Укрепление берега — что нужно знать и как это сделать

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Качественная, ответственная работа на самом первом этапе – даст ту самую полную картину тех процессов, происходящих вблизи берегов, будь это полноводное водохранилище или скромный пруд. Надо понимать, что воздействия и нагрузки от водного объекта – это колоссальные силы природы, и при их оценке нельзя полагаться «на глазок», на мнение старожилов, или на самостоятельные измерения. Все-таки на дворе 21-й век, методы изысканий стандартизированы и регламентированы, программно-аппаратные продукты позволяют очень точно моделировать физические процессы в грунтах и жидкостях, и у любого воздействия/нагрузки есть четкая величина в конкретных цифрах, выражаемая в общепринятых величинах – тоннах, кПА, метрах, градусах и т. п.

ВОЗДЕЙСТВИЯ И НАГРУЗКИ НА БЕРЕГОВЫЕ УКРЕПЛЕНИЯ

На берега и береговые сооружения водоема влияют:

- режимные (годовые и суточные) колебания уровня воды, определяемые работой гидроэлектрических станций, паводковые повышения уровня, сгонно-нагонные явления и сейши;

- размывающее воздействие течений: стоковых, волновых, сейшевых, возникающих при работе гидроузлов;

- ветровые и судовые волны;

- ледовые воздействия во всем их многообразии;

- режим движения взвешенных и влекомых наносов, в сочетании с его влиянием на динамику берегов;

- нестационарный процесс переформирования русла и берегов (особенно интенсивный на крупных речных водохранилищах);

- снижение прочностных свойств глинистых грунтов с образованием ползучести;

- режим подземных вод в бортах водоема (особенно у берегов речных водохранилищ).

 

Вышесказанное следует запомнить/сохранить/скопировать, и буквально «экзаменовать» тех горе-укрепителей, отговаривающих Вас от проектирования, и/или убеждающих Вас, что изыскания и проектирование не нужная, не обязательная часть "процесса" берегоукрепления!
Вас вводят в заблуждение! Те, кто будут заявлять – «да мы всегда так делаем», «у нас большой опыт, и нам тут все и так ясно», «наша технология универсальная», на самом деле говорят – «у нас отсутствие знаний, у нас отсутствие опыта и административного ресурса (проектировщиков,узких специалистов, изыскателей), но у нас есть желание заработать НЕСМОТРЯ НИ НА ЧТО».

Убеждения типа «можно обойтись без всяких изысканий, а сделать так-то…», транслируемые «знатоками», от жуликоватого прораба-самоучки до «знающего» соседа - это буквально бич нашей страны с ее небогатым населением, и это касается не только гидротехники.

Но – отличие гидротехнического строительства в том, что вода не прощает ошибок! Не верно выбранная технология при индивидуальных особенностях местных условий - гарантия Ваших финансовых и эмоциональных расстройств!

Некоторые крайне характерные примеры будут далее показаны в теме, с обязательным приложением в виде разнообразных комичных, трагичных, забавных и просто интересных историй из жизненного и профессионального пути автора.

 

Вот первая из таких историй. Рассказывают изыскатели, выполнявшие комплекс гидрометеорологических изысканий для строительства моста через речку Большая Бахта. А надо сказать, что есть очень хорошее пособие под названием ПМП-91 — это пособие к СНиП 2.05.03-84 «Мосты и трубы» по изысканиям и проектированию железнодорожных и автодорожных мостовых переходов через водотоки. Так вот, в нем есть форма Акта об опросе местных жителей, см. ниже:


Ну и ребята были обязаны заполнить этот акт, для чего прибыли в деревню, стоящую на берегу этой речки. Собственно, для жителей этой деревни и строился небольшой автомобильный мостовой переход.
Так вот - из деревенских жителей никто(!) не вышел для общения, хотя люди были дома, пугливо выглядывали из-за занавесок. Это к вопросу - "поспрошать у соседей, сделать как все делают", и тому подобных крестьянских подходах.

 

А вот фото другой милой речки, под названием Кокшага. Желающие могут попробовать прикинуть возможный вариант берегоукрепления

 

Конечно же, по фото и словесному описанию невозможно поставить правильный "диагноз". В частности, эта конкретная речка весной выглядит совсем по другому.

 

Вышеприведенные фото показывают один из тех "кусочков" информации о водном объекте, который собирается в ходе инженерно-гидрометеорологических изысканий, а именно - данные о характерных уровнях реки.
Об этих уровнях подробнее рассказывал здесь - https://www.forumhouse.ru/posts/24241741/

 

Как практически происходит работа изыскателей, в частности, по разделу ИГМИ - показано на следующих фото.

 

Как ранее было сказано - у любого воздействия/нагрузки есть четкая величина в конкретных цифрах, выражаемая в общепринятых величинах – тоннах, кПА, метрах, градусах и т. п. И вот наглядный пример того, как используются данные о скоростях течения, полученные в ходе гидромет-изысканий.

"...1.3. Подводная часть береговых укреплений, подверженная временному или постоянному затоплению (особенно по линии их сопряжения с дном водоема), должна быть надежно защищена от воздействия размывающих скоростей течений. Допускаемые величины размывающих скоростей приведены в табл. 1 (составлена применительно к главе СНиП «Сооружения мелиоративных систем»)..." - Руководство по проектированию береговых укреплений на внутренних водоемах, М. Стройиздат 1984.

 

Ремарка. Нужно заметить, что, как и в любом сложном процессе - в гидротехнике есть несколько этапов, и реальная жизнь показывает, что не всегда и не на каждом потенциальном проекте мы проходим весь полный комплекс изыскательских, затем проектных, и затем строительных работ.

Достаточно часто Заказчик, имея некие планы на освоение своих активов на берегах, хочет примерно представлять, во сколько ему встанет эта вся затея. И при этом он не готов тратить серьезные ресурсы на изыскания, в то же время, если Заказчик не совсем уж отпиленный - он понимает, что по фото нормальные специалисты ничего не скажут. Какой-то минимум исходных данных все равно необходим. Но какой? И как его получить?

И вот в этом случае работа инженерного консультанта также крайне востребована. Ответить на вопросы:
- какие минимальные исходные данные потребуются для проработки?
- какой именно тип берегоукрепительного сооружения в данном случае будет оптимальным?
- почему?
- какие геотехнические риски в данной конкретной локации?

и сделать в первом приближении оценку финансовых, временных и иных ресурсов вполне возможно. Далее на реальных примерах постараюсь это показать.

 

Те, кто внимательно разглядывал фото практического производства гидромет-изысканий здесь, обратил внимание на наличие специальных геодезических инструментов - оптических нивелиров, теодолитов, тахеометров, спутниковых геодезических приемников. И действительно, такое оборудование используется как для гидрологических изысканий, так и для следующего необходимого компонента для инженерной проработки - инженерно-геодезических изысканий (ИГДИ).

Цель этих работ - получение достоверных и достаточных топографо-геодезических материалов и данных о ситуации и рельефе местности. Это та основа, с которой можно:
- выбрать место для расположения объекта, учтя высоты берега и глубины водоема;
- обеспечить эксплуатационную пригодность будущего ГТС, повысить его надёжность, устойчивость, безопасность, долговечность;
- привязать строящееся сооружение к уже имеющимся строениям;
- определить возможности и способ подключения объекта к коммуникациям и многое другое.

 

Отличительная особенность ИГДИ для проекта берегоукрепления - это то, что съемка будет совмещенной, т. е мы сможем увидеть и высоту берега, и глубину около берега. Для промеров глубин используется эхолот с GPS (точность измерений – 0,1 м) с контролем полученных значений гидрологическим лотом. Съемку глубин называют батиметрией,(батиметрической съемкой), и для ряда задач можно обойтись только ей.

 

Вот еще одна история. В ходе подобных изысканий нередко привлекаются водолазы, т. к. которые обследуют дно. И вот на одном из объектов к водолазной команде на катере подъехал весьма состоятельный гражданин, по виду и повадкам - чиновник или что-то вроде. Просьба у гражданина была простой - съездить с ним к его коттеджу на берегу, погрузиться и отыскать его смартфон (который был упущен из рук и теперь находился где-то под водой).

Цена, которую состоятельный гражданин предложил - была весьма и даже очень весьма заманчивой. После того, как смартфон был найден и поднят, гражданин, убедившись, что тот не включается, посветлел лицом. На советы присутствующих, что можно отвезти в сервис, там высушат, включат и восстановят - гражданин не реагировал, а принес молоток и тщательно раскрошил телефон. Добросовестно рассчитавшись с обалдевшими водолазами, дал понять, что содержимое телефона было таким опасным, что стоило и работы водолазов, и последующего уничтожения телефона.

 

21-й век наступил решительно и бесповоротно, поэтому вполне обыденным стало и применение аэрофотосъемочных комплексов (беспилотников-дронов), сочетающих технологичность и высокую производительность, позволяющих достигать плановой точности фотограмметрической модели 5 см.
Беспилотник за среднее время полета может снять до до 1,5 км2 за полет с разрешением 3 см/пикс, и пролететь при этом до 30 км. Вылетов в день можно сделать столько, на сколько хватит рабочего времени.
Что мы получаем:
-ортофотоплан;
-плотное облако точек;
-ЦМР (цифровую модель рельефа);
-3D-модель местности.
Фотографии высокой точности еще и геопривязаны, и в процессе обработки можно задать привязку к любой системе координат.

 

А как же дальше будет использоваться выполненная топосъемка?
На основе полученной топосъемки назначаются характерные профили, из которых, в свою очередь, будут получены поперечные геологические разрезы берегового склона и его подводной части, продольные разрезы, а уже по ним назначены расчетные сечения.
Это выглядит так:

 

Для лучшего понимания - можно зацепиться за слово "профили" и вспомнить, что у людей тоже есть профили, в самом первом значении этого слова. У кого-то орлиный нос, а у кого-то курносый, у кого-то выпуклый лоб, а у кого-то мощный подбородок. Ну и кто-то лысый, а кто-то ̶з̶а̶р̶о̶с̶ ̶к̶у̶с̶т̶а̶р̶н̶и̶к̶о̶м̶ имеет пышную шевелюру.
Так что берега тоже индивидуальны

Ну и само собой, у профиля берегового откоса появляются точные цифры - высота перепада, угол заложения откоса, глубина и вид подводной части и т. п. Далее мы этот профиль (правильное его название - поперечный разрез, или поперечник на жаргоне) будем использовать при посадке на него нашего ГТС, для планирования и расчета земляных работ, будем считать устойчивость откосов, подсчитывать объемы земляных масс и много чего еще, но об этом позже.

Ну а заканчивая главу про инженерно-геодезические изыскания стоит сказать, что объем этих изысканий в каждом конкретном случае, в каждой индивидуальной задаче может быть разным.