4.2 Выбор типа укрепления русла.

Типовой проект рекомендует устраивать укрепление отводящих русел у труб монолитным бетоном, сборными плитами , каменной наброской.

Выбор типа укрепления русла на выходе производят по скорости течения воды на выходе из трубы, увеличенной в 1,2 раза и допускаемой скорости течения воды для принятого типа укрепления, зависящей от глубины потока на выходе (табл.4.5).

Для выбора типа укрепления русла на выходе предварительно определяется глубина потока воды на выходе (в зоне растекания):

h_вых = К d (П_Q)ⁿ

где К и n- эмпирические коэффициенты , (К=0,75; n= 0,5);

d - отверстие одноочковой трубы;

П_{Q -}безразмерный параметр расхода.

П_Q= Q / ( 3,13 d^2.5),

Q_с– сбросной расход на одно очко.

П_Q=1,4/(3,13_*1,0^2.5)=0,544

h_вых=0,75*1,0*0,44^0,5=0,50м

Для этой глубины потока и скорости движения воды на выходе из трубы

Vвых=1,2*3,3=3,96 м/с по табл.4.5 определяется тип укрепления.

В качестве возможного укрепления принимаем монолитный бетон класса В20 толщиной 8см на слое щебня h=10см.

В качестве возможного укрепления рассмотрим каменную наброску слоем 30 см из камня толщиной 20-25 см (табл.4.5). Допускаемая скорость при глубине потока 0,4 м равна 3,5 м/с, а при глубине 1,0 м –4,5 м/с. При глубине потока 0,5 м допускаемую скорость для каменной наброски получим интерполяцией.

V_доп= 3,5+ (4,5-3,5)/(1,0-0,4)*(0,5-0,4)=3,66 м/с

Следовательно, укрепление русла на выходе каменной наброской слоем 30 см из камня толщиной 20- 25 см не выдерживает движение воды со скоростью 3,96 м/с. Поэтому в качестве укрепления принимаем монолитный бетон класса В20 толщиной 10см на слое щебня h=10см.

4.3 Укрепление русла на входе

Укрепление русла на входе возможно монолитным бетоном толщиной 8 см, сборными плитами , неткаными синтетическими материалами с семенами трав. В случае применения нетканых синтетических материалов укладывается растительный грунт толщиной 3 см сверху и 10 см снизу этого материала.

Укрепление русла на входе имеет прямоугольную форму . Длина укрепления , считая от лотка трубы , для круглых труб с нормальным входным звеном равна 2 м в случае отверстий 1,0 и 1,2 м и 2,5 м - в случае отверстий 1,4 и 1,6 м. Ширина укрепления на входе равна:

N₃= в_р + 4,1.

где в_р – ширина лотка

N₃=2,36+4,1=6,46м

Принимаем укрепление русла на монолитном бетоне 8см на слое щебня 10см.

4.4 Укрепление откосов земляного полотна у трубы

Откосы могут укрепляться:

1. неткаными синтетическим материалом, укладываемым на слой плодородного грунта толщиною 10 см и засыпаемого сверху слоем этого грунта толщиною 3 см;

2. сборными плитами на цементном растворе h=2 см и слое щебня h= 10 см;

3. монолитным бетоном В 20 толщиною 8 см на слое щебня h=10 см.

Укрепление откосов насыпей на входе трубы выполняют выше уровня воды перед трубой на 0,25 м и выше портальной стенки также на 0,25 м.

Высота укрепления откоса

h_у = Н+0,25,

h_у = h+ 0,25,

где Н – глубина воды перед трубой , определенная по табл. 3.1;

h – высота портальной стенки

h_у =1,35+0,25=1,6м

h_у=1,5+0,25=1,75м

В расчет принимают большее значение высоты h_у=1,75м

Длина укрепления откоса t_o равна:

t_o= h * ( 1+ m)^1/2 + (h_у – h) * ( 1+ m₁ )^1/2

где m – заложение откоса насыпи в пределах оголовка (m=1,5);

m₁–заложение откоса выше оголовка, определенное по (3.10);

h- высота портальной стенки.

t_o= 1,50*(1+1,5)^1/2+(1,75–1,50)*(1+2,12)^1/2=2,81м

Ширина укрепления откоса у подошвы насыпи на входе равна величине N₃, на выходе равна величине N₁.

Ширина укрепления верха откосов :

на выходе N₂ = N₁ – 2*t₀ * tq ;

на входе N₄ = N₃ – 2*t₀ * tq ,

где  - угол , образуемый откосным крылом и лотком (=20)

N₂=4,96–2*2,81*tq20=2,91м

N₄=6,46–2*2,81*tq20=4,41м

В качестве укрепления принимаем монолитный бетон класса В20 толщиной 8 см на слое щебня h=10cм.