Водоотводные и нагорные канавы. Резервы, лотки, водосбросы-быстротоки

Сооружения и конструктивные мероприятия системы дорожного водоотвода предназначены для предотвращения переувлажненияземполотна. Они перехватывают и отво-дят воду, поступающую к земполотну, или преграждают доступ воды из глубинных слоев земли в верхнюю часть земполотна. Их действие должно обеспечивать постоянный и благоприятный режим влажности грунтовых оснований дорожных одежд.

Боковые канавы (кюветы) устраивают по бокам земпо-лотна в выемках и невысоких насыпях. В выемках они со­бирают и отводят воду, стекающую с полотна и откосов, в насыпях — с полотна дороги.

Глубина боковых канав во многом зависит от грунтов полотна. В грунтах маловодопроницаемых, мало впиты вающих влагу боковые канавы глубже, чем в супесчаных, впитывающих значительную ее часть. Форму поперечного сечения боковых канав и крутизну откосов назначают в зависимости от грунтово-гидрологических условий, без­опасности движения и удобства механизированного про­изводства работ.

Канавы устраивают с откосами 1:1,5 — 1:3. Уклон канав не менее 5%. Глубина боковых лотков и канав 0,5—1 м.

Технология работ по устройству канав состоит из сле­дующих операций. На месте обозначают оси канав вехами, затем проводят автогрейдерами крайние борозды и по­перечными зарезаниями бульдозерами перемещают грунт в насыпь или распределяют по прилегающей местности. Планировку откосов и точное придание им формы произ­водят автогрейдерами с откосниками (рис. 16, 16 а).

Для выпуска воды из боковых канав (кюветов) или на­ходящихся вблизи от дороги котловин в расположенные поблизости пониженные места служат водоотводные канавы.

Их сечение принимают равным сечению канав, из которых отводится вода. Для уменьшения объемов работ и улучше­ния пропуска воды откосам придают наибольшую крутизну, допускаемую условиями устойчивости грунта. Их сопря­жение с естественными водотоками во избежание размыва и заиливания осуществляют по плавной кривой радиусом не менее 10 м.

Для перехвата воды, стекающей по косогору к дороге, и отвода ее к ближайшим искусственным сооружениям, в резервы и пониженные места рельефа служат нагорные ка­навы. Размеры их трапецеидального сечения обосновывают гидравлическими расчетами. На местности эти канавы трассируют «вдоль горизонтали» с таким продольным укло­ном, при котором не размывало бы водой грунт канавы и не требовалось бы ее укрепления. Иногда для уменьшения сечения одной большой канавы устраивают две параллель­ные, но меньшего сечения.

Резервы — выработки грунта правильной формы, ис­пользуемого для устройства насыпи. Их закладывают вбли­зи отсыпаемой насыпи с двух или одной ее стороны, при поперечном уклоне местности — с нагорной стороны. Для обеспечения водоотвода резерв должен иметь непрерыв­ный продольный уклон к ближайшему водопропускному сооружению или водотоку не менее 3%. Переходы от одной ширины резерва к другой делают плавным отклонением полевого откоса под углом ~ 15° к продольной оси.

Для предохранения обочин и откосов земляного полот­на на участках дорог I—IIIкатегорий с продольными укло­нами более 30% предусматривают устройство продольных лотков для сбора и отвода воды, стекающей с проезжей ча­сти. Для отвода воды из лотков, устраиваемых по обочинам дороги, через 50—100 м по откосам насыпей предусматри­вают устройство водосбросов-быстротоков, располагаемых в наиболее устойчивых местах. В местах вогнутых кривых устройство водосбросов обязательно. Иногда наружные водосбросы заменяют приемными колодцами с решетками и выпускными трубами от дна этих колодцев.

2.2.3. Технология устройства канав и водосбросов

В случаях, когда условия производства работ позволя­ют сохранить сооружения открытого водоотвода в период устройства насыпи или выемки, предусмотренные проек­том канавы и кюветы следует сооружать сразу после уда­ления почвенного слоя — до начала основных земляных работ.

Водоотводные сооружения начинают разрабатывать с пониженных мест рельефа и на первом этапе работ обеспе­чивают вывод из них накапливающейся воды.

Канавы глубиной до 0,7 м нарезают автогрейдерами, бульдозерами с профильными отвалами, кустарниковыми плугами; глубиной 0,7—1,5 м — канавокопателями плужно­го или роторного типов; глубиной более 1,5 м — отрывают многоковшовыми или одноковшовыми экскаваторами.

При устройстве канав на косогорах вынимаемый грунт укладывают в виде призмы вдоль канавы с низовой стороны. При устройстве боковых канав в выемках грунт выво­зят за ее пределы. В уширенных выемках грунт допускается укладывать на закюветную полку с последующей планиров­кой и уплотнением.

Водоотводные канавы укрепляют, как правило, немед­ленно после их устройства.

Наиболее распространенный вид укрепления канав в обычных условиях (при скоростях течения воды 0,1— 0,8 м/с) — посев многолетних трав. Механизация укрепи­тельных работ обеспечивается методом гидропосева с по­мощью машины ДЭ-16.

При скорости течения воды 0,8—3,0 м/с водоотводные канавы укрепляют грунтом, обработанным вяжущими ма­териалами. Для механизации укрепления применяются ма­шины на базовом тракторе с бункерным распределителем-укладчиком.

Для укрепления канав, рассчитанных на скорость те­чения воды свыше 3 м/с, применяются сборные бетонные и асфальтобетонные плиты и лотки, монолитный цементо­бетон и асфальтобетон.

Монолитные конструкции устраивают с помощью ма­шин на базовом тракторе с боковым бункерным распре­делителем-укладчиком.

Сборные элементы водоотводных конструкций укла­дывают вручную (при массе 10—12 кг) или краном.

Стыки заделывают цементным раствором или уплот­няющими прокладками. При этом особое внимание должно быть обращено на примыкание нижней поверхности лотков к стенкам и дну кюветов и канав. Для этого лотки предва­рительно укладывают на маячные рейки и после установки цепочки лотков в зазор между поверхностью лотков и грун­том подают песок, грунт или цементный раствор.

Для водосбросов применяют телескопические сборные железобетонные лотки Союздорнии трапециидального се­чения в плане. Их укладывают без заделки стыков внахлест­ку, насухо, вдвигая одно звено в другое. Против сползания с откоса лотки через 2—3 м снабжены зубьями-ступеньками.

Нижнее звено упирается в бетонный борт, втопленный в грунт. Особое внимание уделяется укрепительным работам у нижнего выпускного лотка, так как размыв у его основа­ния может вызвать сползание по откосу всего водосброса. В местах устройства водосбросов в продольных лотках обо­чин устраивают пропуски-зазоры шириной до 1 м. Плиты продольного лотка и звенья лотков водосброса устанавли­вают кранами в заранее подготовленные траншеи снизу откоса вверх.

2.2.4. Общие сведения о водопропускных трубах

Трубы применяют для пропуска под идущей в насыпи дорогой небольших постоянных или периодически дей­ствующих водотоков. Трубы — наиболее распространенные искусственные сооружения на автомобильных дорогах. Они встречаются в 3—4 раза чаще, чем малые мосты.

Трубы располагают в теле насыпи так, чтобы над ее вер­хом высота засыпки h была не менее 0,5 м. Этот слой распре­деляет давления от проезжающих автомобилей и смягчает их динамическое воздействие (рис. 18, а).

По условиям протекания воды трубы подразделяют на безнапорные, полунапорные и напорные. Безнапорная труба имеет отверстие, достаточное для беспрепятствен­ного пропуска всей притекающей к ней воды при наиболь­шем расчетном расходе (см. рис. 18, а). В полунапорных вход в трубу полностью закрыт водой, но труба работает неполным сечением (рис. 18, б). Скорость протекания воды в такой трубе выше, чем в безнапорных, и потому ее можно делать меньших размеров, но следует опасаться фильтрации воды через насыпь или ее размыва. Наиболее интенсивно рабо­тают напорные трубы, которые заполнены водой по всей длине (рис. 19, а).

Для того чтобы вода плавно втекала и вытекала из тру­бы, устраивают специальные входные и выходные оголовки различных типов (см. рис. 20).

Кроме того, для предохранения поверхности грунта у входа, и особенно у выхода трубы, от размыва делают укре­пление железобетонными или бетонными плитами, а также мощением. Так же укрепляют верховой откос насыпи на­порных и полунапорных труб. Напорные и полунапорные трубы должны иметь конусную входную часть, обеспечи вающую плавное втекание воды в трубу (см. рис. 17, б и 18, а). В суровых климатических условиях напорные трубы не применяются.

Железобетонные трубы применяют круглого и пря­моугольного очертания. Наиболее распространены круглые трубы.

Звенья круглых железобетонных труб изготавливают цилиндрическими, а для сопряжения звеньев с входными и выходными оголовками — коническими.

Круглые трубы применяют диаметром от 0,5 до 2 м. Длина звена —1м (кроме труб отверстием 0,5 м, где длина звена принята 3 м) Марка бетона в звеньях — 200.

Трубы могут иметь одно, два или несколько отверстий. При нескольких отверстиях их называют многоочковыми. Существуют различные виды оголовков (рис. 20). Порталь­ные оголовки представляют собой стенку, перпендику­лярную оси трубы, с укрепленными мощением конусами. Раструбные оголовки имеют крылья, улучшающие условия входа воды в отверстие трубы. Раструбные оголовки с ко­ническим входным отверстием. Коридорные оголовки с прямыми открылками.

В продольном направлении трубам придают уклон, принятый при гидравлическом их расчете.

По длине трубу делают постоянной высоты или же входную часть устраивают выше для улучшения условий входа воды.

2.2.5. Технология устройства водопропускных труб

Строительство сборной железобетонной трубы состоит из следующих циклов:

1. Подготовительные работы и рытье котлованов.

2. Сооружение фундамента и трубы с оголовками.

3. Устройство гидроизоляции и засыпки труб.

4. Укрепление русла и откосов насыпи.

К подготовительным работам относятся: устройство временной дороги к трубе, расчистка и планировка строй­площадки, установка оборудования, завозка блоков трубы.

Разработка котлована при отсутствии воды произво­дится бульдозером вдоль оси трубы или драглайном. При наличии водотока воду отводят в сторону, выемку грунта производят экскаватором.

После устройства гравийно-песчаной подготовки укла­дывают блоки фундамента, начиная с одного из оголов­ков (обычно выходного). Швы между блоками заполняют песчано-цементным раствором с уплотнением плоскими металлическими трамбовками. Через 3—4 м в фундаменте оставляют незаполненный поперечный шов, который яв­ляется деформационным. Чтобы образовать деформацион­ный шов, в теле фундамента оставляют поперечный щит из досок. Если же сооружают монолитный фундамент, бетонную смесь доставляют с ближайшего полигона или приготовляют на месте строительства в передвижной бето­номешалке и укладывают в опалубку из деревянных щитов простейшей конструкции с уплотнением глубинными или площадочными вибраторами.

По окончании сборки или бетонирования фундамента котлован засыпают местным грунтом горизонтальными слоями 15—20 см с тщательным уплотнением.

Укладка блоков железобетонной трубы прямоугольного сечения производится на песчано-цементном растворе. Во избежание его выдавливания под блок укладывают дере­вянные рейки высотой 2—3 см.

Круглые звенья, при отсутствии бетонных лекальных подкладок, укладывают на поперечные деревянные под­кладки с последующим заполнением образующегося зазора бетоном.

Швы между звеньями плотно заполняют пропитанной битумом паклей. С внутренней стороны швы заполняют цементным раствором. Лотки в пределах оголовков делают из монолитного бетона по гравийной подготовке.

Сборка трубы производится автомобильным краном. Целесообразно применение крана-экскаватора с емкостью ковша 0,15—0,35 м³ и грузоподъемностью, соответствующей массе блоков.

Гидроизоляцию трубы выполняют в сухую погоду при положительной температуре. Если звенья трубы были по крыты гидроизоляцией при изготовлении, после монтажа стык звеньев перекрывают двумя полосами битантита на мастике.

Засыпка трубы производится песчаным грунтом слоями 15—20 см равномерно с обеих сторон трубы с тщательным уплотнением ручными или механическими трамбовками на проектную высоту, после чего через трубу можно пропускать самосвалы и бульдозер.

2.2.6. Технология строительства