Какую водопропускную трубу под дорогой проложить – виды, особенности, преимущества материалов
Водопропускные трубы, расположенные под дорогой – это нечто вроде альтернативы мостам, поэтому при отсутствии необходимости в последних можно воспользоваться такой заменой. К тому же, в некоторых ситуациях возведение моста попросту невозможно – например, если дорога расположена слишком низко.
Конструкция водопропускной трубы – это канал, проходящий через дорожную насыпь. Для обустройства водопропускного канала используются трубы такого диаметра, чтобы его было достаточно для транспортировки большого объема атмосферных осадков. Кроме того, нередко такие трубы используются при создании крупных дренажных систем и подземных переходов. В данной статье речь пойдет о водопропускных трубах и особенностях их применения.
Виды водопропускных труб
На современном рынке стройматериалов водопропускные трубы представлены очень разнообразно. Основным параметром, по которому классифицируются такие трубы, является материал изготовления.
Согласно такому способу классификации выделяют следующие виды водопропускных труб:
Каждый материал имеет свои особенности.
Железобетонные водопропускные трубы
Одним из главных достоинств железобетонных конструкций для отведения воды является возможность их создания на том месте, где они будут устанавливаться. Процесс обустройства в данном случае предполагает установку армированной опалубки, в которую будет заливаться раствор бетона.
Описанное выше качество можно назвать достаточно полезным, но у него есть серьезный недостаток – железобетонная водопропускная труба под дорогой устанавливается очень долго. Конечно, у такой проблемы имеется решение, которое заключается в приобретении готовых железобетонных конструкций и доставке их к месту монтажа. Главное качество такого материала – способность выдерживать воздействие различных внешних факторов. Читайте также: «Виды железобетонных труб, характеристики и применение».
Пластиковые водопропускные трубы
Различные варианты полимерных изделий для обустройства водопропускных каналов являются хорошим решением. Пластиковые трубы хорошо выдерживают внешние нагрузки, но для этого их приходится дополнительно усиливать при помощи бетонной арки, которая заливается по наружному краю трубы, причем слабая сопротивляемость бетона подвижкам грунта в данном случае не имеет никакого значения.
При необходимости можно снизить нагрузку на систему, используя специальные металлические короба, заполненные камнями. Установленная таким образом водоотводная труба под дорогой сочетает в себе надежность и долговечность – срок службы пластикового водопропускного канала может достигать 50 лет.
Металлические трубы и СМГК
Водопропускные трубы из металла – это неплохой вариант решения проблемы отведения воды, но только если рассматривать его с одной стороны. Металлические конструкции имеют лучшие показатели прочности по сравнению с аналогами, но это достоинство полностью нивелируется слабой устойчивостью к коррозии. Из-за этого металлические трубы используются для обустройства водопропускных каналов только временно.
Впрочем, есть еще одно применение изделиям из металла. Их часто используют для проколов дорожного полотна. Дело в том, что возможность ремонта водопровода, проходящего под дорогой, есть не всегда, поэтому труба расчищается при помощи внешней дренажной системы, позволяющей провести ремонт или качественную очистку системы.
Неплохим решением является использование металлических труб в качестве внешнего защитного кожуха, обеспечивающего защиту основного трубопровода. Обычно для этих целей применяются трубы, используемые для армирования стенок буровых скважин.
Чтобы создать надежный и качественный водопропускной канал, лучше всего использовать СМГК – сборные металлические гофрированные конструкции. Согласно общей классификации, обычными трубами такие конструкции не являются – цельная система становится таковой только в том месте, где необходимо выполнить монтаж водопропускных труб.
СГМК имеют массу положительных качеств, которыми обделены простые трубы. Основное достоинство сборной конструкции заключается в возможности обустройства сложных конструкций, которые способны прослужить несколько десятков лет и при этом спокойно переживать воздействие сейсмических сдвигов. Гофрированная дорожная труба, помимо всего прочего, обходится почти на треть дешевле, чем альтернативные варианты.
Монтаж водопропускных труб под дорогой
Технология обустройства водоотводных каналов под дорогой включает в себя несколько этапов:
Первым делом необходимо выкопать котлован, размеры которого совпадают с рассчитанными в ходе проектирования. Также важно учитывать грунт, который преобладает на участке – неподходящая почва может помешать обустраивать тяжелую конструкцию. Кроме того, тип грунта напрямую влияет на то, как будут обустраиваться стенки котлована. Читайте также: «Виды водопропускных труб, способы и сферы использования».
Создание котлована осуществляется традиционным образом:
Глубина котлована не должна быть меньше, чем уровень промерзания почвы в данном регионе, иначе водопропускная система попросту придет в негодность из-за воздействия вспучившегося грунта. Чтобы отвести воду из котлована, применяются обычные дренажные системы или насосы. Это важный момент – водопроводящие каналы чаще всего проходят по влажным участкам, поэтому необходимо позаботиться о качественной дренажной системе, которая позволит конструкции нормально функционировать.
Для укрепления стенок котлована и насыпи используются габионы – специальные модули, заполненные обычными камнями. Чтобы система получилась максимально надежной, под ней укладывается гидроизоляционный материал.
Фундамент, как основа
Следующий шаг – создание фундамента. Естественно, почва должна выдерживать фундамент вместе со всей конструкцией, поэтому базовым опорным слоем является смесь из песка и гравия. Засыпка такого слоя позволит предотвратить повреждение элементов водопропускного канал при пучении грунта.
Сам фундамент может выполняться по одной из двух схем:
Блочная конструкция фундамента отличается быстротой обустройства, а монолитная – высокой механической прочностью, которой достаточно для сопротивления сильным подземным толчкам. Перед созданием фундамента нужно точно знать, какие виды оголовков водопропускных труб будут использоваться – этот фактор может повлиять на конструкцию фундамента.
Когда фундамент застынет, на него можно будет устанавливать водопропускные трубы. Сначала нужно установить бровку грунта, потом сформировать выходы для труб, после чего приходит пора монтировать СМГК или железобетонные изделия. Все свободное пространство от фундамента до стенок труб должно заполняться смесью песка и гравия.
Фиксация СМГК осуществляется посредством заклепок или защелок, а верх конструкции усиливается специальной стяжкой, добавляющий системе надежности. Железобетонные конструкции тоже укрепляются цементной стяжкой, но монтаж арок осуществляется прямо на плиты без какой-либо подсыпки.
Финальный этап работы – укрепление водопропускных труб при помощи габионов или бетона, после чего их можно засыпать грунтовым слоем, толщина которого напрямую зависит от прочностных показателей трубы. Когда перепускная труба под дорогой установлена, можно спокойно приступать к обустройству самого дорожного полотна.
Заключение
Использование водопропускных труб позволяет перемещать влагу под дорожным полотном. Конечно, такие системы актуальны далеко не во всех ситуациях, но иногда они являются единственным вариантом отведения воды.
Укладка гофрированной трубы в дорожном строительстве
ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРИМЕНЕНИЮ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ
ГОФРИРОВАННЫХ ТРУБ
ВВЕДЕНИЕ
1. Уточнены требования к устройству грунтовых призм в обойме из геосинтетических материалов, так как работа металлических гофрированных структур эффективна только при их совместной работе с вмещающим грунтовым массивом. Рассмотрены и включены вопросы по конструированию обоймы с использованием армированного грунта современными геосинтетическими материалами.
2. Пересмотрены требования к расчетам прочностных показателей с усилением роли грунтовой обоймы как стабилизатора геометрических размеров при напряженно-деформированном состоянии.
3. Пересмотрены методы гидравлических расчетов для гарантированной работы труб больших диаметров.
4. Пересмотрены требования к гидроизоляции и к антикоррозийной защите с учетом возможности использования современных материалов.
5. Выделены в самостоятельный раздел вопросы по организации системы контроля качества.
6. Усилены требования по технике безопасности и охране труда.
7. Пересмотрены требования к конструированию, производству работ и выбору материалов в соответствии с действующей нормативной базой.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.2. Проектирование металлических гофрированных водопропускных сооружений следует осуществлять на основании технико-экономического обоснования применения в конкретных условиях строительства.
1.3. При проектировании и строительстве труб в районах с расчетной минимальной температурой (средней температурой воздуха наиболее холодной пятидневки) ниже минус 40 °С необходимо учитывать дополнительные требования, содержащиеся в настоящих Методических указаниях.
1.5. Водопропускные металлические гофрированные трубы больших отверстий по технологии и из материалов зарубежных фирм следует использовать как для пропуска периодически действующих водотоков, так и для пропуска, при отсутствии наледей, постоянных водотоков (при строительстве новых дорог). Допускается удлинение гофрированных труб при уширении проезжей части и реконструкции дорог.
1.6. Применение гофрированных труб отверстиями менее 5 м на водотоках при наличии ледохода, карчехода, селевых потоков и наледеобразования не допускается. Водопропускные сооружения из гофрированного металла отверстиями 5 м и более по технологии и из материалов зарубежных фирм на подобных водотоках проектируются в комплексе с противоналедными мероприятиями по соответствующим требованиям и нормам проектирования мостов, при гарантии надежной эксплуатации.
Водопропускные сооружения из металлических гофрированных структур отверстием более 3 м арочной конструкции по технологии и из материалов зарубежных фирм проектируются без ограничения уклона по руслу под аркой.
1.7. Металлические гофрированные трубы отверстием до 3 м и под насыпями высотой 4 м и более на косогорах разрешается применять при условии устройства их с уклоном не более 0,05 и сооружения на входе и выходе из трубы гасящих конструкций (колодцев, быстротоков, скальных отсыпок и других гасителей) с обязательной проверкой гашения энергии при наличии бурного потока.
1.10. Основные размеры труб и водопропускных сооружений из гофрированных металлических структур должны назначаться с учетом унификации металлоконструкций (гофрированных элементов, секций, крепежа).
1.11. Внутренняя и наружная поверхности труб и водопропускных сооружений из гофрированных металлических структур должны иметь основное защитное антикоррозионное покрытие, а в необходимых случаях (при агрессивных средах) и дополнительные защитные антикоррозионные покрытия. От механических повреждений антикоррозийного покрытия при засыпке грунтом в необходимых случаях должно применяться обертывание трубы геотекстилем.
1.12. При проектировании сопряжения трубы с насыпью, а также с подводящей и отводящей частями русла следует предусматривать укрепление откосов насыпи и русла, в том числе с использованием объемных георешеток, а также специальные ограждающие устройства при опасности засорения труб и в других необходимых случаях, специальные конструкции (водобойные колодцы, лотки), обеспечивающие устойчивость насыпей у труб и невозможность разрушения русла. Трубы отверстием до 3 м должны рассчитываться исходя из безнапорного режима работы сооружения.
Водопропускные сооружения из гофрированных металлических структур отверстием более 3 м рассчитываются на пропуск водного потока только в безнапорном режиме и проектируются по нормам проектирования мостов.
Возвышение высшей точки внутренней поверхности трубы над горизонтом воды в трубе при расчетном расходе и безнапорном режиме должно быть не менее 1/4 высоты трубы в свету. Заполнение входного сечения трубы при расчетном расходе и безнапорном режиме должно быть не более 0,9 от высоты трубы.
1.14. Бровка земляного полотна на подходах к трубам должна быть не менее чем на 0,5 м выше отметки подпорного уровня, определяемого по наибольшему расходу для автомагистралей и для железных дорог.
1.16. Характеристики грунтов для засыпки труб и оснований, перечисленные в п.1.15, должны быть получены по данным изысканий и лабораторных анализов образцов грунта из выработок по дну лога (если предполагается верхний слой грунта использовать в качестве основания), а также карьеров грунта для засыпки труб. При этом следует руководствоваться указаниями СНиП 11-02-96 главы «Инженерные изыскания для строительства».
1.17. Изготовленные на заводе или приобретаемые по импорту элементы гофрированных водопропускных сооружений, включая болты, гайки и шайбы, должны иметь сертификаты качества с паспортами.
В период постройки гофрированных водопропускных сооружений акты приемки отдельных видов работ и в целом сооружения следует составлять по формам требований ИСО-9000.
1.18. Водопропускные сооружения из гофрированных металлических структур при больших отверстиях (d 3 м) представляют собой технические системы, взаимодействующие со сложными природными процессами. Поэтому расчет, конструирование, проектирование и строительство всего процесса при выборе их параметров должны выполняться при научном сопровождении.
2. МАТЕРИАЛЫ
2.2. Болты, гайки и шайбы следует изготавливать из сталей марок 20, 30 и 35 по ГОСТ 1050-88*; допускается изготовление шайб из стали марки Ст.3 по ГОСТ 380-94.
Для труб, эксплуатируемых в районах с расчетной минимальной температурой воздуха ниже минус 40 °С, болты следует применять из сталей 35Х и 38ХА по ГОСТ 4543-71*; допускается применение болтов из сталей марок 20, 30 и 35 по ГОСТ 1050-88*.
2.3. Болты, гайки и шайбы для сборки водопропускных сооружений из гофрированных структур импортной поставки, как правило, должны поставляться комплектно вместе с гофрированными элементами. Применение отечественных крепежных элементов в этом случае допускается при согласовании с заказчиком.
2.5. Для устройства подушки под трубу следует применять пески средней крупности, крупные, гравелистые, щебенисто-галечниковые и дресвяно-гравийные грунты, не содержащие обломков размером более 50 мм. Перечисленные грунты не должны содержать более 10% частиц размером менее 0,1 мм, в том числе более 2% глинистых размером менее 0,005 мм.
2.6. Для устройства грунтовой обоймы вокруг труб, кроме перечисленных грунтов, допускается применять пески мелкие, не содержащие более 10% частиц размером меньше 0,1 мм, в том числе более 2% глинистых размером меньше 0,005 мм.
Отсыпка грунтовой обоймы с использованием глинистых грунтов, пригодных для возведения насыпей (при высотах последних до 8 м), допускается в районах, где исключается возможность процессов пучинообразования на автомобильных дорогах (кроме автомагистралей I-II категории), при соответствующем технико-экономическом обосновании.
2.7. Для устройства заполнителя армогрунтовых мембран из объемных георешеток в грунтовых обоймах на водопропускных сооружениях из гофрированных металлических структур допускается использовать грунтовую массу полускальных и скальных пород, получаемую при разработке скальных выработок взрывным способом.
2.9. Для бетонных и железобетонных оголовков труб следует применять бетон и арматуру, соответствующие требованиям СНиП 2.05.03-84*.
2.10. Бетон лотка должен быть класса прочности (на сжатие) не ниже В25. Марка бетона лотка по морозостойкости должна быть не ниже F200 для труб, расположенных в районах со среднемесячной температурой воздуха наиболее холодного месяца выше минус 10 °С, и не ниже F300 в остальных районах.
В состав бетона лотка должны входить заполнители крупностью не более 10 мм, а также комплексные добавки для повышения морозостойкости.
2.11. Бетон лотка в трубах, пропускающих агрессивные воды, должен соответствовать требованиям раздела 2 СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии».
2.12. Для устройства асфальтобетонного лотка в трубах следует применять литую песчаную асфальтобетонную смесь.
Для приготовления асфальтобетонных смесей следует применять битумы нефтяные дорожные вязкие марок БНД 40/60, БНД 60/90 и БНД 90/130 или БН 60/90 и БН 90/130 по ГОСТ 22245-90*, а также строительные битумы марок IV и V по ГОСТ 6617-76* (только для блоков), пески природные нефракционированные и фракционированные, отвечающие требованиям ГОСТ 8736-93* (крупные, средние или мелкие), минеральные порошки активированные или неактивированные из карбонатных горных пород, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 16557-78.
2.13. Грунтовая обойма гофрированных водопропускных сооружений отверстиями более 3,0 м, как правило, армируется композитными комбинациями с геотекстильными материалами. При необходимости армирования грунтовой обоймы гофрированных труб отверстием до 3,0 м следует применять геотекстиль с характеристиками не ниже приведенных в таблице 1. Схема армирования во всех случаях определяется проектом.
Технические характеристики рекомендуемого
иглопробивного геотекстильного полотна ТУ 63032-1989