5. Водосборные, водоотводные и дренажные устройства

Чтобы предотвратить переувлажнение грунтов земляного полотна по­верхностными водами, предохранить их от вредного воздействия грунтовых вод и защитить от размывного действия текущей воды, проектируют специ­альные сооружения и устройства. Предупреждают переувлажнение земляно­го полотна, не допуская застоя поверхностных и производственных вод. Для этого его поверхность выравнивают и устраивают поперечные и продольные водоотводы: канавы, лотки, ливневую (дождевую) канализацию на станциях и др. Продольные уклоны этих водоотводных сооружений должны быть не менее 3 %₀, но в трудных условиях (поймы рек, болота) допускаются 2 %₀ и в исключительных случаях— 1 %₀.

Водоотводные канавы, как правило, имеют трапецеидальное сечение, которое наиболее удобно для устройства, ремонта и содержания. Ширину дна и глубину канав принимают не менее 0,6 м (высота наполнения их водой должна быть не более 0,4 м). В плане канавы располагают прямолинейно, а необходимые закругления устраивают радиусом 10—20 м. Примыкают одну канаву к другой под углом не более 45°, чтобы избежать значительной потери скорости потока. У выхода дно канавы уширяют и укрепляют от размыва. При крутом уклоне местности, чтобы не делать дорогостоящего укрепления, канавы проектируют с пологими уклонами и отдельные участки сопрягают перепадами (рис. 38) и быстротоками (рис. 39). Перепад представляет собой устройство с одним или несколькими уступами, позволяющими на относи­тельно коротком расстоянии значительно понизить уровень текущей воды.

Та же цель может быть достигнута устройством быстротока, т. е. короткого канала с большим продольным уклоном (/ = 0,1-4-0,8). В перепадах и быстро­токах течение воды достигает больших скоростей, поэтому в конце их соору­жают водобойные колодцы и уступы.

Назначение лотков то же, что и водоотводных канав. Они могут воспри­нимать боковое давление грунта, поэтому территория и объем земляных работ для их устройства меньше, чем для канав. В последнее время лотки сооружают из железобетона (рис. 40) и бетона. Форма их может быть раз­личной: трапецеидальной, прямоугольной, полукруглой и треугольной. Для перехвата и отвода грунтовых вод или понижения их уровня устраивают

углубленные открытые канавы и лотки, дренажи, дренажные галереи и штольни. Канавы и лотки отводят поверхностные и грунтовые воды, зале­гающие на небольшой глубине. Канавы глубиной более 1,5 м и лотки глубиной более 2 м обычно не делают, так как с увеличением глубины значительно возрастают строительная стоимость и расходы на ремонт и содержание. Подземные водоотводы для осушения грунтов, понижения уровня грун­товых вод и отвода их от земляного полотна называются дренажами. Устраи­вают их в водонасыщенных грунтах, подвергающихся неравномерному вспу­чиванию при замерзании. Наибольшее распространение получили подкюветные дренажи, предназначенные для по­нижения уровня грунтовых вод под ос­новной площадкой земляного полотна. Ось подкюветного дренажа располага­ет на расстоянии 3700 мм от оси пути. В зависимости от того, врезается дно дренажа в водоупорный слой или не доходит до него, различают совершенные - несовершенные дренажи. Если водоупорный слой залегает на глубине до 4 м от бровки земляного полотна, то обычно устраивают совершенные дренажи (рис. 41, а), если глубже,— несовершенные (рис. 41, б). Ширина траншеи при ручной разработке 0,8—1,0 м при глубине до 2 м и 1 —1,5 м при глубине более 2 м. Траншее придают продольный уклон не менее 3%₀, а на дне укла­дывают дрену. При небольшом

поступлении воды дрену устраивают в виде слоя щебня или гравия, чаще же она представляет собой гончарную трубу внутренним диаметром 12,5—17,5 см

с отверстиями для поступления воды. Устройство таких дренажей очень сложно и требует больших затрат труда.

Всесоюзным научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ) разработана специальная машина для сооружения продольных дренажей и применительно к ней создана простая конструкция дренажа шириной 52 см, которая находит все более широкое применение (рис. 42). В траншею, прорытую машиной, на дно или на слой гравийной или щебеночной подсыпки укладывают трубофильтры и засыпают их на всю глубину траншеи фильтрующим материалом. Трубофильтры (рис. 43) изготовляют из керамзитового гравия с цементным раствором длиной от 0,5 до 1 м, внутренним диаметром от 50 до 500 мм. Соединяют их между собой с помощью гибких пластических муфт. Трубопровод укладывают в траншею механизированным способом. Сооружение и эксплуатация такого дренажа обходится значительно дешевле.

Для понижения уровня грунтовых вод, залегающих на глубине 6—10 м, страивают дренажные галереи (рис. 44) из железобетонных элементов, размеры которых позволяют работать в галерее человеку. Вода в галерею вступает через отверстия в стенах. Для наблюдения за работой и про­чистки труб через каждые 70—100 м в трубчатом дренаже и 100—150 м в га­лерее, а также в местах изменения профиля и плана дренажей устраивают смотровые колодцы (рис. 45).