Широкое применение водопропускных труб

Водопропускные трубы используют в дорожном строительстве. С помощью таких труб обустраивают тоннели, пронизывающие дорожную насыпь. Причем, в некоторых случаях, размеры тоннелей на базе водопропускных труб имеют вполне приличные габариты, достаточные и для монтажа дренажной системы, и для обустройства подземного перехода.

Проще говоря, с помощью подобных труб строится своеобразная альтернатива моста.  И в данной статье мы изучим изделия, составляющие основу такого необычного сооружения – водопропускные каркасы и трубы. Кроме того, мы познакомимся с методами монтажа подобных конструкций.
↑
Целесообразность использования водопропускных труб

Водопропускные трубопроводы обеспечивают дренаж дорожной насыпи. Причем строительство водопропускных труб, чаще всего, оправдано необходимостью отвода ручья или русла небольшой реки. Кроме того, пропускную трубу можно использовать для отвода потока дождевой или талой воды.

Разумеется, водоотвод можно заменить полноценным мостом, однако при низкой высоте дорожного полотна это решение является единственно возможным.

Кроме того, устройство водопропускных труб в дорожном полотне гарантирует улучшение качества дороги за счет следующих преимуществ:

    Сохранения прочности дорожного полотна. Использование трубы обеспечивает сохранность целостности насыпи, которую, в ином случае, пришлось бы разделять мостом. В итоге, усиливается прочность основы дороги.
    Снижения стоимости строительства дороги. Альтернатива пропускной трубы –  железобетонные водопропускные и автодорожные мосты стоят намного дороже. А за счет сэкономленных средств мы можем усилить качество дорожного полотна.
    Возможности обустройства водопропускного канала и после завершения строительства насыпи. В случае с мостом такая возможность либо отсутствует, либо обойдется слишком дорого. Здесь водоотвод выступает в роли спасителя нерадивых проектировщиков, не сумевших просчитать направление движения сточных вод.
    Высокой скорости процесса монтажа водопропускного канала. По сравнению с мостом этот способ водоотвода обустраивается с просто невиданной скоростью.

Словом, в определенных условиях, использование трубчатых водоотводов сулит только выгоду. К тому же, при высоте насыпи над верхней точкой трубы водовода в два и более метра строители дороги могут сэкономить на дополнительном укреплении стенок.

Впрочем, конкретный перечень выгод от факта использования пропускного водовода зависит от разновидностей труб, из которых собирался данный канал. Поэтому нам стоит присмотреться к сортаменту подобной продукции.
↑
Водопропускная труба: разновидности и характеристики

Современные производители наладили выпуск обширного ассортимента труб для водопропускных тоннелей. Причем основу классификации такого ассортимента составляет принцип деления изделий по типу используемого конструкционного материала.
↑
Железобетонные водопропускные трубы

Бетон и железобетон являются самым дешевым материалом для обустройства водоводов. Бетонные водопропускные трубы Казань отличаются высокой прочностью и хорошей герметичностью. Вдобавок, они поставляются к месту строительства в виде стандартных изделий. Железобетонные трубы крепче и долговечнее бетонного варианта.

У таких изделий есть очень важное преимущество –  строительство водопропускных труб из железобетона можно развернуть прямо на месте укладки дорожного полотна. Ну, а прочие варианты доставляются к месту монтажа только из магазина или склада.

Самостоятельное строительство предполагает заливку бетона в армированную опалубку. Но эта операция увеличит время строительства. Поэтому бетонные и железобетонные трубы заезжают на площадку в виде готовых изделий.

Минимальный внутренний диаметр таких труб равен 0,5 метра, а максимальный – 4 метра. Такие трубы выдерживают сейсмическую нагрузку до 9 балов и позволяют обустраивать тоннели в дорогах, рассчитанных на колею шириной более 1,5 метров. Трубы выпускаются в виде звеньев длиной от 1 до 4 метров. Сортамент таких труб определен в ГОСТ 24547-81.
↑
Пластиковые трубы водопропускного типа

В наши дни пластиковые трубы водопропускные в полотне дороги встречаются достаточно часто, поскольку современная промышленность все же сумела наладить выпуск труб, способных сопротивляться высокой внешней нагрузке.

Например, канализационные трубы 16 класса жесткости могут использоваться не только в качестве элемента безнапорного трубопровода, но и в роли водопропускного канала для небольшой насыпи.

Однако при монтаже пластикового водовода для усиления полотна над таким каналом необходимо смонтировать бетонную арку, используя внешнюю сторону трубы, как опалубку. Кроме того, частичную разгрузку пластиковой трубы можно реализовать с помощью габионов – металлических коробов, заполненных крупными валунами.

Пластиковые водопропускные трубы

В итоге, слоеная конструкция с прочной внешней частью и стойкой сердцевиной прослужит не один десяток лет. К тому же, пластичный водовод из полимерных труб переносит подвижки грунта намного лучше излишне жесткой конструкции из бетона.
↑
Металлические трубы для пропуска воды

Прочностной расчет водопропускных труб из металла показывает, что этот вариант является просто идеальным решением проблемы обустройства подобных тоннелей. Ведь металл удерживает внешнюю нагрузку лучше бетона и пластика. Однако высокая восприимчивость к коррозии сводит на нет все преимущества таких водоводов.

Обычные металлические трубы следует использовать лишь в качестве временной меры. Они годятся для разового прокола дорожного полотна для осушения прилегающей территории. Такой прокол применяют, когда невозможны эксплуатация и ремонт водопропускных труб основного водовода, вследствие их разрушения или засорения. Ведь такой «прокол» дает возможность сбросить уровень воды и приступить к починке или расчистке основного водовода.

Кроме того, металлическую трубу можно использовать не только в виде водовода, но и в качестве кожуха, защищающего внутренний трубопровод. Наилучшим вариантом такой  временной трубы для пропускного водовода будет обсадное изделие, используемое для армирования стенок буровых скважин.

Водопропускные гофрированные металлические изделияПостоянные водопропускные сооружения монтируют на основе сборных металлических гофрированных конструкций (СМГК). И с точки зрения классического определения такое изделие трубой не является. Ведь сборные конструкции водопропускных труб собираются из гофрированных листов прямо на месте обустройства водовода.

Причем нестандартная схема обустройства тоннеля из СМГК наделяет водопропускные каналы целым рядом преимуществ, недоступных для конструкций, созданных из труб. Ведь водоводы из СМГК имеют сколь угодно сложную форму, служат более 50-60 лет (подтверждено практикой!), обходятся на 25-30 процентов дешевле бетонных аналогов и гарантируют высокую сейсмоустойчивость всей конструкции.

Ну а теперь, когда этап знакомства с основой пропускных водоводов закончен, мы можем перейти к изучению способов строительства подобных систем
↑
Трубы водопропускные для автомобильных дорог: особенности монтажа

Технология монтажа пропускных водоводов предполагает разделение процесса на следующие этапы:

    Рытье котлована
    Укладку фундамента
    Монтаж трубы
    Обустройство насыпи.

И далее мы рассмотрим во всех подробностях каждый пункт из этого списка, описывая типовые операции, необходимые для реализации указанных процедур.

Рытье котлована под пропускной водовод

Котлованы для водопропускных труб обустраивают согласно конструкции будущего фундамента Разработка котлована под водопропускную трубуводовода. Ведь размеры котлована определяются размерами основания водовода. Не меньшее влияние на процесс обустройства оказывает еще и тип почвы в месте строительства котлована. Ведь грунт должен удерживать довольно массивную конструкцию. К тому же, от типа грунта зависит и процесс обустройства откосов котлована.

Сам процесс рытья котлована выполняется по классической схеме: снятие плодородного слоя, разработка первой ступени, выемка грунта на уровне второй ступени и так далее. Общая глубина котлована в почву должна быть ниже уровня промерзания грунта. Иначе водовод пострадает от деформации пучения грунта.

Отвод влаги из котлована осуществляется по особым дренажным траншеям или с помощью водяного насоса. Причем процесс отвода жидкости нужно продумать заранее, ведь пропускные водоводы строятся на очень влажных участках.

Для укрепления стенок котлована и близлежащей насыпи используют особые модули – габионы, которые состоят из металлической сетки (короба или матраса), заполняемой камнями. Подобные габионные конструкции водопропускных труб гарантируют не только устойчивость фундамента, но и сохранность насыпи дорожного полотна. Причем в целях упрочнения конструкции под габионами монтируют еще и слой гидроизоляции.

Укладка фундамента под водовод

Любые трубы водопропускные – железобетонные, металлические или пластиковые – монтируют не на «голую» землю, а на особый фундамент. Сам фундамент, в свою очередь, опирается на основу – песчано-гравиевую подсыпку. Зачем такие сложности? Да затем, что без такой подсыпки фундамент просто лопнет под воздействием деформации пучения грунта.

Поэтому на первом этапе строительства фундамента, на дне котлована обустраивается особая подсыпка – основа.

Фундаменты для водопропускных труб могут быть

блочными
монолитными.

Блочный фундаментУкладку блочного фундамента выполняют поверх песчано-гравиевой подсыпки, начиная с блока под оголовок трубы. Причем такой блок должен заглубляться в почву на 25-30 сантиметров ниже уровня промерзания грунта. После чего монтируют остальные блоки, заполняя перепады высоты между платформами песчано-гравиевой подсыпкой.

Монтаж элементов конструкции блочного фундамента начинают с укладки выходного оголовка, постепенно продвигаясь до входного участка.

При больших перепадах высот между элементами конструкции фундамента для поддержки последних используют сваи.

Главным достоинством блочного фундамента является скорость процесса монтажа подобной основы.

Монолитный фундамент льют в классическую опалубку, поверх гидроизолирующего слоя. Заливку такого фундамента следует организовать в один проход. Поэтому очень важно рассчитать объем основы. Причем в процессе заливки нужно использовать только съемную опалубку, которую удаляют после схватывания цемента.

К достоинствам монолитных фундаментов можно отнести высокую прочность подобных конструкций. При надежном армировании такому фундаменту не страшны ни сейсмические колебания, ни нагрузки пучения грунта.
↑
Монтаж или строительство водопропускных труб

Монтаж труб начинается с установки бровки земляного полотна. Далее монтируют выходные оголовки водопропускных труб. После чего, поверх фундамента, укладывают арочные элементы железобетонной трубы или узлы СМГК. Последним элементом такого трубопровода является входной оголовок. Пустота между стенкой трубы и фундаментом заполняется смесью гравия и песка с некоторой частью портландцемента.

Арочные конструкции можно монтировать прямо на плиты фундамента даже без Монтаж водопропускных трубподсыпки. Стыковку элементов железобетонного туннеля выполняют с помощью цементных стяжек. Металлические конструкции из гофрированных листов крепят друг к другу заклепками или защелками. Верхнюю часть СМГК можно усилить особой цементной стяжкой.

Монтаж цельнометаллических труб для аварийного дренажа дорожного полотна выполняется методом прокола насыпи с помощью горизонтальной бурильной установки.
↑
Обустройство насыпи

По завершению монтажа трубы и после обустройства армирующей стяжки, поверх конструкции пропускного водовода насыпается дорожное полотно. В зависимости от прочности трубы, насыпь бывает двух, четырех или шестиметровой глубины.

В качестве подсыпки в месте монтажа водовода используют обычный грунт, а ближе к дорожному полотну применяются совсем другие материалы, выбор которых зависит от технологии строительства дороги.

Кроме того, перед подсыпкой грунта, склоны насыпи у входного и выходного оголовка следует укрепить либо бетонными бровками, либо габионами. Причем укрепленная габионами водопропускная труба прослужит дольше с помощью монолитной бровки. Ведь габион пропускает воду и, со временем, армируется корнями растений, проросших сквозь металлическую сетку и каменную засыпку.