РАЗМЫВЫ БЕРЕГОВ И ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА РЕКАМИ
В результате размыва берегов и отложения речных наносов происходят непрерывные изменения конфигурации русел рек и потоков.
Эрозия берегов происходит в результате химического растворения водой содержащихся в грунте солей, взвешивающего действия воды на частицы грунта и вследствие разрушающего механического действия воды, насыщенной твердыми частицами, на грунты русла реки. В период паводков реки несут огромное количество твердых фракций. Например, река Сан-Джуан во время паводка несет до 75% ила и песка. Известно, что некоторые горные реки во время паводков углубляют свое русло на 9,0 м, а донный размыв в таких реках на 3,0—4,5 ж за один паводок — обычное явление.
Защита земляного полотна и мостов от размыва реками представляет собой серьезную проблему, которая требует большого внимания. Для определения размеров и направления размыва необходимы периодические наблюдения за течением реки, а для всех участков, явно подверженных размыву, требуется, кроме того, специальная съемка дна я берегов.
При правильно организованной борьбе с размывами не следует допускать развития размыва до такой степени, чтобы возникла необходимость в принятии экстренных защитных мероприятий. Предохранительные меры необходимо принимать заранее, до того, как возникает угроза размыва земляного полотна или подмыва мостовых опор. Такого рода мероприятия могут заключаться в переносе железнодорожной линии, отводе русла реки, укреплении берегов и в мерах по регулированию течения реки.
Отвод русла реки. Решение вопроса об отводе русла реки требует в каждом частном случае тщательного рассмотрения, так как эти работы редко выполняются на реках с установившимся руслом; в этих случаях обычно прибегают к укреплению берегов. В тех случаях, когда отвод русла является экономически оправданным, необходимо предварительно произвести тщательную съемку местности, чтобы избежать заиливания нового русла при первом же пропуске через него течения реки. В таких случаях иногда ограничиваются устройством отводных канав для направления течения воды с таким расчетом, чтобы вода сама размыла себе русло требуемого сечения. Если с устройством нового русла сокращается длина реки, то тем самым увеличивается падение потока и возрастает скорость течения, что может вызвать дополнительный размыв на одних и отложение наносов на других участках реки, пока не установится новый режим равновесия. В этих условиях следует принимать меры по укреплению берегов и расчистке русла там, где это необходимо.
Начиная работы по отводу русла реки, необходимо иметь в виду, что существуют федеральные законы и законы в отдельных штатах, запрещающие какие бы то ни было изменения течения рек, нарушения их русел и т. д., если эти изменения не утверждены соответствующими правительственными органами. При этом должны учитываться также права собственников прилегающих земельных участков.
Защита берегов от размыва. Для защиты берегов от размыва применяют два вида сооружений: а) сооружения, предназначенные для отклонения течения реки от берега, к числу которых относятся буны, гасители скорости, сквозные запруды, ряжи и дамбы; б) укрепление или одежда берега реки или насыпи.
Относительно дешевым и эффективным типом гасителя скорости являются широко применяемые на среднем Западе и на Юго-Западе ежи из прочно связанных между собой трех или более стальных уголков, заанкеренных за сваи, забитые в берег. Установленные вдоль берега, они задерживают плывущие по реке предметы, уменьшая тем самым скорость течения и вызывая отложения наносов, и, таким образом, наращивают берег, предохраняя его от размыва.
Другим типом отбойного сооружения, которое также с успехом применяется на крупных реках для защиты от размыва берегов, сложенных легкоразмываемыми грунтами, являются короткие свайные запруды из трех свай, устраиваемые вдоль берега через 2,40—3,60 м и под углом к берегу 35° и менее. Береговую сваю каждой запруды прочно забивают в грунт, а между запрудами вровень с этой сваей забивают промежуточные сваи, скрепляемые крестообразными схватками и насадками. Если глубина воды ниже насадок превышает 1,50 м, к свайной стенке прикрепляют небольшие плавучие гасители скорости.
На закруглениях реки берега, сложенные рыхлыми породами, часто защищают от размыва свайными запрудами и полузапрудами, вдающимися в русло. Такие запруды устраивают из пропитанных креозотом свай, скрепленных насадками. Берег между запрудами, а также на некотором протяжении вверх и вниз по течению укрепляют тем или другим способом для предохранения от возможного размыва до начала работы запруд.
На реках со скальным дном или с дном, сложенным из неразмываемых горных пород, применяют буны из ряжей, устраивая их под углом к берегу в 45" и менее. Ряжи рубят обычно с уширением книзу и прочно закрепляют на дне реки. Иногда берег между ряжами укрепляют каменной наброской.
Для защиты берегов крупных рек с медленным течением, сложенных слабо размываемыми грунтами, применяют свайные запруды из пропитанных бревен, обшитых пропитанными же досками. Запруды строят под углом к берегу не более 20J, вытягивая сваи по прямой линии в русло реки. При устройстве таких запруд откосы прилегающих насыпей уполаживают и укрепляют каменной наброской. В качестве дополнительной защитной меры иногда укрепляют откосы насыпей каменным контрбанкетом.
Укрепление берегов и откосов насыпей одеждой.
Для укрепления берегов рек и откосов насыпей можно применять различные материалы или какой-нибудь один из них, однако все они должны отвечать существующим требованиям. Укрепление берегов рек, каналов, откосов насыпей и дамб, применяемое для защиты от размыва текучими водами, можно осуществлять в виде подпорных и волноотбойных стен или в виде тюфяков или покрытий, укладываемых на откосах. Защита берегов от размыва обычно требуется на реках, имеющих глубину в паводок от 9,0 до 18,0 м при глубине в межень от 1,5 до 3,0 м и затопляющих местность на несколько метров выше отметки берега при скорости течения в паводок от 2,5 до 4,0 м/ сек.
До устройства укрепления береговой откос для предупреждения возможного подмыва крепления тщательно планируется до проектного заложения с необходимой срезкой грунта в основании и в верхней части откоса. В некоторых случаях применяют укрепление берега из железобетонных плит достаточной толщины, чтобы противостоять разрушительному действию течения и истиранию твердыми частицами, которые несет вода. В других случаях применяют бетонное покрытие, изготовляемое на месте из слоя щебня или дробленого доменного шлака толщиной от 46 до 92 см, который заливают цементным раствором. Иногда устраивают тонкое сплошное железобетонное покрытие, для чего на откосе укладывают арматуру из стальной проволоки и заливают ее цементным раствором, нанося его при помощи торкретирования; толщина такого покрытия 10—12,5 см. Применяют также каменную наброску. Наконец, очень долго служат фашинные тюфяки толщиной от 0,90 до 1,50 м, сплетенные из ивовых прутьев.
Каменная наброска и мощение. Каменная наброска и мощение являются старейшими способами защиты берегов и оснований мостовых опор от размыва или подмыва. Каменную наброску применяют чаще всего в тех случаях, когда подъем воды или внезапный прорыв потока угрожает размывом насыпи и время не позволяет выполнить какие-либо другие мероприятия. Наброска камня производится в таких случаях с разгрузкой его из само- разгружающихся вагонов или из вагонов любого типа вручную или краном.
Мощение производится при низкой воде там, где наблюдался береговой размыв, или там, где его можно ожидать по местным условиям. При мощении камни укладывают на ребро на заранее подготовленное основание. Промежутки между камнями засыпают щебнем с тщательной утрамбовкой или заливают цементным раствором на глубину 10 см.
Хотя каменную наброску и мощение применяют уже в течение многих лет, долгое время не существовало единых технических условий на поставку камня, особенно по его размерам. Одни дороги принимали четыре категории размеров камня, другие — три, а некоторые не имели никаких технических условий. В 1947 г. Американской железнодорожной инженерной ассоциацией были приняты подтвержденные в 1953 г. технические условия на поставку камня, в которых указывалось, что камни должны быть угловатые, преимущественно неправильной формы, из скальных пород, хорошо противостоящих раз- моканию, морозу и другим факторам выветривания, а также выдерживающих длительное нахождение в минерализованной воде.
Были установлены при этом следующие четыре весовые категории камня:
БАРЫКОВА Н.Г., ГЛУЗМАН И.С. АМЕРИКАНСКАЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ — М.: ТРАНСЖЕЛДОРИЗДАТ, 1959.
