Водопропускные трубы для автомобильных и железных дорог: виды и особенности
Водопропускные трубы — это искусственные сооружения, которые прокладываются под автомобильной магистралью или железнодорожным полотном и используются для пропуска стоков. Вода может проходить через такие трубы непрерывно или через определённые интервалы. Также такие трубы могут выполнять функцию проходного тоннеля для людей.
Водопропускные трубы чаще всего устанавливаются под автомобильными и железными дорогами для отвода воды и предотвращения размывания насыпи
Особенности и преимущества водопропускных труб
Водопропускной трубопровод позволяет организовать дренаж под автомобильной или железной дорогой. Чаще всего такую конструкцию монтируют в целях отвода ручья или русла небольшой реки. Такой трубопровод применяют и в случаях, когда необходим отвод дождевой и талой воды.
Важно! При небольшой высоте дорожной насыпи нет возможности организовать полноценный мост, поэтому водопропускной трубопровод в таком случае является единственным выходом из ситуации.
Рассмотрим основные преимущества использования водопропускного трубопровода:
- использование таких труб в дорожном полотне не только решает проблему отвода воды, но и позволяет укрепить дорожную насыпь. Благодаря этому прочность дороги повышается и уменьшается риск разрушения насыпи.
- бюджетность устройства водопропускного трубопровода, по сравнению с мостом, позволяет сэкономить на строительстве дороги.
- наличие возможности монтажа водопропускного канала после окончания строительства насыпи. Установка моста в таком случае чаще всего попросту невозможна или обходится гораздо дороже.
- повышенная скорость монтажных работ.
Положительные моменты при монтаже этих конструкций во многом зависят от конкретного случая и от материала, из которого выполнен водопропускной канал.
Виды водопропускных труб
Все водопропускные трубы классифицируют по нескольким основным критериям.
Трубы для водопропускных сооружений могут быть из разных материалов, в том числе полимеров
Водопропускные трубопроводы могут быть изготовлены из следующих материалов:
- металлические;
- бетонные;
- железобетонные (ЖБИ изделия);
- из полимерного материала.
По поперечным сечениям, в зависимости от их формы, водопропускные трубы бывают:
По количеству очков в сечениях:
Кроме этого, существует подразделение водопропускных труб по работе поперечного сечения. Однако такой параметр берут во внимание только в том случае, если проводится гидравлический расчёт труб.
Рассмотрим виды водопропускных труб по работе поперечного сечения:
Напорные изделия работают всей площадью своего сечения, тем самым создавая максимальные пропускные показатели. Полунапорные работают всем сечением только в области оголовка трубы. Безнапорные постоянно работают только частью своего сечения.
Безнапорные трубы пропускают небольшое количество стоков и устанавливаются там, где объемы воды небольшие
Размеры
Водопропускные конструкции с круглым сечением, монтируемые под автополотном или железной дорогой, могут обладать следующими диаметрами:
- 500 мм — длина таких труб зависит от конкретного случая и рассчитывается исходя из ширины автомобильной дороги;
- 750 мм — такие трубы могут иметь длину до 15 м;
- 1000 мм — конструкция, имеющая такой диаметр, не должна иметь длину выше, чем 30 м.
Конструкция для внутрихозяйственного типа дорог, может обладать сечением 500 мм и длиной до 10 м.
Особенности железобетонных труб
На сегодняшний день стоимость на бетонные и железобетонные конструкции считается наиболее бюджетной из всех возможных вариантов. Низкая цена на эти материалы является определяющим фактором для многих строительных компаний. Кроме этого, такие конструкции обладают отличными показателями прочности и герметичности.
Железобетонные водопропускные трубы более прочные, по сравнению с изделиями из бетона. Главным преимуществом железобетонных труб считается возможность организации их производства на месте монтажа (у дороги). В противном случае их транспортировка выполняется с использованием специальных грузоподъёмных машин.
Как уже было сказано выше, водопропускной трубопровод может служить не только для отвода вод, но и выполнять функцию пешеходного перехода. Диаметр канала может быть от 500 до 4000 мм. Кроме этого, стоит отметить тот факт, что водопропускные железобетонные трубы могут использоваться и в сейсмоактивных районах. Исследования показали, что независимо от показателей диаметра, водоотводный канал может выдерживать даже сильные землетрясения (до 9 баллов по шкале Рихтера).
Железобетонные трубы отличаются высокой прочностью и могут использоваться в сейсмически активных регионах
Производятся такие трубы в виде отдельных сегментов. Звенья железобетонные водопропускных труб могут иметь длину от 1 до 4 м. Железобетонные изделия регламентируются ГОСТом 24547–81.
Трубы из полимеров
На сегодняшний день изделия из полимеров становятся всё более популярными. Кроме этого, возможности современных производств позволяют выпускать полимерные трубы, которые обладают высокими прочностными характеристиками и могут заменить трубы из железобетона или металла. Вместе с тем вес полимерных изделий гораздо ниже в сравнении с другими материалами, что облегчает транспортировку и установочные работы.
Однако, несмотря на высокие прочностные характеристики, водопропускные трубопроводы из пластика монтируются в железные арки. Металлические конструкции позволяют обезопасить сооружение от обвала.
В некоторых случаях вокруг пластикового канала сооружают специальную каменную арку или короб — габион. В результате получается прочная конструкция, которая способна выдерживать большие нагрузки и обладающая устойчивой к коррозийным воздействиям полимерной сердцевиной. Эксплуатационный срок такой конструкции в нормальных условиях может достигать не один десяток лет.
Металлические водопропускные трубопроводы
Металлические конструкции обладают гофрированным корпусом и являются наиболее прочными. Такие водопропускные каналы способны выдерживать колоссальные нагрузки, однако, такие трубы обладают одним большим недостатком — они подвержены коррозии.
Металлические трубы подвержены коррозии, поэтому используются в качестве временных конструкций
Полезная информация! Из-за ржавления металлические водопропускные трубы, как правило, используются в качестве временных конструкций.
Наиболее популярный вариант использования таких труб — временный проход под автомобильной магистралью. Проходы производятся с целью отвода воды с одной стороны дороги на другую. Такая необходимость зачастую возникает в случае засорения или обвала основного водопропускного канала. Кроме этого, металлическую трубу могут использовать как защитный футляр для полимерного трубопровода, обладающего устойчивостью к коррозийным воздействиям.
Гофрированные железные водопропускные трубопроводы применяются и для армирования стенок буровых скважин. Иногда из таких труб всё же монтируют постоянную конструкцию, однако, это происходит крайне редко.
Собираются металлические водоотводные каналы из отдельных сегментов. Сборка, как правило, выполняется на месте установки. Стоит также отметить, что такие трубы могут иметь практически любую форму в готовом виде. Это связано с тем, что они имеют гофрированные стенки, которые способны сгибаться. Если металлические листы имеют защитный антикоррозийный слой, такая конструкция может прослужить до 50 лет. Затраты на обустройства водоотводного металлического канала на 20–30% ниже, чем железобетонного.
Технология производства
Предприятия, которые производят подобные трубы, придерживаются ряда важных правил:
- каждый составляющий элемент (звено) трубы должен в обязательном порядке проходить необходимую проверку на соответствие стандартам ГОСТа. По ГОСТу длина звена может иметь отклонение от 0 до 10 мм. Толщина стенок тоже может быть с некоторым отклонением — от 5 до 10 мм. Другие показатели могут иметь погрешность до 10 мм;
- места стыков всех элементов должны быть очищены от наплывов, а также брызг бетона, которые могли образоваться в процессе производства. Чистота стыков является необходимым параметром, который влияет на герметичность соединения звеньев;
- сортировка отдельных элементов должен осуществляться в соответствии с маркой. После этого все отсортированные элементы необходимо переместить в одно место.
Произведенные ЖБ трубы проверяются по многим параметрам, которые должны соответствовать стандартам ГОСТ
Таким образом выполняется производственная доработка и сортировка отдельных изделий для водопропускных трубопроводов.
Обратите внимание! Транспортировка этих элементов к месту, где будут проходить монтажные работы, проводится в соответствии с необходимыми нормами, чтобы не допустить порчу продукции. Вся продукция доставляется до места монтажа в таком же виде, в каком она после сортировки была доставлена на склад.
Перед монтажом в обязательном порядке проводятся подготовительные мероприятия.
Подготовительные работы перед монтажом
В самом начале, перед монтажом водопропускного канала, производится подбор площадки, на которой впоследствии развернётся строительство. После того, как необходимое место выбрано, выполняется его очистка от посторонних предметов (травы, веток, мусора и т. д.).
Далее все составляющие будущего водопропускного трубопровода раскладываются в правильной последовательности для последующей сборки. Перед сборкой необходимо провести соответствующую разметку и определить ось изделия, а также контур котлована. Кроме этого, перед подготовительными работами выполняются все необходимые расчёты (включая гидравлический расчёт). Всё это нужно для того, чтобы в процессе монтажа не возникло непредвиденных ситуаций, также от этого зависит нормальная эксплуатация водопропускного трубопровода в будущем.
Нюансы монтажа
Работы по рытью котлована проходят с применением специальной техники, однако, выравнивание стенок котлована выполняется вручную (при помощи лопат). В случае, если почва на дне котлована неустойчивая и мягкая, её прокладывают булыжником. Он прокладывается по всей площади дна котлована с применением специальных инструментов.
Подготовка котлована для труб производится при помощи техники
Рытьё котлована проводится без установки специальных ограждений, но в некоторых случаях ограждения всё-таки необходимы. Например, если в яму могут попасть водяные стоки. Довольно часто перед рабочими встаёт необходимость в укреплении стенок котлована. Подобное укрепление производится с учётом строительных норм и правил безопасности в тех случаях, когда поблизости с разрабатываемым котлованом находятся жилые или производственные постройки.
Размеры котлована, как правило, зависят от конкретного случая и определяются с учётом диаметра и формы сечения водопропускного трубопровода. Углы откосов такой конструкции имеют прямую зависимость от свойств конкретного грунта, в условиях которого осуществляются монтажные работы.
Важно! При обустройстве котлована под водопропускной канал необходимо заранее предусмотреть и удобно спланировать расположение трубы, чтобы в случае поломки водопропускной трубопровод был доступен для ремонтных работ.
Для проведения работ по установке гидроизоляционного покрытия или антикоррозийной защиты необходимо запомнить одно важное правило — расстояние между стенками фундамента и стенками котлована не должно быть меньше 70 см. Это нужно для удобства выполнения работ, ведь эти процедуры осуществляют рабочие. Если же использование людей не является обязательным — этот показатель снижается до 10 см. Стоит также отметить, что при отсутствии необходимости в обустройстве фундамента, котлован для водопропускного трубопровода роется точно по размерам трубы.
Монтаж фундамента
В случае, если фундамент состоит из сборных железобетонных плит, то в первую очередь проводится установка звеньев, которые составят оголовок будущей водопропускной трубы. Укладка блоков выполняется до уровня подошвы, а дальше проводится работа по заполнению пазух до того же уровня.
Для монтажа фундамента используют бетонные блоки или плиты
Рассмотрим основные этапы обустройства монолитного фундамента:
- В первую очередь необходимо изготовить или приобрести уже готовую опалубку.
- Далее подготавливается необходимый для заливки бетонный раствор.
- На третьем этапе подготовленный заранее бетонный раствор заливается в опалубку.
- Когда раствор застынет, необходимо демонтировать опалубку и залить образовавшиеся пазухи.
Монтаж водопропускной трубы
Перед проведением монтажных работ необходимо очистить все элементы конструкции (звенья, блоки и т. д.) от грязи. Если монтаж проводится зимой, то нужно очистить все изделия от снега и льда. После этого можно приступить непосредственно к монтажу. Монтаж выполняется в три этапа:
- Конструктивные элементы, которые обладают плоскими гранями, монтируют на цементный раствор. Цилиндрические части водопропускного трубопровода устанавливаются на специальные деревянные подкладки. После этого, под цилиндрические звенья заливают раствор.
- Заливка раствора проводится с одной стороны до того момента, пока он не появится с другой стороны. Благодаря этому достигается выравнивание и полное заливание всех швов в конструкции. В случае если бетонирование проводится для каждого звена отдельно — используется раствор с подвижностью по эталонному конусу в 12 см.
- После того, как работы по бетонированию водопропускного канала завершены, осуществляется его гидроизоляция. Ее проводят с помощью мастики.
Ремонт водопропускных труб
На сегодняшний день существует несколько основных вариантов по ремонту водопропускных труб. Как правило, ремонт водопропускных трубопроводов выполняется безкотлованным методом. То есть, ремонтные работы проводятся без откапывания трубы из котлована. Котлованный метод используется гораздо реже — в тех случаях, когда необходима полная замена трубопровода.
Восстановление функций канала может проводиться при помощи новой трубы, которая просто вставляется в старую
Рассмотрим основные варианты по ремонту водопропускных коммуникаций:
Кроме этого, существует ещё один способ ремонта таких труб — микротоннельный, однако, он используется крайне редко из-за больших затрат на оборудование. К тому же, один комплект оборудования подходит только к определённому диаметру трубы с круглой формой сечения.
Санация
Санация — это способ, основанный на протаскивании рукава из пластика внутри ремонтируемого водопропускного трубопровода. После того, как протаскивание рукава закончено, в него закачивают воздух с целью создания избыточного давления. Рукав, накачанный воздухом, повторяет форму трубы изнутри. Затем его облучают ультрафиолетовыми лучами. В результате этого рукав затвердевает и образуется своеобразный дополнительный каркас, который не только ремонтирует трубу, но и усиливает прочностные характеристики конструкции в целом. Толщина стенок подобного рукава составляет примерно 8 мм.
Обр атите внимание! Все ремонтные работы занимают всего несколько часов, поэтому такой способ ремонта водопропускного трубопровода является очень популярным.
Технология SPR является способом ремонта водопропускных конструкций, которые отличаются большими показателями диаметра. Кроме этого, такая технология используется для ремонта труб не только с круглой формой сечения, но и для других.
Процесс ремонта по такой технологии проходит в 2 этапа:
- Внутри ремонтируемого канала навивают профиль. Профиль, как правило, изготавливается из поливинилхлорида (ПВХ) и армируется специальными вставками.
- Производится заливка раствора в зазор между ремонтируемой трубой и корпусом.
После ремонта с использованием технологии SPR, несущие показатели конструкции увеличиваются в 2–3 раза.
Релайнинг
Релайнинг выполняется путём прокладки в старую водопропускную трубу новой, которая сделана из стеклопластика. Внутри происходит стыковка звеньев, а затем зазор между двумя стенками заливается, как и в прошлом случае, цементным раствором.
Стоит отметить, что в мире существует множество технологий по ремонту водопропускных труб, однако наиболее популярных, проверенных временем способов всего несколько и их применяют практически во всем мире.
Источник
Классификация водопропускных труб и мостов.
Классификация труб:
1) По форме поперечного сечения:
*круглые (отверстие диаметром не менее одного метра, толщина стенки разная)
*прямоугольные (отверстие не менее 1000 мм)
*круглые с плоской поверхностью опирания (для того, чтобы исключить лекальные блоки)
*оваидальное (всегда строятся из монолитного бетона или камня, на заводах не выпускается)
*сферические трубы (за рубежом)
Основные формы поперечного сечения на сегодняшний день являются круглые и прямоугольные трубы
2)По размеру отверстия (внутренний диаметр круглой трубы; для прямоугольной и оваидальной – ширина по низу)
—0,5 0,75 1,0 1,25 1,50 2,00 (для круглых труб)
—0,75 (лоток) – 6,0 м (для прямоугольных труб)
—6 метровые трубы – бетонные разборные
По действующим строительным нормам и правилам на железных дорогах должны применяться трубы с отверстием не менее 1 метра, так трубы менее одного метра слишком быстро засоряются, заиливаются и не могут обеспечить пропуск расхода воды при паводке. Тоже самое касается и автомобильных дорог.
Трубы менее одного метра используются для временных дорог
Трубы не разрешается устраивать, где есть возможность корчехода (местность, где очень много кустарника и корней деревьев). Трубы нельзя возводить в условиях вечной мерзлоты, где возможны процессы образования наледей. В этих случаях трубы не строятся, а заменяются на мостовые переходы и для линий 3 и 4 категории – фильтрующими насыпями
*Деревянные (они используются как временные сооружения, например, под притрассовыми автомобильными дорогами)
*Металлические (бывают двух разновидностей: из гладкого металла и гофрированного металла)
Гладкие трубы очень жесткие, покрыты коррозионным составом, очень часто использовались на Ямале.
Гофрированные трубы легкие, просты в монтаже, не требуют фундамента, принципиально изготавливаемые для любого размера.
*Из сборного железобетона
Трубы, которые изготавливаются звеньями, длина звена 1м, изготавливаются на предприятиях строительной индустрии
Преимущества: простота в монтаже, качество
Недостатки: возможность монтаже возникает тогда, когда предприятие индустрии находиться близко от места строительства.
Изготавливают трубы круглого, круглого с плоской поверхностью опирания, прямоугольные
*из монолитного железобетона
Бетонные трубы изготавливаются
Их применяют, когда нужно устроить трубу с большим отверстием. Их сложнее содержать, так как очень большое количество швов
*стеклопластик (в нашей стране не пременяются)
*одноочковые *двухочковые *трехочковые (только для круглых труб)
5)По типу фундамента
– Давление по подошве фундаменты
– Расчетное сопротивление грунтов основания
*фундамент первого типа (один лекальный блок) Применяется при скальных грунтах, крупнообломочные грунты, твердые глины.
*фундамент второго типа (сборный фундамент, из отдельных блоков) Используется на обычных грунтах при обычных условиях.
*фундамент третьего типа (монолитный железобетон). Применяется на обычных грунтах при обычных условиях.
*фундамент четвертого типа (фундамент индивидуального проектирования). Когда нет возможности использовать фундаменты 1,2,3 типа. Как правило, это свайные фундаменты (бывают из типовых железобетонных свай, буронабивные сваи
Классификация малых мостов
на 99,9% малые мосты сооружают из сборного железобетона, на сегодняшний день металлических малых мостов практически нет
2)По количеству пролетов
Малые мосты как правило сооружают однопролетными и трехпролетными.
Существуют типовые решения для малых мостов. 6,8 и 11 м
3)По типу фундамента
*На свайном основании
*На естественном основании (со сваями стойками)
Комплекс работ по строительству водопропускных труб.
Осуществляется, генподрядными или субподрядными организациями. Организация изучает рабочие чертежи, в частности по строительству искусственных сооружений и изучает сметную документацию.
Подготовительные работы
1.1Строительство подъездных автомобильных дорог к строительной площадке.
1.2Планировка строительной площадки (устройство щебеночной подготовки под размещение временных зданий и сооружений).
1.3Оборудования строительной площадки временными зданиями и сооружениями (передвижные вагоны, здания контейнерного типа, бытовки, служебные здания)
1.4Доставка всех необходимых сборных конструкций и инертных материалов на строительную площадку и их складирование. Места складирования определяются ППР. Для типовых сборных труб до 6 м, когда объем строительных работ не превышает 100 м 3 , то материал доставляется на строительную площадку в полном объеме. График поставки материалов должен увязан с графиком производства работ
1.5Обеспечение строительства электроэнергией, водой, сжатым воздухом, теплом, связью. Временная линия электропередач, которая возводится в подготовительный период. Автономное электроснабжение – передвижные электростанции. Вода для нужд строительства, как правило, присутствует. Обеспечивают доставку воды автомобильным транспортом на строительную площадку. Снабжение сжатым воздухом осуществляется от передвижных компрессоров. Тепло обеспечивают за счет электрообогрев, либо за счет сжигания древесного угля или дров.
1.6Геодезические работы. Вынос в натуру оси трубы и закрепление ее на местности. Создание рабочей реперной сети. Каждое сооружение имеет отметки, в процессе производства работ все работы будут контролироваться, и для этого нужны базовые точки. Закрепление оси на местности производится колышками. Осуществляют разбивку контура котлована
1.7Отвод воды:
А)При новом строительстве ж/д дорог наиболее часто применяется отвод воды во временное русло. Для ограждения котлована используются устройства временных перемычек.
Б)Устройство грунтовых перемычек
В)Комбинация первого и второго – и русло, и временная перемычка
Г)Устройство временных дамб или запруд. По мере накопления воды в дамбе, воды сбрасывают, для этого используют металлические и пластиковые трубы
Д)При небольших расходах иногда используют для водосброса насосы.
Земляные работы
—Крепление стенок котлована
—Водоотлив из котлована
—Устройство подготовки под фундамент
Котлован разрабатывается механизированным способом с использованием экскаватор обратная лопата с ковшом 0,65 – 1 м 3 с недобором 5-10 см до проектной отметки. Оставшиеся 5-10 см для чистовой подготовки котлована для щебеночной подготовки делается вручную.
Если грунтовые условия и местные условия позволяют, то целесообразно раскрывать котлован с углом естественного откоса. В случае, если грунты водонасыщены, то стенки котлована приходиться крепить. Котлованы разрабатывают прорезями. Два требования:
o от края любой конструкция должно быть не менее одного метра
o расстояние от стенки до стенки котлована должно быть не менее двух отверстий.
Стенки траншеи крепятся с использованием следующих приспособлений и конструкций:
*при неглубоких котлованах – закладное деревянное крепление. По мере разработки котлована вставляют между двутаврами деревянные доски
*основной – использование металлических шпунтовых свай (иногда используются и деревянные шпунтовые сваи). Основным типом шпунта является «Ларсен-IV» «Ларсен-V». По контуру по периметру забиваются сваи. Как правило, в котлованах не требуется используется дополнительного крепления.
Устройство подготовки под фундамент. При разработке котлована необходимо обеспечить положение отметки низа фундамента в оголовочной части ниже глубины промерзания. В связи с этим дно котлована имеет разные отметки.
Готовый котлован освидетельствуют, составляют акт на скрытые работы (отметки дна). Готовый котлован сразу же сдают под монтаж, котлован без монтажа не простаивает более 1-2 дня.
Подготовка осуществляется, как правило, из щебня. В средней части тоже устраивается подготовка из щебня.
Источник