65,66 Устройство водоотвода и дренажей

Для обеспечения долговременной службы автомобильной дороги без предварительных деформаций и разрушений сооружений в первую очередь предъявляются повышенные требования к возведению земляного полотна. Правильное и своевременное предохранение дорожных сооружений от разрушающих воздействий воды - одна из главных задач при строительстве дороги. Атмосферные осадки (дождь, тающий снег) при гладком и водонепроницаемом покрытии стекают с него на обочины, затем по откосам - в боковые канавы. При интенсивных осадках вода размывает обочины и откосы, переполняет и размывает канавы, проникает в земляное полотно. В связи с этим, для сохранения земляного полотна, устраивают следующие водоотводящие сооружения, предусмотренные проектом и подлежащие сдаче при приемке дороги в эксплуатацию: водоотводные канавы и лотки, обеспечивающие поверхностный водоотвод, глубокие дренажи для понижения уровня грунтовых вод, дренажи для перехвата грунтовых вод, а также дренирующие, теплоизолирующие и прочие слои. Вода приводит к разрушению земляного полотна. Поэтому основной задачей становится устройство системы поверхностного водоотвода в виде ряда сооружений, принимающих притекающую к дороге воду и отводящих ее в ближайшие водоемы. В состав системы поверхностного водоотвода входят боковые, преимущественно грунтовые, канавы в выемках и вдоль насыпей высотой до 1,5 м, боковые выработанные резервы, нагорные канавы у выемок, канавы для осушения болот, канавы, отводящие воду от дороги в водоемы и другие. Ряд водоотводных сооружений устраивают до возведения земляного полотна. Возведение насыпи начинают с разработки резервов и канав, до начала разработки выемок прорывают нагорные канавы, производят осушение склонов и болот. Канавы устраивают с откосами 1:1,5 - 1:3. Уклон канав не менее 5 о/оо. Глубина боковых лотков и канав 0,5 - 1 м. Технология работ по устройству канав состоит из следующих операций. На месте обозначают оси канав вехами, затем проводят автогрейдерами крайние борозды и поперечными зарезаниями бульдозерами перемещают грунт в насыпь или распределяют по прилегающей местности. Планировку откосов и точное придание им формы производят автогрейдерами с откосниками. При отсыпке насыпей из боковых резервов последним придают поперечный уклон в сторону от насыпи. При широких резервах в дальней отнасыпи стороне прорезают канавы для отвода вод из резервов. В местах перехода выемок в насыпи и при приближении к водоемам боковые канавы отводят в стороны. Для предохранения откосов насыпей от размывания, на них устраивают водосточные сборные бетонные лотки. При больших уклонах и в легкоразмываемых грунтах канавы укрепляют. Откосы и дно канав облицовывают бетонными плитами. Плиты укладывают на грунт или на слой 10-12 см гравия размером 5-20 мм. При возможности швы плит заливают битумной мастикой или цементным раствором. В местах вогнутых кривых в продольном профиле для предохранения обочин и откосов земляного полотна от размыва быстропротекающей воды предусматривают строительство лотков. Лотки служат для сбора воды и отвода ее в водоприемные колодцы под обочинами с решетками и выпускными трубами или по лоткам на откосах до подошвы насыпей. Расстояния между водосборными трубами и лотками устанавливают расчетом, а месторасположение и конструкцию лотков принимают в зависимости от вида укрепления обочин и других применяемых на дороге водоотводных сооружений. Нагорные канавы роют бульдозерами и грунт перемещают в сторону выемки, укладывая ее в виде вала-банкета. На крутых склонах из щебенистых и скальных грунтов вдоль оси нагорных канав грунты разрыхляют с применением взрывчатых веществ. После разрыхления его сдвигают бульдозером для образования канавы и банкета.

На отдельных участках дороги, проходящей в выемках, при глубине их ниже водоносного горизонта приходится прорезать водоносный слой. Если не принимать предохранительных мер, то вода из водоносного слоя будет стекать по откосу в выемку, что приведет к сползанию откоса и переувлажнению земляного полотна и дорожной одежды. В целях перехвата грунтовой воды устраивают перехватывающий дренаж. Строительство дренажа осуществляется до сооружения выемки. В зависимости от залегания водоносного слоя дренаж располагают в откосе так, чтобы не вызвать обрушения откоса. Конструкция дренажа представляет собой дренажную трубу, уложенную на грунтощебеночную и гравийную подушку. Трубы применяют керамические, асбоцементные, плстмассовые, бетонные и другие, аналогичного типа. Вутренний диаметр труб - 50-300 мм. Для поступления воды в трубы в них делают отверстия или ограничиваются стыками между звеньев труб. На всех переломах дренажа в плане и продольном профиле и на прямых участках через 60-80 м ставят смотровые колодцы.

Технология устройства дренажа для перехвата грунтовых вод состоит из следующих операций: снятие дерна на полосе будущего дренажа, отрывка траншеи, начиная от выпуска воды из дренажа во избежание затопления траншеи на глубину до водоносного горизонта с применением траншей ного экскаватора, укладка подушки, устройство водонепроницаемого экрана, укладка труб, засыпка фильтрующим песком, засыпка грунтом с уплотнением, укладка дерна, строительство смотровых колодцев.

При расположении уровня грунтовых вод под земляным полотном и возможном переувлажнении слагающих его грунтов возникает необходимость строительства глубоких дренажей для понижения уровня грунтовых вод в пределах земляного полотна. Во избежание необходимости для ремонта или осмотра дренажа вскрытия земляного полотна и дорожной одежды линии дренажа рсаполагают вне дорожного полотна под боковыми водоотводными канавами. Необходимость устройства глубокого дренажа должна быть обоснована всесторонними изысканиями, исследованиями и технико-экономическими расчетами. Основная цель прокладки глубокого дренажа - снизить уровень грунтовых вод под земляным полотном на такую величину, чтобы от пониженного уровня грунтовых вод капиллярная вода не достигала дорожной одежды. Высота капиллярного поднятия различна для разных грунтов. Строительство дренажа в глинистых грунтах бесполезно. Для большего понижения уровня грунтовых вод необходимо более глубокое золожение дренажа и, как следствие, тем сложнеебудут работы и выше их стоимость.

Основные особенности строительства - расположение дрен под боковыми канавами. При таком расположении строительство дренажа возможно как до строительства насыпи, так и после ее возведения. Дренажные трубы укладываются на глубине 2,5-3 м, что и является главной трудностью данных работ. В остальном работы не отличаются от работ по строительству перехватывающего дренажа. При наличии возведенного земляного полотна дренаж под боковыми канавами приходится строить в стесненных условиях. Траншеи роют с вертикальными стенками траншейным экскаватором или экскаватором с обратной лопатой. Грунт отвозят в отвалы, а затем, с помощью того же экскаватора устанавливают инвентарные ограждения траншей. При строительстве, когда возможно затопление траншеи, прибегают к специальному водоотливу или к замораживанию грунта вдоль траншеи. Широко применяют при строительных работах временное понижение уровня грунтовых вод с помощью передвижных аодопонижающих установок, отсасывающих воду иглофильтрами. Сначала с помощью системы иглофильтров понижают уровень грунтовых вод, а потом роют траншею. В дальнейшем все работы проводят, как и без применения водопонижающих установок. После окончания работ по укладке дренажа и засыпке траншеи иглофильтры извлекают краном.

ВОДООТВОДНЫЕ УСТРОЙСТВА

66. Для предохранения земляного полотна от переувлажнения поверхностными водами и размыва, а также для обеспечения производства работ по сооружению земляного полотна следует предусматривать системы поверхностного водоотвода (планировку территории, устройство канав, лотков, быстротоков, испарительных бассейнов, поглощающих колодцев и т.д.). Дно канав должно иметь продольный уклон не менее 5‰ и в исключительных случаях - не менее 3‰.Вероятность превышения расчетных паводков при проектировании водоотводных канав и кюветов следует принимать для дорог I и II категорий 2‰, HI категории - 3‰, IV и V категорий - 4%, а при проектировании водоотводных сооружений с поверхности мостов и дорог следует принимать для дорог I и II категорий - 1‰, III категории - 2‰, IV и V категорий - 3‰.Наибольший продольный уклон водоотводных устройств следует определять в зависимости от вида грунта, типа укрепления откосов и дна канавы с учетом допускаемой по размыву скорости течения. При невозможности обеспечения допустимых уклонов следует предусматривать быстротоки, перепады и водобойные колодцы.На местности с поперечным уклоном менее 20‰ при высоте насыпи менее 1,5 м, на участках с переменной сторонностью поперечного уклона, а также на болотах водоотводные канавы следует проектировать с двух сторон земляного полотна.Испарительные бассейны разрешается предусматривать в IV и V дорожно-климатических зонах. В качестве испарительных бассейнов допускается использовать местные понижения, выработанные карьеры и резервы глубиной не более 0,4 м. На участках, где под испарительный бассейн используется резерв, следует предусматривать насыпь с бермой.

Грунтовые и поверхностные воды, которые могут влиять на прочность и устойчивость земляного полотна или на условия производства работ, следует перехватывать или понижать дренажными устройствами.

Высоту насыпей и оградительных дамб у средних и больших мостов и на подходах к ним, а также насыпей на поймах следует назначать с таким расчетом, чтобы бровка земляного полотна возвышалась не менее чем на 0,5 м, а бровка незатопляемых регуляционных сооружений и берм - не менее чем на 0,25 м над расчетным горизонтом воды с учетом подпора и высоты волны с набегом ее на откос.

Бровка земляного полотна на подходах к малым мостами трубам должна возвышаться над расчетным горизонтом воды, с учетом подпора, не менее чем на 0,5 м при безнапорном режиме работы сооружения и не менее чем на 1 м при напорном и полунапорном режимах.

Вероятность превышения паводка при проектировании насыпи на подходах к мостам следует принимать для дорог 1-III категорий - 1 %, IV и V категорий - 2%, а на подходах к трубам следует принимать для дорог I категории - 1 %, II и III категорий -2%, IV и V категорий - 3%