11. Проектирование малых водопропускных сооружений

11.1. Общие положения

Малые водоотводные системы устраивают в местах пересечения автомобильной дороги с ручьями, оврагами или балками, по которым стекает вода от дождей или таяния снега. Количество водопропускных сооружений зависит от климатических условий и рельефа, а стоимость их составляет 8-15% общей стоимости автомобильной дороги с усовершенствованным покрытием. Поэтому правильный выбор типа и рациональное проектирование водопропускных сооружений, позволяющие индустриализировать их устройство, имеют большое значение для снижения стоимости строительства автомобильной дороги.

Количество искусственных сооружений на 1 км дороги зависит главным образом от рельефа местности (табл. 11.1).

Таблица 11.1. Среднее количество искусственных сооружений на 1 км дороги

Район строительства дороги	Среднее количество сооружений на 1 км	Район строительства дороги	Среднее количество сооружений на 1 км
Пустыни и полупустыни	0,3	Сильно пересеченный рельеф	1,0-1,5
Болотистые районы	1,0	Горные районы	1,5-2,0
Равнины	0,5-1,0	Районы искусственного орошения	3,0
Среднехолмистый рельеф	0,7-1,2

К основным видам водопропускных сооружений относят малые мосты и трубы. Меньшее распространение имеют другие типы сооружений, пропускающих воду переливом через земляное полотно – лотки. Лотки, укрепляемые мощением, допускается применять на дорогах низших категорий (IV и V) при пересечении периодически действующих водотоков, с глубиной перелива не более 0,15-0,20 м.

Применявшиеся некоторое время фильтрующие водопропускные сооружения в виде наброски крупных камней, через которую просачивается вода, не оправдали себя в эксплуатации и могут использоваться только как временные и на второстепенных дорогах, в местах, где стекающая вода не содержит наносов, заиливающих промежутки между камнями.

Большую часть водопропускных сооружений (более 95%) строящихся на автомобильных дорогах, составляют трубы. Их преимущества:

1. не меняют условий движения автомобилей, поскольку их можно располагать при любых сочетаниях плана и профиля дорог;

2. не стесняют проезжую часть и обочины;

3. не требуют изменения типа дорожного покрытия;

4. могут строиться в полносборном варианте из железобетонных и бетонных элементов небольшой массы, что позволяет пользоваться кранами малой грузоподъемности.

Устройство мостов предъявляет более высокие требования к продольному профилю дорог. Их недостатки:

1. расположение мостов на вертикальных и горизонтальных кривых или на больших продольных уклонах вызывает усложнение их конструкции;

2. на мостах иногда приходится применять иной тип покрытия, чем на подходах;

3. значительная высота насыпи, например, при пересечении глубоких оврагов вынуждает строить даже при малых расходах воды мосты с большой длиной поверху, что приводит к значительному удорожанию сооружения; вызывает затруднения и косое пересечение водотоков мостами.

Все указанные обстоятельства позволяют рассматривать трубы как основной тип малых водопропускных сооружений на постоянных и периодически действующих водотоках. Мосты применяют только в тех случаях, когда трубы не могут обеспечить пропуск всей воды, притекающей к дороге.

В современном дорожном строительстве наибольшее распространение находят железобетонные мосты и трубы стандартных типов из сборных элементов, заранее изготовленных на централизованных базах. Основным типом железобетонных труб являются так называемые унифицированные трубы (круглые и прямоугольные), применяемые как для автомобильных, так и для железных дорог.

Для увеличения пропускной способности сооружения без повышения высоты насыпи устраивают многоочковые трубы из уложенных рядом нескольких труб. Наблюдения показали, что в этих случаях расход равномерно распределяется между трубами. Однако трубы с числом очков более четырех неэкономичны. В этих случаях следует переходить к мостам.

При пропуске расчетных паводков трубы должны работать, как правило, в безнапорном режиме, когда на всем протяжении сооружения поток соприкасается по свободной поверхности с воздухом. Как исключение на автомобильных, а иногда и на городских дорогах допускается полунапорный или напорный режим (с затопленным входом в сооружение) при условии принятия конструктивных мер, обеспечивающих устойчивость труб и земляного полотна против фильтрации воды.

При безнапорном режиме протекания воды возвышение высшей точки внутренней поверхности трубы над уровнем воды должно обеспечивать пропуск плывущих случайных предметов и составлять в круглых и сводчатых трубах высотой до 3 м не менее 1/4 высоты трубы в свету, а высотой более 3 м – не менее 0,75 м; в прямоугольных трубах высотой до 3 м – не менее 1/6 высоты трубы в свету, а высотой более 3 м – не менее 0,5 м.

На автомобильных и городских дорогах используют трубы отверстием не менее 0,75 м (в кюветах на съездах с дороги – не менее 0,5 м). В целях удобства эксплуатации рекомендуется применять при длине менее 20 м трубы отверстием не менее 1,0 м, а при большей длине – отверстием не менее 1,25 м. Трубы нельзя укладывать на постоянных водотоках, где возможны наледи и ледоход.