Раздел 2

Т рубы в сложных условиях

8. Трубы на косогорах

8.1. Элементы косогорных труб

К косогорным условно относят водопропускные трубы, устраиваемые на местности с уклоном более 20 %о. С точки зрения гидравлической работы такие трубы характеризуются тем, что поток воды выше сооружения приобретает бурное течение. Его поведение определяется преобладанием кинетической энергии, что во многом предопределяет специфические особенности конструкции косогорных водопропускных труб.

Обычно косогорная водопропускная труба имеет следующие конструктивные элементы (рис. 64): быстроток с входным участком, переходное устройство от быстротока к трубе, среднюю часть или тело трубы, гаситель энергии потока на выходе из трубы и отводящее русло с укреплением.

Тело косогорных труб конструктивно мало отличается от тела обычных.

Быстроток может располагаться как с верховой, так и с низовой стороны дороги. При необходимости сброса воды с большой высоты:

Рис. 64. Схема водопропускной трубы на косогоре:

1 — входной участок; 2 — быстроток; 3 — переходное устройство (приемник); 4 — тело трубы; 5 — гаситель; 6 — отводное русло

119

устраивают шахтные колодцы. Консольные сбросы (трамплины) применяют или как самостоятельные гасительные сооружения, или как устройства для сопряжения с отводящим руслом на крутых косогорах.

По форме поперечного сечения косогорные трубы сооружают прямоугольными или круглыми (другие формы сечения в настоящее время не находят применения). В зависимости от материала звеньев различают трубы железобетонные (сборные) и бетонные (монолитные). Каменные трубы в настоящее время не строят.

Если местные условия не позволяют применить типовую конструкцию, то в нее вносят необходимые изменения и в редких случаях прибегают к индивидуальному проектированию.

8.2. Быстротоки и их конструкции

По конструктивным разновидностям быстротоки разделяют на железобетонные и бетонные лотки, а также укрепительные русла. Разработаны типовые железобетонные и бетонные лотки прямоугольного поперечного сечения шириной от 1,0 до 3,0 м. При одной и той же ширине лотки могут иметь разную высоту стенки: от 0,6 до 1,5 м. Такой набор лотков позволяет конструировать быстротоки при уклонах до 40%о.

Сборные быстротоки монтируют из отдельных железобетонных лотков-блоков длиной 100 — 200 см (рис. 65). Входной оголовок для обеспечения плавного входа потока выполняют раструбного типа из двух Г-образных блоков. Блоки оголовка устанавливают на фундамент из монолитного бетона, который служит одновременно противофильтрационным экраном.

Рис. 65. Быстроток из сборных железобетонных элементов:

1 — бетонное укрепление; 2 — экран; 3 — оголовок; 4 — лотки; 5 — железобетонные плиты; 6 — отводная канава

120

Сами лотки устанавливают по краям на железобетонные плиты шириной 50 см и толщиной 15 см.

Сборные лотки изготавливают из бетона класса В30 с морозостойкостью F200 или F300 в зависимости от климатических условий. В качестве рабочей арматуры применяется сталь периодического профиля класса А- II, а распределительная арматура гладкая класса A-I.

Быстроток из монолитного бетона состоит из массивных стенок, бетонируемых совместно с фундаментом, и лотка, отделяемых друг от друга сквозными швами шириной 2 см, которые заделывают цементным раствором. Толщину донной плиты принимают равной 40 см.

В зависимости от местных условий длина секций назначается в пределах 4 — 6 м. Для предотвращения вымывания грунта из-под донных плит лотков по концам секций быстротоков из монолитного бетона устраивают поперечные стенки (экраны). На входе в быстроток устанавливают оголовок раструбного типа на общем фундаменте, который одновременно служит и экраном от возможной фильтрации воды.

Сборные железобетонные лотки, а также донные плиты лотков из монолитного бетона (при наличии в основании скальных, гравелистых и крупнопесчаных грунтов) закладывают непосредственно на естественном грунте.

При глинистых грунтах в основании лоток заменяют подушкой из песка, гравия или щебня. В сухих грунтах толщина подушки должна быть не менее 40 см, а во влажных низ подушки закладывают на глубину, равную 3/4 глубины промерзания.

Внешние поверхности лотков покрывают обмазочной изоляцией, состоящей из двух слоев горячей или холодной битумной мастики по битумной грунтовке. Швы между секциями быстротока конопатят с обеих сторон паклей, пропитанной битумом. С внешней стороны швы покрывают оклеечной изоляцией шириной 25 см, поверх которой наносят горячую битумную мастику. С внутренней стороны шов заделывают цементным раствором на глубину 3 см. Боковые стенки быстротоков заглубляют в грунт на полную высоту и устраивают за ними отсыпку местным грунтом шириной поверху не менее 2 м с тщательным послойным уплотнением (трамбованием).

Укрепление русла на входе в быстроток, а также подходных участков водоотводных канав может быть осуществлено сборными бетонными плитами или монолитным бетоном. Конусы у оголовков укрепляют монолитным бетоном. Для трапецеидальных русел быстротоков применяют укрепления трех видов: бетонные плиты, монолитный бетон и одиночное мощение на щебне.

121

В качестве эффективного средства гашения энергии потока используют специальные лотки, обладающие повышенной шероховатостью, которые устанавливают на тех участках, где скорость воды в лотках превосходит максимальную допустимую для данного материала. Такие лотки рекомендуется применять в том случае, если поток не несет крупных песчаных наносов.

Наиболее простые типы искусственной шероховатости — это прямые поперечные ребра из брусков, имеющих по середине прорезь шириной 10 см для предотвращения застоя воды, шашки кубической формы, расположенные по дну в шахматном порядке, и зубья (уступы) по течению потока.