Портальные стенки при устройство водопропускных труб

Общее понятие

Для пропуска воды с верхней части автомобильных дорог на нижнюю используются водопропускные сооружения. К ним относятся водопропускные трубы, мосты, водоотводы. Последние используются для пропуска под дорожным полотном различных каналов.

Водопропускные трубы используются в тех случаях, когда необходимо пропустить под дорогой небольшие водоотводы (ручьи, слив воды после дождя или таяния снега и так далее). Пропуск воды посредством труб может осуществляться постоянно или периодически. Через такие сооружения иногда организуют проход скота или проезд транспорта.

Устройство водопропускных труб не требует сужения проезжей части и изменения типа покрытия дороги. Над конструкцией устраивается засыпка. Толщина слоя насыпанного грунта снижает давление на сооружение от автомобилей и смягчает их влияние.

Использование труб для пропуска воды имеет свои преимущества:

• Установка труб проходит без повреждения земляного полотна.

• Монтаж труб обходится дешевле, чем строительство моста.

• При толщине слоя засыпки более 2 м влияние на сооружение временных нагрузок от проезжающего транспорта сводится к минимуму.

Элементы оголовка водопропускных труб

Строительство автомагистралей и железных дорог не обходится без железобетонных откосных стенок. С их помощью укрепляются обочины и устанавливаются водопропускные трубы.

Основными конструктивными элементами, из которых состоят водопропускные трубы, являются:

• тело трубы, состоящее из звеньев и предназначенное для восприятия внешних нагрузок, образования необходимого отверстия и защиты содержимого трубы;
• фундамент, представляющий собой массивную плиту;
• входной и выходной оголовки, располагающиеся у концов трубы. Оголовки осуществляют сопряжение трубы с откосами земляного полотна и обеспечивают благоприятные условия для беспрерывного пропуска воды через трубу.

Откосные стенки, или откосные крылья (открылки), изготавливаемые согласно регламенту серии 3.501-59, замененной на серию 3.501.1-144, относят к базовым деталям оголовка железобетонных труб. Вместе с портальной стенкой они используются для пропуска водных потоков через железобетонные водопропускные сооружения.

Оголовки водопропускных труб бывают портальными, раструбными, воротниковыми и обтекаемыми.

Наиболее широкое распространение получили раструбные оголовки, состоящие из одной портальной и двух откосных стенок. Раструбные оголовки применяются как для прямоугольных, так и для круглых труб.

Откосное крыло — это прямоугольная железобетонная плита со скошенным краем. Наклон грани совпадает с наклоном дорожной насыпи. На одной из вертикальных граней предусмотрен конструкционный вырез для сопоставления с портальной плитой. Открылки присоединяются к лицевой поверхности портальной стенки с двух сторон, создавая при этом воронку.

Откосные крылья выпускают в двух исполнениях: правое и левое. Они выполняют как укрепительную, так и направляющую функцию: обеспечивают движение водного потока в трубопровод. Защитная функция заключается в удержании грунта по краям дорожной насыпи и предотвращении закупоривания просвета трубы. Водопропускные сооружения способствуют долговременной эксплуатации дорожного полотна.

Откосные и портальные стенки для труб ЗК, ЗП, ЗКП представляют собой массивные блоки прямоугольной формы с отверстием для стыкуемых звеньев. Портальные стенки крепятся к звеньям труб на концах трубопроводов. Способные выдерживать большие нагрузки, они применяются для защиты выхода водопропускной трубы от обрушения на него грунта, откосные крылья в свою очередь предотвращают обрушение почвы по торцевым сторонам конструкции. Если стенки представляют собой единое изделие, то откосные крылья могут подразделяться на цельные и сборные.

При изготовлении откосных стенок используется тяжелый бетон M250 — класса не ниже В30 морозостойкостью F200 и водонепроницаемостью W6. Производятся откосные стенки из тяжелого бетона класса не ниже В30. Для придания изделию большей прочности и надежности осуществляется армирование с помощью высококачественной стали. Стальные стержни свариваются в специальные стальные сетки и каркасы. Конструкция откосных и портальных стенок также предусматривает наличие специальных закладных изделий, которые служат для стыковки с фундаментами труб.

Для облегчения монтажа, процессов погрузки и разгрузки предусмотрено наличие специальных монтажных петель, изготовленных из стали.

Размеры труб

Диаметр водопропускной трубы зависит от ее длины:

• Если длина трубы не превышает 2-3 м и высота насыпи менее 7,5 м, то отверстие трубы выбирают равное 100-150 см.

• Для насыпи до 1,5 м диаметр должен составлять 75 см.

• Трубы в пределах съездов имеют 50 см в диаметре.

Под дорогами 2-4 категорий допускается использовать водопропускные трубы с диаметром 100 см и длиной до 30 м. Если диаметр равен 75 см, то длина трубы не должна быть более 15 м.

Виды оголовков

Есть несколько типов оголовков. Отличия заключаются в материале изделия и режиме эксплуатации, а базис их конструкции остается неизменным.

• Наиболее востребованными являются чугунные и стальные оголовки. Для неглубоких скважин такие крышки изготавливаются из пластика.
• При проектировании конструкции изделия предусмотрена весовая нагрузка оборудования, устанавливаемого в процессе эксплуатации скважины. Свойства пластика позволяют выдержать нагрузку до 200 кг, а метала – до 500 кг.
• Кроме того, выбор материала определяется глубиной скважины. Если ее глубина не превышает 50 м, то минимальный вес оборудования составляет 100 кг. В случае глубоких скважин необходимо использовать мощный глубинный насос, а также стальной трос и провода, длина которых может составить десятки и сотни метров. Вес такого комплексного оборудования иногда бывает больше 250 кг.

Маркировка

Обозначение оголовка содержит ряд букв и цифр, указывающих на его параметры.

Например, ОС-152-32П (или ОС-152/32П), где:

• ОС – оголовок скважинный;
• 152 –диаметр обсадной трубы в мм;
• 32 – диаметр переходника для подсоединения водозаборной трубы;
• П – материал оголовка (пластик), если «П» отсутствует, значит, оголовок выполнен из металла.

Некоторые оголовки могут быть рассчитаны для нескольких диаметров обсадных труб. В этом случае указывается диапазон размеров. Оголовок, имеющий обозначения ОС 140-160/32П, подходит для труб диаметром 140…160 мм.

Монтаж оголовка

Монтаж оголовка на обсадную трубу особой сложности не представляет. Нет необходимости в сварочных работах и прочих сложных операциях. И все же прежде чем приступать к установке, желательно познакомиться с последовательностью и характером работы.

• Прежде всего, нужно подготовить край обсадной трубы. Ее торец должен быть строго перпендикулярен оси, на нем не должно быть заусенцев. Если труба металлическая, для предохранения от коррозии ее желательно прогрунтовать и покрасить подходящей краской для металла. Обрезать (если потребуется) и зачищать трубу лучше всего болгаркой с соответствующим материалу трубы кругом.
• На трубу надевается фланец буртиком вниз, затем уплотнительное кольцо. Если оно надевается и продвигается по трубе с трудом, ее можно аккуратно смазать маслом или автолом.
• Теперь нужно прикрепить к крышке все элементы. Трос для подвешивания насоса крепится одним концом к карабину, который прикреплен к рым-болту, завернутому в крышку снизу, другим – к насосу. Его, кстати, желательно приобретать в исполнении, защищенном от коррозии, – т.е. покрытым пластиком.
• Электропитающий кабель пропускается через предназначенный для него ввод в крышке. Зажим кабельного ввода нужно ослабить, чтобы провод легко скользил в отверстии. Один конец шланга прикрепляем к насосу, второй – к штуцеру, установленному в центре крышки.
• Насос нужно опускать в скважину, держа его за трос. Как только он опустится на нужную глубину, и трос натянется, крышка аккуратно устанавливается на обсадную трубу. Уплотнительное кольцо подтягивается вверх к крышке и поджимается фланцем. При этом нужно проследить, чтобы отверстия на крышке и фланце совпали.
• Теперь необходимо установить соединительные болты в отверстия фланца и крышки и равномерно со всех сторон затянуть их. При этом кольцо попадет в канавку на крышке и немного расплющится, плотно герметизируя зазор между трубой и крышкой.

Внимание: Не нужно чрезмерно затягивать болты. Это может привести к повреждению резинового кольца и разгерметизации. В то же время кольцо должно быть достаточно сильно зажато, чтобы не было возможности снять оголовок руками без ослабления болтов.

Подключение оголовка к системе водоснабжения

В заключение выбирается провисание электрокабеля, который фиксируется специальным зажимом на вводе. Подключаются трубы к переходнику, и проверяется правильность сборки.

Классификация

Водопропускные трубы классифицируются по нескольким параметрам.

В зависимости от материала, из которого они изготовлены:

• Бетонные.

• Полимерные (из полимербетона, поливинилхлорида и полиэтилена).

• Железобетонные.

• Каменные.

• Металлические.

• Стеклопластиковые.

Выделяют несколько разновидностей труб в зависимости от формы поперечного сечения:

По принципу работы сечения:

В поперечном сечении труб может быть одно, два или несколько очков.

Минимальные размеры труб на автомобильных дорогах

Требования к размерам труб на автомобильных дорогах приведены в СП 35.13330.2011 Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84. Согласно п.5.13 СП 35.13330.2011 отверстие (и высоту в свету) труб следует назначать, как правило, не менее, м:

• 1,0 — при длине трубы (или при расстоянии между смотровыми колодцами в междупутье на станциях) до 20 м;
• 1,25 — при длине трубы 20 м и более.

Отверстия труб на автомобильных дорогах ниже II категории допускается принимать равными, м:

• 1,0 — при длине трубы до 30 м;
• 0,75 — при длине трубы до 15 м;
• 0,5 — на съездах при устройстве в пределах трубы быстротока (уклон 10‰ и более) и ограждений на входе.

В обоснованных случаях на улицах и дорогах местного значения, а также в районах орошаемого земледелия, в поселках и сельских населенных пунктах на автомобильных дорогах ниже II-с категории допускается применение труб отверстием 0,5 м при длине трубы до 15 м, устройство в пределах трубы быстротока (уклон 10‰ и более) и ограждения на входе.

Отверстия труб на внутрихозяйственных автомобильных дорогах при длине трубы 10 м и менее допускается принимать 0,5 м.

Отверстия труб на железных дорогах общей сети и автомобильных дорогах общего пользования в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40 °С (с обеспеченностью 0,92 по СП 131.13330) следует назначать не менее 1,5 м независимо от длины трубы.

Отверстия труб и малых мостов допускается увеличивать для использования их в качестве пешеходных переходов, скотопрогонов и для пропуска сельскохозяйственных машин с обеспечением соответствующих габаритов.

Согласно п.5.14 СП 35.13330.2011 для водопропускных труб следует, как правило, предусматривать безнапорный режим работы. Допускается предусматривать полунапорный и напорный режимы работы водопропускных труб, располагаемых на железных дорогах общей сети, для пропуска только наибольшего расхода, на всех остальных дорогах — расчетного расхода по 5.25. При этом под оголовками и звеньями следует предусматривать фундаменты, а при необходимости — также противофильтрационные экраны. При напорном режиме следует предусматривать специальные входные оголовки и обеспечивать водонепроницаемость швов между торцами звеньев и секциями фундаментов, надежное укрепление русла, устойчивость насыпи против напора и фильтрации воды.

Для труб, расположенных в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40 °С, не допускается предусматривать полунапорный и напорный режимы работы, за исключением случаев расположения труб на скальных грунтах.

Согласно п.5.15 СП 35.13330.2011 водопропускные трубы, как правило, следует проектировать с входными и выходными оголовками, форма и размеры которых обеспечивают принятые в расчетах условия протекания воды и устойчивость насыпи, окружающей трубу.

Металлические гофрированные трубы допускается проектировать без устройства оголовков. При этом нижняя часть несрезаемой трубы должна выступать из насыпи на уровне ее подошвы не менее чем на 0,2 м, а сечение трубы со срезанным концом должно выступать из тела насыпи не менее чем на 0,5 м.

Согласно п.5.16 СП 35.13330.2011 применять трубы не допускается при наличии ледохода и карчехода, а также, как правило, в местах возможного возникновения селей и образования наледи.

В местах возможного образования наледи в виде исключения может быть допущено применение прямоугольных железобетонных труб (шириной не менее 3 м и высотой не менее 2 м) в комплексе с постоянными противоналедными сооружениями.

При этом боковые стенки трубы должны быть массивными бетонными.

Для пропуска селевых потоков следует предусматривать однопролетные мосты отверстиями не менее 4 м или селеспуски с минимальным стеснением потока.

Источник