Водопропускные трубы, классификация, технология строительства. Оголовки.

Водопропускные трубы - это искусственные сооружения, предназначенные для пропуска под насыпями дорог небольших постоянных или периодически действующих водотоков. В отдельных случаях трубы используются в качестве путепроводов тоннельного типа, скотопрогонов, для прокладки местных дорог через насыпь, в качестве коллекторов для газопроводов и других коммуникаций. Они позволяют сохранить непрерывность земляного полотна и способствуют обеспечению безопасности движения.

Трубы являются наиболее распространенными малыми искусственными сооружениями на автомобильных дорогах. Они составляют более 75% от общего количества сооружений на дорогах (1-2 трубы на 1 км трассы в зависимости от рельефа местности) и 40-50% стоимости общих затрат на постройку искусственных сооружений. Наибольшее распространение получили круглые трубы диаметром 0,75-1,5м., их применяют чаще других благодаря малому расходу бетона, простоте изготовления, малой трудоемкости монтажа и простоте сборки. ЖБ трубы изготавливают согласно ГОСТ 64.82-85. Длинна звеньев от 2 до 5м, толщина стенок от 8 до 15 см, в зависимости от диаметра трубы и высоты насыпи. При отверстиях в свету 1,5-4м применяют прямоугольные ЖБ трубы.

При проектировании дороги, особенно при небольших высотах насыпи, часто приходится выбрать одно из двух возможных сооружений - малый мост или трубу. Если технико-экономические показатели этих сооружений примерно одинаковы или отличаются незначительно, то предпочтение отдается трубе по следующим причинам:

1) Устройство трубы в насыпи не нарушает непрерывности земляного полотна и дорожной одежды.

2) Эксплуатационные расходы на содержание трубы значительно меньше, чем малого моста.

3) При высоте засыпки над трубой более 2 м влияние временной нагрузки на сооружение снижается, а затем, по мере увеличения этой высоты, практически теряет свое значение.

Трубы – инженерные соор-я, укладываются в тело насыпи АД для пропускания водного потока или скотопрогона.

Классификация:

1. по материалу тела трубы: бетонные, ж/б, металлические, полимерные, каменные, деревянные (обходы, временные дороги).

2. по форме поперечного сечения: круглые, прямоугольные, треугольные, трапециевидные.

3. по числу очков в сечении трубы: одно - и двухочковые, многоочковые.

4. по работе поперечного сечения: безнапорные (работают не полным сечением), напорные, полунапорные (полным сечением на оголовках).

Технология строительства:

Современное строительство труб основывается на индустриальном методе, т.е. все элементы труб изготавливаются на заводе, а на объекте ведется сборка конструкции.

Технология работ: 1) разбивочные работы (см. рис.)

Теодолитом восстанавливают ось трассы и измеряют расстояние от ближайшего пикета до продольной оси трубы, в центре от оси трубы устанавливают теодолит и переносят в натуру угол между осью трубы и осью дороги. Продольную ось трубы закрепляют столбами, на них переносят проектные отметки с ближайшего репера, от продольной оси трубы разбив очертания контура котлована по бровке, на расстоянии исключающем повреждения элементов обноски вкапывают столбы обноски и прибивают рейки обноски к этим столбам. Все разбивочные оси закрепляют на обноске гвоздями и подписывают краской. Кроме разбивочных работ в состав подготовительных работ входят: планировка стр. площадки, перенос подземных и наземных коммуникаций, отвод существующего русла, доставка оборудования, завоз материалов и устр. приобъектных складов.

Рекомендуемый состав машин и механизмов:

1)землеройные машины: экскаватор средней мощности (V ковша 0,25-0,5м³); 2) землеройно-транспортные машины, малой и средней мощности; 3) самоходный кран грузоподъемностью 10-20т. с вылетом стрелы до 25 м.; 4) комплект автосамосвалов; 5) автобетоновоз.

Котлованы в нескальных связных грунтах разр. выше проектной отметки на 10-20 см., окончательно зачистку и планировку дна основания, а при необходимости и уплотнение грунта осн., выполняют ручным инструментом перед укладкой фундамента под оголовки. Фундамент оголовков закладывается на 20 см. ниже нормативной глубины сезонного промерзания грунта. Основание трубы в виде гравийно-песчанной подушки тщательно уплотняют механическими трамбовками, придавая ему проектный уклон в сторону стока воды до 50‰, монтаж сборных труб производится непосредственно после приемки котлованов. В первую очередь монтируется выходной оголовок, затем звенья и в последнюю очередь выходной оголовок. Швы между звеньями заполняются упругим гидро-изол. материалом. С внутренней стороны трубы он должен быть уплотнен на 2-3 см. от поверхности звеньев. С наружной стороны швы выполняются битумной мастикой, а затем наклеиваются полосы двухслойной рулонной гидроизоляции. С внутренней стороны швы заделываются цементным раствором заподлицо с поверхностью трубы. Засыпку водопропускных труб разрешается производить только после освидетельствования и приемки гидроизоляции. Трубы засыпают грунтом в 2 очереди, тщательно уплотняя. В

первую очередь засыпка производится над звеньями на высоту 2 м. или до проектной отметки и на ширину 4 м., в каждую сторону от трубы, мягким, хорошо уплотненным грунтом. Засыпку выполняют одновременно с обеих сторон с горизонтальными слоями толщиной 15-20 см. Машины должны двигаться по обеим сторонам трубы без переезда через нее до тех пор пока толщина уплотненной засыпки не достигнет 1 м. Заключительная работа при сооружении трубы- укрепление русла и откосов насыпи выполняется специализированными подразделениями, после послойной отсыпки насыпи над трубой.

Состав работ при строительстве водопропускных труб: 1) срезка растительного слоя грунта 2) планировка стр. площадки 3) разработка грунта при устройстве котлованов 4) разработка грунта вручную 5) устр. песчано – гравийного или щебеночного основания под фундаменты труб 6) упл. ПГС или щебня основания 7) монтаж фундаментов звеньев трубы и оголовков 8) устройство щебеночного основания под звенья трубы 9) монтаж фортальных блоков, откосных крыльев оголовка выходного отверстия, устр. экрана 10) установка лекальных блоков 11) монтаж звеньев трубы 12) тоже для входного отверстия 13) конопатка швов 14) заделка швов 15) устр. гидроизоляции 16) обр. засыпка под звеньями трубы вручную 17) трамбование грунта под звеньями трубы вручную 18) обратная послойная засыпка котлована 19) упл. слоев обр. засыпки котлована 20) засыпка слоев насыпи 21) уплотнение слоев насыпи 22) укрепелние откосов и русел оголовков

Оголовки:

Оголовки труб устраивают расширенными от трубы с целью обеспечить плавный вход водного потока в трубу и выход из нее. На входе оголовок суживает водный поток; на выходе расширяет. Растекаясь на выходе более равномерно в стороны, вода меньше размывает русло. Снижая сопротивление водного потока на входе, оголовки спо­собствуют повышению пропускной способности трубы. Кроме того, оголовки поддерживают откосы насыпи, предохраняют их от ополза­ния и размывания.

На автомобильных дорогах могут применяться ого­ловки различных типов (рис. 6.3), но наибольшее распро­странение получили раструбные оголовки. Они применяются не только в равнинной, но и в горной местности (косогорные трубы), поскольку их конструкции, равно как и коридорных оголовков, хорошо сопрягаются с искусствен­ными руслами.

Рис 6.3. Типы оголовков труб:

а - портальный; б - коридорный; в - раструбный; г - воротниковый; д - конический

В раструбном оголовке боковые стены в плане поставлены под углом к трубе и скошены по высоте (параллельно откосу насыпи). Рас­трубный оголовок более обтекаем, чем коридорный, но он не вмещает всей длины перепада; последний попадает частично в трубу. Поэтому при раструбном оголовке трубу у входа водного потока устраивают большей высоты, чем на остальном протяжении. Наименьшую высоту крыльев входного оголовка рекомендуется принимать на 0,5 м больше высоты подпорного уровня над дном лотка перед трубой.

Крылья оголовков, отделяемые от ствола трубы или передней стены оголовка сплошным вертикальным швом, находятся на отдель­ном фундаменте. Это обеспечивает независимую от трубы осадку откосных крыльев, что устраняет возможность появления трещин в месте сопряжения оголовка с трубой (см. рис. 6.2).

Коридорный оголовок состоит из двух параллельных стен по­стоянной высоты с закругленными в плане концами. В коридорных оголовках нет необходимости устраивать повышенное входное звено, так как перепад воды размещается в пределах их длины. Но это не оз­начает, что устройство коридорных оголовков всегда эффективнее, чем раструбных. Известно, что раструбные оголовки с коническим или по­вышенным входным звеном обеспечивают наиболее благоприятный режим протекания водного потока.

Конический оголовок имеет воронкообразную форму и поэтому более обтекаемый, чем раструбный, но обладает меньшей пропускной способностью. Поэтому конические (и портальные) оголовки приме­няют при малых расходах воды. Портальные оголовки мало обтекае­мые, но хорошо обеспечивают устойчивость откосов насыпи.

Заметим, что металлические трубы, как правило, укладывают без оголовков, ограничиваясь срезкой концов трубы параллельно отко­су насыпи или с удлинением трубы до основания откосов насыпи.