Admin

Водоотводные устройства и сооружения

Поскольку увлажнение грунтов снижает их прочностные характеристики, а при больших скоростях течения дождевых и талых вод возможны размывы земляного полотна, необходимо регулирование стока поверхностных, а также подземных (грунтовых) вод.

Для регулирования поверхностного стока дождевых и весенних талых вод применяются водоотводные канавы и лотки, грунтовые валы, устройства ливневой канализации (на станционных путях), а также быстротоки, перепады с гасителями энергии текущей воды и возможно дренажи мелкого заложения.

Для регулирования стока подземных вод, т. е. для их перехвата и понижения уровня (грунтовых, трещинных, межпластовых вод) применяются дренажные устройства.

Водоотводные канавы являются наиболее распространенными для регулирования стока дождевых и талых вод. Они имеют трапециевидную форму, крутизну 1: т грунтовых откосов 1:1,5 (или 1:2), размеры определяются расчетом, но не менее 0,6 м глубина (Нк) и ширина по дну (bк). Могут укрепляться бетонными, асфальтовыми плитками (или лотковыми секциями, укладываемыми по грунту), каменным мощением (по слою песка) одерновкой, травяным покровом (получаемым травосеянием), со щебневанием дна (рис. 4.28).


Лотки железобетонные, могут быть безраспорными (рис. 4.29) прямоугольной формы, распорными, как показано на рис. 4.30. Безраспорные лотки глубиной до 1,0 м устанавливаются отдельными секциями длиной от 1,0 до 2,0 м, имеют распорные крышки. Распорные лотки рамные глубиной от 0,75 до 2,0 м. Рамы устанавливаются в траншею вертикально на слой гравийно-щебеночной подготовки с цементной или асфальтовой стяжкой, стенки образуют закладными плитами, сверху накрываются крышками. Глубокие лотки (до 2 м) могут использоваться в качестве дренажных конструкций.


Водоотводные лотки из композитных материалов (рис. 4.31) имеют ширину 0,4—0,6 м, глубину (.Н) от 0,5 до 1,0 м, изготавливаются секциями длиной 2,5 м (масса 52 кг), 4,1 м (масса 92 кг), накрываются распорными железобетонными крышками (масса крышки 50 кг). Композитные лотки устанавливаются на станциях в междупутном (рис. 31, а) при расстояниях между осями путей 3,5—4,8 м.


При значительных продольных уклонах, в том числе на откосах, применяют железобетонные длинномерные телескопические лотки глубиной 0,4 м, шириной в верхней части 0,7 м, в нижней части (с бетонным зубом) — 0,4 м. Секции устанавливаются последовательно в нижнюю каждая верхняя с упором бетонным зубом. Кроме того, применяются бетонные лотки-желоба, лотки-полутрубы.

В местах крутых склонов (водоскатов) на выходах из водоотводов могут устраиваться быстротоки — лотки с большим уклоном (рис. 4.32) и одно- и многоступенчатые перепады (рис. 4.33).

На выходе из быстротоков и перепадов устраиваются гасители энергии быстротекущей воды и скорости ее течения в виде водобойных стен, колодцев и др.

Для водоотведения уместно применение грунтовых валиков, валов по типу банкетов (и кавальеров); когда поверхностные воды, преграждаемые грунтовым валом текут вдоль его откоса по направлению естественного стока на нагорном склоне.

Для регулирования подземного стока грунтовых вод, избыточно увлажняющих грунты земляного полотна, применяются дренажные устройства (дренажи), которые служат для перехвата, понижения уровня и отвода подземных вод.

Дренажи могут быть одиночными, групповыми, образовывать дренажную сеть и иметь различную конструкцию. Различают дренажи гравитационные, в которых вода перемещается под действием силы тяжести; вентиляционные (трубчатые вытяжные и др.), в которых вода удаляется посредством ее испарения; специальные, в которых воды удаляется посредством вакуума, электрохимических, термических и других процессов; биологические (древесно-кустарниковые, травяные), в которых вода (влага) удаляется посредством испарения через листья растений (транспирации).

Наиболее эффективными распространенными являются гравитационные дренажи, которые отбирают из грунта воду, перемещающуюся в порах под действием силы тяжести (гравитационную воду) и связанную с ней капиллярную (находящуюся в капиллярах грунта) воду и могут быть горизонтальными, вертикальными и комбинированными.


Конструктивно горизонтальные дренажи могут быть открытыми в виде глубоких канав и глубоких лотков и закрытыми.

Закрытые дренажи имеют наибольшее распространение и могут быть траншейного типа (трубчатые, беструбные, галереи в траншеях), траншейно-поперечного типа (преградительные, застенные, прислоненные прорези, скважинные и другие, а также штольни, которые устраиваются способами горных (тоннельных) проходок).


Вертикальные дренажи могут быть в виде буровых или шахтных водоспускных колодцев, в которых вода отводится в нижележащие водоносные (дренирующие) пласты или откачивается. Комбинированные дренажи представляют собой сочетание горизонтальных и вертикальных гравитационных дренажей для осушения склонов (оползневых) в сложных гидрологических условиях.


Траншейные гравитационные дренажи могут иметь различное положение на выемке в зависимости от размещения водоносных слоев (рис. 4.34). При водоносном слое в откосе выемки и возможном выходе грунтовых вод на откос для перехвата их устраивается откосный дренаж-преградитель 1. Для понижения уровня грунтовых вод в подбалластной зоне наибольшее распространение имеют подкювет-ные траншейные трубчатые дренажи. При этом, если грунтовый поток воды происходит по наклонному водоносному слою, то устраиваются односторонние дренажи, траншеи которых могут размещаться за кюветом (закюветный дренаж — 2), под кюветом (подкюветный дренаж — 3), перед кюветом со стороны оси пути (предкюветный дренаж — 4). Если уровень грунтовых вод горизонтальный (при горизонтальном водоупоре), то траншеи размещаются с двух сторон от оси пути (двусторонний подкюветный дренаж J и /). Поименованные дренажи (2, 3, 3\ 4) называются несовершенными, поскольку они не полностью пересекают водоносный слой и не достигают водоупора. Дренаж называется совершенным 5, если он полностью пересекает водоносный слой, траншея достигает, врезается в водо-упор и полностью перехватывает грунтовый поток.

Укладываемые в траншеи дренажные трубы (дрены) могут быть керамическими, трубофильтрами, полимерными (композитными), бетонными.

Керамические трубы круглого сечения, диаметром 0,125—0,20 м и более, длиной 0,5—1,0 м имеют в стенках отверстия, на одном конце раструбы, благодаря которым трубы соединяются между собой.

Трубофильтры изготавливаются из керамзитного гравия и имеют в стенках крупные поры, через которые в трубу поступает грунтовая вода. Трубы соединяются между собой гибкими пластмассовыми муфтами, что позволяет укладывать их в траншеи гирляндами с траншейного многоковшового экскаватора-трубоукладчика.


Продольный уклон дренажа принимается равным уклону пути, но не менее 0,003 (в исключительных случаях 0,002).

Дренажная траншея заполняется дренирующим песчаным материалом. Для предотвращения проникания мелких частиц песка в отверстия труб и засорения дрены (кальматации) вокруг труб с отверстиями устраивается дренажная обсыпка из специально подобранного материала (щебенистого, гравийного) с частицами, зернами соразмерными отверстиям в трубах. В целях предохранения труб от кальматации песчаным заполнителем трубы можно обертывать геотекстильным материалом (полимерным тканым и нетканым).

Для предохранения дренажного заполнителя от засорения траншеи сверху перекрывают глиняным замком (с дернинами) из местного грунта. Более эффективно устройство в траншее фильтра из щебня в геотекстильной обойме, как показано на рис. 4.35, а. Если не устраивать в траншее сверху гидроизоляции из местного грунта, то дренаж мелкого заложения может заменить кювет (рис. 4.35, б) и использоваться для водоотведения поверхностных вод. В других случаях в дренаж (траншею) глубокого заложения устанавливается лоток малой глубины (железобетонный или композитный) для отвода поверхностных вод (рис. 4.35, в).


Для наблюдения за работой дренажа, его периодической прочистки (и вентиляции) устраиваются смотровые колодцы, сборные из железобетонных колец и других элементов, секций. Основание колодца из монолитного бетона. На подкюветных дренажах устраиваются галерейные (с камерой) смотровые колодцы (рис. 4.36) с выносом лаза на откос выемки, на закюветных дренажах устраиваются вертикальные бескамерные смотровые колодцы (через 100 м, 50 м в кривых). Выпуски дренажа (оголовок) на поверхность с выхода воды из дрен устраиваются в виде подпорных стен или с лотком из железобетонных плит (рис. 4.37). Выпуски (оголовки) дренажа утепляются для предупреждения замерзания воды на выходе, например, пенопластовым покрытием и возможно устройством специальных теплушек (в условиях суровых зим).


На эксплуатируемых участках еще имеют распространение дренажи с асбоцементными круглыми трубами, которые имеют большую длину, прорези для поступления воды в них и соединяются посредством кольцевых муфт. В дренажах постройки прошлых лет на сибирских участках встречаются трубы деревянные квадратной формы из досок.

Вместе с тем все большее распространение получают дренажи из полимерных материалов. Дренаж состоит из трубопровода из полимерных (полиэтилена, полипропилена) труб, наблюдательных скважин, дренажного фильтра и конструкции выпуска дренажа. Трубопровод размещается в траншее (глубиной 1—2 м). Вокруг трубопровода устраивается дренажный фильтр, препятствующий выносу мелких частиц в дрены. Комплект включает дренажные трубы с водопропускными отверстиями в верхней половине, муфты соединительные, тройники с наблюдательными скважинами, крышки для наблюдательных скважин. Внутренний диаметр труб 0,1—0,25 м, длина труб от 5 до Юм. Для дренажного фильтра используются щебень, гравий, крупно- и среднезернистый песок. Для предотвращения выноса частиц заполнителя труба оборачивается геотекстилем; поверх песка, для защиты от засорения поверхностными водами укладывается мембрана из геотекстиля. Полимерные дренажи удобны для водоотведения на станциях по междупутьям и из междупутий в полевую сторону с устройством переходов под железнодорожными путями. Устраиваются водопропускные и смотровые колодцы ливневой канализации.

Сток воды из дренажных труб в траншеях предусматривается из выемок в водопропускные сооружения.

Возможны бестраншейные, например, кротовые дренажи, которые применяются для осушения балластных углублений в насыпях и сооружаются посредством бурения наклонных скважин, в которые заводятся трубофильтры или пластиковые перфорированные трубы.

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

Reilion

Альбом №984 Водоотводных устройств на станции