Сбор и отвод поверхностных вод от земляного полотна

Для сбора и отвода поверхностных вод от земляного полотна служат канавы и лотки.

Водоотводные канавы, как правило, имеют трапецеидальное сечение, наиболее удобное для их устройства, ремонта и содержания. Размеры канав устанавливаются расчетом по наибольшему расходу воды Q _pacч.

Расход воды определяют по нормам поверхностного стока в зависимости от размеров бассейна, интенсивности ливней, крутизны дна лога и его боков и водопроницаемости почвы. Этот расход непостоянен по длине канавы и увеличивается от верховья к устью. В длинных канавах (более 100–200 м) расход определяется в нескольких поперечных сечениях, и канава проектируется отдельными участками.

Рис. 1 – Поперечное сечение водоотводной канавы

Существует несколько способов расчета. Можно задаться (рис. 1) шириной по дну b (≥ 0,06 м), высотой h наполнения канавы (≥ 0,4 м при глубине канавы ≥ 0,6 м) и уклоном дна i в соответствии с уклоном местности. Далее определяется скорость течения воды в канаве по формуле

где С – коэффициент шероховатости, берется из справочников по гидравлике;

R = ω/ Р – гидравлический радиус;

ω – площадь сечения водного потока в канаве;

Р – смоченный периметр: ;

n – показатель крутизны откоса канавы.

Если скорость υ превышает допускаемую для данного грунта, то предусматривают укрепление канавы или принимают более пологий уклон дна. Получив скорость течения воды в канаве, находят фактический расход:

Q _факт = ω·υ,

который может пропустить канава, и сравнивают его с Q _расч – требуемым расходом воды. Если расхождение между Q _факт и Q _расч превышает 5%, то изменяют размеры канавы или уклон дна и расчет повторяют.

При неустойчивых грунтах, а также при большой глубине канав для сокращения объема земляных работ вместо канав устраивают лотки, преимущественно железобетонные (рис. 2), каменные, бетонные, а в местностях, богатых лесом, как исключение, – деревянные. Форма их может быть различной: трапецеидальной, прямоугольной, полукруглой и треугольной.

Рис. 2 – Железобетонный лоток рамного типа: 1 – железобетонные плиты; 2 – заполнение песком; 3 – железобетонные рамы; 4 – цементная смазка; 5 – тощий бетон; 6 – песчано-щебеночная подготовка толщиной 5 см; 7 – тощий бетон; 8 – дренажные отверстия

При крутом уклоне местности, чтобы не делать дорогостоящее укрепление канав, последние проектируют с пологими уклонами, сопрягая отдельные участки быстротоками или перепадами.

Перепад представляет собой устройство с одним или несколькими уступами, позволяющими на относительно коротком расстоянии значительно понизить уровень текущей воды (рис. 3). Та же цель может быть достигнута устройством быстротока (рис. 4), то есть короткого канала с большим продольным уклоном (i = 0,1÷0,8). В перепадах и быстротоках течение воды достигает больших скоростей, поэтому в конце их сооружают водобойные колодцы и уступы.

Рис. 3 – Двухступенчатый перепад с водобойными уступами

Рис. 4 – Железобетонный быстроток: 1 – входной участок; 2 – примыкание быстротока к трубе

Отвод воды на станциях имеет особое значение, так как это необходимое условие для обеспечения не только прочности и устойчивости земляного полотна, но и всех станционных устройств. Поверхностные воды, стекающие с нагорной стороны к станционной территории, перехватываются нагорными канавами в выемках и продольными водоотводными канавами у насыпей. Собранная вода отводится к искусственным сооружениям или к пониженным местам.

Сбора и отвод воды, попадающей непосредственно на территории путевого развития и площадки станционных устройств, применяют систему продольных и поперечных водоотводов.

При пилообразном профиле земляного полотна станций в пониженных междупутьях укладывают типовые сборные железобетонные лотки глубиной 0,75–2 м. Собранная ими вода поступает в поперечные подземные трубы – коллекторы и отводится ими на поверхность земли, во внешний продольный водоотвод, в продольный коллектор станционной или городской канализации. Дну лотка придают уклон 0,002–0,005. В водораздельной точке глубина лотка должна быть не менее 0,25 м. Расстояние между коллекторами устанавливается расчетами (не менее 100–200 м).

При большом количестве осадков для облегчения стока на станциях к продольным лоткам укладывают через 25–50 м междушпальные деревянные или железобетонные лотки (рис. 5).

Рис. 5 – Междушпальный водоотводный лоток на станциях

От централизованных стрелочных переводов на щебеночном балласте воду собирают вдоль границы их балластной призмы со стороны притока поверхностных вод и выпускают ее в поперечные междушпальные лотки глубиной 0,2 м.

На пассажирских, грузовых и технических станциях в черте городов с развитой системой канализации возможно устройство продольного закрытого водоотвода из труб.

Дата добавления: 2015-11-30