ПОДЗЕМНЫЙ ПЕШЕХОДНЫЙ ПЕРЕХОД ПОД ДОРОГОЙ НА ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЕ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к строительству подземных сооружений в районах распространения вечной мерзлоты.
Известен пешеходный переход над дорогой, представляющий собой пешеходный мостик с боковыми стенками, расположенный над проезжей частью дороги. (Руководство по проектированию городских улиц и дорог. М., Стройиздат, 1980, с.90-97).
Недостатки этого перехода состоят в том, что он должен иметь достаточно большое пространство между поверхностью дороги и нижними элементами конструкции пешеходного мостика, что вызывает необходимость преодоления пешеходами лестниц большой высоты, а также снижается видимость, что в стесненных городских условиях достаточно важно.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является подземный пешеходный переход под дорогой, содержащий земляное полотно дороги, полотно проезжей части, подземный тоннельный участок перехода, расположенный под земляным полотном дороги и расположенные по краям дороги входные сооружения, соединяющие подземный тоннельный участок перехода с поверхностью. (П.М.Саламахин, О.В.Воля, Н.П.Лукин и др. Мосты и сооружения на дорогах. Учеб. для вузов, ч.2, М., Транспорт, 1981, с.378-379).
Этот переход лишен указанных выше недостатков пешеходного перехода над дорогой. Однако при эксплуатации его в условиях вечной мерзлоты при бессточных или малосточных поверхностях формирующийся в летний период слой талого грунта со стороны естественной поверхности грунта способствует поступлению грунтовых вод в подземную часть пешеходного перехода, защита от которых и отвод в этих условиях затруднительны.
Предлагаемой полезной моделью решается задача повышения эксплуатационных качеств пешеходного перехода в районах распространения вечномерзлых грунтов путем исключения попадания грунтовых вод в подземный переход при летнем протаивании грунта.
Для достижения указанного технического результата подземный пешеходный переход под дорогой на вечной мерзлоте, содержащий земляное полотно дороги, полотно проезжей части, расположенный под земляным полотном дороги подземный тоннельный участок перехода и расположенные по обеим сторонам дороги входные сооружения, соединяющие подземный тоннельный участок перехода с поверхностью, содержит гидрозащиту и теплозащиту, при этом теплозащита выполнена в виде слоя теплоизоляции уложенного на глубине «δ» от поверхности и представляющего собой кольцеобразную фигуру замкнутого очертания постоянной ширины «с», внутренний контур которой в плане совпадает с внешним контуром подземного тоннельного участка вместе с входными сооружениями, а
гидрозащита выполнена в виде навеса над входными сооружениями и слоя гидроизоляции, уложенного непосредственно над подземным пешеходным переходом и прилегающей к нему территории в пределах слоя теплоизоляции. Кроме того, глубина «δ» укладки слоя теплоизоляции может составлять 20-60 см.
А ширину «с» теплоизоляционного слоя можно определить по формуле с=4d, м, где d - глубина сезонного протаивания грунта без учета теплоизоляции.
Сущность представленной полезной модели поясняется чертежами,
где на фиг.1 изображен подземный пешеходный переход в плане (разрез А-А на фиг.2);
на фиг.2 изображен разрез в вертикальной плоскости по продольной оси дороги (разрез Б-Б на фиг.1;
на фиг.3 изображено сечение по продольной оси подземного пешеходного перехода (сечение В-В на фиг.1).
Подземный пешеходный переход под дорогой на вечной мерзлоте содержит земляное полотно 1, полотно 2 проезжей части, подземный тоннельный участок 3 перехода, входные сооружения 4. В прилегающем к переходу участке выполнена теплозащита, которая представляет собой слой теплоизоляции 5, уложенный на глубине 20-60 см от поверхности. Для механической защиты теплоизоляции необходима засыпка ее грунтом. По физической сущности (с точки зрения эффективности работы) засыпка должна стремиться к нулю, но из технологических соображений она не может быть меньше определенной величины. При ручной укладке грунта глубина засыпки составляет 20-30 см, а при механической - слой грунта должен быть не меньше 60 см. Слой теплоизоляции в плане представляет собой кольцеобразную фигуру замкнутого очертания постоянной ширины «с», внутренний контур 6 которой в плане совпадает с внешним контуром подземного тоннельного участка вместе с входными сооружениями. Таким образом, внешний контур теплоизоляции ограничен линией 7. Указанный слой
теплоизоляции 5 размещен в пределах дороги в земляном полотне 1, а по краям дороги для этого отсыпана площадка 8, хотя могут быть и другие решения. Для предотвращения попадания дождевых вод в подземный переход предусмотрена гидроизоляция, содержащая навес 9 над входными сооружениями 4 и слой гидроизоляции 10, уложенный непосредственно над подземным пешеходным переходом и в пределах территории теплоизоляционного слоя 5. Поверхность слоя гидроизоляции 10 и поверхность площадки 8 должны иметь уклон во внешнюю сторону. Для снижения глубины летнего протаивания грунта под подземным тоннельным участком 3 может быть предусмотрена теплоизоляция 11, устанавливаемая по расчету. Положение верхней границы вечной мерзлоты в момент окончания теплого периода года показано позицией 12. Вход и спуск в переход показаны соответственно позициями 13 и 14. Теплоизоляция может быть выполнена в виде слоя пенопласта или слоя керамзита, или каким-либо другим способом.
Подземный пешеходный переход под дорогой на вечной мерзлоте работает следующим образом. Одна из основных проблем, возникающих в условиях бессточных или малосточных поверхностей, заключается в том, что деятельный слой грунта в летний период является хорошим проводником воды. Гидроизоляция при наличии гидравлических напоров далеко не всегда надежна, в результате чего происходит попадание вод в подземный переход и резко снижаются его эксплуатационные качества. В данном техническом решении теплоизоляционный слой 5 позволяет обеспечить перемычку из мерзлого грунта, защищающую от попадания грунтовых вод в подземный переход с внешней стороны.
Для получения обобщенного решения можно использовать закономерности, выведенные в работе «Рекомендации по проектированию и постройке опор автодорожных и железнодорожных мостов на вечномерзлых грунтах», М., ВНИИТС, 1988, с.37-43 и отраженные в
нормативно-рекомендательном документе «Проектирование и устройство фундаментов опор мостов в районах распространения вечномерзлых грунтов», СП-32-101-95, М., Корпорация Трансстрой, 1996, с.37-54. Сущность закономерности сводится к тому, что в зоне распространения вечномерзлых грунтов температура грунта на глубине «d» в какой-то точке А определяется граничными условиями на поверхности в круге диаметром 4d и центр которого расположен в точке А. Отсюда следует, что ширина «с» кольца должна быть равна 4d:
c=4d,м,
(1)
где d - высота деятельного слоя без теплоизоляции.
Таким образом, для определения значения «с» необходимо выполнить два одномерных расчета для конкретных климатических условий:
1) определить глубину «d» сезонного протаивания грунта;
2) определить требуемую величину теплоизоляции «R».
Далее размер «с» определяется по формуле (1).