Необходимость водопропускных сооружений
Вода, образовавшаяся на поверхности земли в результате ливня или снеготаяния, собирается и стекает к пониженным местам с определенной территории. Железнодорожный путь пересекает пониженные места земной поверхности, в которые может притекать вода по постоянным (реки, ручьи, ручьи) или периодическим (периоды дождей, ливней, таяния снега) водотокам. Воду необходимо отвести от железнодорожного пути, что бы исключить подтопление и нарушение целостности земляного полотна. Отвод воды вдоль трассы железной дороги осуществляется продольными водоотводами: нагорными и водоотводными канавами, резервами, лотками и т.п. Проектирование и расчет таких водоотводных сооружений необходимо вести с учетом водосбора и водоразделов.
Для пропуска воды через земляное полотно в местах пересечения водотоков проектируются и строятся водопропускные (искусственные) сооружения: мосты, трубы, лотки, а в отдельных случаях акведуки, дюкеры и фильтрующие насыпи. Мосты и трубы являются наиболее распространенными водопропускными сооружениями для устройства водоотвода при проектировании и строительстве. В современных условиях большое применение находят гофрированные трубы. При некоторых ограничениях по водопропускной способности и возможностям применения по допускаемым высотам насыпей эти трубы обладают весьма существенными преимуществами связанными с уменьшением транспортных затрат (на доставку к месту строительных работ) и общим уменьшении трудоемкости и стоимости их строительства.
Водоотведение поверхностных вод на железных дорогах подразумевает под собой сбор и удаление грунтовых и поверхностных вод с территории железнодорожной станции, земляного полотна, различных сооружений. Водоотведение осуществляется системой водоотводных устройств, отсутствие которых или их плохая работа могут стать причиной насыщения водой земляного полотна, его размыва, подтопления железнодорожным путей, стрелочных переводов на территории предприятия. Насыщение земляного полотна водой может привести к деформации основной площадки, выплескам, образованию балластных корыт и пучин, обвалам и оползанию откосов.
Для отведения атмосферных вод, поступающих с поверхности земли к железнодорожной насыпи, устраивают продольный водоотвод. Вдоль насыпи прокладывают водоотводные каналы с сечением трапецеидальной формы. Как правило, глубина и ширина по дну определяются расчетом, но принимается не менее 0,6м. Такие канавы предусматривают вдоль бровки откоса железнодорожной выемки с ее нагорной стороны – нагорные канавы. Они предотвращают поступление воды в выемку с прилегающей территории и защищают откос от разрушения. На застроенных территориях промышленных площадок или железнодорожных станциях водоотвод производится по сборным железобетонным лоткам. Обычно водоотводные лотки укладываются с минимальным уклоном 2-3 %. Лотки снабжаются смотровыми колодцами с отстойниками. В местностях с суровыми климатическими условиями лотки утепляются. Внутренние размеры лотков выбираются в соответствии с гидравлическими расчетами на максимально возможный приток воды.
Водопропускные трубы
Для пропуска водного потока при небольших расходах воды в теле железнодорожной насыпи могут укладываться как малые мосты, так и водопропускные трубы. Преимуществом водопропускных труб перед малыми мостами является меньшие затраты на строительство и эксплуатацию. Элементы водопропускных труб рассчитывают на действие постоянной нагрузки от веса грунта и переменчивого динамического воздействия от подвижного состава. Размеры отверстия водопропускных труб определяются гидравлическим расчетом. Водопропускная способность трубы зависит не только от размеров отверстия, но и от формы поперечного сечения трубы, конструкции вводящих и выводящих воду устройств (оголовков), степени шероховатости русла в трубе.
Виды водопропускных труб
Водопропускные трубы бывают напорными (вода заполняет все сечение), полунапорные (на входе в трубу вода заполняет ее сечение, а на части длины и на выходе имеет свободную поверхность) и безнапорные (вода заполняет не все сечение).
Водопропускные трубы классифицируются по форме отверстия (круглые, прямоугольные) по числу отверстий (одноочковые, многоочковые) по материалу изготовления (металлические, железобетонные).
Строение водопропускных труб
Водопропускная труба состоит из входного и выходного оголовков, звеньев и фундамента. Оголовки устраиваются на концах трубы для плавного ввода и вывода водного потока, снижения сопротивлению движения воды, повышения водопропускной способности трубы и предохранения от размыва насыпи.
Применяются оголовки различных типов.
Портальный оголовок состоит из вертикальной стенки, расположенной параллельно оси насыпи. В оголовок входят конусы насыпи, укрепленные каменным мощением. Оголовок коридорного типа имеет две параллельные вертикальные стенки с закругленными концами. Вертикальный оголовок выполнен из утолщенного звена трубы, срезанного параллельно откосу насыпи. У раструбного оголовка имеются боковые стенки (откосные крылья), в верхней части срезанные по откосу насыпи. Применяются так же раструбные оголовки с коническим звеном.
Металлические гофрированные трубы изготавливают на заводах из стального листа толщиной 1-2 мм с шагом волны 60 мм. Гибкие и легкие, воспринимающие значительные нагрузки, такие трубы легко монтируются на месте. В большинстве случаев фундаменты устраивают только под оголовками. К недостаткам металлических гофрированных труб можно отнести необходимость применения специальных антикоррозийных сортов стали и специальное оборудование для их изготовления.
Для пропуска воды над полотном железной дороги устраиваются своеобразные мосты, по пролетному строению которых протекает вода, называют их акведуками.
При выполнении проектных работ на территории предприятия при невысоких насыпях и необходимости устройства водоотвода небольшого количества воды от железнодорожного пути применяются водоотводные лотки. Устраиваются они в междушпальном пространстве или в междупутье.
При проведении инженерных изысканий и проектировании железной дороги необходимо выявить все пониженные места и проектом определить количество воды притекающей к этим местам и запроектировать комплекс водоотводных и водопропускных сооружений, обеспечивающих нормальную, бесперебойную работу железной дороги. Современный подход к железнодорожному проектированию, профессиональные компетенции специалистов компании, позволяют выполнять качественно и в кратчайшие сроки проектные задачи любой сложности. В процессе работы над проектами специалисты компании используют современное обеспечение, что позволяет сводить к минимуму возможность технологических ошибок.
