что такое размыв канав сдо кюветов
Размывы открытых водоотводов (канав, кюветов и др.)
Опознавательные признаки : местные разрушения от косов и дна продольных канав, кюветов, отводных русел от дренажей, в местах соединения (слияния) канав, выпусков воды из канав на поверхность земли с образованием промоин, русел, накоплений размытого грунта, деталей креплении дна, откосов, перепадов, гасителей энергии водного потока.
Причины возникновения : чрезмерно большая скорость потока; низкая сопротивляемость грунтов размыву; слабые конструкции креплений дна, откосов, перепадов, быстротоков, выходов из канав; низкое качество подготовки поверхности земли для монтирования сборных креплений; неудовлетворительная заделка швов; неправильное расположение перепадов, быстротоков, выходов канав и их поворотов, недостаточное их укрепление; неудовлетворительное текущее содержание и несвоевременное устранение повреждений.
Неотложные меры : безотлагательная заделка повреждений креплении; устранение начинающихся размывов местными материалами и средствами водоборьбы (камнем, мешками с песком); осмотр сооружений после прохода весенних и летних (ливневых) паводков и устранение всех повреждений.
Эксплуатационные наблюдения : учет всех водоотводящих сооружений; осмотр их состояния после пропуска весеннего паводка и схода снежного покрова; описание возникающих неисправностей (наличие трещин, ширина их раскрытия); установка маяков на крупных бетонных сооружениях; определение наиболее высоких отметок, до которых поднимался уровень воды при паводках.
Понижения и заплывания водоотводов земляного полотна на вечномерзлых грунтах
Опознавательные признаки : прекращение стока воды и ее застои в водоотводах.
Причины возникновения : понижения вследствие оттаивания вечной мерзлоты под слоем воды или минерального грунта, отсыпанного при повторной нарезке водоотводных канав на мари; заплывание за счет суффозии (выноса мелких частиц грунта водой) и эрозии (размыва) откосных частей.
Неотложные меры : заполнение понижений водоотводов торфом, заторфованным суглинком или древесными отходами и уборка грунта с заплывших мест до необходимого уровня; укладка полос нетканого материала для предотвращения суффозии и эрозии по откосам и дну водоотводов с пришпиливанием их к грунту.
Эксплуатационные наблюдения : определение местоположения понижений и заплывания водоотводов (км, ПК,+) при осмотрах и выполнение инструментальной съемки с целью их восстановления.
Заиливание кюветов и канав
Опознавательные признаки : отложение глинистых и субпесчаных грунтов на дне кюветов и канав, в первую очередь в местах уменьшения их продольных уклонов; уменьшение глубины водоотводов с уширением их дна; зарастание канав кустарником, крупностебельными травами, кочкарником.
В случаях значительного уменьшения сечения канав возможно их переполнение и изливание воды на защищаемую территорию и конструкции пути.
Причины возникновения : малые скорости течения воды из-за недостаточных продольных уклонов; интенсивный размыв грунтов на откосах земляного полотна и прилегающих территориях; неправильно запроектирован продольный профиль канавы (с постепенным уменьшением уклонов к ее концу).
Неотложные меры : повышение скорости течения воды за счет увеличения продольного уклона; защита от размыва прилегающих откосов земляного полотна, закюветных полок или берм; уменьшение размывов на прилегающих территориях, с которых сток идет в канавы (изменение направления потоков, защита травосеянием).
Эксплуатационные наблюдения : учет всех кюветов и водоотводных канав с указанием мест, где возможны Заиливание, переполнение и переливы воды из водоотводных сооружений; проверка наличия материалов, необходимых для защиты от размыва земляного полотна и его обустройств; составление календарных графиков устранения неисправностей канав и контроль за его исполнением.
6.7. Подмыв берега моря (озера, водохранилища), угрожающий целостности земляного полотна
Опознавательные признаки : образование ниш на уровне горизонта воды с нависанием грунтовых массивов; большая крутизна берегового склона; наличие обрушенных крупных массивов грунта, валунов, поваленных стволов деревьев в зоне прибоя; продольные трещины в береговом массиве, по которым происходит отслоение и обрушения подмытых массивов; искажение первоначальных форм и состояния конструкций крепления берегов, Подпорных. стен, волноломов, ряжевых и габионных стенок, скальных отсыпок (горной массы).
Причины возникновения : ширина естественного пляжа недостаточна для гашения энергии волн и предотвраще ния размыва (абразии); различают случаи размывов при постоянном уровне воды в водоеме и при переменных уровнях; имеющиеся крепления берега или волногасящие сооружения недостаточны для защиты от расчетного режима волнения; повреждения или разрушения защитных сооружений.
Эксплуатационные наблюдения : учет участков пути, находящихся в угрожаемой зоне; обследование опасных мест после штормов, освобождения водоема от зимнего ледостава с фиксированием замеченных изменений; выявление участков, на которых появляются признаки подмыва или сомнительных по устойчивости мест земляного полотна.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Кювет как составная часть дорожного пути: для чего он нужен?
При прокладке дорожного полотна вдоль покрытия с обеих сторон часто наблюдается глубокая выемка, разделяющая путь с сопутствующим ландшафтом. Это характерно для междугородних трасс, дорог в лесу, тротуаров в парковых зонах. Параллельные траншеи вдоль дорожного пути называются кюветом, и это не просто последствия рытья траншеи и прокладки асфальта вне городских условий. Это кювет, который выполняет функцию сбора стоковых вод с дороги.
Особенности дорожного устройства
Выемка вдоль дороги чаще всего имеет трапециевидную форму. В ней собирается влага, стекающая с дороги, таким образом, дорожное полотно меньше подвержено деформации. Также кювет может выполнять дренажную функцию. Он может представлять собой канаву или забетонированную поверхность.
Кювет можно встретить вдоль:
Выемка может оставаться необработанной после строительства полотна – тогда это неукрепленная грунтовая поверхность. Если она уплотняется гравием, камнем или даже заливается бетоном, то это укрепленный тип. Укрепление выемки позволяет улучшить сток воды и продлить срок службы дорожного полотна. Укрепление требуется в местах, где дорогой пользуются пешеходы, например, на железнодорожных станциях. Это позволяет избежать травматизма и соблюсти требования по безопасности транспорта и людей.
Другие функциональные особенности
Если автомобиль теряет управление и съезжает с дороги, то кювет может задержать его и препятствовать столкновению с деревьями в зеленой зоне, которые протягиваются вдоль загородных шоссе. Чтобы автомобиль не вылетел в кюветную зону, рекомендуется следить за боковой гравийной насыпью и не допускать выезда на нее. Если правые колеса попадают на этот участок, автомобиль мгновенно теряет прямую траекторию и появляется высокий риск не справиться с управлением и съехать с дороги. По этой причине вдоль особенно опасных участков устанавливается специальное ограждение, препятствующее аварийному съезду машин с дорожного полотна.
Поверхностный сток земляного полотна
Поверхностный сток земляного полотна. Поверхностные воды размывают грунт земляного полотна и прилегающей земной поверхности или насыщают его в результате инфильтрации воды в толщу грунта, приводя к снижению его прочностных свойств.
Перехватывать поверхностную воду, не допуская ее проникновения в грунт, значительно легче и дешевле, чем устранять последствия ее воздействия, поэтому к этому и следует стремиться.
Планировка. Для защиты земляного полотна от воздействия атмосферных вод в первую очередь выполняется планировка всех поверхностей — непосредственно земляного полотна, полосы отвода, берм, резервов, водоотводных сооружений и других обустройств таким образом, чтобы не допускать даже незначительных застоев воды, обеспечивая быстрый сток ее без размыва грунта в водоотводные сооружения.
Для этого поверхностям придаются поперечные и продольные уклоны, величины которых должны обеспечить быстрый отток поверхностных вод за пределы земляного полотна без его paзмыва. Величины уклонов определяются типовыми и групповыми решениями, что было рассмотрено ранее на типовых поперечных профилях насыпей.
Кроме того, необходимо производить планировку территории, прилегающей к земляному полотну, где должны быть ликвидированы западины, местные понижения и бессточные ложбины.
Мероприятие по планировке является наиболее дешевым, и оно должно выполняться в первую очередь, но, являясь необходимым, оно не всегда достаточно, и требуются дополнительные мероприятия по защите от размыва и инфильтрации воды в земляное полотно.
Водоотводные сооружения
Водоотводные сооружения. Поверхностные воды, поступающие с прилегающей территории и стекающие с земляного полотна, должны быть собраны в водоотводные сооружения, по которым они отводятся к ближайшим водопропускным сооружениям или в сторону от земляного полотна в пониженные места рельефа.
Количество водоотводных сооружений, их параметры и местоположение должны быть выбраны так, чтобы в кратчайшие сроки без переполнения собрать и отвести поступающую к ним воду.
С нагорной стороны земляного полотна должен предусматриваться сплошной продольный водоотвод от каждого пересекаемого железной дорогой водораздела до водопропускного сооружения или места, где возможен поперечный отвод воды в сторону от земляного полотна.
Трасса водоотвода должна располагаться по возможности нормально к направлению преимущественного стока воды с обеспечением наилучших гидравлических условий работы водоотвода и минимума строительных затрат и эксплуатационных расходов. Сопряжение водоотвода с руслом водотока устраивается таким образом, чтобы водоотвод подходил к водотоку под углом не более 45° по течению воды.
Поперечное сечение водоотводных сооружений следует назначать исходя из условия, чтобы бровка водоотвода возвышалась не менее чем на 0,2 метра над уровнем воды, при расчетном расходе с вероятностью его превышения по нормам, указанным в таблице ниже.
В отдельных случаях водоотводные сооружения также собирают и отводят грунтовые воды из верхних слоев грунтов, и тогда определяющим для размеров сечения становится их глубина, которая должна быть ниже уровня подземных вод, требующих отвода, а в величину расхода поверхностных вод добавляется расход от притока грунтовых вод.
В качестве водоотводных сооружений в поверхностный сток земляного полотна применяют: канавы, лотки, быстротоки, перепады, водоотводные валики и водоотжимные бермы.
Канавы по назначению и месту их расположения подразделяются на продольные и поперечные канавы, кюветы, кювет-траншеи, забанкетные и нагорные канавы. Канавы могут иметь различные сечения (рис. 1): трапецеидальное (наиболее распространенное); прямоугольное (торфоприемники на болотах); треугольное (забанкетные канавы и канавы в скальных грунтах) и полукруглое (в лёссах).
Канавы трапецеидального сечения устраиваются, как правило, с крутизной откоса 1:m не круче 1:1,5, а минимальные глубина h и ширина по дну b принимаются 0,6 метра для водоотводных и нагорных канав, а канав на болотах — 0,8 метра. Для кюветов минимальная глубина установлена также 0,6 метра, а ширина по дну — 0,4 метра.
Продольные уклоны водоотводных канав должны быть не менее 0,003, а забанкетных не менее — 0,005.
Рис. 1. Типы поперечных сечений водоотводных канав: а — трапецеидальное; 6 — прямоугольное; в — треугольное; г — полукруглое
На болотах, марях, речных долинах и других участках с малым естественным уклоном местности допускается уменьшать уклон до 0,002, а в исключительных случаях — до 0,001, если расчетом определено, что при заполнении канавы на полный профиль формируется скорость воды, исключающая заиливание.
Продольные уклоны кюветов на поверхностный сток земляного полотна проектируют равными уклонам профильной бровки. В выемках, расположенных на уклонах меньше 0,002, уклон кювета принимается равным 0002, а глубину кювета в точках водораздела допускается уменьшать до 0,2 метра при сохранении ширины кювета по дну. Изменение направления канав должно выполняться плавно по кривой с радиусом не меньше 10 метров.
Канавы не требуют укрепления, если скорости течения воды v в них не превосходят допускаемых [v] по условию размыва данного грунта: v Рис. 2. Укрепление канав: а — втрамбованным в дно щебнем и посевом трав на откосе: 1 — посев трав; 2 — втрамбованный щебень; б — сборными бетонными плитами: 1 — плита 0,69×1,05×0,08 м; 2 — плита 0,49×0,85×0,08 м; 3 — гравийно-песчаная или щебеночная подготовка; 4 — втрамбованный щебень; 5 — битумная мастика; 6 — цементный раствор; в — монолитным бетоном: 1 —заливка бетоном; 2 — песчаная подготовка; г, д — железобетонными армированным лотками-желобами и лотками полутрубами; 1 — тощий бетон; 2 — песчаная подготовка; 3 — желоб; 4 — втрамбованный щебень; 5 — полутруба; 6 — засыпка местным суглинком с уплотнением (размеры в метрах)
— сплошная дерновка готовыми лентами дерна, укладываемыми на песчаную выравнивающую подготовку;
— укладка полимерных геоматов с растительным грунтом и засевом травой;
— укладка объемной георешетки с заполнением ячеек растительным грунтом, торфопесчаной смесью или щебнем.
Укрепление втрамбованным в дно канав щебнем с обсевом откосов семенами многолетних трав (см. рис. 2, а) применяется для районов средней полосы с умеренным и влажным климатом в грунтах, пригодных для произрастания трав. Слой укрепления дна щебнем имеет толщину 8—10 см.
Для создания устойчивого травяного покрова в данном укреплении производится последующий подсев в поверхностный сток земляного полотна семенами до образования сплошной корневой системы.
Сплошная дерновка готовыми лентами дерна устраивается по плотной спланированной поверхности грунта также в условиях умеренного и влажного климата. При этом травы выбираются районированные к месту расположения участка дороги.
При укреплении полимерными геоматами или объемной георешеткой с заполнением их растительным грунтом на первом этапе производится их укладка по периметру канавы, далее они закрепляются на грунте стальными скобами, потом выполняется заполнение ячеек растительным грунтом, и в заключение происходит обсев семенами и легкое уплотнение.
Применение для укрепления объемной георешетки в поверхностный сток земляного полотна с заполнением ячеек щебнем выполняется в условиях, где по природно-климатическим условиям затруднено получение устойчивого травяного покрова.
При более высокой скорости течения воды до 2,0 м/с для укрепления водоотводов применяется каменная наброска из сортированных фракций 15—20 см. Это же укрепление эффективно для слабых и оттаивающих грунтов деятельного слоя в условиях мерзлоты, где толщина наброски увеличивается до 30—40 см. Способ нашел широкое применение для канав на маревых участках, хотя скорость течения воды в этом случае и небольшие.
При скорости течения воды до 3,0—3,5 м/с для укрепления дна и откосов водоотводов применяются различные покрытия из бетона. При укреплении сборными бетонными плитами, изготавливаемыми индустриально (рис. 2, б), продольные швы заделываются цементным раствором при укладке плит, а поперечные швы битумной мастикой после укладки плит.
У подошвы откоса на высоту 0,25 метра швы для приема воды из грунта могут оставаться открытыми. Недостатками сборной конструкции является большое количество швов, что снижает водонепроницаемость облицовки и повышает трудоемкость работ.
Другим типом бетонного укрепления является устройство одежд из монолитного бетона (рис. 2, в), изготавливаемого на месте. Деформационные швы в таких одеждах выполняются через 2—4 метра с заполнением их досками, поставленными на ребро, и заделкой битумной мастикой.
Современными индустриальными типами бетонных укреплений водоотводов являются армированные лотки-желоба длиной секции 1,0 метр и железобетонные лотки-полутрубы диаметром 0,8 метра и 1,0 метр и длиной секции 2,95 метра (рис. 2, г, д). Поперечные швы в этих лотках заделываются битумной мастикой, а в местах переломов плана и профиля цементным раствором.
Укрепление гибкими покрытиями (геоматы, георешетка) и каменная наброска имеют преимущество перед укреплением из бетона для условий, где возможно пучение грунтов, обеспечивая неразрушение укрепления от данных сезонных деформаций. Также ограничением применения бетонных укреплений являются условия с агрессивной к бетону водой.
Преимуществом покрытий из бетона является индустриальность их изготовления, а также хорошие характеристики шероховатости, обеспечивающие пропуск большего расхода воды при одинаковом живом сечении.
Лотки вместо канав применяют в следующих случаях:
Наиболее широко для отвода воды от поверхностный сток земляного полотна используются безраспорные секционные, прямоугольные железобетонные лотки (рис. 3), которые могут быть двух типов: I тип используется там, где на лоток действует поездная нагрузка (в основном на станционных путях), и II тип применяется, где расстояние до оси пути не ближе чем 3,5 метра и он оказывается вне действия поездной нагрузки.
Рис. 3. Безраспорный железобетонный лоток с отверстием 650 см и высотой 750 см: а — звено лотка; б — плита перекрытия (крышка — 2 шт. на звено)
Лотки выпускаются различной высотой от 0,30 до 1,25 метра с длиной секции до 1,5 метра. Для сбора грунтовой воды в нижней части лотков имеются отверстия. Лотки устанавливают в траншее на специальную предварительную подготовку из щебня толщиной 10 см, а застенное пространство заполняют дренирующим грунтом, с установленным коэффициентом фильтрации.
В верхней части лотки закрываются крышками из железобетона, с целью предотвращения травматизма обслуживающего персонала и для защиты от засорения.
В крышках для возможности поступления в лоток поверхностной воды имеются отверстия. По прочности крышки должны выдерживать нагрузку равную весу человека при его нахождении сверху. Кроме того, вся конструкция должна предусматривать возможность быстрого демонтажа, когда возникает необходимость для периодической очистки лотка в процессе эксплуатации и в то же время иметь антивандальную защиту.
Для отвода воды от поверхностный сток земляного полотна применяются еще также железобетонные лотки устаревшей распорной рамной конструкции (рис. 4).
Рис. 4. Распорный железобетонный лоток рамной конструкции: / — железобетонные плиты; 2— заполнение песком; 3— железобетонные рамы; 4— цементная стяжка; 5,7 — тощий бетон; 6— песчано-щебеночная подготовка; 8 — дренажные отверстия (размеры в метрах)
Такой лоток состоит из железобетонных рам, устанавливаемых поперек траншеи с шагом 1,0 метр, и железобетонных плит, укладываемых по стенкам траншеи. Сверху лотки, так же как и безраспорные, закрываются крышками из железобетона.
Дно защищается от размыва цементной стяжкой, устраиваемой по слою щебня или песчано-гравийной смеси. Недостатком такой конструкции является сложность ее очистки и низкая надежность из-за смещения стенок и рам при пучении грунта.
Для отвода воды от поверхностный сток земляного полотна при повышенных уклонах местности (нагорные канавы, откосы выемок), где скорость течения воды превышает 3,0 м/с, применяют длинномерные телескопические лотки (рис. 5).
Рис. 5. Телескопический железобетонный лоток (размеры в см)
Секции лотков укладывают в траншею на щебневую подготовку начиная снизу вверх, тем самым обеспечивая при укладке каждой последующей вышележащей секции упор бетонного зуба в торец нижележащей секции. Стыки секций заделываются битумной мастикой.
В последнее время наиболее широкое распространение в применении конструкций для отвода воды от поверхностный сток земляного полотна, получили лотки из композитных стеклопластиков (композитные лотки).
Конструкции таких лотков были разработаны научно-производственным предприятием НПП «АпАТэК» совместно с МИИТом и впервые были применены в 1999 г. при реконструкции линии Санкт-Петербург—Москва под движение скоростных пассажирских поездов. Лотки в данном случае изготавливались из стеклоткани, обработанной полиэфирной смолой, с усилением их снаружи поперечными ребрами жесткости, выполненными из того же композитного материала (рис. 6).
Рис. 6. Композитный лоток: а — секция; 6 — поперечное сечение лотка для болотистой местности (размеры в см)
В нижней части лотка также снаружи в качестве антивандальной защиты устанавливаются противоугонные пластины. Для возможности приема грунтовой воды в лотках выполняются круглые отверстия или вертикальные щели. Длина секций композитных лотков принята из условия их монтажа вручную и составляет от 6 метров для лотков высотой 0,4 метра и 0,5 метра, от 2 метров — для лотков высотой 1,0 метр.
Геометрические параметры сечения лотков подобраны из условия ширины днищевой части не менее 40 см, для возможности прохода при их очистке, а радиусная форма обеспечивает эффект самоочистки лотков, уменьшая их заиливание.
Для стыковки секций лотка между собой они имеют с одного торца расширение, что обеспечивает заход секции лотка внахлест. Монтаж композитных лотков в водоотвод, так же как и телескопических, начинается снизу, что обеспечивает их правильную стыковку. Основные характеристики композитных лотков производства НПП «АпАТэК» приведены в таблице ниже.
Композитные лотки, так же как и бетонные, закрываются крышками, которые изготавливаются из пластика, имеют достаточное количество отверстий, прочны и имеют замки в качестве антивандальной защиты.
Для применения в болотистой местности была разработана специальная конструкция композитных лотков, расширяющаяся вверху (рис. 6, б). Такие конструкции применяются вместо устройства продольных канав у насыпей на болотах и на маревых участках в условиях мерзлоты на расстоянии от подошвы насыпи не ближе 3 метров. Этот тип лотка не закрывается крышкой и рассчитан только на давление грунта.
Достоинствами композитных лотков является малый вес, допускающий их монтаж вручную, срок службы до 50 лет, лучшие по сравнению с бетоном гидравлические характеристики за счет оптимальной формы сечения и низкого коэффициента шероховатости.
Быстротоки и перепады — участки водоотводов на косогорах, имеющие значительные продольные уклоны 0,1—0,5. Для укрепления быстротоков и перепадов применяют специальные конструкции из железобетона, так как скорость воды значительна и режим ее движения турбулентный. Эти конструкции проектируются индивидуально, применительно к местным условиям.
В быстротоках вода движется без отрыва от дна, и в нижней части для гашения энергии устраивают водобойные колодцы, стены и уступы. Перепады имеют ступени, по ним вода движется с отрывом от дна. При необходимости в низу перепадов также могут устраиваться дополнительные гасители энергии, как и в быстротоках Водоотводные валики устраивают с нагорной стороны от земляного полотна. Их выполняют из недренирующего грунта, и откосы укрепляют (рис. 7).
Рис. 7. Схема устройства водоотводного валика: 1 — ядро из водонепроницаемого грунта; 2 — местный грунт; 3 — посев трав
Наиболее целесообразно применять водоотводные валики в условиях мерзлоты при близком расположении сильнольдистых грунтов, чтобы минимально нарушать их температурный режим.