Труба под дорогу: разновидности водопропускных труб и последовательность монтажа
Опубликовано: 03.09.2018
Водопропускные трубы под насыпями могут выступать в качестве своеобразной альтернативы мостам. Внешне устройство таких труб похоже на тоннели, проходящие сквозь дорожные насыпи. Металлические гофрированные водопропускные трубы нашли широкое применение в дорожном строительстве. Габариты выпускаемых труб позволяют использовать их и для отвода потока талой или дождевой воды, и для монтажа дренажной системы, а также для обустройства подземных переходов. Конечно, вместо водоотвода возможно возведение полноценного моста, но в случае низкой высоты дорожного полотна единственным правильным решением станет устройство водоотвода.
Схема элементов железобетонной прямоугольной водопропускной трубы.
Разновидности и характеристики водопропускных труб
Современный рынок предлагает обширный ассортимент труб для создания водопропускных тоннелей. Основой классификации этого ассортимента является принцип деления продукции по типу применяемого конструкционного материала. Наиболее востребованными на сегодняшний день являются железобетонные водопропускные трубы , пластиковые трубы водопропускного типа и металлические гофрированные трубы для пропуска воды.
Железобетонные водопропускные трубы
К достоинству таких труб можно отнести возможность их изготовления прямо на месте укладки дороги. Их самостоятельное изготовление предполагает процесс заливки бетонного раствора в армированную опалубку. Процедура эта занимает довольно много времени, поэтому для обустройства водоводов железобетонные и бетонные трубы поступают на строительную площадку в уже готовом к эксплуатации виде. Они отличаются особой прочностью и способны выдерживать сейсмические нагрузки до 9 баллов.
Пластиковые трубы
Схема монтажа круглой водопропускной трубы.
Преимуществом пластиковых водопропускных труб является их способность сопротивляться высоким внешним нагрузкам. Но их монтаж требует усиления полотна над каналом путем сооружения бетонной арки, для чего внешняя сторона трубы используется в качестве опалубки.
Частичная разгрузка пластиковой трубы реализуется и с помощью металлических коробов (габионов), заполняемых крупными валунами. Таким образом, слоеная конструкция со стойкой сердцевиной и надежной внешней частью может эксплуатироваться не один десяток лет.
Пластичный водовод, созданный из полимерных труб, гораздо легче переносит подвижки грунта, чем жесткая конструкция из бетона.
Металлические трубы и СМГК
Если рассматривать использование металлических водопропускных труб с точки зрения прочностного расчета, то данный вариант может претендовать на идеальное решение вопроса. Конечно, способность металла хорошо удерживать внешние нагрузки является главным преимуществом металлических труб, но данное достоинство практически сводит к нулю высокая восприимчивость металла к коррозийным разрушениям. Поэтому обычные металлические трубы принято использовать для временного решения проблемы. В частности, их применяют при разовом проколе полотна дороги для осушения прилегающей местности.
Подобные проколы очень актуальны в ситуациях, когда невозможен ремонт водопропускных труб основного водовода и его эксплуатация вследствие засорения или даже разрушения. Такая дренажная система помогает сбрасывать уровень воды и дает возможность расчистки или починки основного водовода под дорогой. Кроме того, металлические трубы могут использоваться не только в качестве водовода, но и как своеобразный футляр, защищающий внутренний трубопровод. Оптимальным вариантом использования металлических временных труб является обсадное изделие, применяемое для армирования буровых скважин (их стенок).
Схема надфундаментных частей средних частей труб.
Для монтажа постоянных водопропускных сооружений под дорогой используют специальные сборные металлические гофрированные конструкции (СМГК). Исходя из классического определения, такие изделия не относятся к категории труб, поскольку металлические гофрированные листы преобразуются в сборную конструкцию прямо на месте сооружения водовода возле дороги. Нестандартные металлические гофрированные конструкции и тоннели из них наделены целым рядом достоинств, недоступных для водопропускных каналов, созданных из труб. Данные преимущества базируются на том, что гофрированные металлические системы в процессе сборки могут принимать разнообразные сложные формы, в которые нереально перевоплотиться обычным трубам, а срок их эксплуатации достигает 50-60 лет, да и к тому же гофрированные металлические конструкции на 25-30% дешевле своих бетонных аналогов и, несмотря на это, наделены повышенной сейсмоустойчивостью.
Последовательность монтажа водопропускных труб
Весь процесс установки водопропускных труб под дорогу разделяется на несколько этапов:
рытье котлована; укладка фундамента; монтаж труб ; обустройство насыпи дороги.Итак, первый этап подразумевает рытье котлована, размеры которого определяются параметрами основания водовода. Важную роль здесь также может играть и тип почвы, который должен удержать массивную конструкцию. От типа грунта будет зависеть и обустройство откосов котлована.
Котлован роется по классической схеме, то есть сначала снимается верхний плодородный слой, затем осуществляется разработка первой ступени, снова выемка грунта на втором уровне и т.д. Глубина котлована в обязательном порядке должна достигать уровня промерзания грунта. В противном случае система водовода может быть деформирована в ходе пучения грунта. Для отвода влаги из котлована используется дренажная система из траншей или водяной насос.
Так как пропускные водоводы под дорогой обычно сооружаются на довольно влажных участках, обязательным условием их успешной эксплуатации является хорошо продуманная дренажная система.
Схема бестраншейной прокладки труб.
Стенки котлована и близлежащая насыпь укрепляется особыми модулями - габионами, устройство которых состоит из металлической сетки, заполненной камнями. Для упрочнения конструкции под габионами монтируется дополнительный слой гидроизоляции.
На втором этапе укладывается фундамент, в качестве опоры для которого выступает специально выполненная песчано-гравиевая подсыпка. Необходимость укладки подсыпки связана с тем, что она гарантирует сохранность целостности конструкции в случае воздействия деформации грунта в период пучения.
Стандартными фундаментами для укладки водопропускных труб являются блочный и монолитный.
Блочный фундамент укладывается, начиная с блока под оголовок трубы, который углубляется в грунт на 25-30 см ниже отметки промерзания грунта. После этого на песчано-гравийную подушку монтируются остальные блоки, перепады высоты между платформами при этом заполняются песчано-гравийной подсыпкой. Элементы конструкции начинают монтироваться с выходного оголовка, постепенно перемещаясь к входному участку.
Большие перепады высот в элементах конструкции для поддержки страхуются установкой свай.
К преимуществу монтажа блочного фундамента можно отнести скорость выполнения работ.
Монолитный фундамент укладывается в классическую опалубку, монтируемую поверх гидроизолирующего слоя. Заливка такого фундамента выполняется в один проход, для чего тщательно высчитывается объем основы. В ходе заливки используется только съемная опалубка, которая удаляется после застывания цемента.
Схема типов оголовков труб.
Основным достоинством монолитных конструкций фундамента является их высокая прочность. При качественном армировании такой фундамент способен выдержать и сейсмические колебания, и нагрузки пучения грунта дороги.
На следующем после укладки фундамента этапе начинается монтаж труб. Устанавливается бровка земляного полотна, монтируются выходные оголовки труб, затем поверх фундамента укладываются узлы СМГК или арочные элементы железобетонных труб. Пространство между фундаментом и стенками трубы заполняется песчано-гравийной смесью с добавлением портландцемента.
СМГК крепятся между собой заклепками или защелками, для усиления верхней части используется особая цементная стяжка. Элементы железобетонного туннеля фиксируются тоже с помощью цементных стяжек. Арочные конструкции монтируются на плиты, причем даже без укладки подсыпки.
На последней стадии после обустройства армирующей стяжки конструкция укрепляется бетонными бровками или габионами и засыпается 2-, 4- или 6-метровым слоем грунта дорожного полотна (в зависимости от прочности трубы).