СПОСОБ УСТРОЙСТВА ВОДООТВОДНОГО СООРУЖЕНИЯ
METHOD OF CONSTRUCTING A DRAINAGE STRUCTURE

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано при строительстве водоотводных сооружений на автомобильных дорогах для перехвата и отвода поверхностных вод на пересекающих оврагах и балок в районах пересеченной местности рельефа с насыпным грунтом.
Известно водоотводное сооружение, содержащее основной и дополнительны лотки, дно последнего из которых расположено ниже дна основного лотка, расположенного с поперечным уклоном в сторону дополнительного лотка, при этом дополнительный лоток расположен сбоку от основного, причем полости этих лотков разделены стенкой, перекрываемыми шиберами (Авторское свидетельство SU №949041, E01F 5/00 от 07.08.1982).
Однако указанный аналог предлагает работу службы эксплуатации, которая затруднительна в зимне-весенний период (заносы снега, наледи, снежные насты) и экономически нецелесообразна. Кроме того, оно не предусматривает монтаж из отдельных коротких по длине секций канала-лотка, укладываемых на просадочный отсыпной (насыпной) грунт по откосам строящейся автомобильной дороги с покрытием, например, покрытие полотна дороги асфальтом, проходящей через впадины овраги и балки, созданного рельефом местности, а значит сложность монтажных работ, по созданию водоотводного сооружения в местах примыкания к основанию насыпного грунта, т.е. необеспечения безопасности эксплуатации при прохождении поверхностных вод, стекающих из автомобильных дорог.
Известен также способ устройства водоотводного сооружения, заключающийся в нарезании канавы, укрепление 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, а 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 (Авторское свидетельство SU №2025551, E01F 5/01 от 30.12.1994).
Однако указанный способ применим только на плотных грунтах. Кроме того, недостатком является сложность его эксплуатации. В условиях резкого изменения в процессе поступления с полотна дороги дождевых вод и таяния снега непосредственно поступления в канаву невозможно исключить попадания в нее мусора и других предметов, которые забивают в конце канала трубчатые сбросные сооружения при эксплуатации таких сооружений, т.е. необеспечения безопасности от размыва отсыпных (насыпных) автомобильных дорог с откосами в местах оврагов, балок и впадин при эксплуатации автомобильных дорог (дождевые паводки и т.п.).
Наиболее близким предлагаемому является способ водоотводного сооружения, содержащего лоток, уложенный по заданному уклону, дополнительно снабжают поперечными гребнями и площадками-зуб, которые являются основанием поперечных гребней, на стенках лотка непосредственно перед поперечными гребнями выполняют выемки, при этом уровень соседней верхней площадки-зуб выше места примыкания к лотку следующего гребня находится ниже по уклону (Авторское свидетельство RU №2199622, E01F 5/00 от 20.12.2000).
Недостатками данного технического решения является недостаточная надежность конструкции, которая является цельной в местах, когда основание грунта, после насыпи его откосов, имеет место просадки при подобных работах насыпи автомобильной дороги, проходящей через овраги и балки в районах пересеченной местности рельефа. Кроме того, трудно по размерам подобрать цельные каналы-лотки, когда трасса по откосу насыпи является изменчивой, т.е. от минимальной до максимальной длины (высота от настила дороги до подошвы оврага, разная). Другим недостатком является то, что сооружение, имея, разновидность поперечного гребня в лоток и тем самым обеспечения струенаправленности потока в нижнем бьефе и защищенность от малого размыва не только гасит поток с откосов, но наоборот, сужение потока вызывает затем его расширение и вода, вышедшая за пределы площадки-зуб, ведет к растеканию бурного потока, приводит к размыву грунта подошвы основания со стороны боковых стенок, самой площадки-зуб, конструкции просадки цельного лотка вниз, т.к. площадка-зуб в этом случае, теряет свою функцию устойчивости - упора для сооружения лотка. Кроме того, сложность крепления поперечного гребня, одновременно расположенного на откосе одним концом, а другим - на горизонтальной площадки-зуб при подобных природных явлениях (дождевые паводки, стекающие с автомобильной дороги, паводки на откосах насыпного грунта и т.п.), теряют свою устойчивость положения.
Это особенно заметно на строящихся объектах с насыпным грунтом, сформированных искусственно или природных, например, при строительстве автомобильных дорог с покрытием по пересеченной местности рельефа.
Задачей изобретения является создание способа его возведения, обеспечивающего безопасность водоотводного сооружения при подобных природных рельефах при строительстве автомобильных дорог с насыпным грунтом, а также путем рассредоточения потока воды у основания подошвы насыпного склона дороги (дождевые паводки и т.п.), а значит, снижение трудоемкости при ручной, например, укладки каждой отдельной секции лотка малых длин по размерам и увеличение срока службы водосбросного сборного канала-лотка и его устья.
Для решения поставленной задачи в способе устройства водоотводного сооружения, заключающийся в укладке лотка по заданному уклону и площадку-зуб в конце канала-лотка, согласно изобретения, создают условия для гидравлической струи потока по склону насыпного грунта дороги, в сторону низовой части подошвы канал-лоток выполняют прямоугольной формы из сборных секций с укороченной их длиной, каждую секцию соединенных в раструб, в боковых стенках в верхней части, которых в местах их соединения, в боковых стенках устраивают сквозные отверстия соосно друг друга и, дополнительно их крепят между собой крепежом в виде винт-гайка, которые скрепляют затем с анкерами забитыми в виде стержней в насыпной грунт с боков соединенных сборных секций прямоугольной формы лотков в раструб, причем конец оголовка последней сборной секции канала-лотка, помещают в углубление - упор, выполненное в дне площадки-зуб, а гаситель энергии потока устраивают в конце площадки-зуб и создают водобойный колодец, выполненный из половины расположенной вдоль продольной оси асбоцементной или полиэтиленовой трубы высокой прочности.
Кроме того, к боковым стенкам оголовка последней сборной секции канала-лотка примыкает расширяющиеся в плане струенаправляющее устройство, выполненное в виде вертикальных стенок под углом 20-30° к оси площадки-зуб, причем стенки от конца сборной секции лотка в сторону водобойного колодца выполняют увеличивающимися высотой.
Кроме того, расположенная асбоцементная или полиэтиленовая труба имеет сверху козырек, который располагают выше уровня воды на площадки-зуб для формирования отвода сбегающего потока воды из канала-лотка с последующим отводом в водобойный колодец.
Таким образом, в предложенном способе в местах расположения автомобильных дорог с покрытием, расход воды вначале поступает в боковые параболические лотки, уложенные в грунт вдоль дороги, где они собирают весь поток, который затем поступает в заданное отверстие, и направляется далее вода в канал-лоток, выполненный сборным из отдельных секций на насыпном откосе дороги, длина каждой секции лотка имеет укороченную заданную длину бетонных и облегченных прямоугольной формы лотков. Лотки, которые в местах их соединения в раструб, выполняют сверху в стенках сквозные отверстия с целью соединения между собой с помощью винт-гайка и, скрепляют с анкерами, забитыми в виде стержней в насыпной грунт. Поток стекает вниз с большой скоростью и поступает на площадку-зуб, затем растекается по ее поверхности между ограничивающими вертикальными стенками в сторону гасителя энергии потока, выполненного из половины расположенной вдоль продольной оси асбоцементной или полиэтиленовой трубы, создают водобойный колодец, где весь поток вовлекается во вращательное движение в конце площадки-зуб и, поток гасится и направляется в разные стороны с меньшими удельными расходами из водобойного колодца в естественное или искусственное русло водотока у подошвы оврага. Мусор и наносы свободно выносятся из водобойного колодца, благодаря вращательному движению воды и прикрытой сверху козырьком трубы. А боковые закрепленные струенаправляющие вертикальные стенки на площадки-зуб под углом 20-30° к оси последней направляют весь расширяющийся поток с меньшей высотой наполнения, непосредственно на поперечную преграду и под козырек асбоцементной или пластмассовой трубы высокой прочности в виде водобойного колодца, т.е. фронт растекания воды на площадки-зуб увеличивает расширение, а за счет наличия струенаправляющих стенок увеличивающихся вниз по высоте, удерживают поток воды от перелива, а значит, площадка-зуб с элементами предохраняют боковые стенки от размыва грунта под ее основание.
Таким образом, благоприятные условия для водоотводного сооружения на строящихся объектах автомобильных дорог с покрытием через овраги, балки и т.п. рельефа местности, где для поднятия дороги и выравнивания ее выполняют из насыпного грунта (песок и т.п.), далее ведут укладку дорожного покрытия из асфальта, а, следовательно, эффективность регулирования потока воды, стекающего через канал-лоток, построенный из отдельных облегченных блоков прямоугольной формы лотков и, скрепленных между собой на склоне автомобильной дороги, обеспечит безопасность сооружения в целом, как и самой дороги от размыва.
На фиг. 1 представлен общий вид устройство водоотводного сооружения, план; на фиг. 2 - раструбный стык прямоугольных соединенных лотков, вид сверху; на фиг. 3 - сечение водобойного колодца, сопряженного с площадкой-зуб.
Способ устройства водоотводного сооружения вдоль автомобильной дороги, в частности с насыпным грунтом оврага или балки с пересечением местности, заключается в том, что стекающая вначале вода с дороги поступает в параболического типа лотки 1 для сбора воды с вышерасположенных участков дороги с уклоном, т.е. непосредственно укладка происходит в грунт вплотную к покрытию асфальтовой дороги вдоль и заподлицо с краями дороги. Лотки 1 в заданных определенных местах имеют открытые водосливные отверстия 2, к которым примыкают затем вплотную первые блоки секции облегченных бетонной прямоугольной формы лотка 3, с укороченной длиной, соединенных раструбными соединениями 4 и имеющих в верхней части стенок сквозные отверстия 5 соосно друг друга с крепежами в виде винт-гайка 6 и, по бокам сторон их закрепленных к анкерам забитыми в виде стержней 7 в насыпной грунт. Раструбные соединения 4 жестких лотков имеют уплотнительные элементы 8. Концевой участок бетонного блока секции прямоугольного лотка, торцом его укладывают в углубление 9, выполненное в площадки-зуб 10. Для гашения бурного потока, вытекающего из концевой секции бетонного прямоугольного лотка 3, поток воды, расширяющийся по глубине на площадки-зуб 10 с двух сторон, ограничивают расширяющимся струенаправляющим устройством в виде вертикальных стенок 11 под углом 20-30° к оси площадки-зуб 10, гаситель энергии потока выполняют в конце вдоль площадки-зуб 10 из половины асбоцементной трубы 12 (или полиэтиленовой трубы повышенной прочности), верх которой заградительной сверху имеет козырек 13. Этот поверхностный сток, встречая заградительную преграду из половины расположенной поперек трубы 12 с козырьком 13, позволяет обеспечить возможность вращение всего потока, где он теряет основную скорость течения и направляется в обе стороны от водобойного колодца 11 в естественный или искусственный овраг.
С целью обеспечения защиты от перелива воды на площадки-зуб 10 устанавливают расширяющиеся струенаправляющие вертикальные стенки 11, высота которых увеличивается в сторону заградительной асбоцементной трубы 12 с козырьком 13, т.е. на площадки-зуб наполнение воды уменьшается, и вода, обрушиваясь на площадку-зуб, уменьшает свою энергию, а значит, неразрушает поверхность ее.
Следует также отметить, что оголовок конца последнего блока секции прямоугольного лотка для сохранности его от повреждения и одновременно от сползания в процессе эксплуатации канала-лотка, размещают в углубление 9, выполненное на площадки-зуб 10.
Технологические операции по осуществлению способа производят в следующем порядке.
Водосборные отдельные облегченные прямоугольные бетонные лотки 3 укороченной длины скрепляют между собой по месту их укладки по откосу дороги, при этом вставляя в раструбы 4. Соединение происходит также и с помощью винт-гайка 6 через сквозные отверстия 5. При этом к ним по бокам сторон закрепляют анкеры в виде стержней 7, установленных в насыпной грунт. Крепление отдельных секций блоков бетонных лотков 3 облегченной конструкции возможно укладка в ручную из-за сложности рельефа, созданного крутого откоса дороги, а в целом цельной конструкции канала-лотка 3, что увеличивает его поперечную жесткость, делает более гибким при укладке на насыпном откосе грунта дороги, что снижает трудоемкость его установки рабочими, и установки в конце канала-лотка на площадку-зуб с элементами, затем колодца гасителя из половины асбоцементной или полиэтиленовой трубы повышенной прочности, которая является гасителем скорости стекающей воды, после ее стекания с площадки-зуб, при этом необходимо отметить, что сами откосы дороги могут дополнительно укрепляются агромелиоративными методами, в качестве армирующего элемента для укрепления откосов дорог с использованием полимерных материалов с посевом семян трав, обладающих сохранение насыпных откосов от обрушения, т.е. растительного покрова.
Предлагаемый способ устройства водоотводного сооружении позволяет обеспечить единое покрытие откосов при массовом выпуске облегченных блоков из бетонных прямоугольных лотков с раструбом, создает надежную и долговечную защиту откосов из насыпного грунта при строительстве дорог с покрытием и т.п. от водной эрозии в местах их установки.