Виды водопропускных труб по характеру протекания воды

Обновлено: 07.07.2024

Режимы протекания воды в трубе

В зависимости от глубины подтопления и ти­па входного оголовка в трубах устанавлива­ются следующие режимы протекания воды:

безнапорный, если напор H меньше высоты трубы hтp на входе либо превышает ее не более чем на 20%. На всем протяжении трубы поток имеет свободную поверхность (рис. 6, а);

полунапорный, возникающий при оголовках обычных типов в тех случаях, когда подпор превышает высоту трубы на входе более чем на 20%. На входе труба работает полным се­чением, а на всем остальном протяжении поток имеет свободную поверхность (рис. 6, б);

напорный режим, который устанавливается при специальных входных оголовках обтекае­мой формы и при подтоплении верха трубы на входе более чем на 20%. На большей части длины труба работает полным сечением, и лишь у выхода поток может иметь свободную по­верхность (рис. 6, в).

Рис. 6. Режимы работы труб: а) - безнапорный; б) – полунапорный; в) – напор ный

При значительном подтоплении входа в тру­бе напорный режим может возникать периоди­чески и при оголовках обычных типов. Однако из-за прорыва воздуха через образующуюся у входного отверстия воронку на свободной по­верхности воды протекание потока в этом случае переходит часто на полунапорный режим.

В соответствии с действующими нормами проектирования труб [1] следует соблюдать следующие требования:

1) водопропускные трубы на автомобильных дорогах, как правило, проектировать на безнапорный режим работы;

2) полунапорный инапорный режимы работы допускается предусматривать для пропуска только расчетного расхода, при этом под оголовками и звеньями следует предусматривать фундаменты, а при необходимости также противофильтрационные экраны;

3) при напорном режиме следует предусматривать специальные входные оголовки и обеспечивать водонепроницаемость швов между торцами звеньев и секциями фундаментов, надежное укрепление русла, устойчивость насыпи против напора и фильтрации;

4) для труб, расположенных в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40° С, не допускается предусматривать полунапорный и напорный режимы работы, за исключением случаев расположения труб на скальных грунтах.

Возвышение высшей точки внутренней поверхности трубы в любом поперечном сечении над поверхностью воды в трубе при максимальном расходе расчетного паводка и безнапорном режиме работы должно быть в свету: в круглых и сводчатых трубах высотой до 3,0 м - не менее 1/4 высоты трубы, свыше 3,0 м - не менее 0,75 м; в прямоугольных трубах высотой до 3,0 м - не менее 1/6 высоты трубы, свыше 3,0 м - не менее 0,50 м [1].

Засыпка труб, укрепления

Для обеспечения равномерного давления на элементы труб и предотвращения размыва насыпи тело трубы должно быть заклю­чено в массив плотного, водонепроницаемого, мягкого, хорошо уп­лотненного грунта (суглинки, глины), который должен возвышать­ся не менее чем на 0,5 м над верхом трубы. В прямоугольных тру­бах оголовки засыпают дренирующим грунтом.

Возвышение бровки земляного полотна на подходах к трубам над уровнями воды при паводках (с учетом подпора и аккумуляции) следует принимать не менее 0,5 м, а для труб при напорном или полунапорном режиме работы - не менее 1,0 м. Кроме того, при назначении высоты насыпи на подходах к трубам следует соблюдать требования по возвышению поверхности покрытия над уровнем грунтовых и поверхностных вод, установленные СНиП 2.05.02-85, [2].

Отметка верха укрепления откосов насыпей у труб должна быть выше уровня подпора не менее чем на 25 см, при этом возвышение бровки земляного полотна над уровнем воды должно быть не ме­нее 0,5 м при безнапорном режиме и не менее 1,0 м - при напорном или полунапорном режиме.

Для предотвращения размыва подводящее и отводящее русла в зависимости от ско­рости потока укрепляют бетонными плитками, бетонными блоками по щебеночной подготовке, монолитным бетоном, мощением камнем на цементном растворе по щебеночной подготовке или каменной наброской.

У косогорных труб, к которым относятся трубы, расположенные на местности с уклоном более 2‰, на выходе должны быть спе­циальные устройства для гашения энергии. Прямоугольные трубы и большинство круглых возводят со ступенчатым расположением звеньев, что приводит к уменьшению сечения и должно быть обос­новано гидравлическим расчетом (рис. 7).


Рис. 7. Косогорная труба:

1 — укрепление русла на входе; 2 — звенья трубы; 3 — фундамент секции;

4 — быстроток

Нормативные отверстия труб

По требованиям СНиП «Мосты и трубы» [1]:

1) отверстие (высоту в свету) труб назначают, как правило, не менее:

1,0 м - при длине трубы до 20 м;

1,25 м - при длине трубы 20 м и более;

2) отверстия труб на дорогах ниже II категории допускается принимать равными:

1,0 - при длине трубы до 30 м;

0,75 - при длине трубы до 15 м;

0,5 - на съездах при устройстве в пределах трубы быстротока (уклон 10 ‰ и более) и ограждений на входе;

3) в обоснованных случаях на улицах и дорогах местного значения, а также в районах орошаемого земледелия, в поселках и сельских населенных пунктах на автомобильных дорогах ниже II категории допускается применение труб отверстием 0,5 м при длине трубы до 15 м, устройстве в пределах трубы быстротока (уклон 10 ‰ и более) и ограждения на входе;

4) отверстия труб на внутрихозяйственных автомобильных дорогах при длине трубы 10 м и менее допускается принимать 0,5 м%

5) отверстия труб на автомобильных дорогах общего пользования в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40° С с обеспеченностью 0,92 следует назначать не менее 1,5 м независимо от длины трубы;

6) отверстия труб и малых мостов допускается увеличивать для использования их в качестве пешеходных переходов, скотопрогонов, а в случае технико-экономической целесообразности - для пропуска автомобильного транспорта (низких, узкозахватных сельскохозяйственных машин) с обеспечением соответствующих габаритов.

Строительный подъем

При возведении трубам придают строительный подъем (по лот­ку в продольном направлении) по круговой кривой. Исключение составляют трубы, устроенные на скальных грунтах и на свайных фундаментах. Требования СНиП «Мосты и трубы» [1] к величине строительного подъема приведены в табл.1.

Строительный подъем труб

Условие назначения величины строительного подъема

C расчетом ожидаемых осадок от веса грунта насыпи. (Допускается использовать методику, применяемую при расчете осадок фундаментов)

Отметки лотка входного оголовка (или входного звена) трубы следует назначать так, чтобы они были выше отметок среднего звена трубы как до проявления осадок основания, так и после прекращения этих осадок [1].

Требования к материалам железобетонных труб

Железобетонные трубы изготавливают из тяжелого бетона со средней плотностью от 2200 до 2500 кг/м 3 классом не ниже В20, водонепроницаемостью не меньше W6. В зависимости от климати­ческих условий местности марка бетона по морозостойкости долж­на быть: для умеренных условий (среднемесячная температура наи­более холодного месяца минус 10 °С и выше) F 200, для суровых и особо суровых условий – F 300.

Арматурную сталь применяют в основном классов AI, АII и AIII. На заводах круглые трубы изготавливают центрифугирован­ным способом с толщиной стенок 10—24 см. При строительстве из условий унификации входной и выходной оголовки выполняют оди­наковыми, предпочтительно коническими.

Арматурный каркас круглых труб состоит из двух рядов рабо­чей арматуры, расположенной по окружности и выполненной в ви­де спирали (рис. 8, а), поперечной арматуры в виде хомутов и распределительной продольной арматуры. Лекальные блоки (рис. 8, б, в) армируют конструктивно.


Рис 8. Схема армирования труб:

а) – звена круглой трубы; б, в) – лекального блока; г) – круглой с плоским опиранием; 1 – наружная рабочая арматура; 2 – внутренняя рабочая арматура;

3 – распределительная арматура; 4 – хомуты

Фундаменты труб

Стабильность проектного положения секций фундаментов и звеньев водопропускных труб в направлении продольной оси сооружений должна быть обеспечена устойчивостью откосов насыпи и прочностью грунтов основания [1].

Для надежного опирания на грунт и противодействия сдвигу портальная стенка, откосные крылья и звенья оголовков должны опираться на фундаменты, глубина заложения которых зависит от типа основания: при пучинистых грунтах – на 0,25 м больше рас­четной глубины промерзания в районе строительства; при непучинистых грунтах – не менее 1,25 м. При скальных грунтах глубину заложения фундаментов оголовков можно уменьшить.

В зависимости от типа грунтов основания, их несущей способ­ности, уровня грунтовых вод и высоты насыпи тело круглых труб может опираться на бетонный фундамент, гравийно-песчаную по­душку или на спрофилированное по очертанию трубы земляное ло­же. В связи с тем, что давление от веса насыпи и временной под­вижной нагрузки по длине трубы неодинаково, различны и дефор­мации основания даже при однородных грунтах. Чтобы предотвра­тить расстройство стыков звеньев труб, их сборные или монолит­ные бетонные фундаменты выполняют секциями (блоками) длиной 1,5–3 м. Деформационные швы между секциями (3–5 см) допус­кают вертикальные перемещения смежных секций без нарушения целостности тела трубы и стыков ее элементов. При сооружении секций фундаментов длиной более 5 м (или сплошного фундамента на всю длину трубы) фундамент необходимо рассчитывать на изгиб в продольном направлении и соответствующим образом армировать. Как правило, сплошные фундаменты неэкономичны.

Бесфундаментные трубы (рис.9, а, б) можно выполнять при крупнообломочных и плотных песчаных (кроме пылеватых) грун­тах, а также твердых и полутвердых глинистых грунтах с услов­ным сопротивлением R0=250 кПа. Типовые конструкции бесфундаментных труб диа­метром 1,0 м выдерживают давление от веса насыпи высотой до 7 м. Бесфундаментные трубы (см. рис. 9, б) можно укладывать и на скальные грунты при насыпях высотой до 15 м.


Рис. 9. Бесфундаментные (а, б) и фундаментные (в, г, д) трубы:

1 – обмазочная гидроизоляция; 2 – подготовка из гравия или щебня;

3 – гравийно-песчаная подушка; 4 – лекальный блок;

5 – монолитная или сборная плита; 6 – монолитный фундамент

Фундаментные трубы (рис. 9, в–д) применяют при диамет­рах более или равных 1 м. Ширину подошвы фундамента трубы определяют ис­ходя из несущей способности грунта. Типовые трубы d=1,0 м раз­работаны для насыпей высотой до 7 м, трубы больших диаметров могут быть использованы для насыпей до 20 м. При недостаточной несущей способности грунтов основания фундаменты сборного ти­па (см. рис. 9, г) и монолитные фундаменты (см. рис. 9, д) используют как ростверки свайных фундаментов.

Гидроизоляция труб

Наружные поверхности элементов труб покрывают обмазочной или оклеечной гидроизоляцией. Обмазочная изоляция состоит из двух слоев горячей или холодной битумной мастики, которую наносят по грунтовке из битумного лака. Оклеечная изоляция состоит из трех слоев битумной мастики, армируемой двумя слоями мешковины или щелочестойкой стеклоткани. Для предохранения гидроизоляции от повреждений во время засыпки трубы поверх изоляции выполняют защитный слой. При многоочковых трубах пазухи между трубами заполняют бетоном (см. рис 2, б), поверх которого устраивают гидроизоляцию.

Особое внимание уделяют тщательности выполнения швов между звеньями труб (рис. 10).



Рис. 10. Стыки звеньев труб с обмазочной гидроизоляцией:

а) – гладкие звенья; б) – раструбные звенья; 1 – звено трубы; 2 – отделочный слой из горячей битумной мастики толщиной 1,5 – 3 мм; 3 – мешковина или щелочестойкая стеклоткань; 4 – горячая асбестоцементная или асбестобитумная мастика; 5 – битум­ный лак; 6 – цементный раствор; 7 – пак­ля, пропитанная битумом; 8 – горячая ас­бестобитумная мастика

Основным элементом, обеспечивающим герметичность швов, является плотно утрамбованная (зачеканенная) пакля, пропитан­ная битумом.

Тема 1.4. Водопропускные трубы и лотки. Основные сведения

Трубы применяют для пропуска постоянных или периодически действующих водотоков. Слой засыпки над трубой не менее 0,5м служит для распределения давления от подвижной нагрузки на дороге и смягчает ее динамическое воздействие. По условиям пропуска воды трубы могут быть 3х видов: безнапорные – имеют отверстие, достаточное для беспрепятственного пропуска всей притекающей к ней воды при наибольшем расчетном ее расходе (Рис. 26 а); напорные – не успевают пропускать всю притекающую к ним воду и вызывают скопление ее с верховой стороны насыпи (Рис.27). Вследствие напора вода протекает через трубу с большой скоростью, что требует надежного укрепления верховой стороны от размыва. Если труба, работающая с напором не имеет обтекаемого входного отверстия, в результате чего она не может пропускать воду полным сечением, то по гидравлическому режиму трубу называют полунапорной (Рис. 26 б).

Рис.26. Схемы пропуска водного потока в трубах под насыпями

1 - поверхность водного потока; 2 - укрепление плитами или мощением перед входом в трубу; 3 - входной оголовок; 4 - тело насыпи; 5 - выходной оголовок трубы; 6 - укрепление плитами или мощением на выходе из трубы; 7 - фундамент оголовка; 8 - фундамент трубы; 9 - тело трубы; 10 - укрепление плитами или мощением верхового откоса насыпи; 11 - конусная часть трубы.

Рис.27. Схема пропуска водного потока в трубах под насыпями

1 - поверхность водного потока; 3 - тело насыпи; 4 - выходной оголовок трубы; 5 - укрепление плитами или мощением на выходе из трубы; 6 - фундамент трубы; 7 - тело трубы; 8 - укрепление плитами или мощением верхового откоса насыпи; 9 - конусная часть трубы;

По материалу, наибольшее распространение имеют ж/б трубы, хотя в последнее время все большее применение находят металлические гофрированные трубы. Ж/б трубы применяют круглого и прямоугольного очертания. Наиболее распространены круглые трубы.


Рис. 28. Типы поперечных сечений труб:

а — круглая; б — прямоугольная; в - овоидальная; г — сводчатая

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

1.4.2. Элементы и размеры труб. Типы сечения, виды оголовков и фундаментов.

Для улучшения условий втекания воды в трубы и вытекания из нее входную и выходную ее части снабжают оголовками.Типы входных и выходных оголовков труб зависят от гидравлического режима ее работы. В напорных и полунапорных трубах устройство оголовков обязательно. Различают оголовки портальные, раструбные, воротниковые и обтекаемые. Портальные оголовки (рис.29, а) представляют собой стенку, перпендикулярную к оси трубы, с конусами, укрепленными железобетонными плитами или мощением. Такие оголовки наименее совершенны в отношении регулирования потока притекающей воды и применяются в безнапорных трубах с небольшими скоростями течения. Раструбные оголовки (рис.29, б) имеют крылья, улучшающие условия входа воды в трубу. Воротниковые оголовки устраивают, срезая звено трубы параллельно откосу насыпи и укладывая бетонные плиты вдоль откоса вокруг входного или выходного ее отверстия. Раструбные оголовки с коническим входным звеном (обтекаемые оголовки) лучше всего обеспечивают протекание воды и могут быть применены как для безнапорных, так и для напорных труб (см. рис.29, в). Встречаются и другие виды оголовков. Если по водотоку возможны ледоход, карчеход или сели, то трубы не возводят.

Рис.29. Основные типы оголовков

1 - укрепление бетонными, железобетонными плитами или мощением; 2 - входное звено;

3 - входное коническое звено.

При хорошо дренирующих плотных крупнозернистых песчаных или гравийных грунтах звенья круглых труб небольшого диаметра можно укладывать непосредственно на грунт. При супесях, мелких песках и глинистых грунтах под звенья трубы устраивают подушку толщиной не менее 30см из щебня, гравия или крупного песка, а при высоте насыпи более 4м – фундаменты из ж/б блоков или монолитного бетона.

Русло водотока перед входным и выходным отверстиями трубы надежно укрепляют против размыва. Наибольшему размыву могут подвергаться русло и откосы насыпи у входного оголовка. Укрепление делают мощением, монолитным или сборным ж/б.

В настоящее время применяют прямоугольные трубы отверстием от 1,5 до 4м и круглые ж/б трубы диам. От 0,5 до 2,0м. Толщина стенок круглых труб в зависимости от их диаметра и высоты насыпи составляет от 8 до 24см. Трубы делают сборными из отдельных звеньев длиной от 1м до 3,0м.

Отверстие труб следует назначать, как правило, не менее:

1,0 - при длине трубы до 20 м;

1,25 - при длине трубы 20 м и более.

Отверстия труб на автомобильных дорогах ниже II категории допускается принимать равными:

1,0 - при длине трубы до 30 м;

0,75 - при длине трубы до 15 м;

0,5 - на съездах при устройстве в пределах трубы быстротока (уклон 10 ‰ и более) и ограждений на входе.

Отверстия труб на внутрихозяйственных автомобильных дорогах при длине трубы 10 м и менее допускается принимать 0,5 м.

Высота насыпи от бровки до лотка трубы по оси дороги, принимаемается для труб Ø 0,75м от 1,35 до 4м; для труб Ø 1м от 1,6 до7м; для труб Ø 1,5м от 2,14 до 9м;

В – ширина земполотна; Н – высота насыпи; d- диаметр трубы; L- общая длина трубы; М – длина лотка; м- толщина портальной части оголовка; 1:1,5 – заложение откосов.

1.4.3. Армирование и стыковка звеньев.

Звенья труб имеют арматуру в виде двух спиралей, расположенных по внешней и внутренней их поверхностях. Каждый из рядов спиралей связан продольной распределительной арматурой. Перед установкой на место наружную поверхность звеньев обмазывают двумя слоями горячей битумной мастики. Стыки звеньев заполняют пропитанной битумом паклей и обклеивают снаружи двумя слоями битуминизированной ткани. Изнутри швы расшивают цементным раствором. Гидроизоляцию трубы выполняют в сухую погоду при положительной температуре. Если звенья трубы были покрыты гидроизоляцией при изготовлении, после монтажа стык звеньев перекрывают двумя полосами битантита на мастике.

Рис.30. Конструкция звеньев круглых железобетонных труб

1 - наружная спираль; 2 - внутренняя спираль; 3 - слои битумной мастики; 4 - битуминизированная ткань; 5 - пакля, пропитанная битумом; 6 - цементный раствор.

Вопросы для самоконтроля:

  1. Как подразделяются трубы по условиям протекания воды?
  2. Как различаются оголовки?
  3. Как подразделяются трубы по материалам?
  4. Армирование и стыковка звеньев.


Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.


Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.


Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

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

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.

Водопропускные трубы

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:

  • прямоугольные;
  • круглые;
  • овальные.

По количеству очков в сечениях:

  • одноочковые;
  • двухочковые;
  • многоочковые.

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:

  • безнапорные;
  • полунапорные;
  • напорные.

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.

Водопропускные трубы

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).

Водопропускные трубы

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.

Водопропускные трубы

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.

Водопропускные трубы

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.

Водопропускные трубы

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.

Водопропускные трубы

Для монтажа фундамента используют бетонные блоки или плиты

Рассмотрим основные этапы обустройства монолитного фундамента:

  1. В первую очередь необходимо изготовить или приобрести уже готовую опалубку.
  2. Далее подготавливается необходимый для заливки бетонный раствор.
  3. На третьем этапе подготовленный заранее бетонный раствор заливается в опалубку.
  4. 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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.

Водопропускные трубы

Восстановление функций канала может проводиться при помощи новой трубы, которая просто вставляется в старую

Рассмотрим основные варианты по ремонту водопропускных коммуникаций:

  • санация;
  • технология SPR;
  • релайнинг;

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:

  1. Внутри ремонтируемого канала навивают профиль. Профиль, как правило, изготавливается из поливинилхлорида (ПВХ) и армируется специальными вставками.
  2. 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.

Основы гидравлических расчётов водопропускных труб


Бесперебойное функционирование транспортной магистрали обеспечивается только при гарантированном пропуске расчетного расхода поверхностных вод под дорожной насыпью. В этой связи конструкция и размер водопропускной трубы назначаются на основании её гидравлического расчета, который является неотъемлемой составной частью каждого проекта водопропускного сооружения согласно действующим нормативным рекомендациям.
Расчет труб и пойменных насыпей на воздействие водного потока производится по гидрографам и графикам расчетных паводков. При этом вероятности превышения максимальных расходов расчетных паводков следует принимать с учетом категории дороги в соответствии с требованиями СНиП. Расчётные расходы для водопропускных труб на автомобильных дорогах назначаются:
- для автомобильных дорог I категории - 1 и 2%;
- для автомобильных дорог Il и III категорий - 2 и 3%;
- для автомобильных дорог IV и V категорий - 3 и 5%;
- для труб на подъездных путях промышленных и сельскохозяйственных предприятий, не допускающих перерыва движения, вероятность превышения расчетных расходов уровня воды следует принимать равной 1% (1:100).
При определении глубины размыва и размеров укреплений расчетные расходы (для учета возможных ошибок) увеличиваются на 30. 35%.
Любая дорожная водопропускная труба, как гладкая, так и гофрированная, может работать как минимум в трех основных гидравлических режимах: безнапорном, полунапорном и напорном (рис. 3.1). Движение водного потока в металлической гофрированной трубе (МГТ) при этих режимах показано на рис. 3.3.

Основы гидравлических расчётов водопропускных труб


При безнапорном режиме входной оголовок не затоплен и труба работает неполным сечением аналогично водосливу с широким порогом (рис. 3.1а и 3.2а, б). Если сжатая глубина hC и критическая hK на входном участке трубы не затоплены, то длина трубы не влияет на её пропускную способность, которая зависит только от условий движения потока на входном участке. В этом случае она является «короткой» в гидравлическом отношении. Пропускная способность «короткой» трубы в основном определяется конструкцией входного оголовка. Сказывается также несовершенство планового сжатия на входе и в небольшой степени влияние уклона.
Затопление hC и hK на входе за счет сопротивлений по длине трубы приводит к тому, что на пропускную способность трубы, помимо сопротивлений на входном участке, оказывают влияние и сопротивления по длине трубы. Трубы, работающие таким образом, называются «длинными» (рис. 3.2б).

Основы гидравлических расчётов водопропускных труб

Водопропускные трубы: виды, размеры, устройство

Для отвода небольших стоков воды и их пропуска под дорогой используются водопропускные трубы. Их использование более целесообразно, нежели сооружение моста.

Общее понятие

Для пропуска воды с верхней части автомобильных дорог на нижнюю используются водопропускные сооружения. К ним относятся водопропускные трубы, мосты, водоотводы. Последние используются для пропуска под дорожным полотном различных каналов.

Водопропускные трубы используются в тех случаях, когда необходимо пропустить под дорогой небольшие водоотводы (ручьи, слив воды после дождя или таяния снега и так далее). Пропуск воды посредством труб может осуществляться постоянно или периодически. Через такие сооружения иногда организуют проход скота или проезд транспорта.

водопропускные трубы

Устройство водопропускных труб не требует сужения проезжей части и изменения типа покрытия дороги. Над конструкцией устраивается засыпка. Толщина слоя насыпанного грунта снижает давление на сооружение от автомобилей и смягчает их влияние.

Использование труб для пропуска воды имеет свои преимущества:

    проходит без повреждения земляного полотна.
    обходится дешевле, чем строительство моста.
  • При толщине слоя засыпки более 2 м влияние на сооружение временных нагрузок от проезжающего транспорта сводится к минимуму.

Размеры труб

Диаметр водопропускной трубы зависит от ее длины:

  • Если длина трубы не превышает 2-3 м и высота насыпи менее 7,5 м, то отверстие трубы выбирают равное 100-150 см.
  • Для насыпи до 1,5 м диаметр должен составлять 75 см.
  • Трубы в пределах съездов имеют 50 см в диаметре.

диаметр водопропускной трубы

Под дорогами 2-4 категорий допускается использовать водопропускные трубы с диаметром 100 см и длиной до 30 м. Если диаметр равен 75 см, то длина трубы не должна быть более 15 м.

Классификация

Водопропускные трубы классифицируются по нескольким параметрам.

В зависимости от материала, из которого они изготовлены:

  • Бетонные.
  • Полимерные (из полимербетона, поливинилхлорида и полиэтилена).
  • Железобетонные.
  • Каменные.
  • Металлические.
  • Стеклопластиковые.

Выделяют несколько разновидностей труб в зависимости от формы поперечного сечения:

  • Круглые.
  • Арочные.
  • Эллиптические.
  • Прямоугольные.
  • Трапецеидальные.
  • Овоидальные.
  • Треугольные.

устройство водопропускных труб

По принципу работы сечения:

В поперечном сечении труб может быть одно, два или несколько очков.

Основные элементы трубы и их установка

Водопропускные трубы состоят из нескольких элементов:

строительство водопропускных труб

Благодаря наличию оголовков в трубе не образуются водовороты, завихрения, вода вытекает медленнее. Их наличие не дает вытекающей воде размывать насыпь и подмывать фундамент.

Различаются несколько видов оголовков:

  • Портальные, которые сооружаются в виде перпендикулярной трубе подпорной стены. Это самая простая конструкция, но она имеет свои недостатки. Она не обеспечивают плавность протекания воды. Поэтому ее применение рекомендуется в случаях с небольшим количеством воды, протекающей на незначительной скорости. Портальные оголовки используются для труб с диаметром 50-75 см.
  • Раструбные. Кроме стенки, они имеют два открылка, образующих раструб. Окрылки располагаются под углом 30 градусов к трубе. Благодаря этому поток воды постепенно сужается.
  • Воротниковые, у которых крайний элемент срезается под тем же углом, что и насыпь. По контуру устанавливается защитный воротник.
  • Обтекаемые в сечении постепенно сужаются, что создает хорошие условия для протекания воды.

Давление на грунт распределяется равномерно за счет фундамента, на который укладывается труба. Это также препятствует сдвигу отдельных элементов сооружения.

Существуют следующие виды фундамента:

  • Без фундамента (естественное основание).
  • Грунтовая подушка, созданная искусственно.
  • Из монолитного бетона.
  • Из отдельных железобетонных элементов.

Выбор типа фундамента зависит от диаметра трубы, высоты насыпи и геологических условий.

Водопропускная труба располагается строго перпендикулярно оси дороги. Это дает минимальную длину трубы. В отдельных случаях рекомендуется устанавливать сооружение в том направлении, в котором протекает поток. Это снижает вероятность возникновения водоворотов. В таких случаях допускается строительство водопропускных труб в других направлениях.

Читайте также: