Уклон земли для отвода поверхностных вод. Отвод поверхностных (атмосферных) вод. Отвод поверхностных вод

Вода является одной из самых частых причин повреждения земляных сооружений. Кроме того если в котлован или выемку попадает большое количество воды, то сильно затрудняется их разработка. Поэтому отвод воды должен, как правило, производится до приступа к производству земляных работ.

Отвод поверхностных вод

Отвод поверхностных вод может осуществляться следующими способами:

1. устройством с нагорной стороны у выемок и насыпей нагорных канав, собирающих воду, текущую по склону (рис 5б);
2. устройством кюветов в выемках, отводящих вод, выпадающую на полотно и откосы выемки (рис. 5б);
3. устройством у насыпей правильно разбитых резервов (рис. 5а) и правильно устроенных кавальеров у выемки (рис. 5б);
4. правильным устройством планировки полосы земли между насыпью и резервом или между выемкой и кавальером с уклоном поверхности этой полосы (бермы) в сторону от сооружения;
5. устройством с нагорной стороны валика из земли при копке траншеи;
6. укреплением откосов насыпей, выемок, плотин и прочих сооружений.

Если земляные работы необходимо вести в заболоченной местности, то до приступа к работам необходимо произвести ряд работ по осушению участка, иногда с целой системой (сетью) осушительных канав, собирающих воду из болота и отводящих ее в ближайшую реку, ручей, озеро и. т. д.

Отвод грунтовых вод

Грунтовые воды могут залегать на различной глубине.

При неглубоких грунтовых водах и малой толщине их слоя они могут отводиться от сооружения открытыми канавами, собирающими воду.

Иногда грунтовые воды залегают глубоко, и слой их имеет большую толщину. Тогда прибегают к устройству дренажей.

Дренажем называется узкая закрытая канава, заполненная хорошо пропускающими воду материалами. На дно этих канав укладывают трубы, собирающие грунтовую воду или крупный щебенистый хорошо проводящий воду материал.

Назначение дренажей бывает различное:

1. Отвод воды совместно с открытой канавой (подкюветные дренажи); в этом случае канаве придается минимальное сечение, а дренаж устраивается под дном канавы. Дренажные трубы могут быть деревянные, пластиковые, стальные, каменные, бетонные или гончарные (рис. 35). Для того чтобы дренаж не засорялся через колодцы, последние закрываются сверху решетками.
2. Понижение уровня грунтовых вод. Это понижение происходит сильнее всего около дренажа; по мере удаления от дренажа уровень опять повышается (рис.36). Для того, чтобы осушить значительную площадь, необходимо располагать дренажами в несколько линий на определенном расстоянии друг от друга в плане.

Каждый дренаж должен иметь продольный уклон (0,0025-0,015). Необходимо следить, чтобы вода из дренажа имела выход в пониженную точку местности, открытую канаву или в другой более глубокий дренаж. Дренажи устраиваются ниже линии промерзания грунта.

Дренажные канавы выкапываются специальными узкими лопатами. При отсутствии таких лопат рытье производится обыкновенными лопатами, и тогда ширину канавы приходится давать большую, что увеличивает объем работ.

Если при работе в котловане появляется грунтовая вода, приходится прибегать к откачиванию грунтовой воды (водоотливу). При этом котлован воды в котлован (шпунтовым креплением).

Эти два вида работ делаются обычно одновременно с самой разработкой грунта и являются не подготовительными, а вспомогательными работами и описаны ниже.

Заготовка инструмента и инвентаря для работы, хранение их и организация их ремонта

Перед началом работ должен быть заготовлен весь необходимый инструмент и инвентарь (тачки, грабарки и пр.) по числу рабочих, с запасом на случай поломки. Инструмент должен отвечать грунту и роду работ.

Инструменты, например лопаты, должны заготовляться с ручками различной авсоты, а ломы — различной тяжести, чтобы рабочий мог подобрать соответствующий инструмент. Инструменты и инвентарь должны быть прикреплены к определенной бригаде, звену или отдельному рабочему, отвечающим за их сохранность и состояние.

Для хранения инструмента надлежит иметь у места работы кладовые, а для хранения тачек, грабарок и вагонеток необходимы навесы.

Должен быть обеспечен своевременный ремонт инструмента и всего инвентаря.

Помимо перечисленных подготовительных работ до начала основных работ необходимо:

• обеспечить рабочих жильем и питанием на месте работы;
• обеспечить снабжение водой;
• на месте будущей работы исследовать грунты и точно определить их категорию, наличие грунтовых вод и пр.;
• определить точные объемы работ;
• назначить способы производства работ и их организацию;
• распределить рабочих по бригадам, звеньям.

Организованное отведение поверхностных вод является важнейшим требованием благоустройства площадки.промышленного предприятия. Скопление дождевых и талых вод на территории предприятия затрудняет движение транспорта, вызывает подтопление зданий, а это может привести к порче оборудования и разрушению строительных конструкций. В некоторых случаях при неблагоприятном рельефе затопление территории может иметь катастрофические последствия. Неполное и недостаточно быстрое отведение дождевых вод даже при небольших дождях ведет к повышению уровня грунтовых вод, преждевременному разрушению дорожных покрытий и ухудшению санитарного состояния площадки. Наряду с дождевыми и талыми водами быстрому отводу подлежит также и вода, стекающая по поверхности дорожных покрытий при их поливке и мойке.

Организация отвода поверхностных вод решается в процессе вертикальной планировки площадки промышленного предприятия и является одной из основных ее задач. Вместе с тем вертикальная планировка должна обеспечить наиболее благоприятные условия и для решения вопросов транспортно-техно- логической связи между отдельными объектами предприятия. Выбранные путем комплексного решения задачи системы ч схемы вертикальной.планировки в значительной степени определяют и решение -вопросов отведения поверхностных вод.

Вертикальная планировка площадки в зависимости от степени охвата территории работами по изменению естественного рельефа может быть сплошной, выборочной или зональной (смешанной). Сплошная система вертикальной планировки предусматривает производство работ по изменению рельефа на всей площадке без каких-либо разрывов. При выборочная системе планируются лишь участки, непосредственно занятые зданиями и другими сооружениями, а на остальной части территории естественный рельеф остается без изменения. При зональной или смешанной системе вертикальной планировки территории промышленного предприятия разбиваются на зоны сплошной и выборочной планировки.

Для выборочной системы должен быть организован отвод атмосферных вод от планируемых участков и обеспечена незаболачиваемость остальной территории.

Отвод поверхностных вод может осуществляться путем устройства открытых водостоков в виде лотков и канав или подземной системы трубопроводов дождевой канализации. В некоторых случаях возможен совместный отвод атмосферных вод с бытовыми и грязными производственными сточными водами по общесплавным или полураздельным сетям канализации.

Открытый тип водоотвода требует довольно значительных площадей для размещения канав и вызывает необходимость в устройстве многочисленных искусственных сооружений на дорогах, затрудняет транспортные связи внутри предприятия. Открытые водостоки не удовлетворяют высоким санитарно- гигиеническим требованиям: в них образуются застои воды и сни легко загрязняются. Единственным преимуществом открытого типа водоотвода является его относительно меньшая стоимость. Однако эксплуатационные затраты на содержание открытых водостоков обычно выше, чем на содержащие трубопроводов дождевой канализации.

Применение открытого способа водоотвода возможно при. некоторых сочетаниях благоприятствующих ему факторов, таких как:

выборочная система вертикальной планировки; малая плотность застройки;

выраженный уклон поверхности земли не менее 0,005, отсутствие котловин;

глубокое залегание грунтовых вод; скальные грунты, хорошо дренирующие грунты; неразвитая схема железнодорожных путей и дорог; малое количество атмосферных"осадков (среднее годовое до 300-400 мм, q^<50);

отсутствие суровых снежных зим.

Иногда различные участки территории промышленных предприятий имеют резко отличающиеся друг от друга плотность застройки, разную насыщенность путями сообщения, подземными и надземными коммуникациями. В таких случаях может применяться комбинированная зональная система водоотвода: на одной части территории устраивается дождевая канализация, на другой - сеть открытых водостоков.

В последнее время в связи с повышающимися требованиями к благоустройству площадок промышленных предприятий преимущественное распространение "получили дождевые канализа* ции. Открытая система водоотвода применяется для поселков и отдельных районов населенных мест с пониженной степенью благоустройства территории или при небольшой плотности застройки и малых величинах показателя интенсивности дождя <720- В городах эта система часто предусматривается только на первую очередь строительства.

Основными (преимуществами закрытой (подземной) системы отвода поверхностных вод являются следующие: наличие на поверхности земли лишь решеток дождеприемников; хорошие условия для движения транспорта и пешеходов - смываемые с поверхности загрязнения сразу же изолируются в подземных трубопроводах; независимость от уровня грунтовых вод; благоприятные условия для присоединения внутренних водостоков; возможность отвода поверхностных вод при плоском рельефе и из пониженных мест; небольшая стоимость эксплуатации; отсутствие затруднений в эксплуатации "В весенний период; отсутствие необходимости в ежегодных ремонтах; возможность использования для отведения чистых, не требующих очистки производственных стоков.

ЛЕКЦИЯ 3

ОТВОД ПОВЕРХНОСТНЫХ (АТМОСФЕРНЫХ) ВОД

Организация стока поверхностных дождевых и талых вод на территориях жилых районов, микрорайонов и кварталов осуществляется с помощью открытой или закрытой системы водоотвода.

На городских улицах жилых районов водоотвод осуществляют, как правило, с помощью закрытой системы, т.е. городской водосточной сети (ливневой канализации). Устройство водосточных сетей является общегородским мероприятием.

На территориях микрорайонов и кварталов водоотвод осуществляется открытой системой и заключается в организации стока поверхностных вод с участков застройки, площадок разного назначения и территорий зеленых насаждений в лотки проездов, по которым вода направляется к лоткам проезжих частей прилегающих городских улиц. Такая организация водоотвода осуществляется с помощью вертикальной планировки всей территории, обеспечивающей сток создаваемыми продольными и поперечными уклонами на всех проездах, площадках и территориях микрорайона или квартала.

Если сеть проездов не представляет собой системы взаимосвязанных проездов или при недостаточности пропускной способности лотков на проездах при больших дождях, на территории микрорайонов предусматривается устройство более или менее развитой сети открытых лотков, кюветов и канав.

Открытая система водоотвода является простейшей системой, не требующей сложных и дорогих сооружений. В эксплуатации же эта система требует постоянного надзора и очистки.

Открытую систему применяют в микрорайонах и кварталах сравнительно небольшой площади при благоприятной для стока вод рельефе, не имеющем заниженных бессточных мест. В крупных микрорайонах открытая система не всегда обеспечивает сток поверхностных вод без переполнения лотков и затопления проездов, поэтому тогда применяют закрытую систему.

Закрытая система водоотвода предусматривает развитие на территории микрорайона подземной сети водосточных труб – коллекторов, с приемом поверхностных вод водоприемными колодцами и направлением собранных вод в городскую водосточную сеть.

В качестве возможного варианта применяют комбинированную систему, когда на территории микрорайона создают открытую сеть лотков, кюветов и канав, дополняемую подземной сетью водосточных коллекторов. Подземный водоотвод – весьма важный элемент инженерного благоустройства территорий жилых кварталов и микрорайонов, он соответствует высоким требованиям комфорта и общего благоустройства жилых территорий.

Поверхностный водоотвод на территории микрорайона должен быть обеспечен в такой мере, чтобы из любой точки территории сток воды беспрепятственно доходил до лотков проезжей части прилегающих улиц.

От зданий, как правило, воду отводят в сторону проездов, а при прилегании зеленых насаждений – к лоткам или кюветам, проходящим вдоль зданий.

На тупиковых проездах при направлении продольного уклона в сторону тупика образуются бессточные места, из которых вода не имеет выхода; иногда такие точки образуются и на проездах. Выпуск воды из таких мест осуществляют с помощью перепускных лотков, в направлении к проездам, расположенным на более низких отметках (рис. 3.1).

Лотки применяют также для отвода поверхностных вод от зданий, с площадок различного назначения, на территориях зеленых насаждений.

Перепускные лотки могут иметь треугольную, прямоугольную или трапецеидальную форму. Откосы лотков принимают в зависимости от грунта и способа укрепления их в пределах 1:1 до 1:1,5. Глубина лотка не менее, а чаще всего и не более 15-20 см. Продольный уклон лотка принимают не менее 0,5%.

Земляные лотки неустойчивы, их легко размывает дождь, при этом они теряют свою форму и продольный уклон. Поэтому более всего целесообразно применять лотки с укрепленными стенками или сборные, изготовленные из какого-либо устойчивого материала.

При значительном стоке вод лотки оказываются недостаточными по всей пропускной способности и их заменяют кюветами. Обычно кюветы имеют трапецеидальную форму с шириной по дну не менее 0,4 м и глубиной 0,5 м; боковые откосы имеют крутизну 1:1,5. Укрепляют откосы бетоном, мощением или одерновкой. При значительных размерах, при глубине 0,7-0,8 м и более, кюветы превращаются в канавы.

Следует иметь в виду, что кюветы и канавы на пересечениях с проездами и тротуарами должны быть заключены в трубы или над ними устраивают мостики. Выпускать воду из кюветов и канав в лотки проездов, вследствие различного заглубления и разности отметок, сложно и трудно.

Поэтому применение открытых кюветов и канав допустимо лишь в исключительных случаях, тем более что кюветы и канавы вообще нарушают благоустройство современных микрорайонов. Лотки же, при обычно малой глубине их, приемлемы, если они не создают больших неудобств для движения.

При сравнительно небольших территориях зеленых насаждений водоотвод может быть с успехом осуществлен открытым способом по лоткам дорожек и аллей.

При расположении дорожек и проездов среди зеленых насаждений на сравнительно коротком протяжении сток поверхностных вод можно осуществлять без устройства лотков или кюветов, непосредственно на участки насаждений. В таких случаях не устраивают ограждения бортиками для дорожек и проездов. При этом должно быть исключено образование застаивающихся вод и заболоченности. Такой сток особо целесообразен при необходимости искусственного орошения участков зеленых насаждений.

При проектировании подземной сети водостоков особое внимание необходимо уделять отводу поверхностных вод с основных дорог и пешеходных аллей, а также с мест массового скопления посетителей (главные площади парка; площади перед театрами, ресторанами и т.п.).

В местах выпуска поверхностных вод с территории микрорайонов на городские улицы за красной линией устанавливают водоприемный колодец, при этом присоединяют его сточную ветку к коллектору городской водосточной сети.

При закрытой системе водоотвода поверхностные воды направляются к водоприемным колодцам водосточной сети и поступают в них через водоприемные решетки.

Водоприемные колодцы на территории микрорайонов располагают во всех пониженных точках, не имеющих свободного стока, на прямых участках проездов в зависимости от продольного уклона с интервалом в 50-100 м, на пересечениях проездов со стороны притока воды.

Уклон водосточных веток принимают как минимум в 0,5%, но оптимальным уклоном является 1-2%. Диаметр водосточных веток принимают не менее 200 мм.

Трассы водосточных коллекторов на территории микрорайона прокладывают преимущественно вне проездов в полосах зеленых насаждений на расстоянии 1-1,5 м от бордюрного камня или проезжей части.

Глубину заложения коллекторов водосточной сети в микрорайоне принимают с учетом глубины промерзания грунта.

Водоприемные колодцы имеют водоприемные решетки, преимущественно прямоугольной формы. Эти колодцы сооружают из сборных бетонных и железобетонных элементов и только при отсутствии их – из кирпича (рис. 3.2).

Смотровые колодцы сооружают по типовым проектам из сборных элементов.

При выборе системы водоотвода в микрорайоне следует иметь в виду, что в современных благоустроенных микрорайонах развитие сети водосточных коллекторов предопределяется не только сбором и отведением поверхностных вод, но и использованием водосточной сети в других целях, как, например, для приема и отведения вод от снеготаялок и при снегосбросе в коллекторы сети, а также при сбросе в сеть воды при мойке проезжих частей проездов и площадок.

Целесообразно устраивать подземную водосточную сеть в микрорайоне при оборудовании зданий внутренними водостоками, а также при системе удаления вод с крыш зданий по наружным трубам со сбросом воды в подземную водосточную сеть.

В этих обоих случаях исключаются стекание воды из водосточных труб по тротуарам и прилегающим к зданиям территориям, а также улучшается внешний вид зданий. Исходя из этих соображений считают целесообразным развитие подземной водосточной сети на территории микрорайонов.

Подземная водосточная сеть в микрорайонах оправдана также при наличии на территории бессточных мест, не имеющих свободного выхода собирающихся в них дождевых и талых вод. Такие случаи сравнительно редки, но возможны при сложном пересеченном рельефе и не могут быть ликвидированы вертикальной планировкой из-за больших объемов земляных работ.

Почти всегда необходимо сооружать подземную водосточную сеть при большой глубине микрорайона и удалении водораздела от ближайшей прилегающей улицы на 150-200 м, а также во всех случаях, когда пропускная способность лотков на проездах недостаточна и проезды могут быть затоплены при относительно больших дождях; применение кюветов и канав в микрорайонах крайне нежелательно.

При вертикальной планировке и создании стока поверхностных вод очень существенное значение имеет расположение отдельных зданий относительно естественного рельефа. Так, например, недопустимо располагать здания поперек естественного тальвега, создавая тем самым бессточные места.

Избежать излишних и неоправданных земляных работ по подсыпкам в бессточных местах возможно только при отводе воды из таких мест с помощью подземного коллектора водосточной сети, с установкой в низкой точке водоприемного колодца. Однако направление продольного уклона такого коллектора будет обратным по отношению к рельефу. Это может привести к необходимости излишнего заглубления некоторых участков водосточной сети микрорайона.

В качестве неудачных примеров можно привести расположение зданий различной конфигурации в плане без учета естественного рельефа и стока вод от зданий (рис. 3.3).

Отвод поверхностных и понижение уровня грунтовых вод выполняют для защиты строительных площадок и котлованов будущих сооружений от затопления их ливневыми и талыми водами.

Работы по отводу поверхностных и грунтовых вод включают: устройство нагорных и водоотводных канав, обвалование; устройство дренажа; планировку поверхности складских и монтажных площадок.

Канавы или лотки устраивают вдоль границ строительной площадки с нагорной стороны с продольным уклоном не менее 0,002, а их размеры и виды креплений принимают в зависимости от расхода ливневых или талых вод и предельных значений неразмывающих скоростей их течения.

Канаву устраивают на расстоянии не менее 5 м от постоянной выемки и 3 м – от временной. Стенки и дно канавы защищают дерном, камнями, фашинами. Воду из всех водоотводящих устройств, резервов и кавальеров отводят в пониженные места, удаленные от возводимых и существующих сооружений.

При сильном обводнении площадки грунтовыми водами с высоким уровнем горизонта используют дренажные системы открытого и закрытого типов.

Открытый дренаж применяют в грунтах с малым коэффициентом фильтрации при необходимости понижения уровня грунтовых вод (УГВ) на глубину 0,3–0,4 м. Дренаж устраивают в виде канав глубиной 0,5–0,7 м, на дно которых укладывают слой крупнозернистого песка, гравия или щебня толщиной 10–15 см.

Закрытый дренаж – это обычно траншеи глубокого заложения с устройством колодцев для ревизии системы и с уклоном в сторону сброса воды, заполняемые дренируемым материалом. Иногда на дно такой траншеи укладывают перфорированные в боковых поверхностях трубы. Поверху дренажную канаву закрывают местным грунтом.

Устройство дренажа необходимо выполнять до начала возведения зданий и сооружений.

Организация водоотлива и искусственного понижения

Уровня грунтовых вод

Выемки (котлованы и траншеи) при небольшом притоке грунтовых вод разрабатывают с применением открытого водоотлива.

При значительном притоке грунтовых вод и большой толщине водонасыщенного слоя до начала производства работ УГВ искусственно понижают.

Работы по водопонижению зависят от принятого метода механизированной разработки котлованов и траншей. Соответственно устанавливают очередность работ как по монтажу водоотливных и водопонизительных установок, их эксплуатации, так и по разработке котлованов и траншей. При размещении котлована на берегу в пределах поймы реки разработку его начинают после монтажа водопонизительного оборудования, чтобы понижение УГВ опережало заглубление котлована на 1–1,5 м. Если котлован расположен непосредственно в русле реки, то до работ по водопонижению его ограждают со стороны воды специальными дамбами (перемычками). Работы по осушению при этом складываются из удаления воды из отгороженного котлована и последующей откачки воды, фильтрующей в котлован.

В процессе осушения котлована важно правильно выбрать скорость откачки воды, так как очень быстрое осушение может вызывать повреждение перемычек, откосов и дна котлована. В первые дни откачки интенсивность понижения уровня воды в котлованах из крупнозернистых и скальных грунтов не должна превышать 0,5–0,7 м/сут, из среднезернистых – 0,3–0,4 м/сут и в котлованах из мелкозернистых грунтов 0,15–0,2 м/сут. В дальнейшем откачку воды можно увеличить до 1–1,5 м/сут, но на последних 1,2–2 м глубины откачку воды следует замедлить.

В открытом водоотливе предусмотрена откачка притекающей воды непосредственно из котлована или траншей насосами. Он применим в устойчивых против фильтрационных деформаций грунтах (скальных, гравийных и т. п.). При открытом водоотливе грунтовая вода, просачиваясь через откосы и дно котлована, поступает в водосборные канавы и по ним в приямки (зумпфы), откуда ее откачивают насосами. Размеры приямков в плане принимают 1×1 или 1,5×1,5 м, а глубину – от 2 до 5 м в зависимости от требуемой глубины погружения водоприемного рукава насоса. Минимальные размеры приямка назначают из условия обеспечения непрерывной работы насоса в течение 10 мин. Приямки в устойчивых грунтах крепят деревянным срубом из бревен (без дна), а в оплывающих – шпунтовой стенкой и на дне его устраивают обратный фильтр. Примерно так же крепят траншеи в неустойчивых грунтах. Число приямков зависит от расчетного притока воды к котловану и производительности насосного оборудования.

Приток воды к котловану (или дебит) рассчитывают по формулам установившегося движения грунтовых вод. По полученным данным уточняют тип и марку насосов, их количество.

Открытый водоотлив – эффективный и простой способ осушения. Однако возможно разрыхление или разжижение грунтов в основании и унос части грунта фильтрующейся водой.

Искусственное понижение УГВ предполагает устройство системы дренажей, трубчатых колодцев, скважин, использование иглофильтров, расположенных в непосредственной близости от будущего котлована или траншеи. При этом УГВ резко понижается, ранее насыщенный водой грунт и теперь обезвоженный разрабатывается как грунт естественной влажности.

Существуют следующие способы искусственного водопонижения: иглофильтровый, вакуумный и электроосмотический.

Способы искусственного водопонижения исключают просачивание воды через откосы и дно котлована, поэтому откосы выемок сохраняются в целостности, отсутствует вынос частиц грунта из-под фундаментов ближайших зданий.

Выбор способа водопонижения и типа применяемого оборудования зависит от глубины разработки котлована (траншеи), инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки, сроков строительства, конструкции сооружения и ТЭП.

Искусственное водопонижение осуществляют, когда осушаемые породы имеют достаточную водопроницаемость, характеризующуюся коэффициентами фильтрации более 1–2 м/сут, применять его в грунтах с меньшим коэффициентом фильтрации нельзя из-за малых скоростей движения грунтовых вод. В этих случаях используют вакуумирование или способ электроосушения (электроосмос).

Иглофильтровый способ предусматривает использование для откачки воды из грунта часто расположенных скважин с трубчатыми водоприемниками малого диаметра – иглофильтров , соединенных общим всасывающим коллектором с общей (для группы иглофильтров) насосной станцией. Для искусственного понижения УГВ на глубину 4–5 м в песчаных грунтах применяют легкие иглофильтровые установки (ЛИУ) . Для осушения траншей шириной до 4,5 м используют однорядные иглофильтровые установки (рис. 2.1, а ), при более широких траншеях – двухрядные (рис. 2.1, б ).

Для осушения котлованов применяют замкнутые по контуру установки. При понижении УВ на глубину более 5 м применяют двух- и трехъярусные иглофильтровые установки (рис. 2.2).

В случае применения двухъярусных иглофильтровых установок вначале вводят в действие первый (верхний) ярус иглофильтров и под его защитой отрывают верхний уступ котлована, после монтируют второй (нижний) ярус иглофильтров и отрывают второй уступ котлована и т.д. После ввода в действие каждого последующего яруса иглофильтров предыдущие можно отключить и демонтировать.

Применение иглофильтров эффективно и для водопонижения в слабопроницаемых грунтах, при залегании под ними более водопроницаемого слоя. При этом иглофильтры заглубляют в нижний слой с обязательной их обсыпкой.

Рис. 2.1. Водопонижение легкими иглофильтровыми установками: а – одно-

рядные иглофильтровые установки; б – двухрядные иглофильтровые установки;

1 – траншея с креплением; 2 – шланг; 3 – вентиль; 4 – насосный агрегат;

5 – всасывающий коллектор; 6 – иглофильтры; 7 – пониженный УГВ;

8 – водоприемное фильтровое звено иглофильтра

Рис. 2.2. Схема ярусного водопонижения иглофиль-

трами: 1 , 2 – соответственно иглофильтры верхнего и

нижнего яруса; 3 – конечное понижение депрессионной

поверхности грунтовых вод

ЛИУ помимо иглофильтров включают также водосборный коллектор, объединяющий иглофильтры в одну водопонизительную систему, центробежные насосные агрегаты и отводящий трубопровод.

Для опускания иглофильтра в рабочее положение при сложных грунтах применяют пробуривание скважин, в которые опускают иглофильтры (при глубинах до 6–9 м).

В песках и супесчаных грунтах иглофильтры погружают гидравли-ческим способом, путем подмыва грунта под фрезерным наконечником водой с напором до 0,3 МПа. После погружения иглофильтра на рабочую глубину полое пространство вокруг трубы частично заполняется просевшим грунтом, частично засыпается крупнозернистым песком или гравием.

Расстояния между иглофильтрами принимают в зависимости от схемы их расположения, глубины водопонижения, типа насосного агрегата и гидрогеологических условий, но обычно эти расстояния равны 0,75; 1,5, а иногда и 3 м.

Вакуумный способ водопонижения основан на использовании эжекторных водопонизительных установок (ЭИУ), которые откачивают воду из скважин с помощью водоструйных насосов-эжекторов. Эти установки используют для понижения УГВ в мелкозернистых грунтах с коэффициентом фильтрации 0,02–1 м/сут. Глубина понижения УГВ одним ярусом составляет от 8 до 20 м.

ЭИУ состоят из иглофильтров с эжекторными водоподъемниками, распределительного трубопровода (коллектора) и центробежных насосов. Эжекторные водоприемники, помещенные внутри иглофильтров, приводятся в действие струей рабочей воды, нагнетаемой в них насосом под давлением 0,6–1,0 МПа через коллектор.

Погружают эжекторные иглофильтры гидравлическим способом. Расстояние между иглофильтрами определяется расчетом, но в среднем оно равно 5–15 м. Выбор оборудования иглофильтровых установок, а также типа и числа насосных агрегатов производят в зависимости от величины ожидаемого притока грунтовых вод и требований ограничения длины коллектора, обслуживаемого одним насосом.

Электроосмотическое водопонижение, или электроосушение , основано на явлении электроосмоса. Его используют в слабопроницаемых грунтах, имеющих коэффициент фильтрации К ф менее 0,05 м/сут.

Вначале по периметру котлована (рис. 2.3) на расстоянии 1,5 м от его бровки и с шагом 0,75–1,5 м погружают иглофильтры-катоды, с внутренней стороны контура этих иглофильтров на расстоянии 0,8 м от них с таким же шагом, но в шахматном порядке, погружают стальные трубы (стержни-аноды), соединенные с положительным полюсом, иглофильтры и трубы погружают на 3 м ниже необходимого уровня водопонижения. При пропускании постоянного тока вода, заключенная в порах грунта, передвигается от анода к катоду, при этом коэффициент фильтрации грунта возрастает в 5–25 раз. Котлованы начинают разрабатывать обычно через трое суток после включения системы электроосушения, а в дальнейшем работы в котловане можно вести при включенной системе.

Открытые (соединяющиеся с атмосферой) водопонизительные скважины применяют при большой глубине понижения УГВ, а также

когда использование иглофильтров затруднительно из-за больших притоков, необходимости осушения больших площадей и стесненности территории. Для откачки воды из скважин применяют артезианские турбинные насосы типа АТН, а также глубинные насосы погружного типа.

Рис. 2.3. Схема электроосушения грунтов:

1 – трубы-аноды; 2 – иглофильтры-катоды;

3 – насосный агрегат; 4 – пониженный УГВ

Применение методов понижения УГВ зависит от мощности водоносного слоя, коэффициента фильтрации грунта, параметров земляного сооружения и строительной площадки, способа производства работ.

Поверхностный сток образуют дождевые и талые воды, а т.ж. воды от мытья дорог которые стекают в пониженные места.

Задачами организации поверхностного стока являются: сбор, защита и удаление с территории города воды.

Системы организационного водоотвода:

Открытые

Закрытые

Смешанные

Наиболее целесообразна закрытая система водоотвода или ливневая канализация.

По характеру водоотвода подразделяют:

Общесплавная

Раздельная

Полураздельная

Комбинированная

Наиболее развитая раздельная система, когда вода с поверхности отводится самостоятельной сетью.

Закрытая водосточная сеть состоит из элементов:

Лотки вдоль бортового камня ПЧ.

Водоприемные колодцы.

Водосточные ветки.

Трубопровод, образующий водосточную сеть(при  более 1,2м - коллекторы)

Смотровые колодцы.

Сооружения на сети (переходные колодцы, поворотные колодцы и камеры)

Очистные сооружения

Проектирование закрытой водосточной сети

Водосточная сеть проектируется самотечной системой. На улицах в близи водоразделов предусматривается свободный пробег воды по лоткам улиц до ближайшего водоприемного колодца.

Водотоки размещают по улицам и в случаях на территориях микрорайонов. Продольный уклон водостоков проектируется одинаковым с уклоном улицы. Водосточные коллекторы располагают ниже зоны промерзания грунта.

22. Факторы, влияющие на безопасность движения, их учет при проектировании автомобильных дорог.

Метод коэффициентов основан на обобщении данных статистики дорожно-тpaнспортных происшествий. Он особенно удо­бен для анализа участков дорог, находящихся в эксплуатации и подлежащих реконструкции.

Разновидностью этого метода является иногда применяемый метод «коэффициентов относительной безопасности движения», пред­ставляющих собой величины, обратные коэффициентам аварийности.

Характеристика степени обеспеченности безопасности движения дробными величинами делает этот метод мало наглядным.

Степень опасности участков дороги харак­теризуют итоговым коэффициентом аварийности, который представляет собой произведение частных коэффициентов, учитывающих влия­ние отдельных элементов плана и профиля:

Частные коэффициенты, представляющие собой количество происшествий при том или ином значении элемента и профиля по сравнению с эталонным горизонтальным прямым участком дороги, имеющим проезжую часть шириной 7 – 7,5 м и укрепленные широкие обочины.

Интенсивность движ-ия- ширина проезж.части,- ширина обочин,- прод.уклон

Радиусы кривых в плане,- видимость,- ширина мостов,- длина прямых участков,

Тип попереч.профиля,-интенсивность на пересечении,- видимость на пересечении,

Число полос движ-ия,-застройка,-длина населен.пункта,-подходы к насел. пункту- характ-ка покрытия,- разделительная полоса,-расстояние до оврага.

Из справочника Федотова.до 15 – нормально,от 15 до 30- ремонт,более 30 – полное переделывание дороги.

23. Современные методы проектирования и изыскания а.Д. Система автоматиз. Проектирования.

Системы автоматизированного проектирования автомобильных дорог (САПР-АД) при помощи разнообразных средств автоматизации и вычислительной техники обрабатывают исходную информацию и предлагают готовые законченные решения по проектированию авто­мобильных дорог.

Инженер-проектировщик в ходе диалога с ЭВМ анализирует проектные решения и выбирает наилучший вариант. Составляет программы для ЭВМ, представляющие собой последовательность команд, написанных в кодах данной ЭВМ. Для получения проектных решений и решений задач существуют пакеты прикладных программ.

Для информационного обеспечения САПР-АД на магнитные ленты или диски записывают цифровую информацию о типовых проектных решениях по земляному полотну, дорожной одежде, пролетным строе­ниям мостов и опор, по трубам и обстановке дороги.

Вся эта информация хранится в памяти машины. При проектирова­нии на уровне САПР-АД должна быть обеспечена связь проектирова­ния отдельных элементов и всего объекта в целом на всех стадиях расчета

Особую трудность представляет проектирование вариантов трассы в плане. Для того чтобы оценить правильно вариант трассы, необходимо выполнить проектирование всех элементов дороги, включая искусст­венные сооружения, продольный профиль. Если по некоторым показа­телям полученный вариант не устраивает проектировщика, план трассы корректируют и ЭВМ пересчитывает все элементы дороги.

Экран электронно-лучевой трубки - дисплей - используют для ввода, вывода информации и формирования изображения. Закончен­ное проектное решение выдается в виде текста, алфавитно-цифровой информации или графического изображения (например, план трассы, продольный профиль).

Графопостроители используют для вывода изображения из ЭВМ. При необходимости полученное изображение может быть исправлено проектировщиком с целью получения нового, графического изображе­ния. Графопостроители предназначены для вывода с высокой точ­ностью графической и текстовой информации на бумагу, кальку, пленку.

Рулонные графопостроители ЕС-7052 и ЕС-7053 используют для получения чертежей плана трассы, продольного профиля, различных графиков, эпюр; планшетные графопостроители ЕС-7051 и ЕС-7054 - для получения чертежей элементов автомобильной дороги и искусст­венных сооружений. Один графопостроитель может заменить труд 20- 25 квалифицированных чертежников.

Исходную информацию вводят в память ЭВМ через накопители на магнитных лентах после дешифрирования аэрофотоснимка и определе­ния координат точек трассы по стереомодели.

При наземных изысканиях применяют электронные тахеометры и светодальномеры, записывающие информацию на магнитные ленты, которые сразу вводят в ЭВМ для дальнейшей обработки.

Технологическая линия проектирования плана трассы имеет 35 прикладных программ. При этом ЭВМ выполняет обработку материа­лов аэросъемок, результатов наземных изысканий; составляет топо­графические планы; формирует цифровую модель местности; выпол­няет эскизное трассирование вариантов автомобильной дороги по топографическим планам или стереомодели; проектирует план трассы по методу опорных точек с расчетом координат главных и промежу­точных точек; на графопостроителе вычерчивает план, продольный и поперечный профили трассы.