Защита дорог от снежных заносов

Заносимые участки дорог можно защитить от снежных заносов тремя путями: задержать переносимый метелью снег на подступах к дороге и вызвать образование снежных отложений на безопасном для дороги расстоянии или заранее подготовленном месте; увеличить скорость снеговетрового потока над дорогой и предотвратить снежные отложения на дороге; полностью укрыть дорогу от снега с помощью специальных сооружений.

Практическое использование получили два первых способа зашиты. Строительство сооружений, полностью защищающих дорогу от попадания снега, кроме противолавинных галерей, еще только начинает находить применение в мировой практике.

Постоянные снегозащитные средства и сооружения. Самым надёжным и экономичным постоянным средством снегозащиты являются снегозащитные лесонасаждения. Они являются основным видом защиты автомобильных и железных дорог от снежных заносов. Однако и они обладают рядом недостатков: для их размещения вдоль дорог необходимы значительные земельные площади; лесные насаждения медленно растут и вступают в работу; они требуют постоянного ухода.

Принципы работы, порядок создания и ухода за насаждениями изложены в пункте 18.

Надёжным средством зашиты дорог от снежных заносов служат высокие снегозадерживающие заборы. Предельный объём снега, который может задержать забор снегозадерживающего действия, зависит от его высоты.

Заборы выше 5 м по технико-экономическим соображениям делать не рекомендуется. Если по расчёту требуется большая высота, устраивают два, три и более рядов заборов.

Снегозадерживающие заборы бывают двухпанельные (рис. 20.1, а) с просветностью решётки 50 % и однопанельные (рис.20.1, б) с просветностью решетки 70 %. Однопанельные заборы в основном применяют для вторых и третьих рядов многорядных линий заборов, двухпанельные - при устройстве заборов в один ряд или в ближайшем к дороге ряду многорядных линий заборов. Заборы строят из дерева или делают сборными из железобетона.

Рисунок 20.1 - Снегозащитные заборы:
а - двухпанельные; б – однопанельные

В зависимости от направления господствующих метелевых ветров и рельефа местности принимают следующие расстояния установки заборов от дорог (выраженные в высотах заборов): 15-20 высот, если местность горизонтальная или имеет подъём от забора к дороге; 20-25 высот, если местность спускается от забора к дороге (в обоих случаях меньшее расстояние для ветров, подходящих к забору под острым углом, большее - для ветров, угол подхода которых близок к прямому). Если по каким-либо причинам забор нельзя удалить от дороги на нужное расстояние, допускается сократить расстояние до 10 высот при условии уменьшения просветности его решётки до значения Р = 0,3. Расстояние между рядами многорядных заборов следует делать равным 30 высотам. В особенно многоснежные и метелевые зимы можно усиливать забор установкой дополнительных линий переносных щитов.

Снегозадерживающие заборы с изменяющейся просветностью. Основным показателем эффективности снегозащитных устройств является снегозадерживающая или снегосборная способность, которая зависит от геометрических размеров и просветности этих устройств. Чтобы обеспечить эффективную работу снегозадерживающего устройства, необходимо, чтобы его просветность изменялась автоматически вместе с изменением скорости ветра:

Из этой зависимости следует, что чем выше скорость ветра во время метели, тем меньше должна быть просветность.

Обеспечить изменение просветности снегозадерживающих устройств можно многими способами. Учитывая различие скорости ветра по высоте, наиболее целесообразно применение устройств с горизонтальным размещением осей вращения элементо. Установлено, что при равной высоте заборы с изменяющейся просветностью задерживают снега значительно больше, чем обычные заборы или щиты с постоянной просветностью.

Заборы снегопередувающего действия составляют особую группу снегозащитных устройств. Их работа основана на увеличении скорости снеговетрового потока в момент его прохождения над дорогой, что предотвращает образование на ней снежных отложений (рис. 20.2). Забор снегопередувающего действия рекомендуется применять при одновременном соблюдении следующих условий: а) господствующие ветры направлены под постоянным углом от 50 до 90° к оси дороги; б) при сухом и легко подвижном снеге; в) при объёме снегопереноса более 300-350 м³/пог. м.

Рисунок 20.2 -  Снегопередувающий забор

Защищать заборами снегопередувающего действия можно выемки глубиной до 5 м, низкие насыпи и нулевые места. Для защиты полувыемок-полунасыпей на косогорах заборы снегопередувающего действия следует применять при условии, если уклон косогора не превышает 45°.

Заборы снегопередувающего действия можно строить из дерева или делать сборными из железобетона или керамзитобетона.

Снегоизолирующие постоянные сооружения предназначены для полной защиты от снегопадов и метелей. Конструктивно такая снегозащита выполняется в виде галерей в горных районах. Для защиты от метелей и снегопадов можно устраивать лёгкие ограждающие конструкции на наиболее опасных по снегозаносимости участках дорог в виде навесов из полиэтиленовых плёнок, надувных навесов или из других лёгких материалов и конструкций (рис. 20.3).

Рисунок 20.3 - Снегоизолирующие постоянные сооружения

Временные снегозадерживающие устройства. Простейшими из них являются снежные стенки или валы вдоль дороги высотой 0,5-0,8 м, которые устраивают различными снегособирателями (риджерами). Лучше работают стенки с разрывами, стенки из отдельных столбов или пирамид. Снежные валы и траншеи можно устраивать, когда толщина снегового покрова будет не менее 20 см.

Наиболее широко применяют снежные траншеи. Их прокладывают в снежном покрове проходами двухотвальных тракторных снегоочистителей или бульдозеров. Снегосборная способность траншеи (объём снега, который может задержать 1 м траншеи) при глубине 1,5 м и ширине, создаваемой за один проход двухотвального тракторного снегоочистителя, составляет в среднем 12 м³/м. Однако в обычных условиях эта способность значительно меньше.

Снегозащитные траншеи прокладывают в несколько рядов параллельно дороге. Число работоспособных траншей, которое необходимо одновременно иметь для надёжной защиты дороги, назначают с учётом объёма снегоприноса:

Оптимальное расстояние, которое следует назначать между осями соседних траншей, составляет 12-15 м. Ближайшая к дороге траншея должна быть расположена не ближе 30 м и не дальше 100 м. На расстоянии 12-15 м от старых траншей прокладывают новые.

В начале зимы при небольшой толщине снежного покрова (меньше 0,30 м) траншеи получаются неглубокими и имеют малую снегосборность. В этих условиях целесообразнее устраивать снежные валы.

Переносные деревянные щиты. Наиболее медленно заносятся снегом щиты с неравномерно распределенным заполнением, при котором решётка сгущена в верхней части и разрежена в нижней.

Применяются четыре типа щитов с разреженной нижней частью (рис. 20.4).

Щиты типа I применяют в районах с объёмом снегоприноса более 100 м³/м и скорости ветра более 20 м/с; типа II - в районах с объёмом снегоприноса менее 100 м³/м и скорости ветра более 20 м/с; типа III - при объеме снегоприноса более 100 м³/м в районах со скоростью ветра менее 20 м/с; типа IV- при объёме снегоприноса менее 100 м³/м в районах со скоростью ветра менее 20 м/с.

Для надлежащей прочности щитов с разреженной нижней частью их вертикальные планки, которые несут основную нагрузку от ветра в процессе работы, делают толщиной 16 мм, остальные планки (диагонали и горизонтали) имеют толщину 12-13 мм. Наряду с деревянными снегозащитными устройствами в последние годы все шире начинают применять снегозащитные ограждения из синтетических материалов.

Рисунок 20.4 - Типы щитов с разреженной нижней частью:
1 - высота 2 м, общая просветность 50 %, просветность нижней половины 60 %, верхней половины; 40 %
II - высота 1,5м, общая просветность 50 %, просветность нижней половины 60 %, верхней 40 %;
III - высота 2 м, общая просветность 60 %, просветность нижней части 70 %, верхней части 50 %;
IV - высота 1,5 м, общая просветность 60 %, просветность нижней части 70 %, верхней части 50 %

Эффективность действия снегозащитных ограждений зависит не только от их конструкции, но и от способов установки и перестановки. Щиты обычно устанавливают к кольям и привязывают к ним. На каменистом или скальном грунте ввиду невозможности забить колья щиты ставят в «козлы» (с наклоном друг к другу), прочно связывая верхние концы. В такой установке щиты неустойчивы и могут быть повалены, поэтому, как только у щитов накопятся снежные отложения толщиной 25-30 см, их ставят вертикально, обваливают низ снегом и притрамбовывают его.

Наиболее эффективно задерживают снег щиты, установленные сплошной линией. При недостатке щитов, а также в районах с интенсивными метелями вместо сплошных линий можно ставить щитовые линии с разрывами в один щит через каждые три-четыре щита. Щитовые линии с разрывами следует допускать лишь на среднезаносимых и слабозаносимых участках при небольшой интенсивности движения.

Щиты жёсткой конструкции по мере отработки переставляют на вершину образующегося около них снежного вала. Перестановку нужно производить, когда высота вала составит от 2/3 до 3/4 высоты шита (меньший предел для районов с интенсивными метелями). Вместо первой перестановки щиты можно просто поднимать по кольям и привязывать к ним, если колья достаточной высоты.

Щиты очень трудно переставлять при сильном ветре. В районах с интенсивными и продолжительными метелями нередко нет возможности переставить щиты во время метели. В таких районах их ставит в два, фи и более рядов. Расстояние между рядами в многорядных линиях принимают равным 30 высотам щита.

При объёмах снегоприноса до 75 м³/м рекомендуется применять сетки на полимерной основе с просветностью 50-70 % и временные пространственные средства снегозащиты (пластиковые шиты). Расстояние от места установки сеток и временных пространственных средств снегозащиты до бровки земляного полотна должно составлять 30 высот защитной линии (рис. 20.5).

Рисунок 20.5 -  Снегозащитный забор из полимерной сетки