1.1. Виды водоотводных устройств

На железных дорогах водоотводные устройства проектируются в пределах перегонов и раздельных пунктов.

В качестве водоотводных устройств применяются: канавы, резервы, лотки, быстротоки и перепады. В редких случаях применяют шахтные колодцы, дюкеры и сбросы.

У насыпей проектируют продольные водоотводные канавы или резервы. Резервы применяют на участках, где насыпь полностью или частично отсыпается грунтом из резерва. Резервы не применяются в пределах раздельных пунктов с путевым развитием, населенных пунктов, а также на поймах рек.

У выемок и полувыемок с нагорной стороны устраивают нагорные и забанкетные канавы. В выемках и полувыемках для сбора воды с откосов и верхнего строения пути служат кюветы, лотки и кювет-траншеи (в скальных выемках).

Продольные водоотводные канавы назначаются с нагорной стороны у насыпей при отсутствии резервов и поперечном уклоне 0,04 и более. При уклоне, который меньше указанного, и при переменной стороности поперечного уклона, а также при высоте насыпей менее 2 м и на болотах водоотводные канавы проектируют с обеих сторон насыпи.

Нагорные канавы у выемок устраиваются при поперечном уклоне местности, причем круче 0,04 – только с верховой стороны, а если  уклон меньше, то с двух сторон.

Размеры канав по глубине и ширине дна определяются расчетом и должны быть не менее 0,6 м. На болотах эти размеры должны быть не менее 0,8 м. Заложение откосов канав принимается не круче 1:1,5 (рис. 1).

 

 

Рис. 1. Поперечный разрез канавы

Продольный уклон канав должен быть не менее 0,003. На болотах, речных поймах и в других местностях малого естественного уклона местности продольный уклон водоотводных канав допускается уменьшать до 0,002, а в исключительных случаях – до 0,001.

Наибольший продольный уклон канав устанавливается расчетом в зависимости от вида грунта, типа укрепления откосов и дна канавы, допускаемой скорости течения по размыву при пропуске расчетного расхода воды. Если установленный расчетом максимальный уклон дна канавы по размыву грунта меньше естественного уклона местности, то необходимо проектировать на таком участке быстроток или перепад.

Забанкетные канавы устраивают для сбора дождевых вод, выпадающих на банкет и кавальер, и отвода их вдоль выемки (рис. 2).

 

Рис. 2. Схема устройства забанкетной канавы: 1 – поверхность косогора; 2 – откос выемки; 3 – банкет; 4 – забанкетная канава; 5 – кавальер

Рис. 3. Поперечный разрез  прямоугольного безраспорного железобетонного лотка

Кюветы в выемках, как правило, проектируются трапецеидальной формы с шириной по дну не менее 0,4 м, глубиной 0,6 м. Крутизна откосов принимается 1:1,5. Лотки вместо кюветов устраивают в случаях: – наличия слабых и водонасыщенных грунтов, в которых не обеспечивается устойчивость откосов кювета; – когда устройство кюветов нормальных размеров приводит к значительному увеличению объема земляных работ по устройству выемки. Особенно это важно учитывать при устройстве выемки в скальных грунтах. Лотки могут иметь трапецеидальную, прямоугольную и полукруглую форму. На рис. 3 показан прямоугольный безраспорный железобетонный лоток. Такие лотки имеют глубину до 1,0 м. Если требуется заложение лотка на бóльшую глубину, то применяют железобетонные лотки рамной конструкции (рис. 4). Глубина таких лотков может быть 1,5 и 2,0 м. Прочность лотка при воздействии бокового давления грунта обеспечивается железобетонными рамами с распорками. При устройстве водоотводных канав на местности с крутым уклоном при скорости течения воды в канаве до 3,0 м/с применяют укрепление канавы железобетонными лотками – полутрубами (рис. 5).

Рис. 4. Поперечный разрез железобетонного лотка рамной конструкции: 1 – стенка траншеи; 2 – выравнивающий слой щебня; 3 – железобетонная рама; 4 – железобетонные плиты; 5 – засыпка пазух дренирующим грунтом; 6 – дно лотка из тощего бетона

Быстротоки и перепады применяют на коротких участках водоотводных устройств, где их продольный уклон превышает 0,1. Для гашения энергии воды, движущейся с большой скоростью, в нижней части быстротока устраивают водобойные колодцы, уступы или стенки (рис. 6). Дну быстротока придают искусственную шероховатость в виде надолб, шашек, поперечных ребер и т. д., это способствует гашению энергии потока воды. У перепадов при сбросе воды из верхнего бьефа в нижний также устраивают гасители энергии воды. Перепады могут быть одноступенчатыми и многоступенчатыми, каждая ступень имеет гаситель энергии воды (рис. 7).

 

Рис. 5. Железобетонный лоток полутрубный: 1 – железобетонный лоток; 2 – песок; 3 – местный уплотненный грунт

 

Рис. 6. Схема быстротока: 1 – канава в верхнем и нижнем бьефах; 2 – шпора; 3 – водобойная стенка; 4 – гаситель энергии воды

Быстротоки и перепады монтируются из сборных железобетонных конструкций обычно прямоугольного вида. Все стыки между отдельными элементами изолируются, чтобы струи воды не проникали под конструкцию и не вымывали грунт, этой же цели служат шпоры.

 

Рис. 7. Схема трехступенчатого перепада: 1 – канава; 2 – шпора; 3 – водобойные стенки; 4 – гасители энергии воды