Монтаж водопропускних труб під дорогу
Водопропускні труби під насипами можуть виступати в якості своєрідної альтернативи мостам. Зовні пристрій таких труб схоже на тунелі, що проходять крізь дорожні насипи. Металеві гофровані водопропускні труби знайшли широке застосування в дорожньому будівництві. Габарити випускаються труб дозволяють використовувати їх і для відводу потоку талої або дощової води, і для монтажу дренажної системи, а також для облаштування підземних переходів. Звичайно, замість водовідведення можливе зведення повноцінного моста, але в разі низької висоти дорожнього полотна єдиним правильним рішенням стане пристрій водовідведення.
Схема елементів залізобетонної прямокутної водопропускної труби.
Різновиди і характеристики водопропускних труб
Сучасний ринок пропонує великий асортимент труб для створення водопропускних тунелів. Основою класифікації цього асортименту є принцип поділу продукції за типом застосовуваного конструкційний матеріал. Найбільш затребуваними на сьогоднішній день є залізобетонні водопропускні труби, пластикові труби водопропускного типу і металеві гофровані труби для пропуску води.
Залізобетонні водопропускні труби
До гідності таких труб можна віднести можливість їх виготовлення прямо на місці укладання дороги. Їх самостійне виготовлення передбачає процес заливки бетонного розчину в армовану опалубку. Процедура ця займає досить багато часу, тому для облаштування водоводів залізобетонні та бетонні труби надходять на будівельний майданчик в уже готовому до експлуатації вигляді. Вони відрізняються особливою міцністю і здатні витримувати сейсмічні навантаження до 9 балів.
пластикові труби
Схема монтажу круглої водопропускної труби.
Перевагою пластикових водопропускних труб є їх здатність чинити опір високим зовнішнім навантаженням. Але їх монтаж вимагає посилення полотна над каналом шляхом спорудження бетонної арки, для чого зовнішня сторона труби використовується в якості опалубки.
Часткове розвантаження пластикової труби реалізується і за допомогою металевих коробів (габіонів), що заповнюються великими валунами. Таким чином, листкова конструкція зі стійкою серцевиною і надійної зовнішньої частиною може експлуатуватися не один десяток років.
Пластичний водовід, створений з полімерних труб, набагато легше переносить переміщення грунту, ніж жорстка конструкція з бетону.
Металеві труби і СМГК
Якщо розглядати використання металевих водопропускних труб з точки зору прочностного розрахунку, то даний варіант може претендувати на ідеальне рішення питання. Звичайно, здатність металу добре утримувати зовнішні навантаження є головною перевагою металевих труб, але дане гідність практично зводить до нуля висока сприйнятливість металу до корозійних руйнувань. Тому звичайні металеві труби прийнято використовувати для тимчасового вирішення проблеми. Зокрема, їх застосовують при разовому проколі полотна дороги для осушення прилеглої місцевості.
Подібні проколи дуже актуальні в ситуаціях, коли неможливий ремонт водопропускних труб основного водогону та його експлуатація внаслідок засмічення або навіть руйнування. Така дренажна система допомагає скидати рівень води і дає можливість розчищення або лагодження основного водогону під дорогою. Крім того, металеві труби можуть використовуватися не тільки в якості водоводу, а й як своєрідний футляр, що захищає внутрішній трубопровід. Оптимальним варіантом використання металевих тимчасових труб є обсадні виріб, що застосовується для армування свердловин (їх стінок).
Схема надфундаментних частин середніх частин труб.
Для монтажу постійних водопропускних споруд під дорогою використовують спеціальні збірні металеві гофровані конструкції (СМГК). Виходячи з класичного визначення, такі вироби не належать до категорії труб, оскільки металеві гофровані листи перетворюються в збірну конструкцію прямо на місці спорудження водоводу біля дороги. Нестандартні металеві гофровані конструкції і тунелі з них наділені цілу низку переваг, недоступних для водопропускних каналів, створених з труб. Дані переваги базуються на тому, що гофровані металеві системи в процесі складання можуть приймати різноманітні складні форми, в які нереально перевтілитися звичайним трубах, а термін їх експлуатації досягає 50-60 років, та й до того ж гофровані металеві конструкції на 25-30% дешевше своїх бетонних аналогів і, незважаючи на це, наділені підвищеною сейсмоустойчивостью.
Послідовність монтажу водопропускних труб
Весь процес установки водопропускних труб під дорогу розділяється на кілька етапів:
- риття котловану;
- укладання фундаменту;
- монтаж труб;
- облаштування насипу дороги.
Отже, перший етап передбачає риття котловану, розміри якого визначаються параметрами підстави водоводу. Важливу роль тут також може грати і тип ґрунту, який повинен утримати масивну конструкцію. Від типу грунту буде залежати і облаштування відкосів котловану.
Котлован риється за класичною схемою, тобто спочатку знімається верхній родючий шар, потім здійснюється розробка першого ступеня, знову виїмка грунту на другому рівні і т.д. Глибина котловану в обовязковому порядку повинна досягати рівня промерзання грунту. В іншому випадку система водоводу може бути деформована в ході пученія грунту. Для відводу вологи з котловану використовується дренажна система з траншей або водяний насос.
Так як пропускні водоводи під дорогою зазвичай споруджуються на досить вологих ділянках, обовязковою умовою їх успішної експлуатації є добре продумана дренажна система.
Схема безтраншейної прокладки труб.
Стінки котловану і прилегла насип зміцнюється особливими модулями - габіонами, пристрій яких складається з металевої сітки, заповненої камінням. Для зміцнення конструкції під габіонами монтується додатковий шар гідроізоляції.
На другому етапі укладається фундамент, в якості опори для якого виступає спеціально виконана піщано-гравійна підсипка. Необхідність укладання підсипки повязана з тим, що вона гарантує збереження цілісності конструкції в разі впливу деформації грунту в період пучения.
Стандартними фундаментами для укладання водопропускних труб є блоковий і монолітний.
Блоковий фундамент укладається, починаючи з блоку під оголовок труби, який поглиблюється в грунт на 25-30 см нижче за відмітку промерзання грунту. Після цього на піщано-гравійну подушку монтуються інші блоки, перепади висоти між платформами при цьому заповнюються піщано-гравійної підсипанням. Елементи конструкції починають монтуватися з вихідного оголовка, поступово переходячи до вхідного ділянці.
Великі перепади висот в елементах конструкції для підтримки страхуються установкою паль.
До переваг монтажу блочного фундаменту можна віднести швидкість виконання робіт.
Монолітний фундамент укладається в класичну опалубку, монтируемую поверх гідроізоляційного шару. Заливка такого фундаменту виконується в один прохід, для чого ретельно вираховується обсяг основи. В ході заливки використовується тільки знімна опалубка, яка видаляється після застигання цементу.
Схема типів оголовків труб.
Основною перевагою монолітних конструкцій фундаменту є їх висока міцність. При якісному армуванні такий фундамент здатний витримати і сейсмічні коливання, і навантаження пученія грунту дороги.
На наступному після укладання фундаменту етапі починається монтаж труб. Встановлюється брівка земляного полотна, монтуються вихідні оголовки труб, потім поверх фундаменту укладаються вузли СМГК або арочні елементи залізобетонних труб. Простір між фундаментом і стінками труби заповнюється піщано-гравійної сумішшю з додаванням портландцементу.
СМГК кріпляться між собою заклепками або засувками, для посилення верхній частині використовується особлива цементна стяжка. Елементи залізобетонного тунелю фіксуються теж за допомогою цементних стяжок. Арочні конструкції монтуються на плити, причому навіть без укладання підсипання.
На останній стадії після облаштування армуючої стяжки конструкція зміцнюється бетонними бровками або габіонами і засипається 2-, 4- або 6-метровим шаром ґрунту дорожнього полотна (в залежності від міцності труби).
