1.1. Виды водоотводных устройств. Водоотводные канавы
Водоотводные канавы
2.200. Продольные водоотводные канавы необходимо предусматривать с нагорной стороны насыпей без устройства резервов.
На местности с поперечным уклоном менее 0,02 при высоте насыпей менее 1,5 м, на участках косогоров с изменяющимся поперечным уклоном, а также на болотах водоотводные канавы следует проектировать с двух сторон полотна.
2.201. При пересечении лугов, оврагов глубину канав можно принимать до 0,2 м с устройством банкета шириной поверху не менее 3 м, с возвышением его бровки над расчетным уровнем воды не менее 0,25 м и поперечным уклоном поверхности банкета от насыпи 0,02 - 0,04.
Расстояние между подошвой откосов насыпей и внутренней бровкой продольных водоотводных канав следует принимать не менее 3 м, а со стороны размещения будущего второго пути - не менее 7 м.
Поверхность бермы между насыпью и канавой должна иметь поперечный уклон 0,02 - 0,04.
2.202. Поперечные канавы следует проектировать в случаях, когда отвод воды от водопропускных сооружений затруднен или невозможен продольный отвод воды из местных понижений у земляного полотна.
Сопряжение водоотводных канав с руслом водотоков следует проектировать с выполнением следующих условий: в месте сопряжения канаву направлять по течению водотока; угол между осями канавы и водотока назначать не более 45 ° ; изменение направления канавы проектировать плавным по кривой радиусом не менее 5 м, а на участках подходов к перепадам, быстротокам и искусственным сооружениям - не менее 10 м.
Отметка устья - выпуска воды из канавы или лотка должна быть ниже отметки бровки земляного полотна не менее чем на 1 м.
2.203. Оптимальный уклон дна канавы должен быть выбран так, чтобы скорости течения воды в канавах не превышали допускаемые (неразмывающие) скорости для данного грунта согласно прил. 10 настоящего Пособия.
Если при проектировании продольного профиля канав топографические условия местности не позволяют выдержать один и тот же продольный уклон, следует назначать крутые уклоны на коротких участках с соответствующим типом крепления или устраивать между ними вставки с уклонами, не требующими укреплений.
Минимальная допускаемая скорость течения воды по условиям недопущения заиливания канав 0,25 - 0,30 м/с (для канав, не имеющих укрепления и не покрытых растительностью).
Нагорные канавы
2.204. Нагорные канавы необходимо размещать с нагорной стороны выемок для перехвата воды, поступающей с косогора и прилегающего водосборного бассейна, с последующим отводом ее к ближайшему водопропускному сооружению или в сторону от земляного полотна.
На местности с большой крутизной склона, когда продольный уклон нагорной канавы будет больше допустимого значения для данных грунтов и применяемого типа укрепления, необходимо предусматривать устройства для гашения скорости течения воды - перепады, быстротоки и водобойные колодцы.
В таких случаях, в виде исключения, допускается также ступенчатое размещение отдельных участков нагорной канавы на косогоре. При этом начало участка канавы, расположенного ниже, следует размещать с некоторым перекрытием выхода вышерасполагаемого участка. Величину перекрытия и тип укрепления склона в местах выхода отдельных участков канавы необходимо назначать с учетом местных природных условий.
2.205. Минимальные расстояния между бровкой нагорной канавы и бровкой выемки, подошвой кавальера или насыпи следует назначать не менее величин, приведенных в табл. 22.
Таблица 22
| Элементы земляного полотна | Расстояние от бровки нагорной канавы до бровки выемки, м |
| Бровки выемки при отсутствии банкета и кавальера | 5 |
| То же, со стороны размещения будущего второго пути | 9 |
| Подошва насыпи | 3 |
| Подошва кавальера | 1 - 5 |
Расстояние между бровкой нагорной канавы и подошвой кавальера принимают в зависимости от условий снегонезаносимости. Глубина канавы принимается на 0,2 м больше расчетной.
2.206. Кюветы в выемках следует размещать с обеих сторон земляного полотна.
Кюветы, как правило, следует проектировать трапецеидальной формы с размерами не менее величин, указанных в табл. 20.
2.207. При отсутствии банкетов и забанкетных канав минимальное поперечное сечение кюветов необходимо проверять расчетом на пропуск расчетного расхода воды согласно прил. 9 настоящего Пособия, а при необходимости увеличивать сечение за счет углубления кюветов при сохранении минимальной ширины по дну.
Рис. 53. Железобетонный рамный лоток глубиной 1 м
1 - железобетонная рама; 2 - засыпка из песка крупного, средней крупности, гравелистого или гравия; 3 - закладная железобетонная плита; 4 - дренажные щели; 5 - щебеночная подготовка;6 -асфальт;7-забивка пазух мятой глиной
Рис. 54. Железобетонный лоток под железнодорожными путями
1 - фундаментный блок; 2 - гидроизоляция; 3 - блок железобетонного лотка замкнутого сечения; 4 - шпала; 5 - рельс; 6 - балластный слой
Полевые откосы кюветов следует проектировать крутизной, равной крутизне откоса выемки, а откосы кюветов со стороны полотна - не превышающими величин, приведенных в табл. 20.
Продольный уклон кюветов следует принимать равным уклону земляного полотна. В пределах выемок с продольным уклоном менее 2 ‰ кюветы назначают с продольным уклоном 2 ‰. В точках водораздела глубину кюветов разрешается уменьшать до 0,2 м при сохранении ширины по дну.
2.208. Для отвода поверхностной воды при отсутствии ливневой канализации следует предусматривать закрытые лотки или дренажные устройства согласно указаниям СНиП 2.05.07-85, п. 2.67.
Лотки применяются в стесненных условиях, где затруднено устройство открытых нагорных канав, а также при неустойчивых откосах. Лотки устраивают в глубоких выемках, в пределах путевого развития раздельных пунктов и междупутий для пропуска воды с одной стороны пути на другую, перехвата уровня грунтовых вод и отвода их за пределы осушаемой территории.
Нецелесообразно применение лотков в случаях образования в них наледей и на пучинистых грунтах.
Рис. 55. Безраспорные секционные лотки
а - глубиной 0,2 м с глухими стенками; б - то же, глубиной 0,85 м с дренажными отверстиями в стенках; в - блок безраспорного лотка
2.209. Рамные лотки собираются из готовых рам, закладных плит и покрытий, а также безраспорных секций, изготавливаемых из железобетона (рис. 53).
Железобетонные рамные лотки рекомендуется применять: при затруднительном устройстве открытой канавы или кювета; при необходимости понижения уровня грунтовых вод или перехвата и отвода их в водоприемник; при углублении кюветов в существующих глубоких выемках; при нецелесообразности подрезки откосов выемки.
Минимальный продольный уклон дна лотка 0,002.
2.210. Междупутные лотки рассчитываются без учета влияния временной нагрузки от подвижного состава (рис. 54). При устройстве лотков большей глубины или расположении их в зоне нагрузок от поезда, а также на крутых косогорах конструкцию лотков следует проектировать индивидуально.
2.211. Лотки безраспорные, секционные (междушпальные) следует проектировать для отвода воды поперек пути и в случае продольного стока воды вблизи зданий и сооружений, платформ и открытых погрузочных площадок (рис. 55). Типы лотков приведены в серии 3.501-68 «Сборные железобетонные междушпальные лотки на железнодорожных путях промышленных предприятий», разработанной ПромтрансНИИпроектом и в Альбоме водоотводных устройств на станциях (инв. № 984), разработанном Мосгипротрансом.
2.212. Лотки под путями устраиваются в случаях, когда расходы воды превышают возможные для безраспорных лотков. Наибольшее применение получили железобетонные лотки сечением 0,75 ´ 1,25 м (рис. 54), устраиваемые на блочных железобетонных фундаментах, а при хороших инженерно-геологических условиях - на щебеночной подготовке. Лотки могут сооружаться под одним или несколькими путями.
studfiles.net
1.1. Виды водоотводных устройств
На железных дорогах водоотводные устройства проектируются в пределах перегонов и раздельных пунктов.
В качестве водоотводных устройств применяются: канавы, резервы, лотки, быстротоки и перепады. В редких случаях применяют шахтные колодцы, дюкеры и сбросы.
У насыпей проектируют продольные водоотводные канавы или резервы. Резервы применяют на участках, где насыпь полностью или частично отсыпается грунтом из резерва. Резервы не применяются в пределах раздельных пунктов с путевым развитием, населенных пунктов, а также на поймах рек.
У выемок и полувыемок с нагорной стороны устраивают нагорные и забанкетные канавы. В выемках и полувыемках для сбора воды с откосов и верхнего строения пути служат кюветы, лотки и кювет-траншеи (в скальных выемках).
Продольные водоотводные канавы назначаются с нагорной стороны у насыпей при отсутствии резервов и поперечном уклоне 0,04 и более. При уклоне, который меньше указанного, и при переменной стороности поперечного уклона, а также при высоте насыпей менее 2 м и на болотах водоотводные канавы проектируют с обеих сторон насыпи.
Нагорные канавы у выемок устраиваются при поперечном уклоне местности, причем круче 0,04 – только с верховой стороны, а если уклон меньше, то с двух сторон.
Размеры канав по глубине и ширине дна определяются расчетом и должны быть не менее 0,6 м. На болотах эти размеры должны быть не менее 0,8 м. Заложение откосов канав принимается не круче 1:1,5 (рис. 1).
Рис. 1. Поперечный разрез канавы
Продольный уклон канав должен быть не менее 0,003. На болотах, речных поймах и в других местностях малого естественного уклона местности продольный уклон водоотводных канав допускается уменьшать до 0,002, а в исключительных случаях – до 0,001.
Наибольший продольный уклон канав устанавливается расчетом в зависимости от вида грунта, типа укрепления откосов и дна канавы, допускаемой скорости течения по размыву при пропуске расчетного расхода воды. Если установленный расчетом максимальный уклон дна канавы по размыву грунта меньше естественного уклона местности, то необходимо проектировать на таком участке быстроток или перепад.
Забанкетные канавы устраивают для сбора дождевых вод, выпадающих на банкет и кавальер, и отвода их вдоль выемки (рис. 2).
Рис. 2. Схема устройства забанкетной канавы: 1 – поверхность косогора; 2 – откос выемки; 3 – банкет; 4 – забанкетная канава; 5 – кавальер
| Рис. 3. Поперечный разрез прямоугольного безраспорного железобетонного лотка | Кюветы в выемках, как правило, проектируются трапецеидальной формы с шириной по дну не менее 0,4 м, глубиной 0,6 м. Крутизна откосов принимается 1:1,5. Лотки вместо кюветов устраивают в случаях: – наличия слабых и водонасыщенных грунтов, в которых не обеспечивается устойчивость откосов кювета; – когда устройство кюветов нормальных размеров приводит к значительному увеличению объема земляных работ по устройству выемки. Особенно это важно учитывать при устройстве выемки в скальных грунтах. Лотки могут иметь трапецеидальную, прямоугольную и полукруглую форму. На рис. 3 показан прямоугольный безраспорный железобетонный лоток. Такие лотки имеют глубину до 1,0 м. Если требуется заложение лотка на бóльшую глубину, то применяют железобетонные лотки рамной конструкции (рис. 4). Глубина таких лотков может быть 1,5 и 2,0 м. Прочность лотка при воздействии бокового давления грунта обеспечивается железобетонными рамами с распорками. При устройстве водоотводных канав на местности с крутым уклоном при скорости течения воды в канаве до 3,0 м/с применяют укрепление канавы железобетонными лотками – полутрубами (рис. 5). |
Рис. 4. Поперечный разрез железобетонного лотка рамной конструкции: 1 – стенка траншеи; 2 – выравнивающий слой щебня; 3 – железобетонная рама; 4 – железобетонные плиты; 5 – засыпка пазух дренирующим грунтом; 6 – дно лотка из тощего бетона
Быстротоки и перепады применяют на коротких участках водоотводных устройств, где их продольный уклон превышает 0,1. Для гашения энергии воды, движущейся с большой скоростью, в нижней части быстротока устраивают водобойные колодцы, уступы или стенки (рис. 6). Дну быстротока придают искусственную шероховатость в виде надолб, шашек, поперечных ребер и т. д., это способствует гашению энергии потока воды. У перепадов при сбросе воды из верхнего бьефа в нижний также устраивают гасители энергии воды. Перепады могут быть одноступенчатыми и многоступенчатыми, каждая ступень имеет гаситель энергии воды (рис. 7).
Рис. 5. Железобетонный лоток полутрубный: 1 – железобетонный лоток; 2 – песок; 3 – местный уплотненный грунт
Рис. 6. Схема быстротока: 1 – канава в верхнем и нижнем бьефах; 2 – шпора; 3 – водобойная стенка; 4 – гаситель энергии воды
Быстротоки и перепады монтируются из сборных железобетонных конструкций обычно прямоугольного вида. Все стыки между отдельными элементами изолируются, чтобы струи воды не проникали под конструкцию и не вымывали грунт, этой же цели служат шпоры.
Рис. 7. Схема трехступенчатого перепада: 1 – канава; 2 – шпора; 3 – водобойные стенки; 4 – гасители энергии воды
studfiles.net
Проектирование водоотводных и напорных канав
Водоотводные канавы служат для отвода воды от дороги в стороны, в пониженные места или к водопропускным сооружениям.
Если дорога пересекает на коротком расстоянии несколько логов, воду можно не пропускать через дорогу в каждом понижении, а устраивать водоотводные канавы, перехватывающие воду в малых логах и отводящие в главный лог (рис. 5.3). Обычно канавы глубиной 0,25–0,5 м, собирающие воду с малых логов, начинают в самом русле.
Рис. 5.3. Схема отвода воды из бокового лога к сооружению в главном логе
Канавы устраивают с продольными уклонами не менее 5 – 7 ‰, длину принимают не более 500 м.
Водоотводные канавы также проектируют для выпуска воды из пониженных участков – бессточных впадин, которые пересекает дорога.
Воду из впадины отводят до ближайших логов или более глубоких впадин, устраивая водоотводные канавы с двух сторон дороги (рис. 5.4, а). Возможно и другое решение: устройство водопропускной трубы и водоотводной канавы с низовой стороны (рис. 5.4, б). Вопрос решается с учетом конкретной ситуации: наличия понижений с двух сторон дороги и технико-экономических расчетов (следует подсчитать, что дешевле – труба или канава).
Рис. 5.4. Схема отвода воды из бессточной впадины: а – без устройства трубы; б – с устройством трубы под полотном
Рекомендуется пересекать впадину не в самом глубоком месте, а сбоку. Тогда более глубокая часть впадин будет играть роль испарительного бассейна.
При наличии поперечного уклона местности косогора вода, притекающая к дороге с верховой стороны, должна быть перехвачена и отведена в сторону от дороги с помощью нагорных канав (рис. 5.5).
Рис. 5.5. Нагорные канавы:
а – у насыпи; б – у выемки; 1 – насыпь; 2 – нагорная канава;
3 – берма; 4 – откос выемки; 5 – банкет
Сечение нагорных канав рассчитывают по расходу воды, притекающей к ней. Канаве придают трапецеидальный поперечный профиль с наименьшей шириной по дну 0,5 м. минимальная глубина канавы 0,5 м, крутизна откосов 1:1,5, продольные уклоны не менее 3–5 ‰.
Если земляное полотно проложено по косогору в насыпи, то нагорную канаву располагают на расстоянии не менее 2,0 м от подошвы насыпи, а между ней и насыпью отсыпают берму с уклоном 20 ‰ к канаве (рис. 5.5, а).
При наличии кювета в насыпи и расположении дороги в выемке, во избежание сплывов и оползания откосов из-за переувлажнения грунтов, нагорные канавы располагают на расстоянии не менее 5 м от внешнего откоса кювета или выемки (рис. 5.5, б). Чтобы избежать затопления выемки при переполнении нагорной канавы, между выемкой и канавой отсыпают земляные призмы – банкеты.
При большом притоке воды на крутых и длинных косогорах устраивают два и более ряда нагорных канав. Кюветы и нагорные канавы укрепляют дерном, укрепленным грунтом, мощением.
Проектирование испарительных бассейнов и поглощающих колодцев
В равнинной местности, когда нельзя отвести воду по боковым водоотводным канавам в естественные понижения местности или к водопропускным сооружениям проектируют в стороне от дороги испарительные бассейны. Эти бассейны представляют из себя котлованы, вокруг которых делают земляные валики, преграждающие доступ воды с окружающей местности (рис. 5.6). Иногда в качестве испарительных бассейнов используют сосредоточенные резервы. Вместимость одного бассейна не должна превышать 200–300 м3, глубина 1,5 м, а уровень воды должен располагаться на 0,6 м ниже отметки бровки насыпи.
Рис. 5.6. Испарительный бассейн:
1 – испарительный бассейн; 2 – дорога; 3 – древонасаждения; 4 – защитный земляной валик
Испарительные бассейны не рекомендуют устраивать в северных и центральных районах страны, где вследствие малой испаряемости, они могут способствовать заболачиванию местности.
Поглощающие колодцы возможно устраивать тогда, когда на небольшом расстоянии от дороги под относительно тонкими слоями (1–1,5 м) растительного грунта залегает большой мощности хорошо фильтрующий грунт.
Укрепление канав
При малых скоростях течения (V = 0,25 м/сек) взвешенные в воде частицы грунта выпадают в осадок и канава засоряется. Поэтому уклоны канав должны быть не менее 5 ‰, в исключительных случаях 3 ‰.
При больших скоростях течения грунт начинает размываться в связи с чем, дно и откосы канав следует укреплять.
Применяются следующие способы укрепления канав в зависимости от их уклона (табл. 5.1).
Таблица 5.1
Продольные уклоны канав
| Тип укрепления | Уклоны, ‰ | |
| песчаных | суглинистых | |
| Без укрепления | До 10 | До 20 |
| Одерновка | 10 – 30 | 20 – 30 |
| Мощение | 30 – 50 | 30 – 50 |
| Перепады и лотки | > 50 | > 50 |
В приведенных конструктивных решениях часто используются геосинтетические материалы: нетканые, сотовые, габионного типа и др.
При уклонах более 50 ‰ дну канав придают ступенчатый продольный профиль – перепады (рис. 5.7). Перепады устраивают из сборных железобетонных элементов, монолитного бетона, каменной кладки. Высоту перепадов p принимают 0,3–0,4 м. продольный уклон уступов io может быть сделан меньше уклона местности i.
Расстояние между уступами
.
Рис. 5.7. Схема ступенчатого русла канавы
Общее падение канавы на участке перепадов Н распределяется на несколько ступеней по числу перепадов n:
Н = np+ i0 l (n – 1).
Вместо перепада иногда устраивают быстротоки, которые лучше вписываются в местность и требуют меньше работ по их устройству (рис. 5.8). Поскольку в быстротоке развиваются большие скорости, требуются гасители энергии, в качестве которых устраивают водобойные колодцы и стенки. В водобойном колодце энергия падающей воды поглощается массой воды в колодце.
Рассчитываются перепады и быстротоки по зависимостям, рассмотренным в курсе гидрологии.
Рис. 5.8. Гидравлическая схема быстротока
infopedia.su
