2015-01-21
2754
Водопропускные сооружения предусматриваются в нижних переломных точках трассы дороги, определяемых по продольному профилю. При проектировании водопропускных сооружений устанавливают расчетный расход водотока, выбирают тип сооружения и определяют его отверстие.
Для определения расчетного расхода воды по карте обводят контуры водосборных бассейнов, вычисляют их площади, уклоны логов и др.
Основным видом водопропускных сооружений на автомобильных дорогах являются трубы, устраиваемые в теле насыпи дороги для пропуска расходов воды до 6…10 м3/с. Устройство труб требует меньших затрат по сравнению с мостами и позволяет сохранить непрерывность земляного полотна дороги.
Трубы выполняются, как правило, железобетонными; в отдельных случаях применяют бетонные и каменные трубы. В последнее время производятся оцинкованные металлические трубы, которые на 20% экономичнее железобетонных.
Отверстия труб принимаются стандартные диаметром 0,5; 0,75; 1,0; 1,25; 1,5; 2,0 м в зависимости от пропускаемого расхода воды. Согласно СНиП 2.05.03-84 [3] на автомобильных дорогах ниже II категории отверстие труб назначается не менее 1 м при длине трубы до 30 м, 0,75 м - при длине до 15 м; 0,5 м – на съездах. На внутрихозяйственных дорогах при длине трубы 10 м и менее допускается принимать отверстие 0,5 м (СНиП 2.05.11-83).
|
|
|
По форме поперечного сечения трубы могут быть круглыми, прямоугольными, эллиптическими и пр. Наиболее распространены круглые трубы.
Стандартная железобетонная труба состоит из входного, выходного оголовков и отдельных звеньев. Элементы трубы снаружи покрывают битумом для защиты от грунтовых вод. Стыки между элементами заделывают гидроизоляционными материалами, снаружи покрывают рубероидом на битумной мастике, изнутри затирают цементным раствором. Фундаменты выполняют из бетона или глинобетона.
В зависимости от пропускаемого расхода могут применяться одно-, двух- или трехочковые трубы.
Порядок расчета труб.
1) Наибольший ливневый расход при водосборной площади, не превышающей 100 км2, для сооружений на сельскохозяйственных дорогах определяют по упрощенной формуле СоюздорНИИ:
Q = y (h – z)m Fn, м3/с,
где y – геоморфологический параметр, характеризующий рельеф бассейна;
определяется в зависимости от среднего уклона главного тальвега
по таблице 4.
Таблица 4.
| Рельеф бассейна | Средний уклон главного тальвега | Геоморфологический коэффициент |
| Болотистый | 0,001…0,002 | 0,04…0,05 |
| Равнинный | 0,002…0,006 | 0,05…0,08 |
| Холмистый | 0,006…0,020 | 0,08…0,11 |
| Гористый | 0,020…0,045 | 0,11…0,14 |
| Горный | 0,045…0,100 | 0,14…0,16 |
h – слой стока, зависящий от ливневого района, принятого процента обеспеченности, категории почвогрунтов и времени от начала стока до конца ливня. Для Поволжья и Центрального района (I ливневый район), для обеспеченности расхода 3% (трубы на сельскохозяйственных дорогах) слой стока в зависимости от категории почв по впитыванию составляет:
|
|
|
- глины, глинистые почвы, мощеные поверхности – h = 27 мм;
- суглинки, подзолистые и серые лесные почвы, суглинистые
черноземы, болотные почвы – h = 22 мм;
- черноземы, каштановые, лессовые, карбонатные почвы – h = 17 мм;
- супеси, сероземы, супесчаные и песчаные почвы – h = 0 мм;
z – слой осадков (мм) на смачивание растительности. Если водосборная площадь покрыла густой травой или кустарником, z = 5…10 мм, лесом – z = 10…15 мм, для болот z = 20…40 мм;
m, n – показатели степени: m = 3/2; n = 2/3;
F – водосборная площадь, км2.
2) Определение отверстия трубы.
Режим движения воды в трубе может быть безнапорным, полунапорным и напорным.
На сельскохозяйственных дорогах трубы, рассчитываемые на пропуск паводка, должны работать в безнапорном режиме. При устройстве полунапорных и напорных труб необходимо предусматривать противофильтрационные мероприятия и меры по предотвращению затопления земель у входа в трубу.
Условие безнапорного режима имеет вид:
Q £ 1,42 dтр 5/2, (1)
где dтр - диаметр трубы, м.
Диаметр безнапорных труб в зависимости от расчетного расхода можно определять из условия (1) или принимать по таблице 5.
Таблица 5.
| Диаметр труб, м | 2,0 | 1,5 | 1,25 | 1,0 | 0,75 |
| Расход, м3/с | Глубина воды перед трубой hтр, м / скорость V, м/с | ||||
| 0,8 | 0,67/1,7 | 0,69/1,8 | 0,73/1,8 | 0,82/2,0 | 1,00/2,9 |
| 1,0 | 0,73/1,8 | 0,78/1,9 | 0,82/1,9 | 0,94/2,1 | |
| 1,2 | 0,81/1,9 | 0,87/2,0 | 0,91/2,1 | ||
| 1,6 | 0,93/2,1 | 1,00/2,2 | 1,09/2,3 | ||
| 2,0 | 1,05/2,2 | 1,15/2,3 | 1,26/2,5 | ||
| 3,0 | 1,30/2,4 | 1,47/2,7 | |||
| 4,0 | 1,53/2,7 | ||||
| 5,0 | 1,75/2,9 | ||||
| 5,5 | 1,86/3,0 |
Зная диаметр трубы dтр и глубину воды перед трубой hтр, уточняют режим движения воды в трубе:
при hтр < 1,2 dтр – безнапорный режим;
при hтр > 1,4 dтр – напорный режим,
иначе режим движения воды в трубе полунапорный.
3) Определение высоты насыпи.
Трубы закладывают на уровне дна лога. Наименьшая высота земляного полотна у безнапорной трубы составляет (рис. 4, а):
H = dтр + C + 0,5 м;
где: С – толщина стенок трубы, принимается от 0,08 до 0,20 м.
0,5 м – величина сухого запаса.
Наименьшая высота земляного полотна у напорной трубы составляет (рис. 4, б):
H = hтр + 0,5 м.
Рис.4. Схема безнапорной трубы
4) Определение длины трубы.
Длину трубы приближенно определяют по формуле:
Lт = B + 2mH, м,
где: B – ширина земляного полотна, м;
m – коэффициент заложения откосов насыпи;
H – высота насыпи у трубы, м.
