средняя. 5. Знак «+» означает пригодность деревьев и кустарников к закреплению песков, знак «-» - непригодность.


Далее рассмотрим более подробно основные типы биологической защиты откосов и конусов.

Одерновка сплошная плашмя

Для предохранения откосов земляного полотна от разрушающего действия дождевых и талых вод, ветра и других вредных атмосферных воздействий используют одерновку сплошную и в клетку (рис. 15) [12]. Однако при отсутствии комплексного подхода этот тип укрепления становится очень чувствительным к воздействию экстремальных гидрометеорологических факторов. На рис. 16 представлены эрозионные процессы, происходящие на склонах, укрепленных только дерниной.

Рис. 15. Укрепление откосов одерновкой: а - сплошной; б - в клетку; 1 - отдельная дернина; 2 - деревянные спицы

Для одерновки применяют свежесрезанный луговой дерн, заготавливаемый в местах, где грунтовые условия сходны с условиями укрепляемого откоса. Применение такого способа крепления наиболее целесообразно при наличии дернорезов и дерноукладчиков, а также местного дерна.

Рис. 16. Эрозионные процессы, происходящие на откосах, укрепленных только дерниной

Посадка кустарников

Для защиты периодически подтопляемых откосов насыпей и берегов от воздействия текучей воды при скорости течения до 2 м/с и волнобоя, а также откосов выемок и насыпей, сложенных глинистыми грунтами для предупреждения поверхностных сплывов, применяют сплошную посадку кустарника [12].

Укрепление откосов выемок посадкой кустарника должно производиться с учетом обеспечения условий видимости и незаносимости земляного полотна снегом, а укрепление откосов насыпей следует производить в бесснежных и малоснежных районах. Кустарниковые насаждения применяются на откосах любой крутизны.

Кустарниковые породы, применяемые для укрепления откосов, должны иметь густую наземную поросль и мощную корневую систему, а также быть быстрорастущими и неприхотливыми.

Для укрепления откосов, подверженных сплывам, рекомендуется посадка местных пород кустарниковых ив.

Посадку рационально производить черенками, кольями и прутьями. Посадка может быть одиночная, гнездами, живыми изгородями, а также расстановка в канаву прорастающих плетней. Черенки заготавливают длиной 0,6 - 0,8 м и диаметром в нижней части не менее 2 - 3 см. Глубина посадки должна быть 0,45 - 0,60 м. Одиночная посадка применяется при скорости течения воды до 1 м/с и может производиться рядами или в шахматном порядке. Посадка гнездами производится при скорости течения воды более 1 м/с. При достаточном количестве посадочного материала гнездовую посадку можно производить и при меньших скоростях течения воды, так как такой вид посадки по сравнению с одиночной обеспечивает лучшую приживаемость и развитие растений. В каждое гнездо высаживают по 5 - 6 черенков, гнезда располагают в шахматном порядке или рядами.

Густота посадки независимо от вида определяется расчетом. В зависимости от длительности затопления в многоводные годы рекомендуются кустарниковые насаждения следующих пород:

- если затопление продолжается более 5 месяцев, надо высаживать иву белую кустарниковых пород;

- при затоплении 3 - 5 месяцев, кроме указанной выше породы, следует высаживать иву русскую, аморфу, ольху серую, черную (выращиваемую в кустарниковой форме);

- при затоплении 1 - 3 месяца - все перечисленные выше породы, а также иву пурпурную, остролистную, каспийскую, конопляную, тамарисы ветвистый и изящный, розу коричную, морщинистую и собачью;

- при затоплении не более 1 месяца - все вышеперечисленные породы, а также терн и скумпию.

При скорости течения воды до 0,5 м/с и глубине до 1 м могут применяться и другие местные породы кустарника: черная и золотистая смородина, желтая акация, лох гребенщик, боярышник, бузина, жимолость, облепиха, барбарис, ежевика, бересклет, различные сорта ракитника, продолжительность затопления при этом должна быть не более 0,5 месяца.

Заготавливать посадочный материал лучше всего ранней весной до начала движения сока. Схема посадки кустарников приведена на рис. 17.

Рис. 17. Схема посадки кустарников:

а - на подтопляемых участках; б - план посадки;
1, 2 - соответственно расстояние между рядами кустов и отдельными кустами, которое определяется в зависимости от вида и размеров растений

Лесопосадки

Защитные лесопосадки применяют для защиты насыпей, расположенных в среднерусских открытых поймах, а также в акваториях и по берегам водохранилищ при скоростях течения воды до 3 м/с, при отсутствии или наличии ледохода [12]. Посадки деревьев могут применяться на части пологих откосов (не круче 1:3) или вдоль подошвы насыпей на полосе, прилегающей к земляному полотну.

Лесопосадки в зоне затопления с продолжительностью более 2,5 месяца весной и 5 - 6 дней летом недопустимы.

Расстояние между деревьями в зависимости от формы кроны должно быть 3 - 8 м. Деревья высаживают в заранее подготовленные ямы, размер которых зависит от породы и возраста саженцев. Ямы выкапывают ямокопателями, ямобурами или ковшовыми экскаваторами. Края ям, как правило, требуют дополнительной зачистки вручную. В каждую посадочную яму засыпают питательную почву холмиком для растений с оголенными корнями и полого для растений с комом. Яму засыпают небольшими слоями с послойным уплотнением. При посадке саженец слегка встряхивают, чтобы заполнить пустоты между корнями. Корневая шейка после посадки должна быть выше уровня ямки на 2 - 3 см. Чтобы высаженные деревья не раскачивались ветром, перед посадкой в ямы устанавливают колья толщиной 3 - 4 см, высота кола должна достигать кроны, затем к нему привязывают высаженное дерево. Крупные деревья укрепляют с помощью растяжек.

При посадке деревьев корневую систему укорачивают, а крону подрезают, чтобы привести в соответствие с подземной надземную часть дерева. Верхние боковые, сильно развитые побеги подрезают на 1/2 длины, а нижние, более слабые ветви - примерно на 1/3. Хвойные саженцы и каштаны не подрезают.

В зависимости от ожидаемой скорости течения воды и глубины потока между деревьями следует высаживать кустарники и расставлять плетни для замедления донных скоростей, задержания наносов и предотвращения насыпей от размыва. Ширина волногасящей волны принимается по расчету.

Наиболее пригодны для укрепления откосов, склонов и оврагов следующие породы деревьев и кустарников: клен полевой, ольха серая (белая), ирга, аморфа, бобовник степной, аралия манчжурская (чертово дерево), толокнянка, барбарис, джтизгун, вереск, акация желтая, береза степная, граб, гикорн, черешня, свидина (дерен красный), лещина обыкновенная и манчжурская, кизильник, боярышник, ракитник двухцветный, лох узколистный, вороника.

При прорастании древесно-кустарниковых посадок на задерненных откосах необходимо учитывать дополнительное количество воды и удобрений, потребляемых травянистыми растениями.

Порайонное распределение малотребовательных к почвам, дымо- и газоустойчивых деревьев и кустарников, пригодных для укрепления откосов, указано в табл. 6.

Посев трав

Область применения посева трав - по слою растительного грунта или по грунту. Основные характеристики многолетних трав, рекомендуемых для укрепления откосов земляного полотна, приведены в табл. 4.

Нормы одинарного посева трав для II - IV дорожно-климатических зон приведены в табл. 7. Рекомендуемое увеличение норм посева трав по сравнению с одинарным посевом дано в табл. 8 [12].

Посев трав производят по слою растительного грунта толщиной 0,1 м, а на песчаных откосах в южных районах и на откосах, сложенных жирными глинами, - 0,15 м. При содержании гумуса в грунтах, слагающих откос, не менее 1,5 % посев трав может производиться без слоя растительного грунта. Вместо растительного грунта можно использовать торфяную смесь, состоящую из 40 % торфа и 60 % песка или 30 % торфа и 70 % суглинка (по объему в рыхлом состоянии).

При укреплении откосов посевом трав по растительному грунту на 100 м2 площади рекомендуется следующее количество удобрений: фосфорные (суперфосфаты) - 3 кг, азотные (селитры) - 2 кг, калийные (калийные соли) - 2 кг. Для гидропосева трав норму азотных удобрений увеличивают до 6 кг на 100 м2. При кислотности грунтов рН = 5 или засоленности более 5 мг - экв. Na на 100 г почвы необходимо вносить известь из расчета 20 кг на 100 м2 при посеве по слою растительного грунта и 15 кг на 100 м2 при посеве по грунту, слагающему откос.

Для создания на откосах прочной дернины рекомендуется использовать с учетом климатических и почвенных условий района различные травосмеси, принцип составления которых заключается в смешении трав различных типов кущения, расположения и мощности корневой системы, различной высоты травостоя. Обычно это 2 - 5 видов трав.

Таблица 7

Нормы одинарного посева трав для II-IV дорожно-климатических зон

Виды многолетних трав

Природные зоны

лесная

лесостепная

степная и сухостепная

пустынно-степная и пустынная

глина, суглинок

песок, супесь

глина, суглинок

песок, супесь

глина, суглинок

песок, супесь

глина, суглинок

песок, супесь

 

Норма высева семян II класса на 100 м2 укрепляемого откоса крутизной 1:1,5, г

Злаковые и рыхлокустовые

Тимофеевка луговая

140

140

140

140

-

-

-

-

Овсяница лугoвaя

330

330

440

660

-

-

-

-

Житняк ширококолосный

-

-

-

-

375

-

1000

-

Житняк узкоколосный (сибирский)

-

-

-

-

-

375

-

1000

Пырей бескорневищный

300

486

300

480

360

480

-

-

Райграс высокий

-

-

400

530

-

-

-

-

Райграс пастбищный

-

-

-

-

-

-

-

-

Волоснец сибирский

-

-

580

725

580

725

-

-

Типчак (овсяница бородавчатая)

-

-

-

-

-

-

270

840

Злаковые корневищные

Костер безостный

600

720

600

720

720

840

-

-

Овсяница красная

480

600

600

720

-

-

-

-

Мятлик луговой болотный сплюснутый

-

-

-

-

-

-

-

-

Пырей ползучий

-

-

-

-

600

720

-

-

Полевица белая

-

-

-

-

-

-

-

-

Бобовые стержнекорневые

Клевер красный

90

-

-

-

-

-

-

-

Люцерна желтая

90

110

80

110

110

130

-

-

Эспарцет

-

-

1000

1320

880

1100

-

-

Лядвинец рогатый

120

170

100

170

-

-

-

-

Клевер белый

-

-

100

-

-

-

-

-

Клевер розовый

-

-

-

-

-

-

-

-

Донник

-

-

80

110

100

120

150

170

Люцерна синяя

-

-

-

-

-

-

-

-

Таблица 8

Рекомендуемое увеличение норм посева трав

Грунты, слагающие откос

Высота откосов насыпей и выемок, м

до 2

2-12

более 12

до 2

2-12

более 12

Кратность норм высева семян трав на откосах насыпей и выемок в районах

бывшей территории СССР, за исключением европейской части, засушливых районов Казахстана и Средней Азии

южных областей европейской части бывшей территории СССР

Супеси, суглинки, кроме пылеватых, глины, кроме жирных

Одинарная норма высева

Двойная норма высева

Двойная норма высева

Одинарная норма высева

Двойная норма высева

Тройная норма высева

Супеси и суглинки пылеватые (в том числе лессовидные)

То же

То же

Тройная норма высева

Тоже

Тройная норма высева

То же

Пески (в том числе пылеватые и мелкие речные), жирные глины

-"-

-"-

То же

Двойная норма высева

То же

-"-

В травосмеси могут входить корневищные, рыхлокустовые, корневищно-кустовые, плотно-кустовые (плотнодерновые) и стержнекорневые виды трав. Рекомендуемое соотношение травосмеси приведено в табл. 9.

Таблица 9

Рекомендуемые варианты травосмеси

Вариант смеси

Сорт травы

Соотношение трав в смеси, %

Для умеренного и умеренно засушливого климата

1

Мятлик луговой

50

Овсяница красная

50

2

Мятлик луговой

60

Райграс пастбищный

40

3

Овсяница красная

50

Райграс пастбищный

50

4

Овсяница красная

50

Полевица тонкая

50

Мятлик луговой

35

5

Овсяница красная

35

Полевица тонкая

30

Мятлик луговой

30

6

Овсяница красная

30

Полевица тонкая

15

Райграс пастбищный

25

Для засушливого климата

1

Костер безостый

35

Пырей бескорневищный

40

Овсяница овечья

25

2

Костер безостый

40

Овсяница бородавчатая

30

Житняк гребенчатый

30

3

Пырей ползучий

30

Житняк гребенчатый

40

Овсяница бородавчатая

30

Райграс

40

4

Овсяница овечья

15

Мятлик узколистный

30

Люцерна желтая

15

Для укрепления откосов используют главным образом злаковые многолетние травы. В течение 2 - 3 лет после посева они образуют плотный дерновой покров глубиной 5 - 12 см. Для образования хорошей дернины важное значение имеет тип кущения или вегетативного возобновления побегов. На откосах используются рыхлокустовые, корневищно-кустовые, плотнокустовые (плотнодерновые), корневищные и стержнекорневые (к ним относятся бобовые).

Плетневое прорастающее укрепление

Плетневое прорастающее укрепление (рис. 18) применяется при скорости течения воды более 1,5 м/с, а также в случаях, когда по расчету черенковая посадка оказывается недостаточной или нужно усилить черенковую посадку в местах размыва (в этом случае плетни располагаются через 5 - 10 рядов кустарника) [12].

Рис. 18. Плетневое прорастающее укрепление: 1 - двухкомельные фашины; 2 - ивовые колья толщиной 0,06 м

Прорастающие плетни наиболее устойчивы против размывающего действия потока и раньше других видов посадок начинают проявлять свои гидротехнические свойства, но стоимость их выше, чем остальных видов посадок. Для плетневой посадки применяются прутья длиной 1 м, толщиной на комле 0,04 - 0,05 м, хлысты длиной 2 м, толщиной на комле 0,03 - 0,04 м. Посадка прутьев производится в канавку глубиной 0,5 - 0,6 м, шириной по верху 0,5 м, по дну 0,3 м. В дно канавы устанавливают плетень с наклонной заплеткой живых хлыстов. Концы кольев и хлыстов выпускают наружу, при этом хлысты должны возвышаться над концами кольев на 0,3 - 0,4 м. Канавку и плетень засыпают растительной землей и утрамбовывают.

Минимальное расстояние между плетнями принимается 2 м, в исключительных случаях -1,5 м. Для экономии посадочного материала посадка может производиться не сплошной, а лентами шириной 0,7 - 0,8 м или перекрещивающимися лентами, что создает более устойчивое укрепление от сползания. Посадка кустарника должна производиться ранней весной до начала сокодвижения или осенью после его прекращения, но до замерзания почвы. На поймах рек с весенними паводками начало весенней посадки определяется временем освобождения поймы от воды.

Для надежного приживления все посадки нуждаются в 4 - 5-кратном рыхлении земли вокруг них, уничтожении сорняков и периодической подрезке. Для защиты откосов в период произрастания посадок, при необходимости, применяют временные недорогие укрепления.

Хворостяная прорастающая выстилка

Хворостяная прорастающая выстилка является временным типом укрепления в комбинации с посадками и применяется в случаях, когда до прорастания откос не может быть оставлен без укрепления [12]. Материалом для выстилки служит хворост, способный к прорастанию. Хворост укладывается по поверхности откоса равномерно слоем толщиной 0,2 - 0,3 м комлями вниз. Для обеспечения прорастания в откосе делают продольные уступы, в которые укладывают комли хвороста и засыпают землей слоем толщиной 0,1 м. При большой длине откоса выстилка делается в несколько рядов. Сначала укладывается верхний ряд по всему откосу, затем следующий ряд с напуском на ранее уложенный, примерно на 1/3 длины хворостин, и таким же образом все последующие. Хворост закрепляется рядами хворостяных канатов, прикрепляющихся к откосу колышками, пробивающими слой хвороста и каната и заглубляющимися в грунт. Канаты укладываются на расстоянии 0,5 м от комлей. Расстояние между канатами 1 м.

Гидропосев семян трав

Наиболее результативным и перспективным способом восстановления нарушенных земель и защиты от поверхностной эрозии элементов инженерных сооружений является биологический метод рекультивации [12]. Известно, что естественным образом в первую очередь возобновляется сорная растительность, не создающая дернину на поверхности почвы. Нарушенный дерновый покров возобновляется естественным путем через 10 - 15 лет. Посевом многолетних трав его можно создать через 2 - 3 года. Искусственное задернение полосы отвода магистральных газопроводов и откосов инженерных сооружений уменьшает, развитие эрозионных процессов и создает конкуренцию росту нежелательной древесно-кустарниковой растительности.

К биологическим типам конструкций укрепления откосов относится посев трав по растительному грунту (3 - 10 см) в чистом виде и совместно с применением решетчатых конструкций, габионов и различных геосинтетических материалов.

Для искусственного задернения больших площадей существует менее трудоемкий метод гидропосева семян трав, который не требует дополнительного нанесения растительного грунта на укрепляемую поверхность. Применение гидропосева семян трав позволяет формировать искусственный корнеобитаемый слой минимальной мощности и сокращает затраты по внесению растительного грунта.

При гидропосеве семян их распределение по укрепляемой поверхности производится струей специальной эмульсионной смеси с помощью гидросеялки. Для гидропосева семян многолетних трав используют гидросеялки на базе поливомоечной машины ПМ-130, ДЭ-16 или МК-14-1. Гидросеялка состоит из цистерны, устройства для перемешивания гидросмеси, насоса и гидрометателя.

Компоненты смеси загружаются в цистерну и там постоянно перемешиваются. Цистерна машины заполняется на специально организованной базе, где хранятся и готовятся составляющие. Производительность такой гидросеялки в смену до 5000 м2. Для залужения 1000 м2 поверхности требуется 5000 л эмульсии оптимальной концентрации.

В состав смеси, как правило, входят семена трав, удобрения, мульчирующие материалы (опилки, торфокрошка и др.) и пленкообразующие материалы (битумная или латексная эмульсия, отходы целлюлозно-бумажного производства и др.).

Вяжущие и мульчирующие материалы образуют на поверхности склона временный защитный слой, препятствующий смыву семян и создающий благоприятные условия для их прорастания.

Известны различные композиционные составы по укреплению откосов методом гидропосева. Хорошие результаты получены с применением гидросмесей на основе отходов целлюлозно-бумажного производства: технических лигносульфонатов (СДБ), скопа из шламоотстойников и сгущенных осадков сточных вод. Поэтому был проведен поиск новых более технологичных отходов целлюлозно-бумажных комбинатов (ЦБК) и пленкообразователей.

Исследованы вторичные продукты переработки отходов ЦБК: скоп очищенный в виде листов и мятый скоп грубого помола (целлюлоза), а также традиционные материалы: древесные опилки, торф. В качестве пленкообразователей предложены: лигносульфонаты порошкообразные технические (ЛСТП); латекс (водная дисперсия бутадиен-стирольного карбоксилированного полимера); КМЦ (клей карбоксиметилцеллюлозный); клей ПВА (поливинилакрил). Нормы внесения мульчирующих и клеящих материалов приняты по методическим материалам и в соответствии с инструкцией к гидросеялке.

Семена трав подбирались в соответствии с конкретными климатическими условиями регионов. Для создания качественной дернины при посеве, например, в Краснодарском крае использованы семена трав (злаковые рыхлокустовые и корневищные, бобовые): кострец, овсяница, фестулоллиум, клевер. Норма внесения семян составляет 250 кг/га в равнинных условиях и 300 кг/га на крутых склонах. В качестве удобрения применялась нитрофоска.

В качестве мульчирующего материала идеально подходит мятый скоп грубого помола (целлюлоза), он хорошо набухает в воде (масса целлюлозы после 20 мин набухания увеличилась примерно в 10 раз). Скоп очищенный в виде листов хорошо закрепляет поверхность грунта, но требует предварительного измельчения и замачивания, что достаточно трудоемко при промышленном применении, но может использоваться на небольших участках. Торф и опилки в сочетании с разными клеящими составами создавали менее эффективную пленку.

Из пленкообразующих материалов хорошо зарекомендовали себя ЛСТП, КМЦ и клей ПВА. Латекс в исследованной норме (100 г/м2) несколько замедлял рост растений.

Эффективной мерой ускорения прорастания семян послужило их предварительное замачивание (от 12 до 24 ч).

Для проведения промышленного гидропосева семян трав был рекомендован КМЦ за счет меньшей нормы расхода, по сравнению с лигносульфонатами, и близкого к естественным природным материалам химического состава, по сравнению с ПВА. Порошкообразные лигносульфонаты целесообразно применять при небольшой дальности транспортировки. Лучшей технологией гидропосева семян трав является нанесение гидросмеси на захватку за два прохода гидросеялки в перпендикулярных направлениях, что обеспечивает дополнительное укрывание семян и более медленное испарение воды.

В 1999 г. промышленное укрепление склонов полосы отвода шириной 30 м магистрального газопровода Россия - Турция «Голубой поток» было проведено на площади 14 га гидросмесью, в состав которой входили мятый скоп грубого помола (целлюлоза), КМЦ, удобрения, районированные виды трав (кострец, овсяница, фестулоллиум, клевер), вода.

Растения хорошо взошли сквозь защитную корку, зазеленели. Отмечена хорошая всхожесть как злаковых трав, так и клевера.

На следующий год после гидропосева семян трав отмечены мощный рост растительности, начало процессов дернообразования, отсутствие эрозионных процессов на укрепленных участках.

Рекомендуется применение гидропосева семян трав для создания и ремонта газонов на городских территориях, рекультивации больших площадей нарушенных земель и промышленных отвалов, для борьбы с водной и ветровой эрозией как самостоятельно, так и с применением различных геосинтетических материалов.

5. МЕТОДИКА АВАРИЙНОГО РЕМОНТА ОТКОСОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ В УСЛОВИЯХ ИНТЕНСИВНОГО ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Московская кольцевая автомобильная дорога (МКАД) и Третье транспортное кольцо (ТТК) - это сложные в инженерном отношении магистрали (только площадь откосов и насыпей составляет более 3000000 м2), многие откосы которых можно ремонтировать только с дорожного покрытия. При этом все работы приходится производить в условиях интенсивного движения транспортных средств, что накладывает ограничения на применение дорожно-строительной техники. Поэтому была разработана технология ремонта, учитывающая специфику указанных условий, позволяющая производить ремонт откосов автомобильных дорог в предельно сжатые сроки на значительных площадях [13].

Все повреждения откосов автомобильных дорог можно условно разделить на три группы: оползни, размывы и механические повреждения (например, вследствие ДТП).

Более подробно следует рассмотреть причины образования оползней и размывов.

Возникший на откосе оползень, помимо своей эстетической неприглядности, представляет угрозу инженерной безопасности автомобильной дороги. Сползший грунт перекрывает продольный водоотводящий лоток и запружает воду при обильных осадках. Если своевременно не принять меры, то вода может хлынуть на дорожное полотно со всеми вытекающими негативными последствиями. Поэтому на МКАД и ТТК непрерывно проводится мониторинг состояния насыпей и откосов, обо всех повреждениях немедленно докладывается в отдел текущего ремонта ГУЛ «Кольцевые магистрали» для оперативного начала производства аварийных работ.

Наблюдения за повреждениями откосов и насыпей на МКАД и ТТК осуществлялись в течение трех последних лет, производился сбор статистического материала и проводился его анализ с целью выявления закономерностей возникновения данных повреждений (рис. 19).

Рис. 19. Оползень на МКАД (км 98, внутренняя сторона кольца, 2003 г.)

Ниже приведены результаты некоторых наблюдений [13].

1. Количество и общая площадь повреждений откосов растет из года в год, ежегодный прирост составляет приблизительно 20 %.

2. Повреждения, вызванные природными и антропогенными факторами, находятся в приблизительно равном отношении.

3. Повреждения, вызванные природными факторами, имеют ярко выраженный сезонный характер. Так, наибольшее количество оползней появляется весной сразу после схода снега и оттаивания почвы, когда грунт максимально насыщен влагой. Размыв же откосов и насыпей происходит большей частью в летний период и вызван ливневыми дождями.

4. На количество повреждений влияет ориентация откосов по сторонам света. Так, в 2004 г. 80 % оползней приходилось на северные склоны откосов МКАД. Это вызвано более низким испарением влаги в дневное время, чем на южных склонах.

Аварийный ремонт поврежденных откосов и насыпей начинается с определения причин возникновения повреждений, и только после их анализа принимается конкретное техническое решение, учитывающее все факторы, влияющие на состояние данного откоса.

Все многообразие технических решений, которое при этом возникает, можно свести в итоге к определенному набору действий [13].

1. Ремонт размывов насыпей и откосов.

Поскольку причины размывов, как правило, носят антропогенный характер, проводятся мероприятия по перехвату ливневых потоков на гребне откоса. Это либо восстановление бортовых камней, либо устройство перехватывающих продольных и водоотводящих поперечных лотков. После этого проводятся восстановительные работы.

2. Устранение оползней на откосах.

В первую очередь удаляется сползший грунт из продольных водоотводящих лотков. Как правило, для этого используется экскаватор типа Татра УДС-110. Экскаваторы этой марки мобильны, имеют высокую производительность, ковш экскаватора может работать в разных плоскостях, что снижает риск механического повреждения продольного водоотводящего лотка в процессе работы. После погрузки грунта в автомобили-самосвалы и вывоза его на свалку приступают к выравниванию кромок места повреждения откосов.

Для исключения дальнейшего размыва откоса грунтовыми водами дно промоины выстилают геотекстилем. После этого начинается монтаж деревянного каркаса из обрезной доски (рис. 20).

В данной конструкции деревянная клетка каркаса выполняет несколько функций [13]:

- с ее помощью восстанавливается или изменяется геометрия откоса, что особенно актуально, когда площадь восстанавливаемого откоса превышает 1000 м2 (например, при ремонте откоса на Бережковской набережной площадью 1500 м2 с помощью деревянной клетки каркаса был уменьшен его угол заложения);

- является важнейшей частью несущей конструкции, особенно в случаях, когда откос восстанавливается не до самого гребня;

- удерживает песок от оползания при монтаже последующих технологических слоев.

Рис. 20. Укрепление откоса насыпи деревянным каркасом

После завершения монтажа деревянной клетки производится засыпка откоса песком. Ввиду того, что ко многим откосам невозможно подъехать на дорожно-строительной технике, подача песка на откосы осуществляется с дорожного покрытия с помощью автомобильного и специального бункера для сыпучих материалов (рис. 21).

Рис. 21. Подача песка на откос с помощью специального бункера

Отсыпав песок, выровняв и уплотнив его, расстилают и крепят технологический слой из геотекстиля. Этот слой необходим для предотвращения сползания песка в процессе следующей операции - монтажа георешетки.

Используемая георешетка необходима для удерживания растительного грунта на откосе и создания тем самым запаса плодородия будущего травостоя. Как и в случае с песком, растительный грунт также подается на откос автомобильным краном (рис. 22). После посева семян газонных трав и обильного полива откос укрывается мешковиной, которая также поливается водой (рис. 23). Мешковина сохраняет влагу в почве, препятствует выклевыванию семян птицами и размыву откоса ливневыми дождями до появления всходов травы.

Ввиду того, что предлагаемый метод аварийного ремонта является сложным и дорогостоящим мероприятием, фирмой ООО «Технодиалог A3» был разработан метод профилактического ремонта откосов [13].

Рис. 22. Отсыпка на откосе растительного грунта

Основной задачей профилактического ремонта является, с одной стороны, создание прочной механической конструкции, препятствующей в дальнейшем возникновению сползания грунта с откоса, с другой стороны - обеспечение условий развития хорошего травостоя, что помимо декоративной функции способствует стабильности откоса.

Критериями целесообразности проведения профилактического ремонта откоса могут служить следующие факторы:

- на этом откосе не менее двух раз уже производился аварийный ремонт;

- наличие эрозийных и механических повреждений откоса;

- угнетенный травостой на откосе.

Суть технологии профилактического ремонта заключается в том, что на поверхности ремонтируемого откоса создается многослойная конструкция, где каждому слою отводится определенная роль.

На первом этапе на откосе монтируется георешетка и укрепляется стальными нагелями в соответствии с определенной схемой крепления (рис. 24).

Рис. 23. Полив воды по мешковине

Далее георешетка засыпается растительным грунтом с последующим внесением минеральных удобрений. Данный слой растительного грунта, богатый органикой и минеральными веществами, обеспечивает запас плодородия будущего травостоя на 3 -5 лет (рис. 25).

Следующий технологический слой из МАК-мата и стальной сетки выполняет двойную функцию: с одной стороны, он удерживает верхний слой растительного грунта, а с другой стороны - обеспечивает основную механическую прочность конструкции (разрывная нагрузка данной конструкции составляет порядка 30 кН/м). Посеянные семена газонной травы заделываются в растительный грунт и укрываются мешковиной. После обильного полива в течение 10 - 15 дней происходит прорастание семян и после их укоренения мешковина снимается. Созданная на откосе плотная дернина, переплетаясь корнями с МАК-матом, обеспечивает оптимальный водно-воздушный режим и препятствует эрозии почвы [13].

Рис. 24. Монтаж на откосе георешетки и укрепление ее стальными нагелями

Рис. 25. Состояние укрепленного откоса после прорастания травы

6. ОСНОВЫ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ЗЕМЕЛЬ, НАРУШАЕМЫХ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Одним из обязательных разделов проекта автомобильной дороги и мостового перехода является раздел «Рекультивация земель», в котором должны быть разработаны мероприятия по приведению временно занимаемых земель (под карьеры, резервы, временные здания и сооружения и др.) в состояние, пригодное для сельскохозяйственного использования с нанесением плодородного слоя.

Рассмотрим ряд основных нормативных документов на проектирование и строительство дорожно-мостовых объектов на предмет установленных требований к рекультивации земель, нарушаемых строительством этих объектов.

В СНиП 12-01-2004 [14], основополагающем документе по организации строительства вообще, отсутствует понятие рекультивации. Тем не менее, в разделе «Строительные работы» довольно расплывчато сформулированы некоторые положения, которые могут иметь отношение к рекультивации земель. Однако суть требований сводится к тому, что разработку природных ресурсов или выполнение работ по мелиорации и изменению существующего рельефа необходимо вести при наличии соответствующей согласованной и утвержденной проектной документации.

СНиП 3.06.03-85 [15] и СНиП 3.06.04-91 [16] ограничиваются констатацией требования о том, что по завершении строительства должны быть выполнены работы по рекультивации в соответствии с требованиями проекта. Таким образом, эти нормы [15, 16] не развивают положений общеотраслевого СНиП 12-01-2004 и не устанавливают каких-либо конкретных требований.

СНиП 2.05.03-84* [17] вообще не содержит никаких требований к рекультивации земель. Только СНиП 2.05.02-85* [18] регламентирует отдельные специфические требования в отношении рекультивации земель:

- при проектировании новых дорог с включением существующих дорог или их отдельных участков необходимо учитывать затраты на приведение земель, занимаемых существующими дорогами, но не используемых в последующем для движения в состояние, пригодное для сельского хозяйства;

- при сравнении вариантов трасс необходимо производить учет ценности занимаемых земель и затрат на приведение временно отводимых для нужд строительства земельных площадей в состояние, пригодное для использования в народном хозяйстве;

- с земель, предназначенных под постоянный и временный отвод автомобильной дороги, плодородный слой почвы следует снимать и использовать для повышения плодородия малопродуктивных сельскохозяйственных угодий или объектов лесного хозяйства, при этом снятию подлежит такой плодородный слой почвы, который обладает благоприятными физическими и химическими свойствами, регламентированными требованиями ГОСТ 17.5.1.03-86 [19].

В области транспортного строительства в отдельных случаях руководствуются ВСН 182-91 [20]. Техническими указаниями этих норм определяется необходимость разработки проекта рекультивации, причем рекомендован план рекультивации, однако виды рекультивации не получили своего отражения.

Таким образом, из вышесказанного очевидно наличие значительных пробелов в отраслевых нормах в части требований и отсутствие единого подхода к составлению разделов «Рекультивация земель».

Анализ и обобщение опыта разработки проектов рекультивации земель и их практической реализации, в том числе в смежных отраслях строительства линейных сооружений [21], позволил установить состав и общие требования к разработке разделов «Рекультивация земель». В состав этого раздела должны входить следующие основные документы:

- схема плана трассы;

- сводные таблицы временно и постоянно занимаемых земель;

- схемы разработки внетрассовых месторождений и притрассовых карьеров;

- основные проектные решения по рекультивации временно занимаемых земель (виды, объемы работ, способы производства);

- основные мероприятия по предупреждению возможной водной и ветровой эрозии почвы в результате строительства дороги;

- технико-экономические показатели рекультивации земель. Рекультивация нарушенных земель осуществляется в два этапа: технический и биологический [22, 23]. На техническом этапе рекультивации предусматриваются следующие работы: расчистка, планировка и вспашка территории, подлежащей рекультивации; рекультивация карьеров; разборка временных конструкций и сооружений, уборка мусора; формирование откосов; снятие и нанесение плодородного слоя почвы; противоэрозионные мероприятия на сопряженных с автомобильной дорогой участках ландшафта, включая устройство гидротехнических противоэрозионных и мелиоративных сооружений; вывоз и захоронение токсичных вскрышных пород, а также проведение других работ, создающих необходимые условия для последующего использования рекультивированных земель по заданному назначению или для проведения мероприятий по реализации биологического этапа.

Биологический этап предусматривает комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий (внесение удобрений, высев семян, посадка саженцев деревьев).

В проекте рекультивации земель должны быть определены площади по трассе автомобильной дороги, которые должны быть восстановлены путем проведения технической и биологической рекультивации; объем снимаемого плодородного слоя почвы и место для его временного хранения; допустимое превышение нанесенного плодородного слоя почвы над уровнем ненарушенных земель; объем и способы погрузки и вывозки лишнего грунта; стоимость работ по технической и биологической рекультивации.

Автомобильные дороги, являясь протяженными линейными сооружениями, занимают во время строительства значительные площади. Например, при проектировании (2006 г.) второго пускового комплекса мостового перехода через р. Волгу в г. Волгограде общей протяженностью 6,5 км площадь занимаемых земель под постоянный отвод составила 59,95 га, а под временный - 160,62 га. Общая стоимость рекультивационных работ, включая восстановление почвенно-растительного слоя, засев трав, посадку деревьев в зависимости от варианта компоновки составила от 5,4 до 5,7 млн. р. (в ценах 2000 г.). При разработке раздела «Рекультивация земель» должны быть учтены требования следующих действующих нормативных документов: Земельного кодекса [24], Градостроительного кодекса [25], Федерального закона «Об охране окружающей среды [26], ГОСТ 17.4.3.02-85 [27], ГОСТ 17.5.3.04-83 [28], ГОСТ 17.5.3.06-85 [29], ГОСТ 17.5.1.02-85 [30], СНиП 2.05.02-85* [18].

Техническая рекультивация, как правило, выполняется строительными подрядными организациями и результат может достигаться различными приемами. Кроме обычных работ, выполняемых в составе технического этапа и перечисленных выше, может иметь место применение способов и методов производства работ, исключающих возможность проявления эрозионных процессов, оползневых явлений, а также засоления, загрязнения, захламления или заболачивания земель. Например, мерой против заболачиваемости местности, затопления и подтопления сельскохозяйственных угодий может быть проектирование водопропускных сооружений без учета аккумуляции воды. В этом случае предполагается быстрый пропуск паводка и осушение земель в верхнем бьефе.

Как одно из мероприятий по сохранению ценных сельскохозяйственных угодий возможно рассмотреть вариант замены насыпи на эстакаду, в том числе подходов к мосту. Однако целесообразность такой замены должна подтверждаться технико-экономическими расчетами.

Все подвергающиеся воздействию строительных машин и других видов механического воздействия земельные площади временного отвода после этапа технической рекультивации подлежат биологической рекультивации. Поскольку принципы биологической рекультивации мало освещались в методической литературе, то далее приемы этого вида рекультивации будут рассмотрены более подробно.

Вид восстановления земель и территорий, нарушенных при разработке месторождений дорожно-строительных материалов, определяется в каждом конкретном случае с учетом ряда факторов. Основными среди них являются агрохимические свойства вскрышных грунтов, природные и социально-экономические условия, ценность земель и угодий, перспективы развития и географическое положение района разработки месторождения и ряд других.

Целью рекультивации, как уже указывалось ранее, является восстановление и приведение земель и территорий, нарушенных в результате разработки месторождений и освободившихся после строительства, в состояние, пригодное для использования в народном хозяйстве и экологически устойчивое.

Рекультивация земель по их использованию подразделяется на сельскохозяйственное, лесохозяйственное, водохозяйственное, санитарно-гигиеническое направление [28].

Одним из направлений и разновидностью рекультивации является устройство в карьерных разработках водоемов различного предназначения (промышленного, социально-бытового, культурно-ландшафтного, противопожарного, животноводческого и др.). Карьеры-водоемы имеют весьма широкое распространение при строительстве автомобильных дорог, а также при базах подсобного производства. Так, только по объектам Союздорпроекта они были сооружены при строительстве дорог МКАД, МКАД - Кашира, Серпухов - Тула, Свердловск - Тюмень, Минск - Брест, Симра - Джанакпур (Непал), N 9 (Лаос) и многих других.

Устойчивые рекультивационные мероприятия могут быть проведены в результате:

- последовательного усложнения видового состава растительного сообщества, которое должно длительно сосуществовать на техногенных рекультивируемых территориях;

- запуска рекультивационного процесса, который может быть осуществлен единовременно в виде сложного многовидового фитоценоза, предполагающего в дальнейшем его устойчивое функционирование.

Единого мнения по решению данной проблемы в настоящее время не существует. Можно предположить, что в каждом конкретном случае в зависимости от объекта рекультивации, степени его деградации может применяться различный подход или их комбинация.

Выбор видового состава растительного сообщества

Устойчивость фитоценозов и их восстановление после уничтожения объясняется взаимодействием фитоценоза с его местообитанием. Отличительными признаками фитоценозов являются ярусность, видовой или флористический состав, обилие особей, количественное и качественное соотношение видов, встречаемость, покрытие, жизненность, характер местообитания.

Количественные и качественные соотношения видов растений в сообществе можно ранжировать. Поэтому после определения количества видов в фитоценозе их можно разделить на четыре основные группы: доминирующие, субдоминирующие (содоминанты), второстепенные и третьестепенные виды. Они создают фон фитоценоза и определяют основной характер сообщества. Доминирующие виды фитоценоза устанавливаются независимо от их положения по ярусам. Нередко в фитоценозе можно выявить наличие доминанты в каждом ярусе сообщества.

Для понимания возможности взаимодействия и постепенной адаптации растительного сообщества в строительной конструкции с техногенными грунтами необходимо рассмотреть фактор ярусности.

Искусственный техногенный ценоз подобен травянистому ценозу, где 1-й - верхний ярус - занят каким-либо одним или несколькими высокорослыми злаками, во 2-м - среднем ярусе - растут более низкорослые злаки, 3-й ярус часто бывает последним и его заполняют так называемые пастбищные или низовые злаки. Часто на лугах наблюдается 4-й - самый низкий ярус, - занятый мхами. Наземная растительность может быть и двухъярусной. Ярусность, т.е. количество ярусов в фитоценозе, зависит от многих причин и в первую очередь от видового состава и экологических факторов. Чем благоприятнее климатические и почвенные условия местности, тем многояруснее оказываются фитоценозы. В растительном сообществе растения различных видов занимают обычно не только различные ярусы над землей в древостое или травостое, но и в почве располагают корневую систему на различной глубине. Поэтому в фитоценозах различают обычно надземную и подземную ярусность.

Значение ярусности заключается в том, что она позволяет большому количеству растений разместиться на определенном участке, лучше и полнее использовать питательные свойства разных слоев почвы. Ярусность стеблей и ветвей растений позволяет им лучше использовать свет и тепло.

Ярусность фитоценоза может изменяться во времени. Особенно это хорошо заметно в травянистых фитоценозах, в которых высота растений отдельных видов значительно изменяется в зависимости от фазы и времени вегетации. Обычно в одном ярусе располагаются растения, сходные по своим отношениям к условиям среды. Ярусы растений в растительном сообществе находятся в тесной взаимосвязи. В процессе формирования строения фитоценоза ярусность обычно усложняется. Чем более сложившееся сообщество, тем оно старее, тем более сомкнутый растительный покров и тем большее количество ярусов имеется в сообществе. Схема трехъярусного фитоценоза приведена на рис. 26. Обилие особей - под этим признаком подразумевается количество особей отдельных видов, населяющих отдельное сообщество, - обуславливается, прежде всего, благоприятным сочетанием окружающих растения условий среды. Обилие видов в фитоценозе определяется несколькими методами: глазомерной оценкой; методом учета обилия пересчетом растений каждого вида на единицу площади; весовым методом [31].

Рис. 26. Схема трехъярусного фитоценоза

7. ОСОБЫЕ СЛУЧАИ ПРИМЕНЕНИЯ БИОЛОГО-ТЕХНИЧЕСКИХ МЕТОДОВ УКРЕПЛЕНИЯ ОТКОСОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

При прохождении автомобильных дорог в районах возможного образования оврагов, оползней и других опасных явлений предусматривают комплекс мероприятий по борьбе с водной и ветровой эрозией на сопряженных с автомобильной дорогой участках ландшафта. Такой комплекс может включать организационно-хозяйственные, агротехнические, лесомелиоративные и гидротехнические мероприятия. Однако возможность применения агротехнических средств ограничена крутизной склонов, как правило, до 4 - 5°. Что касается лесомелиоративных мероприятий, то их результаты могут проявиться не сразу, а только через 5 - 10 лет. Поэтому для прекращения эрозии применяют гидротехнические приемы, среди которых биологические методы играют определенную роль. В числе мероприятий против водной и ветровой эрозии проектируют системы перехвата дождевых и талых вод в верховьях оврагов и на оползневых склонах, посадку леса и кустарников для закрепления склонов, выполаживание склонов, устройство барражей по дну оврагов для локализации эрозии и размывов. Следует обратить внимание на то, что проектные организации еще не всегда с должной ответственностью подходят к назначению противоэрозионных мероприятий.

Гидротехнические сооружения в системе противоэрозионных мероприятий можно разделить на несколько видов: сооружения на водосборной площади, вершинные овражные сооружения и донные сооружения.

Противоэрозионные сооружения на водосборной площади представляют собой валы-террасы, водозадерживающие валы, распылители стока, направляющие валы и нагорные канавы. Этот тип сооружений полностью или частично ликвидирует сток и смыв почвы или опасную концентрацию стока в различных понижениях (ложбины и др.). Конструктивно - это простейшие земляные гидротехнические сооружения.

К вершинным овражным сооружениям относятся перепады, быстротоки и консольные сбросы, устройство которых позволяет задержать развитие вершин оврагов. В большинстве случаев в качестве материалов для этих сооружений используются монолитный и сборный железобетон, реже дерево, плетни, фашины, камень. В некоторых случаях закрепление вершин оврагов с небольшими размывами производят путем их сполаживания и посева трав на образовавшемся водосборе. При этом крутизна наклонной площадки не должна превышать 5°. В задернованном водотоке допустимая максимальная скорость не должна превышать 1 м/с.

С целью снижения скорости движения воды по дну оврагов и задержания продуктов размыва устраивают донные сооружения и выполняют лесные посадки. Из опыта противоэрозионного строительства известны следующие типы донных сооружений: запруды, донные перепады и пороги, барражи. Для получения наибольшего эффекта различные типы донных сооружений устраивают в сочетании с противоэрозионными мероприятиями, которые выражаются в заравнивании промоин и выполаживании оврагов или закреплении откосов оврагов травами, дерном, плетнями, камнем [32].

Дождевые и талые воды, стекающие с поверхности автомобильных дорог и мостов и содержащие вещества техногенного происхождения, являются источниками загрязнения водных объектов и при расположении объектов в водоохранных зонах в соответствии с требованиями Водного кодекса Российской Федерации [33] должны подвергаться очистке. Однако строительство сложных очистных сооружений с применением тонкослойных отстойников, химической и биологической очистки наиболее эффективно для промышленных предприятий и крупных населенных пунктов, работающих в условиях небольших колебаний объемов притока и состава сточных вод.

Для автомобильных дорог и мостовых переходов, имеющих периодический поверхностный сток (в периоды снеготаяния и выпадения дождей) и значительные колебания объемов и состава сточных вод, традиционные методы очистки являются высокозатратными и малоэффективными. Поэтому в дорожном и мостовом строительстве наибольшее распространение получили простые очистные сооружения, использующие отстаивание, фильтрацию и гидробиологическую очистку с помощью специально подобранных высших водных растений.

Наиболее детально в дорожном хозяйстве разработаны технологии отстаивания и фильтрационной очистки, обзор применения которых и методические основы применения даны в работах Б.Ф. Перевозникова [34, 35] и А.А. Ильиной [36].

Технология гидробиологической очистки при строительстве автомобильных дорог и мостов получила широкое распространение лишь в последнее время. Наиболее активно она использована при строительстве МКАД и КАД вокруг г. Санкт-Петербурга.

Теоретические и технологические аспекты строительства и эксплуатации гидробиологических очистных сооружений (ГБОС) разработаны специалистами в области водного хозяйства и впервые применены в канализации и водоснабжении [37, 38, 39, 40, 41]. В тоже время в научно-технической литературе опыт проектирования сооружений гидробиологической очистки недостаточно освещен.

Эффект очистки в ГБОС связан с жизнедеятельностью водных растений. В процессе фотосинтеза водные растения поглощают и утилизируют в своих органах значительное количество веществ, содержащихся в сточных водах. При валовом урожае фитомассы в воздушно-сухом веществе 40 т/га водные растения выносят 600 - 650 кг/га азота, 400 кг/г калия, 200 - 250 кг/га фосфора, до 200 кг/га кальция, до 400 кг/га хлора, десятки килограммов натрия, магния и др. Одно растение камыша массой 100 г способно извлечь из воды до 4 мг фенола. Помимо фенола поглощаются и его производные (пирокахетин, резорцин, ксилол и др.) [37, 38].

В водоемах с водными растениями в 3 - 5 раз интенсифицируются процессы разложения нефтепродуктов за счет нефтеокисляющих бактерий. Макрофиты способствуют всплыванию нефтепродуктов, осевших на дно, и их разрушению.

Даже при непрерывном поступлении в водоем нефтепродуктов в зарослях высших водных растений их содержание значительно меньше, чем на открытых водных пространствах [37, 38].

Опыт эксплуатации ГБОС показывает, что для большинства районов страны наиболее перспективны для очистки сточных вод тростник озерный и камыш озерный, рогоз узко- и широколистный, элодея канадская. Эти растения распространены повсеместно и интенсивно очищают воду от нефтепродуктов, фенолов и тяжелых металлов [42].

В современных условиях, когда возросли цены на энергоносители, важное значение приобретают естественные методы очистки сточных вод малых населенных пунктов.

Макрофиты фитофильтрационных каналов аккумулируют биогенные элементы сточных вод в надземной массе и в корнях, уменьшая их количество в сточных водах. Результаты исследований показали, что содержание азота в растениях фильтрационных каналов повышено по сравнению с контрольными образцами из пруда чистой воды в 1,4 раза, фосфора в 2,8 раза, калия почти в 82 раза. В процессах естественного биологического самоочищения принимают участие не только сами растения и эпифитная микрофлора, но и кислород, продуцируемый растительностью в процессе фотосинтеза [43].

Динамика самоочищения воды в экранизированных проточных бассейнах стабилизации высшей водной растительности (ВВР) в зависимости от продолжительности пребывания в них очищаемой воды представлена в табл. 10 [44].

Таблица 10

Динамика самоочищения воды

Вещества, содержащиеся в воде

Единица измерения

Содержание веществ в воде после

очищения в коагуляторе

пребывания в проточных бассейнах стабилизации с ВВР в течение, сут

1

2

3

4

5

6

7

8

рН

 

6,8

6,8

6,80

6,90

7,00

7,20

7,6

8,00

8,20

БПК по лн

мг/л

190

100

37,70

4,00

3,90

3,90

3,8

4,00

3,80

ХПК

мг/л

600

275,4

138,90

39,10

38,20

37,30

36,9

38,00

35,10

Взвешенные вещества

мг/л

40

21,5

6,30

3,00

3,20

3,20

3,1

3,40

3,30

Растворимый кислород

мг/л

Отсутствует

3,1

3,00

3,00

3,10

2,80

3,3

3,10

3,00

Азот аммиака

мг/л

16,9

9,4

3,80

1,00

0,80

0,80

0,8

0,50

0,32

Фосфаты

мг/л

5,1

3,1

1,90

0,30

0,25

0,10

Слабо выражены

Отсутствуют

Отсутствуют

Сухой остаток

г/л

3,1

3,0

2,87

2,63

2,50

2,50

2,3

2,33

2,30

Прокаленный остаток

г/л

2,7

2,6

2,49

2,21

2,20

2,19

2,3

2,20

2,15

В заключение можно сказать, что рассмотренные особые случаи и условия применения биолого-технических методов укрепления откосов автомобильных дорог в общей системе противоэрозионных мероприятий и очистки сточных вод показали свою эффективность и экономическую целесообразность. При должном внимании к этим методам и продолжении исследований арсенал проектных решений может быть значительно расширен, а технико-экономические показатели улучшены.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проблема укрепления откосов автомобильных дорог с помощью биологических методов выдвигает специфические требования к конструктивным решениям и эксплуатации дорожных сооружений. Аналитическое обобщение разностороннего многолетнего опыта реализации таких решений, выполненное в обзорной информации, обуславливает необходимость дальнейшего развития этого направления научно-практических разработок с целью совершенствования мероприятий по созданию комплексной защиты дорог от опасных природно-техногенных процессов с учетом принципов создания экологически устойчивых конструкций укрепления откосов.

Немаловажное значение в общей проблеме защиты откосов играет комплекс противоэрозионных мероприятий на сопряженных с автомобильной дорогой участках ландшафта. Мероприятиям по борьбе с овражными размывами уделяется незначительное внимание, в то время как биологические методы в общей системе противоэрозионных мероприятий являются наиболее предпочтительными. В работе приведено обобщение возможных конструктивных решений по реализации противоэрозионных мероприятий, тем не менее, следует отметить, что это направление недостаточно исследовано и мало подкреплено какими-либо научно-практическими разработками.

Вопросы рекультивации земель, нарушаемых при строительстве автомобильных дорог, в наибольшей степени сопряжены с реализацией биологических методов. Причем при проработке проектных решений автомобильных дорог и водопропускных сооружений учету принципов рекультивации земель уделяется незначительное внимание. В обзорной информации обращается внимание проектировщиков на то, что положительные результаты могут достигаться различными приемами, например, за счет общеконструктивных решений водопропускных сооружений.

Среди других необходимых вопросов, требующих дальнейшего обобщения и анализа, важным является рассмотрение достаточности нормативных требований, критериев и комплексных проектных решений на отдельных объектах по инженерной оценке проявления и воздействий опасных гидрометеорологических процессов, как на сами дорожные сооружения, так и на сопряженные с ними участки. Назрела необходимость более детального исследования достаточности типовых решений по укреплению откосов насыпей и выемок, уточнения критериев всех факторов гидрометеорологических воздействий и их пространственно-временного проявления, обоснования условий применимости различных типов укреплений.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Львович Ю.М., Мотылев Ю.Л. Укрепление откосов земляного полотна автомобильных дорог. - М.: Транспорт, 1979.

2. Перевозников Б.Ф. Защита автомобильных дорог от опасных гидрометеорологических процессов и явлений. - М., 1993. - (Автомоб. дороги: Обзорн. информ. / Информавтодор; Вып. 1).

3. Перевозников Б.Ф. Откосно-прибрежные укрепления автомобильных дорог. - М., 1993. - (Автомоб. дороги: Обзорн. информ. / Информавтодор; Вып. 5).

4. Методические рекомендации по применению габионных конструкций в дорожно-мостовом строительстве / ООО «Организатор», ФГУП «Союздорпроект». - М., 2001.

5. Sullivan R., Foot L. Roadside erosion causes and factors: Minnesota survey analysis // Transp. Res. Rec. - 1983. - № 948.

6. Шреттер А.И. Методика определения запасов лекарственных растений. - М.: ЦБТИ Лесхоза, 1986.

7. Голованов А.И., Кожинов Е.С., Сухарев Ю.И. Ландшафтоведение: Учеб. пособие. - М.: Колосс, 2006.

8. Актуальные вопросы эрозиоведения: Учеб. пособие / А.Н. Каштанов, М.Н. Заславский, М.Ю. Белоцерковский и др.; Под ред. А.Н. Каштанова, М.Н. Заславского. - М.: Колосс, 1984.

9. Швебс Г.И. Формирование водной эрозии, стока наносов и их оценка. - Л.: Гидрометеоиздат, 1974.

10. Росс Ю.К. Радиационный режим и архитектоника растительного покрова. - Л.: Гидрометеоиздат, 1975.

11. ГОСТ Р 52398-2005. Классификация автомобильных дорог. Основные параметры и требования. - Введ. 01.05.2006; Введ. впервые. - М.: ФГУП «Стандартинформ», 2006.

12. Конструкции укрепления откосов земляного полотна автомобильных дорог общего пользования: Сер. 3.503.9-78. Вып. 0. Материалы для проектирования / Союздорпроект. - М., 1988.

13. Виноградов В.М., Бабичева И.В. Методика проведения аварийного ремонта откосов действующих автодорог // Механизация стр-ва. - 2007. - № 5, май.

14. СНиП 12-01-2004. Организация строительства / Госстрой России. - Взамен СНиП 3.01.01-85*; Введ. 01.01.2005. - М.: ФГУП ЦПП, 2004.

15. СНиП 3.06.03-85. Автомобильные дороги / Госстрой России. - Взамен СНиП III-40-78; Введ. 01.01.86. - М.: ФГУП ЦПП, 2006.

16. СНиП 3.06.04-91. Мосты и трубы / Госстрой России. - Взамен СНиП III-43-75, ВСН 81-80, ВСН 98-74, ВСН 109-64, ВСН 163-69, ВСН 173-70; Введ. 01.07.92. - М: ФГУП ЦПП, 2005.

17. СНиП 2.05.03-84*. Мосты и трубы / Госстрой России. - Взамен СНиП И-Д.7-62*, СН 200-62, СН 365-67; Введ. 01.01.86. - М.: ГУП ЦПП, 2001.

18. СНиП 2.05.02-85*. Автомобильные дороги / Госстрой России. - Взамен СНиП II-Д.5-72, СН 499-72 в части норм проектирования зем. полотна автомоб. дорог; Введ. 01.01.87. - М.: ФГУП ЦПП, 2004.

19. ГОСТ 17.5.1.03-86. Охрана природы. Земли. Классификация вскрышных и вмещающих пород для биологической рекультивации земель. - В кн.: Природоохранные нормы и правила проектирования: Справ. - М.: Стройиздат, 1990.

20. Нормы на изыскания дорожно-строительных материалов, проектирование и разработку притрассовых карьеров для автодорожного строительства: ВСН 182-91 / Минтрансстрой СССР. - М.: ГУП ЦПП, 2000.

21. Строительство магистральных дорог трубопроводов. Технология и организация: ВСН 004-88 / Миннефтегазстрой СССР. - М., 1988.

22. Основные положения о рекультивации земель, снятии, сохранении и рациональном использовании плодородного слоя почвы: Приказ Минприроды России и Роскомзема от 22 декабря 1995 г. № 525/67.

23. ГОСТ 17.5.1.01-83. Охрана природы. Рекультивация земель. Термины и определения. - В кн.: Природоохранные нормы и правила проектирования: Справ. - М.: Стройиздат, 1990.

24. Земельный кодекс Российской Федерации от 25 октября 2001 г. №136-Ф3. - М.: Юрайт-Издат, 2006.

25. Градостроительный кодекс Российской Федерации от 29 декабря 2004 г. № 191-ФЗ. - М.: Омега-Л, 2006.

26. Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ // Сб. законодательства Российской Федерации. - 2002. - № 2. - Ст. 133.

27. ГОСТ 17.4.3.02-85. Охрана природы. Почвы. Требования к охране плодородного слоя почвы при производстве земляных работ. - Введ. 01.01.87. - М.: Изд-во стандартов, 1985.

28. ГОСТ 17.5.3.04-83. Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель. - Введ. 01.07.84. - М.: Изд-во стандартов, 1985.

29. ГОСТ 17.5.3.06-85. Охрана природы. Земли. Требования к определению норм снятия плодородного слоя почвы при производстве земляных работ. - Введ. 01.07.86. - М.: Изд-во стандартов, 1985.

30. ГОСТ 17.5.1.02-85. Охрана природы. Земли. Классификация нарушенных земель для рекультивации. - Взамен ГОСТ 17.5.1.02-78; Введ. 01.01.86 до 01.01.96. - М.: Изд-во стандартов, 1987.

31. Суворов В.В., Воронова И.Н. Ботаника с основами геоботаники. -Л.: Колосс, 1997.

32. Степанов П.М., Овчаренко И.Х., Захаров П.С. Гидротехнические противоэрозионные мероприятия. - М.: Колосс, 1980.

33. Водный кодекс Российской Федерации от 16 ноября 1995 г. № 167-ФЗ. - М.: Омега-Л, 2006.

34. Перевозников Б.Ф. Анализ проектных решений по использованию габионных структур и конструкций при устройстве открытых систем водоотведения и очистки сточных вод с проезжей части автомобильных дорог и мостовых переходов. - М., 2000. - (Сб. науч.-метод, работ по повышению уровня обоснованности проектов автомоб. дорог и сооружений на них / Союздорпроект; Вып. 4).

35. Перевозников Б.Ф. Водоотвод с автомобильных дорог. - М.: Транспорт, 1982.

36. Ильина А.А. Очистные сооружения на автомобильных дорогах. - М., 2004. - (Автомоб. дороги и мосты: Обзорн. информ. / ФГУП «ИНФОРМАВТОДОР»; Вып. 3).

37. Голубовская Э.К. Биологические основы очистки воды. -М.: Высш. шк., 1978.

38. Водозаборно-очистные сооружения и устройства / М.Г. Журба, Ю.И. Вдовин, Ж.М. Говорова, И.А. Лушкин. - М.: ООО «Издательство «Астрель», ООО «Издательство «ACT», 2003.

39. Магомедов ВТ. Основные типы водоохранных сооружений, использующих очистные сообщества макрофитов // Вод. ресурсы. - 1988. - № 2.

40. Магомедов В.Т., Стольберг Ф.В., Беличенко Ю.П. Биоинженерные системы для охраны водных объектов от загрязнения // Гидротехника и мелиорация. - 1984. - № 1.

41. Попов А.Н., Вайтер Е.В. Использование инженерных технологий для восстановления качества вод поверхностных водных объектов, загрязненных синтетическими поверхностными активными веществами // Вод. хоз-во России: проблемы, технологии, управление. - 2006. - № 1.

42. Дегтярев С.Д. Принципы работы и опыт применения сооружений гидробиологической очистки в дорожно-мостовом проектировании // Новости в дор. деле: Науч.-техн. информ. сб. / ФГУП «ИНФОРМАВТОДОР». - М., 2006. - Вып. 5.

43. Беновицкий Э.Л. Критерии подобия потоков в руслах с водной растительностью// Водохозяйственное стр-во. - 1989. - № 3.

44. Хабаров А.В., Бухгалтер Л.Б. Применение биологических методов очистки сточных вод. - В кн.: Рациональное использование в условиях техногенеза. - М.: Папирус ПРО, 2000.

 >>>  ПОИСК ДОКУМЕНТОВ  

    Барин Фото: дом из бруса с эркерами 7х7 98 4 1 Дом из бруса с эркерами 7х7

    П-16а Фото: дом 6х6 из профилированного бруса 63 2 Дом 6х6 из профилированного бруса

    Лас вегас Фото: каркасный спаренный дом 154 6 4 Каркасный спаренный дом

    95B Фото: "Дипломат Плюс" - загородный дом с бильярдной и гаражом-навесом 151.2 3 2 "Дипломат Плюс" - загородный дом с бильярдной и гаражом-навесом

    Д15 Фото: домик 6х6 с крыльцом 2х4 и мансардным этажом 66.19 1 Домик 6х6 с крыльцом 2х4 и мансардным этажом


 Рейтинг@Mail.ru   По вопросам работы сайта и сотрудничества обращайтесь к администратору adm@stroyplan.ru.
При использовании материалов портала - ccылка, доступная для индексации, на сайт обязательна.
© 2006-2016 "СТРОЙПЛАН"
    Все права защищены.