ВОДООТВОДНОЕ СООРУЖЕНИЕ НА СКЛОНЕ
SLOPE WATER TREATMENT STRUCTURE

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для повышения устойчивого земляного полотна автомобильных и железных дорог.
Известен способ устройства водоотводного сооружения, заключающийся в нарезании канавы, укреплении ее дна и стенок покрытием и придании дну канавы профилированной в продольном сечении формы с выступами, в качестве покрытия используют геотекстильный материал, который укладывают по поверхности дна и стенок и закрепляют кромки по длине канавы. Выступы формируют из геотекстильного материала, скрепленного с образованием поперечных обойм, заполняемых для придания жесткости грунтом или иным материалом при использовании их в качестве гасителей скорости течения воды. Обоймы заполняют П-образными скобами - по одной на каждую с фиксацией скоб в грунте донной части (Патент RU №20255516, E01F 5/00 от 30.12.1994).
Однако указанное решение имеет недостатки. Особенности гашения скорости течения воды в канаве не рассматривает узел водоотводного сооружения, например, через земляное полотно автомобильных и железных дорог, что не в полном объеме решает поставленную задачу предложенным изобретением. При этом выступы формируют без учета изменения структуры потока в конце канавы, а это требует его усовершенствования в сторону естественного уклона местности и поступления в колодец или траншею через земляное полотно данного вида дорог.
Известно водоотводное сооружение, содержащее основной и дополнительный лотки, дно последнего из которых расположено ниже дна основного лотка, которое расположено с поперечным уклоном в сторону дополнительного лотка (Авторское свидетельство SU №46825, Е02B 8/00 от 28.06.1935).
Недостатком данного сооружения является низкая эксплуатационная надежность, обусловленная заилением дна пониженного лотка, что снижает надежность работы сооружения, находящегося в контакте с отводом воды из лотков. Кроме того, необходимо устраивать перепад между основным и дополнительными лотками, а это значит высокая трудоемкость работ. Это связано с особенностями конструкции размещения по высоте лотков и их соединения между собой.
Наиболее близким к предложенному устройству является водоотводное сооружение, содержащее основной и дополнительный лотки, дно последнего из которых расположено ниже дна основного лотка, расположенного с поперечным уклоном в сторону дополнительного лотка, при этом последний расположен сбоку основного, причем полости этих лотков разделены стенкой, в которой выполнены отверстия, перекрываемые шиберами (Авторское свидетельство SU №949041, E01F 5/00 от 07.08.1982).
Недостатком данного сооружения является высокая трудоемкость работ по размещению на разной высоте лотков в месте узла их соединения для отвода воды без учета поступления влекомых наносов и плавающего мусора с откосов естественного рельефа местности, т.е. происходит ограничение на сброс воды с наносами. Кроме того, стенки лотка с отверстиями, перекрываемыми шиберами, в процессе эксплуатации будут неприемлемы для выпуска воды, так как они будут занесены наносами и мусором, т.е. это может привести к аварийной ситуации.
Задачей создания и техническим результатом является получения водоотводного сооружения, обеспечивающего существенное исключения влияния заиления дна устройства, находящегося в постоянном контакте с пропуском расходов через автомобильные и железнодорожные дороги.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном водоотводном сооружении на склоне, содержащем лотки, дно которых имеет перепад между лотками, при этом лотки разделены стенкой, в которой выполнены отверстия, оно выполнено колодцем с отводящей трубой, установленными ниже дна лотков, перекрытыми сверху защитным покрытием, имеющим металлическую решетку, выполненную куполообразной формы, которая одним концом шарнирно закреплена к дну лотка.
Такая конструкция водоотводного сооружения на склоне, когда концы основных лотков с двух или нескольких сторон сходятся в одном узле для водоотвода через автомобильные или железнодорожные дороги, и в то же время сохраняет Работоспособность сооружения при разных скоростях течения воды, исключает заиление колодца и водоотводной трубы через полотно дороги, обеспечивает очистку воды и защиту от засорения сверху с использованием устройства решетки, имеющей куполообразную форму, которая одним концом шарнирно закреплена к дну водотока (лотка) вместе отвода воды, а другим свободно опирается на дно водотока (лотка). А это значит, отсутствует заиление и занесение отводящей трубы через полотно дороги, а периодическое удаление мелких фракций частиц наносов смывается в отводящую трубе, установленной с уклоном в сторону движения воды. Происходит самообрушение мелких частиц в водоток, которые смываются течением воды. Таким образом, форма купола решетки при любом ее подтоплении создает пропуск вод в колодец с отводящей трубой с напором. После прекращения прохождения воды по лоткам наносы и мусор убирают, можно проводит осмотр колодца при поднятии решетки, а затем под собственным весом возвращают ее исходное положение. Решетка куполообразной формы может быть изготовлена из легких прочных современных материалов, например из жестких полиэтиленовых стержней, так как форма самой решетки по жесткости ее применения достаточно может выдерживать большие нагрузки. Эти конструктивные отличия от прототипа позволяют сделать вывод о соответствии заявленного водоотводного сооружения критерию «новизна».
Автору не известны водоотводные сооружения для устойчивого земляного полотна автомобильных и железнодорожных дорог, поэтому он считает, что предложенное техническое решение отвечает критерию «существенные отличия».
На фиг. 1 схематически показано водоотводное сооружение на склоне, план; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - фрагмент водоотводного сооружения, поперечный разрез.
Водоотводное сооружение на склоне содержит основные 1 и 2 лотки, колодец 3, отводящую трубу 4, расположенную под насыпью дороги. При строительстве сооружения над колодцем устанавливают защитное покрытие в виде жесткой металлической решетки куполообразной формы, закрепленной к дну, например, лотка 1 шарниром 6 в виде горизонтальной оси, а свободный конец имеет загнутый конец пластины 7 с ручкой 8, служащей для удержания решетки в вертикальном положении. Куполообразная решетка может быть изготовлена из арматуры этой решетки, или другого прочного современного материала, например, из легкого полиэтиленового материала.
Водоотводное сооружение на склоне работает следующим образом.
При пропуске расходов через основные лотки 1 и 2 вода стекает вниз по склону и достигает водоотводного сооружения в виде колодца 3 с отводящей трубой 4. Наличие защитного покрытия в виде жесткой металлической решетки 5 куполообразной формы изменяет направление движения воды, и, проникнув через отверстия решетки 5, поступает на дно колодца 3. Шарнир 6 в виде горизонтальной оси с помощью ручки 8 позволяет поднимать решетку вверх. Решетка 5, выполненная куполообразной формы, обеспечивает сползанию крупных наносов и плавающего мусора вниз, т.е. обеспечивает проникновению воды в колодец 3, далее в отводящую трубу 4. При этом мелкие наносы также проходят под решетку 5. Это способствует защите колодца и отводящей трубы от заиления, так как напор воды над колодцем 3 обеспечивает его промыв, сохраняя его чистым от занесения крупными фракциями наносов и плавающим мусором. Процесс сезонных дождей прекращается. В это время осматривают сооружение и проводят чистку от накопившихся крупных наносов и плавающего мусора службой эксплуатации. Если необходимо, то поднимают решетку 3 куполообразной формы и также очищают ее, а колодец 3, если необходимо, то под давлением водяного насоса промывают, далее решетку 4 куполообразной формы под собственным весом возвращают в исходное положение для дальнейшей эксплуатации устройства в обычном порядке.
Тем самым поддерживается контакт с внешней средой (водой), поступающей по основным лоткам в узел их сопряжения, а решетка куполообразной формы обеспечивает пропуск расходов воды в колодец и далее в отводящую трубу и защиту колодца от заиления, а также предохраняет колодец от размыва, чем повышается надежность работы сооружения в целом, и вода отводится под земляным полотном автомобильной и железной дороги. Таким образом, водоотводное сооружение обеспечивает своевременный отвод воды через колодец с отводящей трубой и повышает эксплуатационную надежность.