CC BY
19
50 УСТОЙЧИВО! РАЗВИТИЕ: ЭКОЛОГИЯ, ЭКОНОМИКА, СОЦИАЛЬНЫЕ ОТНОШЕНИЯ
■О. Ш*к Проектирование местоположения новых противолавинных галерей на участке ТрансКАМа В.Х. Кесаонов
Аспирант СКГМИ (ГТУ) В.Х. Кесаонов
ОСНОВНЫЕ ЗАМЕТКИ О ТРАНСКАМЕ
Участок Транскавказской автомагистрали (ТрансКАМ) от г. Алагира до Рокского тоннеля, проходящего под Главным Кавказским хребтом, имеет протяженность 70,0 км. На этом участке ТрансКАМ пересекает четыре хребта: Лесистый, Скалистый, Боковой и Главный Кавказский хребет. До Зарамагской котловины дорога располагается в нижних ярусах долины р. Ардон. Высота расположения дорожной полки над поймой варьирует от нескольких метров до 100 метров в районе строительства плотины Зарамагской ГЭС.
Практически полностью, расположенный в горных условиях, участок дороги отличается особой сложностью в эксплуатации. Вся территория прохождения автомобильной дороги подвержена воздействию различных по генезису и интенсивности неблагоприятных экзогенных геологических процессов, таких как сели - главным образом паводковые и оползневые, которые проявляются практически по всем притокам и балкам. Формирование селевых потоков, проявление которых отличается внезапностью, часто приводит к разрушению участков дороги.
По части опасности, исходящей от схода снежных лавин, можно отметить следующее. В общей сложности на 28-километровом участке от п. Бурон до северного портала Рокского тоннеля по данным СКВС расположены 234 лавинных очага, 172 из них непосредственно угрожают и могут создавать лавинные завалы на автодороге. Из 172 лавинных очагов, угрожающих дороге, 14 расположены на противоположном от дороги склоне. Орографически, от п.Бурон до п.Нар автодорога расположена по правому борту ущелья, затем переходит на левый и через 3,3 км по «Чертову» мосту опять возвращается на правый борт (рис.1а). Только перед самым порталом Рокского туннеля, расположенным в левом борту, существует еще один мост.
Наибольшая плотность лавинных очагов приурочена к 8-километровому участку дороги от
«Чертова» моста (86 км дороги) до северного портала Рокского тоннеля. Здесь дорога подвержена воздействию 100 лавинных очагов. Плотность составляет 12 ЛО/км. Для сравнения : на участке п.Бурон - с.Н.Зарамаг плотность лавинных очагов на один погонный километр составляет 4,5 ЛО/км. Превышение дорожной полки на рассматриваемом участке над дном ущелья в среднем составляет 20-30 метров, что способствует уменьшению объемов лавинных завалов на полотне дороги, так как зона основной аккумуляции лавинного снега приходится на пойменную область долины.
За последние годы, по данным ТЦМП ГУ МЧС России по РСО-А, на полотно автодороги сошло следующее количество лавин:
В сезон 2004-2005 годов сошло 254 лавины, принудительно было спущено - 91.
В сезон 2005-2006 годов сошло 275 лавин, принудительно было спущено - 62.
В сезон 2006-2007 годов сошло 268 лавин, принудительно было спущено - 53.
В сезон 2007-2008 годов сошло 251 лавина, принудительно было спущено - 114.
В районе ТрансКАМа безопасность от лавин обеспечивается проведением комплекса профилактических мероприятий в два этапа.
Этап выявления, предупреждения и снятия угроз лавинной опасности обеспечивается Рокс-ким противолавинным отрядом СКВС Росгидромета. Это достигается технологически - артиллерийскими обстрелами лавиноопасных склонов, организационно - прогнозами лавинной опасности и рекомендациями по эксплуатации автодороги. Эффективное функционирование Рокского ПЛО является определяющим фактором обеспечения безопасности и может быть достигнуто при неукоснительном выполнении технологии профилактического обрушения лавин и строгом соблюдении ведомственных «Методических рекомендаций» по информационному обслуживанию.
На этапе реагирования безопасность эксплу-
В.Х. КЕСАОНОВ. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ НОВЫХ ПРОТИВОЛАВИННЫХ...
51
атации ТрансКАМа обеспечивается взаимодействием ГУ МЧС России по РСО-А, ГУ УпрДор «Северный Кавказ», Владикавказским пограничным отрядом, Северо-Осетинской таможней, УГИБДД МВД РСО-А, СО Гидрометцентром, СО ПСО МЧС России.
Существующая схема функционирования подсистемы РСЧС в этом районе действует в рамках межведомственного документа «Единый регламент взаимодействия министерств, ведомств и организации Республики Северная Осетия-Ала-ния по обеспечению безопасности дорожного движения по Транскавказской автомагистрали в зимний период», который был разработан, согласован с заинтересованными ведомствами и организациями и утвержден в 2007 году.
В целом выполнение пунктов «Единого регламента...» должно обеспечивать безопасную эксплуатацию ТрансКАМа в условиях лавинной опасности.
Судя по вышеизложенной информации, обеспечение эксплуатации дороги в зимний период времени - дело весьма трудоемкое и затратное, не исключающее временную приостановку транспортного потока на период непогоды, проведения мероприятий по принудительному спуску лавин и последующей расчистки дорожного полотна отлавинныхзавалов.
Лучшим средством для обеспечения безопасности и бесперебойности функционирования автомагистрали в зимний период являются проти-волавинные галереи. В настоящее время на участке оборудована одна противолавинная галерея длиной около 900 метров (ПК 245+00 - ПК 253+90). Она защищает самый поражаемый интервал дороги, расположенный к югу от балки Алхатком - правой ветви долины р. Закка. Всего галерея нейтрализует 6 лавин. Остальные 7 километров расчищаются.
СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ПОРАЖАЕМЫХ УЧАСТКОВ ДОРОГИ
Учитывая, что строительство противолавин-ной галереи - дело дорогостоящее, в данной работе предпринята попытка решения вопроса с экономической позиции.
В табл.1 приведены статистические данные по лавинной обстановке в границах рассматриваемого участка. Плановое положение лавиносбо-ров показано на космическом снимке (рис.1а). Также на рисунке показано полотно дороги с указанием пикетов, положение существующей про-тиволавинной галереи, проектируемое положение новых тоннелей и галерей. Диаграмма, представленная на рисунке (рис.1б), составлена по таблице 1. На горизонтальной оси показан метраж по оси дороги (соответствующий пикетам). По вертикальной оси - объем лавины в тыс. м3
(черная линия) и условная величина поражающего параметра лавины: А=Ь*И*р*200 (серая линия). Масштабирующий коэффициент «200» позволяет показать параметры А и V наглядно в едином поле построения диаграммы. Коэффициент корреляции для этих рядов составляет: Ккорр= 0,72. Следует отметить, что лавины №65 (балка Алхатком) и № 96 (балка Водопадная), несмотря на свой большой объем, не отличаются значительным поражающим фактором, так как зоны аккумуляции основной массы снега расположены в самих балках.
АНАЛИЗ ПРОЕКТИРУЕМЫХ
ЗАЩИТНЫХ СООРУЖЕНИЙ
К настоящему времени проведены изыскательские работы для проектирования еще трех галерей и двух туннелей на данном участке ТрансКАМа. Проектное положение этих галерей показано на рис. 1-а (с приставкой «Ростов»). На участке ПК 204+90 - ПК 207+50 строительство галерей оправдано - с очень многоснежного и крутого склона сходят среднескоростные лавины, завалы от которых полностью располагаются на дорожной полке. Это четко отслеживается на диаграмме (рис. 1-б). Тоннель длиной около 250 метров, продолжающий галерею сквозь скальный выступ до ПК 211+00 фактически будет защищать от лавин № 33 и 35, очень частых, но сравнительно, маленьких. Для защиты от них достаточно возведение галереи, длиной около 70 метров. В аналогичных лавинных условиях проектируется и второй тоннель, длиной около 250 метров (ПК 249+00 - ПК 257+20). Изменению подлежит только номер лавины: №79. Защитная галерея, продолжающая второй тоннель до ПК 258+60, нужна, потому что будет нейтрализовать сразу две лавины: небольшую, но частую - №80 и большую скоростную лавину №81 (см табл. 1 и рис. 1).
Очевидно, что обозначенные выше мероприятия далеко не полностью решают проблему бесперебойного движения по ТрансКАМу в зимний период. Использование информации, проявленной на диаграмме и фотоплане (рис. 1), помогает легко обозначить наиболее опасные и поражаемые участки дороги. Такие участки отмечены отрезками линии серого цвета - проектируемого положения 11 новых противолавинных галерей. В таблице 2 собраны сведения о пикетажном положении и протяженности наиболее опасных участках.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО КОНСТРУКЦИОННЫМ ОСОБЕННОСТЯМ ПРОТИВОЛАВИННЫХ ГАЛЕРЕЙ
Изначальным предназначением противола-винной галереи является защита опасного участка дороги от поражающих факторов лавины:
S2
УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ: ЭКОЛОГИЯ, ЭКОНОМИКА, СОЦИАЛЬНЫЕ ОТНОШЕНИЯ
Таблица 1
Статистические данные по параметрам лавинных завалов на дорожной полке ТрансКАМа
№ п/п №ЛО Макс количества лавин за сезон 1986-1987 гг. (я) Количество лавин за 8 лет до уровня дороги Частота схода лавин Длинна завала (L) м Высота завала (И) и Объём лавины (V) тыс. м3 Лавинная активность A=L*h*q Пикеты
макс. характ. макс. характ. V макс Vxap макс А ПК
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
48 27' 2 3 0,4 21 0-5 1 0 1 0,4 42 204,50
49 27 4 14 1,8 43 10-20 3 0,5 7 2,2 516 205,00
50 28 11 46 5,8 101 50-80 10 5 33 24 11110 206,00
51 29 9 24 3 79 25-50 7 4 36 0,7 4977 206,70
52 30 11 40 5 57 10-40 7,5 2 10 0,1 4702,5 207,70
53 31 9 28 3,5 34 15-25 6,5 1 1,5 0,1 1989 208,10
54 32 10 21 2,6 42 15-20 4 1,5 1,8 0,4 1680 208,60
55 33 8 25 3,1 49 15-25 5 2 5 0,6 1960 210,20
56 35 10 39 4,9 70 25-40 6 2 10 0,1 4200 211,30
57 36 4 7 0,9 38 0-5 1 0 1 0,1 152 211,70
58 37 5 9 1.1 70 10-20 3,5 1 14 0,7 1225 214,00
59 38 4 4 0,5 35 0-5 2,5 0,5 10 0,2 350 215,50
60 39' 3 3 0,4 55 10-15 1,5 0,5 2,5 2 247,5 216,30
61 39 9 25 3,1 59 30-40 5,5 3 30 0,1 2920,5 217,10
62 40' 5 5 0,6 10 0-5 1,5 0 1 0,1 75 217,50
63 40" 3 3 0,4 27 0-5 2,5 0 1 0,1 202,5 217,80
64 40 9 28 3.5 53 40-50 5 3 42 0,4 2385 218,00
65 41 12 36 4,5 50 30-40 4 3 5 0,2 2400 218,50
66 41' 9 15 1,9 30 15-20 3,5 2,5 2,5 05 945 218,90
67 41" 9 7 0,9 26 10-15 3,5 1 1,5 0,1 819 219,20
68 42 10 23 2,9 45 25-30 5 2,5 1,8 5,6 2250 219,70
69 43 13 35 4,4 68 40-60 6 4 84 0,3 5304 220,50
70 44 5 18 2,3 39 20-30 2,5 1.5 4 0,2 487,5 221,50
71 45 6 16 2 36 15-20 2,5 1,5 2,7 2,2 540 222,30
I 72 46 13 46 5,8 103 40-70 7 3 33 0,2 9373 223,00
73 46' 5 9 1,1 53 30-40 3,5 2,5 3 0,1 927,5 223,70
74 46" 5 8 1 75 15-20 2,5 1 1,8 0,6 937,5 225,00
75 47 10 32 4 55 30-40 3,5 2 8,4 0,1 1925 226,00
76 48 4 7 0,9 38 10-15 2 1 1,5 0.1 304 226,70
I п 48' 3 3 0,4 15 0-5 2 0,5 1 0,6 90 228,00
78 49 11 38 4,8 64 30-50 5 2,5 9 0.3 3520 228,60
79 50 11 27 3,4 45 20-30 2,5 2 5 0.2 1237,5 229,30
80 51 7 12 1,5 38 10-20 2 1 3 0,1 532 230,20
81 52 6 8 1 21 0-5 1 0 1.5 0,7 126 230,70
82 53 12 46 5,8 84 30-60 8 3 25 0.3 8064 231,20
83 53' 7 8 1 45 10-20 2 1 1.8 0,1 630 231,70
84 53" 4 6 0,8 26 5-10 1 0,5 1.2 0,1 104 232,60
85 54 13 30 3,8 56 30-40 7 3 10 0,6 5096 233,00
86 55 10 26 3,3 59 15-30 3,5 3 7 0,5 2065 233,50
87 55' 6 7 0,9 33 5-15 1,5 1 1,2 0,1 297 234,00
88 56 11 27 3,4 100 50-80 10 7 100 6,6 11000 235,00
89 56' 8 12 1,5 60 5-15 3 1 10 0,6 1440 235,40
90 57 10 26 3,3 85 35-80 8 4 54 38 6800 236,20
91 58 4 11 1,4 80 10-20 3 1 3 0,2 960 237,00
93 60 9 26 3,3 62 35-45 7 4 42 2,8 3906 240,30
94 61 9 27 3,4 70 30-40 5,5 3 21 1,4 3465 240,70
| 95 62 9 22 2,8 35 20-30 4 2 13 0,9 1260 240,80
96 63 10 26 3,3 55 30-40 5,5 3 10 0,6 3025 241,00
97 64 8 20 2,5 60 20-35 5 2,5 6 0,4 2400 241,50
98 65 3 8 1 90 10-60 5 2,5 630 42 1350 243,80
99 66 12 32 4 80 30-45 7 3 10 0,7 6720 245,30
100 66' 5 8 1 45 10-15 3 1.5 1.5 0.1 675 245,80
101 67 Противолавинная галерея 246,50
102 68 Противолавинная галерея 247,60
103 69 Противолавинная галерея 247,90
104 70 Противолавинная галерея 249,00
105 71 Противолавинная галерея 249,60
106 71' Противолавинная галерея 250,00
107 72 Противолавинная галерея 251,50
108 73 Противолавинная галерея 252,00
109 74 Противолавинная галерея 253,00
110 75 Противолавинная галерея 253,60
111 75' Противолавинная галерея 254,00
112 75" 5 11 1,4 27 15-20 1 1 1,5 0.1 135 254,50
113 79 10 17 2,1 42 25-35 2 1 2,5 0,2 840 257,00
114 80 10 33 4,1 61 20-40 4,5 3 7,5 0,5 2745 258,10
115 81 10 28 3,5 95 40-60 6 4 84 56 5700 258,80
116 82 4 9 1,1 68 15-20 2 1 4 0,3 544 259,50
117 83 9 28 3,5 85 40-60 6,5 4 48 3,2 4972,5 260,30
118 84 10 23 2,9 53 30-40 3,5 2 7,5 05 1855 261,00
119 86 11 30 3,8 56 40-45 4 3 11 0,7 2464 263,60
120 87 12 32 4 52 25-40 3,5 2.5 7,5 0,5 2184 264,00
121 88 8 16 2 34 10-20 2 1.5 2,4 0,2 544 264,40
122 89 9 16 2 33 15-25 2,5 1.5 4 05 742,5 265,80
123 90 7 17 2,1 33 20-25 2,5 1.5 1,2 0,1 577,5 266,10
124 91 8 22 2,8 60 45-50 8 6 108 7,2 3840 267,70
125 91' 8 35 4,4 50 25-40 6,5 5 9 0,6 2600 268,30
126 91" 1 1 0,1 45 15-25 1,5 0.8 1.5 0.1 67,5 267,30
127 92 5 11 1,4 38 25-30 2 1 3 0,2 380 269,10
128 93 6 21 2,6 68 40-50 4,5 3 18 1.2 1836 269,50
129 94 5 18 2,3 90 15-35 2,5 1 4,5 0.4 1125 270,50
130 95 1 1 0,1 45 0-5 1 0 1.5 0.1 45 272,50
131 96 2 3 0,4 80 30-40 3 1.5 450 30 480 273,40
132 97 0 0 0 0 0 0 0 1.3 0,2 0 273,50
133 98 5 12 1,5 108 20-60 6 2 70 4,6 3240 275,30
134 99 1 4 0,5 20 0-5 0,5 0 7,5 0,5 10 277,00
135 100 3 7 0,9 58 0-5 2,5 0 23 2,6 435 278,80
136 101 3 8 1 109 20-30 3 2 5 0,4 981 280,40
TON 9
№ I
го
т
о
ч
X
Рис. 1. Космофотоплан участка Транс КАМ от Чертова моста до южного портала Рокского туннеля и диаграмма поражаемости дороги лавинами
и
И
К
и
Н
х
о
и
"в
о
и
Т
К
"в
О
и
А
X
К
И
М
и
о
н
о
а
Л
ЕЕ
и
х
к
л
X
о
и
Ы
и
а
"в
о
н
к
и
о
В
и
к
X
X
Ы
Х
1М
ударной волны, удара фронта лавины и аккумуляции снежных завалов на полотне дороги. Разрушительное действие двух первых факторов очевидно. Исходя из этих условий, можно сформулировать основной принцип в разработке конструкции противолавинной галереи: архитектура галереи должна органично вписываться в существующий рельеф при пересечении лавинного лотка, не образуя сколь-нибудь значительных помех для движущихся снежных масс. К сожалению, этот принцип не был учтен во время проектирования существующей противолавинной галереи. Она изначально была отнесена от верхового откоса на недопустимое расстояние и имела плоскую, горизонтальную крышу, представляя собой перед падающей под углом 45о лавиной заградительное сооружение, принимающее на себя всю мощь лавинного удара. Даже большая прочность ей не помогла. Одной из лавин галерея была сильно разрушена в своей северной части. После такого события на ее кровле был искусственно сооружен насыпной, прислоненный к коренному склону откос, что, собственно, и стало гарантией устойчивости данного сооружения в будущем (рис. 2).
Дальнейшее оснащение лавиноопасных участков автомагистрали защитными галереями следует проводить с учетом обозначенного выше принципа. Нарисунке 3, на примере реальной геометрии поперечного профиля через дорожный врез, продемонстрирована идеология формирования облика противолавинной галереи,предназна-ченной для защиты от
мощных высокоскоростных лавин, каковыми изобилует данный участок ТрансКАМа. Профиль свода галереи, сопряженный с профилем лавинного склона, создает условия, значительно уменьшающие (тангенциальные) сдвигающие нагрузки на сооружение при прохождении лавины. Обтекаемая конфигурация такого перекрытия исключает возможность воздействия ударного уровня от движущейся снежной массы и обеспечивает отсутствие «слабых точек», присущих резким изломам в конструкции сооружения.
Из опыта эксплуатации ТрансКАМа в зимний период времени известно, что административное регулирование транспортного потока действует не безотказно. Много трагических случаев связано с быстрым развитием экстремальной лавинной ситуации. Человеческий фактор в недооценке реальной опасности, как правило, играет решающую роль. Принятие в 2007 году «Единого регламента взаимодействия министерств и организаций Республики Северная Осетия-Ала-ния по обеспечению безопасности дорожного движения по Транскавказской автомагистрали в зимний период» нацелено на повышение безо-
Таблица2
Пикетные значения наиболее лавиноопасных участков
№ № лавины № участка начальный ПК конечный ПК длина участка (м)
1 39 1 216,00 218,50 250,00
2 40
3 43 2 219,40 220,75 135,00
4 46 3 222,20 223,60 140,00
5 53 4 230,60 232,00 140,00
6 54 5 233,00 235,40 240,00
7 56
8 57 6 236,50 237,50 100,00
9 60 7 239,50 242,00 250,00
10 83 8 259,60 260,40 80,00
11 91 9 267,00 270,00 300,00
12 93
13 98 10 274,50 275,70 120,00
14 100 11 278,80 280,50 170,00
15 101
сумма 1925 метров
В.Х. КЕСАОНОВ. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ НОВЫХ ПРОТИВОЛАВИННЫХ...
55
Рис. З. Определение местоположения секции противолавинной галереи и профиля перекрытия на примере поперечного сечения через ПК 267+80 ТрансКАМа
пасности, однако проблему перебоев в движе- тиволавинные галереи позволят свести к мини-нии - главной причине, мобилизирующей чело- муму время простоя транспорта и значительно века на максимальный риск, - он не решает. Про- повысят уровень безопасности движения.
Литература
1. Отчет ОАО «Севосгеологоразведка»: Инженерно-геологические изыскания к проекту «Автомобильная дорога Алагир - Ниж. Зарамаг до границы с Республикой Грузия, противолавинные галереи и туннели на участке 85+900 км - 91+800 км», 2005 г. (Информационный отдел СевероКавказского филиала Территориального Фонда Информации по Южному ФО).
2. ОтчетГГП «Севосгеологоразведка»: «Технико-Экономическое Обоснование 111-очереди
строительства ТрансКАМа, инженерно-геологи-ческоедоизыскание», 1996г. (Информационный отдел Северо-Кавказского филиала Территориального Фонда Информации по Южному ФО).
3. Адцеев В.Г. «Доклад о готовности функциональной подсистемы РСЧС по обеспечению безопасности от лавин на ТрансКАМе в пределах Республики Северная Осетия-Алания», ТЦМП ГУ МЧС России по РСО-А.- Владикавказ, 2008 г. (Ведомственная информация).
