Природоохранные сооружения, проводящие воду защиты территорий от затопления, подтопления и размывов

Размещено на http://www.allbest.ru

Реферат

«Природоохранные сооружения, проводящие воду защиты территорий от затопления, подтопления и размывов»

по дисциплине: «Эксплуатация природоохранных систем и сооружений»



Содержание

Введение

1. Мероприятия по повышению несущей способности основания

2. Инженерная защита территорий, зданий и сооружений

3. Сооружения и мероприятия для защиты от затопления и подтопления

Заключение

Список литературы



Введение

В настоящее время реально существующая проблема глобального потепления климата и, как следствие, возможная деградация вечной мерзлоты, особенно опасная на территориях населенных пунктов с развитой сетью инженерных коммуникаций, остро ставят вопрос о разработке методов и специальной техники для создания устойчивых к воднотепловым и физико-химическим нагрузкам грунтовых структур как на стадии строительства, так и при выполнении аварийно-восстановительных мероприятий.

Картину, которую мы получим при потеплении климата, можно наблюдать частично уже сейчас: отдельные здания и сооружения с обводненными и растепленными грунтами оснований в результате аварийных сбросов воды из инженерных коммуникаций. Процесс потепления климата будет сопровождаться повышением среднегодовых температур воздуха и, как следствие этого, температур горных пород в так называемой активной зоне, или зоне фундирования (область напряженно-деформированного состояния, возникающая вокруг нагруженного фундамента). С повышением температуры несущая способность грунтов оснований начнет постепенно снижаться, что активизирует термореологические процессы, приводящие к необратимым и, как правило, неравномерным осадкам фундаментов. По-видимому, увеличится мощность сезонноталого слоя, что отрицательно скажется на устойчивости подземных коммуникаций. Геохимические процессы в оттаивающих грунтах получат дальнейшее развитие, резко возрастет коррозионная активность грунтов. Наибольшую опасность представит наложение на температурный фон увеличивающейся со временем геохимической составляющей из-за роста общей загрязненности территорий северных городов и промышленных комплексов. климат грунтовый инженерный

Безусловно, процесс деградации мерзлоты будет происходить долгие десятилетия, что даст возможность принимать соответствующие меры, пересмотрев технические приемы фундаментостроения и инженерной подготовки территорий для строительства на вечномерзлых грунтах. Техническая мелиорация грунтов, как способ направленного изменения их строительных свойств, должна превратиться в самостоятельное направление строительного производства, обеспечивающее функциональную надежность зданий и сооружений в условиях северной строительно-климатической зоны.

Избежать катастрофического нарушения городской инфраструктуры можно. Однако необходимо уже сейчас, на начальном этапе деградационного процесса, серьезно заняться данной проблемой как в научно-методологическом, так и технологическом плане. Решать вопрос надежности и безопасности городских и промышленных инфраструктур необходимо, рассматривая обеспечение нормальной жизнедеятельности как общенациональную программу. В первую очередь, необходимо использовать результаты исследований, полученных на геотехническом полигоне.

Одной из причин массовой аварийности зданий, помимо низкого качества строительства и несоблюдения норм эксплуатации, является нарушение условий теплообмена на границе "здание - основание", сопровождающееся, как правило, глубоким засолением многолетнемерзлых грунтов, а зачастую и подтоплением оснований, инициирующих потерю ими несущей способности. Решить проблему аварийности зданий и сооружений - значит научиться управлять процессами, ведущими к ее возникновению.



1. Мероприятия по повышению несущей способности основания

Для устранения причин потери несущей способности оснований, приводящей в аварийное состояние фундаменты зданий и сооружений различного назначения, необходимо, решить следующие задачи:

· разработать и внедрить технологию глубинного осушения, структурирования и химического закрепления оттаявших и пластично мерзлых грунтов с целью получения устойчивых к водно-тепловым и химическим воздействиям грунтовых структур, обладающих высокой несущей способностью и долговечностью;

· разработать технорабочий проект осушения территории, максимально используя морфологические и гидрографические особенности района, в том числе древние погребенные речные протоки и старицы, которые можно использовать для разгрузки поверхностных дождевых и талых вод;

· реконструировать существующие внутриквартальные инженерные сети и повысить надежность строящихся, с целью исключения аварийных утечек воды, доля которой в годовом балансе грунтового и поверхностного стока сопоставима с объемом талых и дождевых вод;

· внедрить в строительную практику применение специальных герметиков (типа акватрона) для защиты верхней части свай, оголовников, рандбалок, плит цокольного перекрытия, кирпичной кладки стен и т.д. от коррозии, что особенно важно для зданий старой постройки с низко расположенными ростверками, контактирующими с грунтом;

· проекты для новостроек должны содержать раздел по инженерной защите объектов от подтопления и опасных криогенных процессов, обусловленных влиянием водно-тепловых факторов и необратимыми нарушениями геохимического фона на застроенных территориях. Эти мероприятия необходимы на подготовительном этапе строительства, т.е. при производстве работ по инженерной подготовке стройплощадок;

· разработать и внедрить в проектную практику методы численного моделирования термомеханического поведения нагруженных оснований, с учетом совместной работы основания, фундаментов и надфундаментных конструкций при динамично меняющихся мерзлотно-грунтовых условиях в течение расчетного срока эксплуатации объектов, что позволит принимать обоснованные проектные решения по управлению физико-механическими параметрами грунтовых оснований, гарантирующие их длительную эксплуатационную надежность.

2. Инженерная защита территорий, зданий и сооружений

Инженерная защита территорий, зданий и сооружений - комплекс инженерных сооружений и мероприятий, направленный на предотвращение отрицательного воздействия опасных геологических, экологических и др. процессов на территорию, здания и сооружения, а также защиту от их последствий.

Необходимость применения инженерной защиты определяется:

v для вновь застраиваемых и реконструируемых территорий - в проекте генерального плана с учетом вариантности планировочных и технических решений;

v для застроенных территорий - с учетом существующих планировочных решений, требований заказчика и на основе сопоставления стоимости полного комплекса инженерной защиты с минимальным его объемом, включая затраты на вынос зданий и сооружений и восстановление утраченных фондов на новых местах.

Проектирование инженерной защиты следует выполнять на основе:

- результатов инженерно-геодезических, инженерно-геологических и инженерно - гидрометеорологических изысканий для строительства;

- планировочных решений и вариантной проработки решений, принятых в схемах инженерной защиты (генеральных, детальных, специальных);

- данных, характеризующих особенности использования территорий, зданий и сооружений, как существующих, так и проектируемых, с прогнозом изменения этих особенностей и с учетом установленного режима природопользования (заповедники, сельскохозяйственные земли и т.п.) и санитарно-гигиенических норм;

- технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений инженерной защиты (при ее одинаковых функциональных свойствах) с оценкой предотвращенного ущерба.

При проектировании инженерной защиты следует учитывать ее градо - и объектоформирующее значение, местные условия, а также имеющийся опыт проектирования, строительства и эксплуатации сооружений инженерной защиты в аналогичных природных условиях.

Для проектирования инженерной защиты от особо сложных сочетаний опасных геологических процессов следует разрабатывать специальные технические условия.

Инженерные изыскания для строительства сооружений инженерной защиты следует проводить по заданию проектной организации в соответствии с требованиями СНиП 1.02.07-87 и государственных стандартов по инженерным изысканиям и исследованиям грунтов для строительства.

Результаты изысканий должны содержать прогноз изменения инженерно-геологических, гидрологических и экологических условий на расчетный срок с учетом природных факторов, а также влияния существующей и проектируемой застроек.

Если из-за сложности инженерно-геологических и гидрологических условий по материалам изысканий не представляется возможным выполнить необходимые расчеты и выбрать сооружения и (или) мероприятия, в проекте следует предусматривать экспериментальные сооружения и мероприятия инженерной защиты и (или) выполнение опытно-производственных работ, с последующей корректировкой проекта.

При проектировании инженерной защиты следует обеспечивать (предусматривать):

v предотвращение, устранение или снижение до допустимого уровня отрицательного воздействия на защищаемые территории, здания и сооружения действующих и связанных с ними возможных опасных процессов;

v наиболее полное использование местных строительных материалов и природных ресурсов;

v возможность преимущественного применения активных методов защиты;

v производство работ способами, не приводящими к появлению новых и (или) интенсификации действующих геологических процессов;

v сохранение заповедных зон, ландшафтов, исторических памятников и т.д.;

v надлежащее архитектурное оформление сооружений инженерной защиты;

v сочетание с мероприятиями по охране окружающей среды;

v в необходимых случаях - систематические наблюдения за состоянием защищаемых территорий и объектов и за работой сооружений инженерной защиты в период строительства и эксплуатации (мониторинг).

При проектировании инженерной защиты следует рассматривать возможность и при необходимости предусматривать:

- совмещение сооружений, выполняющих различные эксплуатационные функции;

- поэтапное возведение и ввод в эксплуатацию сооружений при строгом соблюдении технологической последовательности выполнения работ;

- специальные конструктивные решения и мероприятия, обеспечивающие возможность ремонта проектируемых сооружений, а также изменение их функционального назначения в процессе эксплуатации;

- использование и при необходимости - реконструкцию существующих сооружений инженерной защиты.

Мероприятия по инженерной защите и охране окружающей среды следует проектировать комплексно, с учетом прогноза ее изменения в связи с постройкой сооружений инженерной защиты и освоением территории.

В составе проекта инженерной защиты следует при необходимости предусматривать организационно-технические мероприятия, предотвращающие гибель людей, исключающие возникновение аварийной ситуации или ослабляющие ее действие и снижающие возможный ущерб.

Инженерную защиту застроенных или застраиваемых территорий от одного или нескольких опасных геологических процессов следует проектировать независимо от ведомственной принадлежности защищаемых территорий и объектов, при необходимости предусматривать образование единой территориальной системы (комплекса) мероприятий и сооружений.

Выбор мероприятий и сооружений следует производить с учетом видов возможных деформаций и воздействий, степени ответственности и ценности защищаемых территорий, зданий и сооружений, их конструктивных и эксплуатационных особенностей.

Границы территорий, подверженных воздействию опасных геологических процессов, в пределах которых требуется строительство сооружений и осуществление мероприятий инженерной защиты, следует устанавливать по материалам рекогносцировочных обследований и уточнять при последующих инженерных изысканиях.

Строительство сооружений и осуществление мероприятий инженерной защиты не должны приводить к активизации опасных геологических процессов на примыкающих территориях.

В случае, когда сооружения и мероприятия инженерной защиты могут оказать отрицательное влияние на эти территории (заболачивание, разрушение берегов, образование и активизация оползней и др.) в проекте должны быть предусмотрены соответствующие компенсационно-восстановительные мероприятия.

В необходимых случаях в проекте следует предусматривать установку контрольно-измерительной аппаратуры и устройство наблюдательных скважин, постов, геодезических реперов, марок и т.д. для наблюдения в период строительства и эксплуатации за развитием опасных геологических процессов и работой сооружений инженерной защиты. В проекте должны быть предусмотрены состав и режим необходимых наблюдений (включая мониторинг) и соответствующие компенсационно-восстановительные мероприятия.

Работы по освоению вновь застраиваемых и реконструируемых территорий следует начинать только после выполнения первоочередных мероприятий по их защите от опасных геологических процессов.

Ввод в эксплуатацию сооружений и мероприятий инженерной защиты и строительство защищаемых объектов должны быть взаимоувязаны и гарантировать безаварийное ведение работ, а также функциональное использование сооружений инженерной защиты в экстремальных условиях.

Класс сооружений инженерной защиты следует назначать в соответствии с классом или категорией защищаемых объектов. При защите территории, на которой расположены объекты различных классов или категорий, класс сооружений инженерной защиты должен, как правило, соответствовать классу большинства защищаемых объектов. При этом отдельные объекты с более высоким классом или категорией могут иметь локальную защиту.

Нагрузки и воздействия, учитываемые в расчетах сооружений инженерной защиты, коэффициенты надежности, а также возможные сочетания нагрузок следует принимать по указаниям СНиП 2.01.07-85 с учетом требований соответствующих разделов настоящих норм.

Для сооружений инженерной защиты водоподпорного типа следует также учитывать требования СНиП 2.06.01-86.

Техническая эффективность и надежность сооружений и мероприятий инженерной защиты должны подтверждаться расчетами, а в обоснованных случаях - моделированием (натурным, физическим, математическим и др.) опасных геологических процессов с учетом воздействия на них проектируемых сооружений и мероприятий.

Экономический эффект варианта инженерной защиты определяется размером предотвращенного ущерба территории или сооружению от воздействия опасных геологических процессов за вычетом затрат на осуществление защиты.

Под предотвращенным ущербом следует понимать разность между ущербом при отказе от проведения инженерной защиты и ущербом, возможным и после ее проведения. Оценка ущерба должна быть комплексной, с учетом всех его видов как в сфере материального производства, так и в непроизводственной сфере (в том числе следует учитывать ущерб воде, почве, флоре и фауне и т.п.).

3. Сооружения и мероприятия для защиты от затопления и подтопления

К основным сооружениям и мероприятиям инженерной защиты от затопления и подтопления следует относить:

- искусственное повышение поверхности территории;

- устройство дамб обвалования;

- регулирование стока и отвода поверхностных и подземных вод;

- дренажные системы и отдельные дренажи;

- регулирование русел и стока малых рек;

- спрямление и углубление русел, их расчистка, заключение в коллектор;

- устройство дренажных прорезей для обеспечения гидравлической связи "верховодки" и техногенного горизонта вод с подземными водами нижележащего горизонта, имеющего хорошие условия разгрузки;

- агролесомелиорацию.

Системы, объекты, сооружения и мероприятия инженерной защиты от затопления и подтопления следует проектировать в соответствии с требованиями СНиП 2.06.15-85.

При проектировании следует различать территории:

v подтопленные - с уровнем подземных вод выше проектируемой нормы осушения;

v потенциально-подтапливаемые - с высоким залеганием водоупора, сложенные толщей слабофильтрующих грунтов, имеющих литологическое строение и рельеф, способствующие накоплению инфильтрационных вод, атмосферных осадков и утечек водонесущих коммуникаций;

v неподтапливаемые (в многолетней перспективе), сложенные достаточно мощной толщей фильтрующих грунтов при достаточном фронте разгрузки подземных вод;

v затопляемые паводками (временное затопление) и водохранилищами (постоянное затопление);

v не подверженные затоплению.

Для защиты подтопленных территорий следует рассматривать целесообразность применения дренажей, в том числе в сочетании с повышением территорий (образованием искусственного рельефа).

Для потенциально-подтапливаемых территорий следует предусматривать инженерную защиту как систему профилактических мероприятий, к которой относятся:

- инженерная подготовка территорий - организация рельефа, устройство постоянных и временных водостоков и дорог с водоотводом;

- локальные средства инженерной защиты - пластовые, пристенные и кольцевые дренажи, а также предупреждающие барражный эффект от фундаментов зданий и сооружений; организация стока дождевых и талых вод с крыш;

- предупреждение утечек из водонесущих коммуникаций и емкостей с жидкостями - сопутствующие дренажи и другие специальные мероприятия.

Для защиты территорий от временного и постоянного затоплений следует применять искусственное повышение поверхности территорий или дамбы обвалования.

При повышении территории из-за подтопления ее проектная отметка должна обеспечивать требуемую норму осушения с учетом прогноза подъема подземных вод и эффективности работы дренажных систем, регулирования открытых водоемов и водотоков. При этом гидрогеологическим расчетом следует определять эффективность работы дренажных систем при различных расчетных параметрах дренажа и отметках территории. При защите от затопления отметка повышенной территории назначается в соответствии с требованиями СНиП 2.06.15-85.

В проекте вертикальной планировки отметки, назначенные согласно условиям незатопляемости, следует считать как минимально допустимые.

При комплексной защите территорий от затопления и подтопления, когда по условиям затопления необходимо назначать более высокую отметку, нежели по требованиям защиты от подтопления, целесообразно повышать только прибрежную полосу, сопрягая ее с основной территорией широкими террасами или пологими откосами.

Дренирование повышенной территории и основания насыпи должно:

- предупреждать образование подземных вод в верхних слоях грунтов как следствие утечек и инфильтрации;

- защищать территорию от подтопления паводковыми водами реки и со стороны;

- обеспечивать разгрузку подземных вод с прилегающих территорий.

Инженерную защиту территорий от временного и постоянного затоплений дамбами обвалования следует применять, как правило, на застроенных территориях.

Ограждающие дамбы, предохраняющие территорию от постоянного или временного затоплений, необходимо проектировать в комплексе с другими защитными мероприятиями:

- организацией рельефа защищаемой территории;

- регулированием поверхностного и подземного стоков, с применением насосных станций.

Сохранение бессточных участков и заболоченностей в пределах защищаемой территории не допускается.

Проект дамб должен предусматривать:

v комплекс мероприятий по водопользованию и благоустройству защитной дамбы и защищаемой территории в соответствии с архитектурно-планировочным заданием;

v предупреждение опасных размывов русла, противооползневого берега и участков сопряжения сооружений с неукрепленным берегом, вызываемых стеснением русла.

Отметку гребня и профиль дамб следует рассчитывать согласно указаниям СНиП 2.06.15-85.



Заключение

Для выбора оптимального варианта инженерной защиты технические и технологические решения и мероприятия должны быть обоснованы и содержать оценки экономического, социального и экологического эффектов при осуществлении варианта или отказе от него.

Обоснованию и оценке подлежат варианты технических решений и мероприятий, их очередность, сроки осуществления, а также регламенты обслуживания создаваемых систем и защитных комплексов.

Расчеты, связанные с соответствующими обоснованиями, должны основываться на исходных материалах одинаковой точности, детальности и достоверности, на единой нормативной базе, одинаковой степени проработки вариантов, идентичном круге учитываемых затрат и результатов. Сравнение вариантов при различии в результатах их осуществления должно учитывать затраты, необходимые для приведения вариантов к сопоставимому виду.

При определении экономического эффекта инженерной защиты в размер ущерба должны быть включены потери от воздействия опасных геологических процессов и затраты на компенсацию последствий от этих воздействий. Потери для отдельных объектов определяются по стоимости основных фондов в среднегодовом исчислении, а для территорий - на основе удельных потерь и площади угрожаемой территории, с учетом длительности периода биологического восстановления и срока осуществления инженерной защиты.

Предотвращенный ущерб должен быть суммирован по всем территориям и сооружениям независимо от границ административно-территориального деления.

В состав затрат должны быть включены капитальные вложения и текущие эксплуатационные расходы с учетом изменения их значимости во времени. Подлежат учету как затраты из бюджета, так и из личных средств населения, а также потери, сопровождающие осуществление инженерной защиты.

В состав капитальных вложений входят средства на создание новых и реконструкцию существующих сооружений инженерной защиты, предотвращающих воздействие опасных геологических процессов, осуществление мероприятий, не создающих основных фондов. В состав эксплуатационных затрат входят текущие расходы на содержание и обслуживание сооружений и устройств инженерной защиты, в том числе относимые на основную деятельность и осуществляемые за счет дополнительных ассигнований, а также оплата услуг, связанных с инженерной защитой.

При оценке затрат на инженерную защиту должны быть учтены изменения природной среды по мере осуществления инженерной защиты, увеличения степени освоения территории, ускорения научно-технического прогресса, уменьшения антропогенного воздействия на природную среду, изменения продуктивности сельскохозяйственных и лесных угодий.

Все стоимостные показатели должны быть приведены к единому моменту времени, в качестве начала которого следует принять срок начала осуществления инженерной защиты.

Экологический эффект инженерной защиты следует оценивать изменением природного потенциала защищаемой территории, ее репродуктивной способности, устойчивости к антропогенным воздействиям, а также сохранением флоры и фауны.

При оценке социального эффекта должно быть учтено улучшение условий жизни населения в результате использования по возможности более благоприятных мест и условий проживания и работы, сокращения заболеваемости и увеличения периода активной деятельности и продолжительности жизни в целом, сохранения эстетической ценности природных ландшафтов.

Надежность сооружений и мероприятий инженерной защиты следует определять с учетом класса или категории защищаемого объекта. При необходимости следует предусматривать дублирование отдельных элементов сооружений инженерной защиты, а также соответствующую систему их обслуживания, включая мониторинг.

Проектирование и расчет конструкционной надежности отдельных сооружений инженерной защиты следует выполнять в соответствии с требованиями строительных норм на проектирование защищаемых объектов и методиками определения коэффициентов надежности по нагрузкам и воздействиям.



Список литературы

1. В.П. Ананьев, А.Д. Потапов Инежнерная геология. М: Высш. Шк. 2000 г.

2. С.Б. Ухов, В.В. Семенов, С.Н. Чернышев Механика грунтов, основания, фундаменты. М: Выс. Шк. 2002 г.

3. В.И. Темченко, А. А Лапидус, О.Н. Терентьев Технология строительных процессов М: Выс. Шк. 2002 г.

4. В.И. Теличенко, А.А. Лапидус, О.М. Терентьев, В.В. Соколовский Технология возведения зданий и сооружений М: Выс. Шк. 2002 г.

5. СНиП 2.01.15-90 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических грузов.

Размещено на Allbest.ru

...