Водопропускные трубы на автодорогах

Водопропускные трубы представляют собой искусственные сооружения, предназначенные для пропуска под насыпями дорог небольших постоянных или периодически действующих водотоков. В отдельных случаях трубы используются в качестве путепроводов тоннельного типа, а также скотопрогонов. При проектировании дороги, особенно при небольших высотах насыпи, часто приходится выбирать одно из двух возможных сооружений — малый мост или трубу.

Если технико-экономические показатели этих сооружений примерно одинаковы или отличаются незначительно, предпочтение отдается трубе, так как: устройство трубы в насыпи не нарушает непрерывности земляного полотна и верхнего строения пути, расходы по содержанию трубы значительно меньше, чем малого моста, при высоте засыпки над трубой более 2 метров влияние временной нагрузки на сооружение снижается, а затем по мере увеличения этой высоты практически теряет свое значение.

Водопропускные трубы различают по материалу тела трубы, и они бывают бетонные, железобетонные, металлические, полимерные. Кроме того, по форме поперечного сечения, то есть круглые, прямоугольные, овоидальные. Различают трубы по числу очков в сечении, бывают одноочковые, двухочковые, многоочковые трубы. А еще по работе поперечного сечения. Безнапорные трубы работают неполным сечением на всем протяжении, напорные работают полным сечением на всем протяжении, а полунапорные работают у входного оголовка полным сечением, а на остальной длине неполным.

Отверстия труб на автомобильных дорогах принимают не менее 1,0 метра при длине трубы не более 30 метров, не менее 0,75 метра при длине трубы не более 15 метров, не менее 0,5 метра на съездах при устройстве в пределах трубы быстротока. На внутрихозяйственных дорогах можно применять трубы с отверстиями размером 0,5 метра при их длине не более 10 метров. Толщина засыпки над звеньями или плитами труб до низа дорожной одежды принимается не менее 0,5 метра.

Малые и средние автодорожные мосты и водопропускные трубы разрешается располагать на участках дорог с любым профилем и планом, принятым для данной категории дороги. Как правило, трубы устраиваются в безнапорном режиме и, как исключение, в напорном и полунапорном режимах для пропуска расчетного расхода воды. Нельзя строить трубы при наличии наледей, ледохода. На реках и ручьях, где имеют место нерестилища рыб, трубы устраивают с разрешения инспекции рыбнадзора.

Возвышения бровки земляного полотна на подходах к трубам над расчетным уровнем воды следует принимать не менее 0,5 метра, а для труб, работающих в напорном или полунапорном режиме, не менее 1,0 метра. Оголовки труб устраивают из портальной стенки и двух откосных крыльев, заглубляемых в грунт ниже глубины промерзания на 0,25 метра и устанавливаемых на щебеночное основание толщиной 0,1 метра. Естественный грунт ниже глубины промерзания заменяется песчано-гравийной смесью.

По несущей способности трубы подразделяют на 3 группы. Первая соответствует расчетной высоте засыпки грунтом, равной 2,0 метра, вторая высоте 4,0 метра, третья высоте 6,0 метра. В конкретных условиях строительства перехода через водоток или иное препятствие допускается применять трубы с другой расчетной высотой засыпки их грунтом.

Котлованы под фундаменты водопропускных труб разрабатывают в большинстве случаев без крепления. Только в водонасыщенных грунтах при значительном притоке воды и невозможности обеспечить устойчивость стенок котлована грунт разрабатывают под защитой крепления. Кроме того, крепление котлованов организуют при устройстве труб в непосредственной близости от эксплуатируемых сооружений, тем самым обеспечивая их устойчивость. Очертание котлованов и технология их разработки зависят от конструкции трубы и ее фундамента, от вида и состояния грунтов основания. Крутизну откосов котлованов назначают с учетом глубины котлована и характеристик разрабатываемого грунта. Расстояние между вертикальной стенкой котлована и боковой поверхностью фундамента принимают не менее 0,7 метра, если предусмотрено нанесение гидроизоляции на конструкцию или выполнение других работ, связанных с пребыванием людей в котловане. Когда такие работы не предусмотрены, эта величина может быть уменьшена до 0,1 метра. При безопалубочном бетонировании фундаментов размеры котлована принимают равными размерам фундамента.

При разработке котлованов с откосами расстояние между подошвой откоса и фундаментом должно составлять не менее 0,3 метра. Во всех случаях размеры котлована увязывают с возможностями землеройных средств и принимают меры по предотвращению заполнения котлована поверхностными или грунтовыми водами. Для этого по контуру котлована отсыпают грунтовые валики. Сооружая трубу на постоянном водотоке, устраивают запруды или отводят русло в сторону с помощью канав.

Проникшую в котлован воду удаляют, либо устраивая в его низовой части выпуск в водоотводную канаву, что обычно оказывается возможным при постройке косогорных труб, либо обеспечивая механизированный водоотлив. Для водоотлива в низовой части котлована делают ограждаемый приямок, из которого насосом откачивают воду. Приямок располагают за пределами контура фундамента, обеспечивая удаление воды во время фундаментных работ вплоть до засыпки пазух. По мере углубления котлована ограждения приямка опускают.

Нескальные грунты разрабатывают землеройными машинами без нарушения естественного сложения грунта в основании с недобором 0,1-0,2 метра. Окончательно подчищают котлован непосредственно перед устройством фундамента. В настоящее время из многообразной землеройной техники при строительстве водопропускных труб на железных и автомобильных дорогах наибольшее распространение получили бульдозеры и экскаваторы. Разработка котлована бульдозером наиболее целесообразна при заложении фундамента тела трубы и оголовка на одной отметке или при небольшой разнице отметок. Для неограждаемых котлованов применяют экскаваторы, оборудованные обратной лопатой, а также драглайны. Достоинством этих механизмов является возможность разработки грунта при разной глубине котлована, что обеспечивает устройство котлована под средней частью трубы и оголовками, подошвы фундаментов которых закладывается на большей глубине. Для разработки ограждаемых котлованов целесообразно применять грейферы. Во всех случаях разрабатываемый грунт укладывают за пределы котлована на расстоянии, обеспечивающем устойчивость его стенок или ограждения. Отвалы грунта не должны создавать затруднений для выполнения последующих строительных и монтажных работ, а также для пропуска воды.

При монтаже фундаментов из сборных элементов в первую очередь укладывают блоки фундаментов оголовков до уровня подошвы фундамента тела трубы. Затем до того же уровня заполняют пазухи фундаментов оголовков. С трех сторон их засыпают местным грунтом, а в местах сопряжения фундаментов разной глубины заложения — песчано-гравийной или песчано-щебеночной смесью, которую послойно уплотняют и заливают цементным раствором. Затем кладку фундаментов оголовков ведут одновременно с посекционным монтажом фундамента тела трубы. Порядок монтажа принимают последовательным, от выходного оголовка к входному. Многорядную кладку выполняют с перевязкой швов.

Процесс устройства монолитных фундаментов включает изготовление и установку опалубки, доставку готовой бетонной смеси или ее приготовление на месте, укладку смеси, уход за бетоном, удаление опалубки, засыпку пазух. Достаточно простые очертания фундаментов позволяют изготавливать опалубку из инвентарных щитов, используемых на ряде объектов. При устройстве сборно-монолитных фундаментов на подготовленное основание или подушку устанавливают опалубку в швах между секциями. Пространство между сборными элементами и опалубкой в швах заполняют бетонной смесью. Устройство свайных фундаментов распространено в районах со слабыми грунтами.

К монтажу сборных оголовков и тела трубы приступают после устройства фундаментов и засыпки пазух. Сборные трубы монтируют с помощью самоходных кранов, грузоподъемность которых определяют исходя из массы блоков тела трубы, оголовков и фундамента с учетом возможного вылета стрелы крана. Порядок монтажа определяют в зависимости от конструкции оголовочной части трубы и местных условий.

Сергей ЗОЛОТОВ