Дренажно-водоотводные сооружения и устройства

Конструктивно к дренажным устройствам, используемым при строительстве горизонтального дренажа, относятся открытые дрены (канавы, траншеи, лотки) и закрытые трубчатые, беструбные, дренажные галереи, пристенные, пластовые и попутные дренажи, совмещенные с коммуникациями.

Основным принципом работы этих сооружений является понижение уровня грунтовых и подземных вод на заданную глубину. При условии недопущения пучинообразования противоналедные дренажно-каптажные сооружения должны обеспечивать дополнительное понижение, превышающее глубину сезонного промерзания грунтов.

Открытые дрены глубиной до 1,5 м (канавы) и до 5,0 м (траншеи) применяются преимущественно в устойчивых грунтах и в районах снежных зим для отвода воды поверхностного стока при расходах не менее 5 л/с, понижения уровня и перехвата выходов подземных вод для их организованного и безналедного пропуска.

В случае устройства дрен (канав) в неустойчивых грунтах их дно и откосы защищаются фильтрующим материалом из одного или двух слоев, располагаемых по принципу устройства обратных фильтров. Для первого слоя пригодны песчаные, гравийные и щебенистые грунты. Второй слой пригрузки выполняется из более крупного материала (обломочный скальный или гравийно-галечниковый грунт).

Лотки применяются, как правило, в стесненных условиях, где затруднено устройство открытых канав или их текущее содержание, а также в случаях, когда при типовых конструкциях канав или кюветов безналедный пропуск потока не обеспечивается. Обычно лотки устраиваются в глубоких выемках, на участках мостовых переходов, водопропускных труб, для перепуска наледных вод с одной стороны пути на другую при отсутствии моста или трубы, для перехвата или понижения уровня грунтовых вод и отвода их за пределы осушаемого объекта.

При малых расходах дренируемых вод для их безналедного пропуска в лотках может потребоваться дополнительный обогрев (электрообогрев). Во всех случаях наряду с применением лотков следует рассматривать вариантные решения отвода воды с помощью канав или закрытых дрен.

Для безналедного пропуска потока в водопропускных трубах, а также в открытых канавах следует шире применять бетонные лотки, асбоцементные лотки-полутрубы, стыки между секциями которых оставляют, как правило, открытыми.

Горизонтальные трубчатые дренажи используют для безналедного пропуска грунтовых вод и предупреждения образования наледных пучин.

Трубчатые дренажи сложны в эксплуатации, применение их при сливающейся мерзлоте возможно только в исключительных случаях, а также при дополнительном обогреве воды в дренажном коллекторе.

Закрытые трубчатые дренажи устраиваются в траншеях, они состоят из осушающей линии - дрены (или системы дрен) и отводной линии, заканчивающейся выпуском. Дреной служат перфорированные трубопроводы (дренажные трубы) или трубофильтры с обратным фильтром из нетканого материала или дренирующей обсыпки. Выше дренирующей обсыпки траншеи засыпаются местным грунтом. Для отводной линии используют трубопроводы, допускающие работу в напорном режиме в период внутренного оледенения трубы на выпуске.

Выпуск воды из дренажа может быть открытого (канава) или закрытого (поглощающий колодец, траншея) типа.

Для борьбы с образовавшимися на дороге наледями осуществляют мероприятия по их ликвидации механическим или химическим способом.

Заградительные сооружения - земляные валы и дамбы, заборы, бревенчатые барьеры, переносные щиты, валы из снега (обледеневающие после того, как они пропитаются водой) возводят на пути натечных наледей, чтобы не допустить их к дороге или отвести от дороги.

На участках систематического образования наледей устраивают постоянные задерживающие валы высотой 1,2-2,0 м из недренирующих грунтов, отсыпаемых на освобождённую от растительно-мохового покрова поверхность склона поперёк потока воды не ближе 5-6 м от дороги.

При наличии особо развитых наледей в долинах, действующих всю зиму и создающих систематические затруднения при эксплуатации дороги, устраивают направляющие валы, отсыпаемые на поймах из дренирующих грунтов, снабженные на контакте с земляным полотном фильтрующими вставками. Не препятствуя прохождению воды по кювету в тёплый период года, такие сооружения после промерзания фильтрующих вставок отжимают поток воды от полотна дороги.

Подъем насыпей, по которым проложена дорога, с повышением их до высоты, превышающей максимально возможную высоту наледи, применяют чаще всего при пересечении водотоков с небольшим продольным уклоном и широкой поймой, по которой воды растекаются невысоким слоем.

Утепление русел водотоков имеет целью воспрепятствовать охлаждению воды, протекающей через искусственные сооружения. Эта мера наиболее целесообразна, если водоток имеет узкое и глубокое русло. Над небольшими речками, ручьями или канавами на утепляемом участке русла укладывают настил из жердей, на который стелют полиэтиленовую плёнку или кладут слоем 0,3-0,5 м хворост, а поверх - слой мха толщиной 0,5 м. Все это сверху засыпают снегом. Длина утепляемого участка - 50 м в верховую сторону от сооружения и 30-50 м в низовую сторону.

Углубление, спрямление и расчистку русел водотоков делают чтобы уменьшить растекание воды, воспрепятствовать замедлению её течения, придать живому сечению потока форму, менее подверженную промерзанию. Русло выравнивают на протяжении до 1 км вверх по водотоку и до 0,5 км - в низовую сторону от искусственного сооружения.

Когда наледь уже вышла на полотно дороги и угрожает нарушить движение автомобилей, образовавшееся скопление льда удаляют с полотна дороги. При этом отвод воды, притекающей к полотну дороги (натечная наледь), производят по открытым каналам, прорубленным непосредственно в наледи. Для предупреждения роста наледных бугров, возникающих в полосе дороги, необходимо периодически пробивать отверстия в оболочке бугра и выпускать наружу накопившуюся воду. Для удаления наледи, вышедшей на поверхность дороги, применяют россыпь твёрдых хлоридов. Рассыпать соль лучше во второй половине дня, так как в это время наибольшая солнечная радиация, способствующая таянию льда и втапливанию соли в лёд. При большой толщине наледного слоя на проезжей части удалить его за одну россыпь не удается. В этом случае после россыпи соли, когда поверхность льда размягчается, рассыпают щебень, который втапливается в лёд и почвы.