Как задраять водопропускную трубу?

Обратная земляная засыпка

Железобетонные водопропускные трубы требуется засыпать грунтом после того, как все строительные работы были выполнены и был оформлен соответствующий акт приемки.

Для этих целей подойдет та же земля, из которой возводилась насыпь.

Насыпное возведение над водопропускными трубами делят на два этапа:

1. Заполнить грунтом пазухи между фундаментом и стенами котлована.
2. Засыпать трубы по звеньевой высоте.

Грунт укладывается одновременно со всех сторон трубы на равную высоту и уплотняется специальными грунтоуплотняющими виброударными машинами, а при их отсутствии применяются пневмокатки. Грунтовая призма отсыпается при помощи наклонных слоев, толщина которых назначается с учетом действующих нормативов.

При движении по отдельному грунтовому слою вдоль труб машина должна начинать работу с удаленного участка, постепенно приближаясь к самим трубам. Уплотнять грунт непосредственно у самих труб можно, если с противоположного бока имеется уже отсыпанный слой земли такого же уровня на всем протяжении труб

При этом отдельное внимание уделяется грунтовому уплотнению у стен труб. Здесь ручная электротрамбовка должна располагаться не ближе 0,05 ма от стены

Над средними частями труб запрещается переуплотнять грунт, чтобы в последующем избежать конструкционных перегрузок. При значительных насыпных высотах более 10 мов над трубами рекомендуется оставить зону, где плотность понижена. Далее разровнять землю с помощью бульдозера без уплотнений.

Если при строительстве техника, которая передвигается над засыпанными конструкциями или вблизи от них, является более тяжелой по сравнению с временными нагрузками, то требуется дополнительная засыпка, чтобы избежать разрушений в трубе.

Степень грунтовых уплотнений в призменных пределах засыпки оценивается при помощи коэффициента К, определяющего отношение плотности, которая была достигнута, к стандартной максимальной (определяется методом стандартных уплотнений). Последняя приводится в производственном рабочем проекте, в который включены данные геолого-инженерных изысканий. Действующая инструкция требует, чтобы коэффициент уплотнения обеспечивался не менее 0,95. Контроль над плотностью ведется влагомером-плотномером Ковалева. Следует сказать, что в процессах по засыпке труб запрещаются отклонения от К, который равен 0,95, в наименьшую сторону. Ведь при снижении плотности земли значительно уменьшается деформационный модуль и несущие способности труб.

Техника безопасности (ТБ)

Принять на данную работу можно лишь тех рабочих, которые прошли необходимую медицинскую комиссию и вводный (общий) инструктаж по ТБ и инструктаж по ТБ непосредственно на месте работы.

Помимо этого, работники в течение трех месяцев с начала работы обязаны обучиться безопасному методу работы по проге длительностью в 6-10 часов. Окончив обучение, следует сдать экзамен в постоянно действующей комиссии, по результатам которого будет составлен акт, который требуется вложить в личное дело сотрудника.

На строительной площадке должны находиться постоянные или временные санитарно-бытовые устройства: уборные, умывальные, раздевалки, сушилки для одежды, помещения для приемов пищи, душевые, медпункты или аптечки. Работники должны снабжаться питьевой водой.

Администрация строительства должна предоставить рабочим спецодежду, обувь и индивидуальные защитные средства в соответствии с действующими нормами.

Строительным мастерам нужно:

• осуществлять правильное и безопасное ведение строительных и монтажных работ;
• контролировать состояние подмостков и лесов, приспособлений защиты, котлованных креплений и т.д.;
• проверять чистоту и порядок на трудовых местах, на подъездных дорогах и проходах,
• обеспечить освещенность трудовых мест, проверить правильную эксплуатацию подкопровых и подкрановых дорог;
• инструктировать сотрудников по ТБ на рабочем месте в рабочем производстве;
• контролировать применение и правильное использование работниками индивидуальных средств защиты и спецодежды;
• контролировать соблюдение норм переносок тяжести, обеспечить рабочие места плакатами и надписями.

Защита от гидроудара

Чтобы защитить трубопровод от гидравлических ударов, нужно:

Плавно открывать/закрывать запорные элементы

При плавном закрывании крана давление в трубопроводе будет постепенно выравниваться. При этом ударная волна будет иметь незначительную силу, а следовательно, мощность гидравлического удара будет минимальной. Но не во всех случаях возможно обеспечить плавное закрывание крана

Далеко не у всех моделей вентильная конструкция, многие современные краны имеют шаровую систему – достаточно одного неосторожного резкого поворота и кран придёт в положение «закрыто»

Использовать трубы большого диаметра

В трубопроводах большого диаметра рабочая среда движется с меньшей скоростью, чем в системах с более маленьким диаметром. А чем скорость перемещения потока жидкости меньше, тем слабее сила гидроудара. Однако данный способ гораздо затратнее. Расходы увеличиваются за счёт более высокой стоимости труб и теплоизоляции.

Установить амортизирующее устройство

Данное устройство располагается по направлению движения рабочей жидкости. В качестве амортизатора используется отрезок трубы из эластичного пластик либо каучука, которым заменяется часть жёсткой трубы перед термостатом. При возникновении гидравлического удара происходит растяжение эластичного отрезка и частичное гашение силы удара.

Использовать компенсаторное оборудование

Для сбрасывания лишней жидкости до момента нормализации давления в трубопроводе используется гидравлический аккумулятор. Данное оборудование выполнено в виде герметичного бака, оснащённого мембраной и воздушным клапаном. Мембрана изготавливается из эластичного материала, бак – из стали.

Использовать автоматику насосов

Одной из причин появления гидравлических ударов в трубопроводе является насосное оборудование. Движение рабочей среды зависит от того, насколько быстро вращаются насосные валы. Следовательно, плавное снижение/увеличение скорости вращения позволяет уменьшить силу воздействия и снизить риск появления гидроударов.

На производствах для управления насосным оборудованием используются специальные регуляторы, частотные преобразователи и прочие подобные приборы. Данное оборудование также подходит для использования в бытовых условиях.

Гидравлические удары в коммуникациях появляются при остановке насосного оборудования, например, при исчезновении сети питания. На производствах и в сфере коммунального хозяйства резервные источники используются давно и не раз доказали свою эффективность. Предупреждение аварийных ситуаций и сокращение расходов на ремонтные работы приводят к существенной экономии средств. Включение домашнего насосного оборудования через устройство защиты от гидроударов (стабилизаторы и источники резервного питания) поможет обезопасить внутренние коммуникационные системы.

Использовать байпас

Байпас представляет собой дополнительный участок трубопровода, который используется в качестве обходного канала и служит для регулирования пропускной способности сети отопления. Такие устройства можно монтировать, как в новые системы, так и в уже существующие.

Гаситель гидроударов

Это простое, но эффективное изобретение, работающее по принципу расширительного бака отопительных коммуникаций. При резком перепаде давления жидкость перемещается в мембранный гаситель. После того, как давление в трубопроводе упадёт до рабочей величины, произойдёт выталкивание жидкости обратно в систему. Возвращение воды обеспечивается благодаря избыточному давлению воздуха, находящегося с противоположной стороны мембраны.

Защитный клапан

Клапан защиты от гидроудара располагается в трубопроводной системе рядом с наносом. Он реагирует на скачки давления, принимая обратную волну и предотвращая гидравлические удары. Клапан оснащён специальным регулятором, который при перепаде давления плавно открывает его. Таким образом, когда обратный поток рабочей среды доходит до насосного агрегата, клапан уже находится в открытом состоянии. В результате этого происходит сбрасывание воды, а следовательно, снижение давления до допустимой величины. После нормализации давления регулятор закрывает клапан, чтобы предотвратить опустошение системы.

Непосредственные работы

Итак, не стоит вдаваться в подробности того, как труба примеряется к местности, то есть ставятся отметки уровня среза грунта, исследование дна котлована и так далее. Этим занимаются специально обученные люди.

Что касается непосредственных работ, то тут все гораздо проще. Рытье котлована, который, как правило, имеет весьма внушительные размеры, осуществляется при помощи специальной техники. Но в такой работе присутствует и ручной труд – все стенки котлована выравниваются лопатами.

Дальше, если дно вырытого котлована очень мягкое и зыбкое, то оно полностью выкладывается булыжником. При этом камни трамбуются специальными инструментами.

Монтаж водопроводной трубы

Котлован роется, как правило, без всяких ограждений. Из этого правила есть исключение. Оно касается тех случаев, когда в месте разработки постоянно находится вода. В таком случае рытье осуществляется с применением защитных крепежей.

Часто приходится укреплять стенки котлована, предупреждая тем самым их обрушения. Это делается в тех случаях, когда рядом со строительной площадкой находятся постоянно эксплуатируемые здания и сооружения.

Котлован роется по размерам и форме самой трубы. При проектировании и разработке котлована по возможности учитывается доступность трубы в случае, если ей понадобится ремонт. Такие параметры, как крутизна откосов, напрямую зависят от характеристик грунта.

В том случае, когда будет проводиться гидроизоляция, дополнительная защита или иные работы, предполагающие наличие людей, расстояние между стенками фундамента и стенками котлована должно быть не меньше 70 см. Если же нахождение людей не требуется, то эта величина может быть снижена до 10 см. А в том случае, когда бетонирование проводится без устройства фундамента, котлован роется точно по размеру трубы.

Металлические трубы и СМГК

Водопропускные трубы из металла – это неплохой вариант решения проблемы отведения воды, но только если рассматривать его с одной стороны. Металлические конструкции имеют лучшие показатели прочности по сравнению с аналогами, но это достоинство полностью нивелируется слабой устойчивостью к коррозии. Из-за этого металлические трубы используются для обустройства водопропускных каналов только временно.

Впрочем, есть еще одно применение изделиям из металла. Их часто используют для проколов дорожного полотна. Дело в том, что возможность ремонта водопровода, проходящего под дорогой, есть не всегда, поэтому труба расчищается при помощи внешней дренажной системы, позволяющей провести ремонт или качественную очистку системы.

Неплохим решением является использование металлических труб в качестве внешнего защитного кожуха, обеспечивающего защиту основного трубопровода. Обычно для этих целей применяются трубы, используемые для армирования стенок буровых скважин.

Чтобы создать надежный и качественный водопропускной канал, лучше всего использовать СМГК – сборные металлические гофрированные конструкции. Согласно общей классификации, обычными трубами такие конструкции не являются – цельная система становится таковой только в том месте, где необходимо выполнить монтаж водопропускных труб.

СГМК имеют массу положительных качеств, которыми обделены простые трубы. Основное достоинство сборной конструкции заключается в возможности обустройства сложных конструкций, которые способны прослужить несколько десятков лет и при этом спокойно переживать воздействие сейсмических сдвигов. Гофрированная дорожная труба, помимо всего прочего, обходится почти на треть дешевле, чем альтернативные варианты.

Конструкции водопропускных труб

Труба водопропускная

Как уже было сказано, водопропускными называют гидротехнические сооружения водопропускного типа в виде искусственной структуры гражданского или промышленного назначения.

Подобные конструкции обычно сооружают непосредственно на естественном или искусственном водоеме, либо на небольшом отдалении от него. Чаще всего водопропускные сооружения выполняются в виде водопропускной трубы, расположенной над автомобильной дорогой.

Кроме того, водопропускные железобетонные трубы могут использоваться для корректировки или изменения русел малых речек.

Строительство таких сооружений чаще всего сегодня выполняется с использованием металлических гофрированных конструкций (МГК), применяемых для следующих объектов:

• Трубы водопропускные в полотне железных и автомобильных дорог в качестве альтернативы для труб из бетонных колец;
• Сооружения водопропускные, укрепляющие и изменяющие русла рек;
• Альтернатива мостам с одним пролетом в виде арочных сооружений;
• Мосты многопролетные, пролет которых достигает 18 м, в качестве альтернативы мостам из бетона или металла.

Сборные гофрированные металлические конструкции

Сборная ГМК

Металлические гофрированные сборные конструкции (СМГК) имеют более низкую стоимость при строительстве водопропускных сооружений по сравнению с железобетоном, а также имеют целый ряд преимуществ перед конструкциями других типов:

• Адаптивность, позволяющая благодаря различным поперечным сечениям труб подобрать для условий конкретного строительства наиболее подходящий вариант;
• Низкий вес облегчает транспортировку листов СМГК, а их упаковка в паллеты существенно уменьшает занимаемое листами пространство;
• Простота монтажа, позволяющая выполнять строительство трубы при помощи листов СМГК без специальных навыков и квалификации;
• Высокая прочность и гибкость конструкции, обеспечиваемые при использовании совместно с засыпным грунтом. Кроме того, это обеспечивает большую, чем у конструкций из бетона, сейсмостойкость;
• Длительный срок службы, достигающий 80-100 лет, как показывает многолетняя практика применения таких конструкций;
• Низкая стоимость, позволяющая снизить затраты при использовании СМГК на 30-50% по сравнению с применением других материалов;
• Возможность строительства водопропускных труб СМГК в условиях любого климата.

Габионные конструкции водопропускных труб

Габионная конструкция

Широкой популярностью при строительстве водоотводных и водопропускных труб и сооружений, а также —  при строительстве стабилизирующих и удерживающих сооружений, подпорных стен и локальных очистных дорожно-мостовых сооружений, пользуется также применение габионных конструкций.

В готовом виде такое сооружение представляет собой укрепленную габионами водопропускную трубу необходимого диаметра.

Габионы получили столь широкое распространение благодаря целому ряду положительных характеристик:

• Гибкость, прочность и сопротивление нагрузкам;
• Стойкость к негативным воздействиям влаги и атмосферных осадков;
• Способность дренирования, не требующая дополнительно затрат на монтаж обратного фильтра и дренажной системы;
• Возможность использования с сооружениями других типов;
• Простота монтажа и эксплуатации конструкции;
• Низкие временные строительные и эксплуатационные расходы;
• Экологическая безопасность и эстетичный внешний вид;
• Надежность и долговечность эксплуатации.

Вот и все, что хотелось рассказать о том, что собой представляют водопропускные трубы для автомобильных дорог. Следует дополнительно заметить, что строительство данных сооружений (как и монтаж канализационных труб или установке металлопластиковых труб своими руками) требует особой тщательности и соблюдения требований и норм строительства и безопасности, поскольку их нарушение может вызвать не только повреждение или разрушение самой трубы, но и дороги, под которой данная труба пролегает.

Элементы оголовка водопропускных труб

Строительство автомагистралей и железных дорог не обходится без железобетонных откосных стенок. С их помощью укрепляются обочины и устанавливаются водопропускные трубы.

Основными конструктивными элементами, из которых состоят водопропускные трубы, являются:

• тело трубы, состоящее из звеньев и предназначенное для восприятия внешних нагрузок, образования необходимого отверстия и защиты содержимого трубы;
• фундамент, представляющий собой массивную плиту;
• входной и выходной оголовки, располагающиеся у концов трубы. Оголовки осуществляют сопряжение трубы с откосами земляного полотна и обеспечивают благоприятные условия для беспрерывного пропуска воды через трубу.

Откосные стенки, или откосные крылья (открылки), изготавливаемые согласно регламенту серии 3.501-59, замененной на серию 3.501.1-144, относят к базовым деталям оголовка железобетонных труб. Вместе с портальной стенкой они используются для пропуска водных потоков через железобетонные водопропускные сооружения.

Оголовки водопропускных труб бывают портальными, раструбными, воротниковыми и обтекаемыми.

Наиболее широкое распространение получили раструбные оголовки, состоящие из одной портальной и двух откосных стенок. Раструбные оголовки применяются как для прямоугольных, так и для круглых труб.

Откосное крыло — это прямоугольная железобетонная плита со скошенным краем. Наклон грани совпадает с наклоном дорожной насыпи. На одной из вертикальных граней предусмотрен конструкционный вырез для сопоставления с портальной плитой. Открылки присоединяются к лицевой поверхности портальной стенки с двух сторон, создавая при этом воронку.

Откосные крылья выпускают в двух исполнениях: правое и левое. Они выполняют как укрепительную, так и направляющую функцию: обеспечивают движение водного потока в трубопровод. Защитная функция заключается в удержании грунта по краям дорожной насыпи и предотвращении закупоривания просвета трубы. Водопропускные сооружения способствуют долговременной эксплуатации дорожного полотна.

Откосные и портальные стенки для труб ЗК, ЗП, ЗКП представляют собой массивные блоки прямоугольной формы с отверстием для стыкуемых звеньев. Портальные стенки крепятся к звеньям труб на концах трубопроводов. Способные выдерживать большие нагрузки, они применяются для защиты выхода водопропускной трубы от обрушения на него грунта, откосные крылья в свою очередь предотвращают обрушение почвы по торцевым сторонам конструкции. Если стенки представляют собой единое изделие, то откосные крылья могут подразделяться на цельные и сборные.

При изготовлении откосных стенок используется тяжелый бетон M250 — класса не ниже В30 морозостойкостью F200 и водонепроницаемостью W6. Производятся откосные стенки из тяжелого бетона класса не ниже В30. Для придания изделию большей прочности и надежности осуществляется армирование с помощью высококачественной стали. Стальные стержни свариваются в специальные стальные сетки и каркасы. Конструкция откосных и портальных стенок также предусматривает наличие специальных закладных изделий, которые служат для стыковки с фундаментами труб.

Для облегчения монтажа, процессов погрузки и разгрузки предусмотрено наличие специальных монтажных петель, изготовленных из стали.

Монтаж фундамента

В случае, если фундамент состоит из сборных железобетонных плит, то в первую очередь проводится установка звеньев, которые составят оголовок будущей водопропускной трубы. Укладка блоков выполняется до уровня подошвы, а дальше проводится работа по заполнению пазух до того же уровня.

Для монтажа фундамента используют бетонные блоки или плиты

Рассмотрим основные этапы обустройства монолитного фундамента:

1. В первую очередь необходимо изготовить или приобрести уже готовую опалубку.
2. Далее подготавливается необходимый для заливки бетонный раствор.
3. На третьем этапе подготовленный заранее бетонный раствор заливается в опалубку.
4. Когда раствор застынет, необходимо демонтировать опалубку и залить образовавшиеся пазухи.

Материалы исполнения и виды

На трубы, проложенные в канаве, оказывает давление вес земли. Даже если поверху них залит бетонный мост, то он только перераспределяет эту нагрузку, но не может полностью устранить ее. Поэтому для скрытой прокладки необходимы трубы, обладающие достаточным уровнем кольцевой жесткости.

Кроме того, на них негативно воздействуют грунтовые, дождевые или талые воды, цикличность зимнего промерзания. А значит, материал исполнения подобных изделий должен быть стойким к коррозии и способным выдерживать низкие температуры.

Для таких работ подходят следующие виды труб:

• Металлические.
• Бетонные.
• Железобетонные.
• Из пластика.

Металлические

Стальная труба для прокладки в канаву может быть разного диаметра и длины, но обязательно толстостенная и хорошего качества. Металлические изделия с такими характеристиками, несмотря на вероятность появления коррозии, прослужат не менее 30-40 лет. Однако из-за большого веса металлических труб при их монтаже потребуется грузоподъемная техника.

Бетонные

Бетонные трубы кладут в канаву чаще других, поскольку они обладают большой пропускной способностью. Бетон отлично сопротивляется воздействию агрессивных сред, выдерживает значительные нагрузки и служит в течение долгого срока. Однако из-за большого веса подобных конструкций их самостоятельный монтаж вряд ли осуществим.

Железобетонные

Изготавливаются на заводах ЖБИ методом вибропрессования из тяжелого или мелкозернистого бетона, армируются арматурными каркасами из стальных стержней классов А-1 и А-III. Железобетонные изделия обеспечивают свободное транспортирование сточных вод, подходят для любых климатических условий. Длина отрезков составляет от 6 до 10 м.

Среди ж/б трубы по несущей способности различают 5 групп с допустимой высотой засыпки грунтом не более 2, 4, 6, 8 и 10 м. Для укладки в канаву можно взять трубу 1 группы. Она способна выдержать давление слоя грунта высотой до 2 м. Для большинства регионов нашей страны, где промерзание грунта не более 1,5 м, этого будет достаточно. У изделий 2 группы несущая способность выше. Их можно класть на глубину до 4 м. Однако такие конструкции достаточно хрупкие, поэтому должны укладываться на песчаную подушку и защищаться от весовых нагрузок слоем песка сверху.

Пластиковые

Для подземной прокладки выпускаются гофрированные пластиковые трубы, которые намного легче и дешевле других аналогов. Их пропускной способности и кольцевой жесткости достаточно для размещения в канаве. Они не ржавеют, долговечны и просты в монтаже. Их также нужно положить на песчаную подушку с прослойкой из геотекстиля, а сверху засыпать песком и щебнем.

Как избавить насыпь от размывания

Чтобы защитить насыпь от размывания, ее борта и продольные склоны укрепляются различными материалами:

1. Для возведения бортов используют натуральный камень, белый силикатный кирпич или железобетонные плиты. С обоих боков канавы кладут кирпичные или каменные стенки. При этом концы трубы оставляют свободными. Если требуется укрепить борта бетоном, то вначале устанавливают опалубку с подпорками. Между стенками опалубки монтируют арматурный каркас, затем конструкцию заливают бетоном. Спустя неделю, после схватывания бетонной смеси, опалубку с оголовка можно снять.
2. Вдоль канавы откосы укрепляют щебнем с проливкой цементным раствором, тщательно уплотняя каждый слой.

Фундамент, как основа

Следующий шаг – создание фундамента. Естественно, почва должна выдерживать фундамент вместе со всей конструкцией, поэтому базовым опорным слоем является смесь из песка и гравия. Засыпка такого слоя позволит предотвратить повреждение элементов водопропускного канал при пучении грунта.

Сам фундамент может выполняться по одной из двух схем:

1. Блочный фундамент. Процесс укладки в данном случае начинается с блока, расположенного прямо под оголовьем трубы. Этот блок укладывается примерно на 30 см ниже уровня промерзания почвы. Далее устанавливаются последующие блоки. Возникающие высотные перепады компенсируются за счет песчано-гравийной смеси, а при большой разнице высот используются сваи. Укладка блоков фундамента начинается с заднего конца трубы.
2. Монолитный фундамент. Такой тип фундамента знаком даже тем, кто не занимался строительством. Для монтажа устанавливается съемная опалубка, выставленная на слое гидроизоляции. Заливать монолитный фундамент нужно с одного прохода, поэтому перед работой придется тщательно рассчитать необходимый объем.

Блочная конструкция фундамента отличается быстротой обустройства, а монолитная – высокой механической прочностью, которой достаточно для сопротивления сильным подземным толчкам. Перед созданием фундамента нужно точно знать, какие виды оголовков водопропускных труб будут использоваться – этот фактор может повлиять на конструкцию фундамента.

Когда фундамент застынет, на него можно будет устанавливать водопропускные трубы. Сначала нужно установить бровку грунта, потом сформировать выходы для труб, после чего приходит пора монтировать СМГК или железобетонные изделия. Все свободное пространство от фундамента до стенок труб должно заполняться смесью песка и гравия.

Фиксация СМГК осуществляется посредством заклепок или защелок, а верх конструкции усиливается специальной стяжкой, добавляющий системе надежности. Железобетонные конструкции тоже укрепляются цементной стяжкой, но монтаж арок осуществляется прямо на плиты без какой-либо подсыпки.

Финальный этап работы – укрепление водопропускных труб при помощи габионов или бетона, после чего их можно засыпать грунтовым слоем, толщина которого напрямую зависит от прочностных показателей трубы. Когда перепускная труба под дорогой установлена, можно спокойно приступать к обустройству самого дорожного полотна.

Заключение

Использование водопропускных труб позволяет перемещать влагу под дорожным полотном. Конечно, такие системы актуальны далеко не во всех ситуациях, но иногда они являются единственным вариантом отведения воды.