Конструкции дренажей
2.226. Для понижения, перехвата и отвода грунтовых вод от земляного полотна следует проектировать дренажи. Их конструкция и расположение в плане принимаются на основе гидрогеологического обследования и технико-экономического сравнения вариантов в зависимости от размеров водопритока, глубины залегания грунтовых вод, сезонного промерзания грунтов, рельефа местности и размеров земляного полотна.
Наименование дренажей, их назначение (область применения) приведены в табл. 23, а конструкции — на рис. 73.
2.227. Дренаж проектируют на основе данных инженерно-геологического обследования при наличии сведений: о гранулометрическом составе водоносного горизонта; коэффициенте фильтрации; высоте капиллярного поднятия грунта и угла внутреннего трения; данных о глубине сезонного промерзания грунтов; сведений о режиме грунтовой воды и ее агрессивности по отношению к бетону и металлу.
2.228. Уклон дна дренажа должен быть постоянным или увеличивающимся к низовой его части. Переломы продольного профиля дренажа допускаются в смотровых колодцах. Продольные уклоны подкюветных и закюветных дренажей принимаются равными уклону пути, при этом оптимальный уклон — 3 — 6 ‰; в трудных рельефных условиях — 2 ‰ и в исключительных случаях — 1 ‰. Скорости течения воды в дренажных трубах должны быть менее 1 м/с.
2.229. При залегании горизонта грунтовых вод на глубинах до 2 м перехватывать и отводить их следует открытыми лотками и канавами, на участках с круглогодичным потоком грунтовых вод — закрытыми лотками. На участках с размываемыми грунтами необходимо предусматривать обратный фильтр за стенками лотков.
При залегании грунтовых вод на глубинах более 2 м следует проектировать дренажи, галереи и колодцы. При этом дренажи должны быть предназначены для защиты земляного полотна под несколькими путями и параллельно расположенными автодорогами с учетом единой дренажной сети, проектируемой для промышленной площадки в целом или ее части, а также с существующей сетью канализации, которая может быть использована для выпуска в нее воды из дренажей.
Рис. 73. Схемы конструкции дренажей
1 — депрессионная кривая; 2 — водоупорный слой из глины; 3 — суглинок; 4 — железобетонный лоток; 5 — дренаж; 6 — балластный мешок; 7 —
прислоненный дренаж; 8 — контрфорсный дренаж; 9 — шпуровой дренаж в скальных грунтах; 10 — застенный дренаж с обратным фильтром; 11 — берма; 12 — канава; 13 — галерея; 14 — оползень; 15 — штольня; 16 — поглощающий колодец; ГГВ — горизонт грунтовых вод
Таблица 23
|
Номер схемы |
Назначение и область применения дренажа |
|
| Горизонтальный траншейный несовершенный дренаж |
III |
Предназначается для понижения уровня грунтовых вод на заданную глубину с целью осушения грунтов основания земляного полотна. Применяется в выемках в качестве подкюветных и закюветных дренажей |
| То же, совершенный |
IV |
Служит для перехвата водоносного горизонта, залегающего на глубинах до 3 — 5 м. Устраивается на откосах выемок и косогорах |
| Подкюветный совершенный дренаж |
V |
Применяется в грунтах с Кф > 0,5 м/сут, в том числе в сезонно-промерзающих пучинистых. Устраивают в выемках глубиной до 6 м и длиной до 100 — 150 м |
| Дренаж мелкого заложения |
VI |
Предназначен для обеспечения поверхностного водоотвода из выемок с кюветами, заполненными старыми балластными материалами. Служит для отвода воды от стрелочных переводов и станционных путей |
| Бескюветный несовершенный дренаж |
VII |
Устраивают в водопроницаемых слабых грунтах, в районах с неглубоким сезонным промерзанием. Позволяет повысить несущую способность основной площадки |
| Поперечная осушительная прорезь |
VIII |
Служит для выпуска воды из балластных мешков, гнезд и лож и устраивается в виде глубоких поперечных прорезей |
| Присыпной (прислоненный) дренаж |
IX |
Проектируется с целью сбора и отвода воды из водоносного пласта или рассеянных источников |
| Откосный контрфорсный дренаж |
X |
Служит для осушения грунтов (чаще насыпей) и закрепления неустойчивых земляных масс на откосе выемки |
| Откосные скважинные (шпуровые) дренажи в выемке |
XI |
Предназначены для сбора и отвода рассеянных выходов воды на откосах выемки |
| Застенный дренаж |
XII |
Служит для поддержания сооружения, применяется для закрепления неустойчивых откосов |
| Галерея проходная |
XIII |
Применяется для перехвата подземных вод на больших глубинах, в случаях, когда устройство открытой траншеи нецелесообразно |
| Штольня |
XIV |
Служит для перехвата грунтовых вод, залегающих на больших глубинах, когда проходка дренажных траншей затруднительна |
| Поглощающий колодец |
XV |
Различают скважинные или шахтные поглощающие колодцы. Предназначены для сбора воды из одного или нескольких водоносных горизонтов и сбора ее в нижележащие пласты с хорошей поглощающей способностью |
Рис. 74. Конструкция совершенного подкюветного одностороннего дренажа в безнапорном водоносном горизонте
1 — водоупорный слой; 2 — водоносный песчаный слой; 3 — балластный слой; 4 — дренаж; 5 — депрессионная кривая; 6 — трубофильтр; Н — глубина заложения дренажа; ГГВ — горизонт грунтовых вод; L — расстояние от оси дренажа до оси пути
2.230. Глубина траншеи определяется типом дренажа (совершенный, несовершенный) и необходимой величиной понижения уровня грунтовых вод. При залегании водоупора на глубине до 3 — 4 м обычно устраивают совершенный подкюветный односторонний дренаж (рис. 74).
Для совершенного дренажа глубина траншеи должна быть равна расстоянию от поверхности земли до водоупора плюс 0,2 — 0,3 м. Если дно траншеи состоит из неустойчивых грунтов, то производится подсыпка из щебня или гравия толщиной 0,1 — 0,15 м. Глубина совершенного дренажа должна быть больше глубины промерзания на 0,3 м.
2.231. Несовершенные дренажи служат для понижения грунтовых вод в пределах земляного полотна и устраиваются по отношению к нему односторонними. Проектирование двухстороннего несовершенного дренажа должно быть обосновано технико-экономическими расчетами. Дренажи, как правило, располагаются со стороны притока грунтовых вод.
В глинистых грунтах наименьшие уклоны дренажа принимают 2 %, а в песчаных — 3 %.
2.232. При заглубленной балластной призме дренаж для осушения балластного слоя устраивается и в недренирующих грунтах земляного полотна.
При балластном слое из среднезернистого или крупнозернистого песка дренаж мелкого заложения устраивают в заглубленных ровиках. В IV и V дорожно-климатических зонах дренажи не предусматриваются.
2.233. Для дренажей под балластом можно применять асбоцементные трубы диаметром 100 мм, ГОСТ 1839-80. В этих трубах должны быть сделаны пропилы через 0,5 м, шириной 2 мм и до половины диаметра. Вместо пропилов можно просверлить отверстия диаметром 3 — 5 мм, располагаемые в два ряда в шахматном порядке через 0,04 — 0,05 м.
Асбоцементные трубы следует укладывать на слой щебня или гравия толщиной 0,05 м, который втрамбовывается в грунт. Применяются также полиэтиленовые (гибкие) трубы, имеющие заводскую перфорацию и укладываемые аналогично асбоцементным трубам.
Рис. 75. Конструкции железнодорожных путевых дренажей
а — мелкого заложения; б — в углубленном ровике; 1 — геотекстиль; 2 — перфорированная труба или трубофильтр; 3 — полиэтиленовая пленка или водонепроницаемый материал; 4 — обратный фильтр из песка, гравия и щебня; 5 — слой щебня, втрамбованный в грунт; 6 — щебень; 7- бетонная подушка
Для устройства дренажей под балластной призмой применяются трубофильтры (ТУ 33-5-75) диаметром 100 мм, изготавливаемые ЦНИИСом из крупнопористого фильтрационного бетона (прил. 20). Трубофильтры такого диаметра выпускаются длиной 0,5 м с гладкими концами, звенья соединяются эластичными пластмассовыми ниппелями. Трубофильтры укладывают на слой щебня или гравия толщиной 0,05 м.
Продольный уклон дренажных труб должен быть не менее 0,004, выпуски не реже чем через 200 м. В местах поворота трубчатого дренажа, а также на прямых участках через 60 м устраивают смотровые колодцы. Конструкции путевых дренажей мелкого заложения и в углубленном ровике приведены на рис. 75.