ВОДОПРОПУСКНОЕ СООРУЖЕНИЕ В ДОРОЖНОЙ НАСЫПИ НА ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к возведению искусственных сооружений в районах с распространением вечномерзлых грунтов.
Известна водопропускная труба, расположенная в насыпи с оголовками, которые с целью понижения температуры воздуха в полости трубы в зимнее время содержат вытяжные трубы (вертикальные патрубки) с размещением дефлекторов выше расчетного уровня снеговых отложений («Технические условия на проектирование и строительство железных дорог на полуострове Ямал», ОАО Газпром, г.Москва, 2005 г., п.4.6.23, с.20).
Недостатком конструкции является то, что она не защищает полость трубы от снегозаносов, что резко снижает эффективность охлаждения грунта насыпи.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является водопропускное сооружение,
включающее дорожную насыпь и водопропускную трубу с оголовком, содержащем дополнительную трубу и фильтрующий массив, примыкающий к оголовку (Патент РФ №2303675, опубл. 27.07.07, бюл. №21). Охлаждающий эффект вечномерзлых грунтов основания в этом сооружении усиливается применением комбинации дополнительной трубы и фильтрующего массива.
Недостаток конструкции этого водопропускного сооружения состоит в его громоздкости при некоторых видах микрорельефа поверхности.
Предлагаемой полезной моделью решалась задача упрощения конструкции водопропускного сооружения.
Для достижения указанного технического результата в водопропускном сооружении в дорожной насыпи на вечномерзлых грунтах, содержащем дорожную насыпь, расположенную на естественной поверхности грунта, водопропускную трубу, включающую тело трубы, выполненное в виде основной трубы, и оголовок в виде сочетания дополнительной трубы и фильтрующего массива, дополнительная труба размещена соосно с основной трубой и расположена в теле фильтрующего массива, при этом она снабжена перфорацией, представляющей собой сеть отверстий, соединяющих полость дополнительной трубы с фильтрующим массивом, причем фильтрующий массив охватывает дополнительную трубу сверху и с боков.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображен разрез по продольной оси водопропускного сооружения.
Водопропускное сооружение в дорожной насыпи на вечномерзлых грунтах содержит дорожную насыпь 1, расположенную на естественной поверхности основания 2, тело водопропускной трубы, выполненное в
виде основной трубы 3, и оголовки 4 (входной и выходной), выполненные в виде сочетания дополнительной трубы 5 и фильтрующего массива 6. Дополнительная труба 5 размещена соосно с основной трубой 3. При этом отклонения в несколько градусов возможны (это позволит, например, иногда уменьшить затраты материалов при пересечении основной трубой 3 насыпи 1 под углом). Фильтрующий массив 6 расположен в зоне оголовков 4 и охватывает их сверху и с боков. Для связи полости дополнительной трубы 5 с фильтрующим массивом 6 в стенках дополнительной трубы 5 устроена перфорация в виде отверстий 7.
Верх фильтрующего массива целесообразно располагать выше снежных заносов, тогда он может работать как охлаждающая система.
В основной 3 и (или) дополнительной трубе 5 целесообразно устроить смотровые входы 8 в виде вертикальных шахт с люками, присоединенных к телу труб и возвышающихся над уровнем насыпи и снежными отложениями. При этом полости смотрового входа 8 и дополнительной трубы 5 соединены.
Для снижения затрат времени на монтажные работы целесообразно дополнительную трубу 5 выполнить из набора стандартных элементов двух типов: прямого отрезка трубы 9 и тройника 10, включающего смотровые входы 8. Длина таких элементов должна быть стандартная - примерно 5 м, что определяется условиями транспортировки.
Водопропускное сооружение в дорожной насыпи на вечномерзлых грунтах работает следующим образом.
Пропуск воды через оголовок осуществляется через фильтрующий массив и далее через торец и через перфорацию на поверхности дополнительной трубы 5. Такое сочетание фильтрующего массива и полости трубы имеет большой эффект в регионах с сильным снегопереносом. Если нет защиты в виде фильтрующего массива, то полость трубы в зимний период заносится снегом, что в результате
приводит к растеплению мерзлоты, протаиваниям грунтов и деформациям. Фильтрующий массив 6 предохраняет полость трубы от снегозаносов, а в случае возвышения его над уровнем снежных отложений служит как охлаждающее мероприятие (охлаждающий эффект каменной наброски известен). Охлаждающий эффект обеспечивают также смотровые входы 8. В зимний период начинается конвекция воздуха, и холодный воздух попадает в полость дополнительной 5 и основной 3 труб. Данная конструкция предназначена для водотоков периодических, действующих только в летний период. В осенний период поток воды прекращается, температура в зоне трубы и фильтрующего массива становится отрицательной. В весенний период пропуск воды начинается после протаивания фильтрующего массива, поэтому его размеры должны соответственно проверяться теплофизическим расчетом.
В предлагаемом техническом решении повышение эффективности достигается за счет обеспечения конструктивными мерами более благоприятного температурного режима грунтов оснований, сохранении грунтов в мерзлом состоянии и отсутствии деформаций.