Водоотводные и дренажные системы искусственных покрытий

Дамбы

Нагорные канавы

Инженерные мероприятия по перехвату поверхностных и грунтовых вод

В ряде случаев возможно поступление к летному полю поверхностных и грунтовых вод. При поступлении поверхностных вод происходит затопление местности, а при поступлении грунтовых вод – подтопление. Площади, с которых вода поступает к летному полю, называют водосборами.

Защита от притока воды, стекающей со смежных водосборов, осуществляется при помощи нагорных канав, перехватывающих и отводящих воду в ближайшие водоёмы или в понижения рельефа. Канавы располагают с нагорной стороны на удалении не менее 30м от внешних границ БПБ, КПБ, а также от кромок искусственных покрытий (рис. 1,а).

Рис. 1. Схемы инженерных мероприятий по перехвату поверхностных и грун­товых вод: а — перехват поверхностных вод нагорной канавой; б — предупреждение затопления летного поля устройством дамбы; в — перехват грунтовых вод ловчей канавой или ловчей дреной  

Защита от затопления при поднятии уровня воды в ближайшем водоёме осуществляется ограждающей дамбой, которая располагается за пределами летного поля (рис. 1,б).

Для перехвата и отвода потока грунтовых вод, поступающих к летному полю с вышерасположенной территории, устраивают открытые ловчие канавы или закрытые водоотводные линии - ловчие дрены (рис. 1,в).

От подтопления летного поля аэродрома подземной водой при поднятии ее уровня в водоеме устраивают береговые дрены.

Рис. 2 Поперечное сечение нагорной канавы:

1 — кавальер; 2 — берма: 3 — бровка; РУВ — расчет­ный уровень воды

Нагорные канавы, имеют трапецеидальное сечение (рис. 2), ширина дна канавы 0.4...0,5м, крутизна откосов от 1:0,75 до 1:3, чаще 1:1,5...2,0; продольный уклон канавы не менее 0,002. Сечение канавы определяют расчетом.

Максимальный продольный уклон канавы определяется допускаемой скоростью течения воды (v = 0,4...1,4 м/с), принимаемой в зависимости от вида грунтa. Если расчетная скорость течения воды превышает допустимую, откосы и дно канав укрепляют посевом трав, дёрном, мощением камнем, облицовкой бетонными плитами.

Дамбы сооружают из местного грунта (рис. 3). Коэффициент заложения откосов дамб принимают: для сухого откоса 1,0...2,0; для откоса со стороны водоема 2,0…3,0. Чтобы исключить фильтрацию воды через тело дамбы, со стороны водоёма устраивают глиняный экран или используют геотекстиль.

Рис. 3. Поперечное сечение дамбы:

1 — грунт; 2 — крепление откоса мощением

камнем

Рис. 4. Схема ловчих и береговых дрен:

а – схема действия ловчей дрены; б – конструкция дрены; в – схема действия береговой дрены; 1 – грунт; 2 – пласты дёрна; 3 – слой мха или минеральной ваты; 4 – фильтрующая обсыпка; 5 – труба; 6 – пропилы; 7 – поток грунтовой воды

Ловчие канавы, ловчие и береговые дрены

Ловчие канавы устраивают аналогично нагорным канавам. Ловчие дрены являются закрытыми водоотводными линиями (рис. 4,а). Они устраиваются путём укладки в траншею асбоцементных или пластмассовых труб с пропилами (отверстиями). Вокруг труб создаётся обсыпка из фильтрующего материала, в качестве которого могут быть использованы гравий, пескогравий, галька, щебень и т. д. (рис. 4,б). Пропилы в асбоцементных трубах устраиваются через 0,3 – 0,5м на глубину 2/3 диаметра. Трубы укладываются пропилами вниз. Для предотвращения заиливания труб пропилы обматываются геотекстилём с высоким коэффициентом фильтрации, или минеральной ватой, или мхом. Массив обсыпки отделяется от грунта фильтрующим материалом, сверху укладывается усиленная изолирующая прослойка, например, из дёрна. Минимальный уклон дрен – 0,005.

Береговые дрены имеют ту же конструкцию, что и ловчие дрены, (рис. 4,в).

Прочность и устойчивость искусственных покрытий ИВПП, РД и МС обеспечивается лишь при высокой несущей способности грунтов оснований, которая резко снижается при переувлажнении. Переувлажнение грунтов может происходить за счет просачивания воды через покрытия, в результате капиллярного поднятия грунтовых вод, конденсации водяных паров, а при отсутствии хорошего поверхностного водоотвода – из-за просачивания через грунтовые обочины и сопряжения.

Для недопущения переувлажнения грунтовых оснований при проектировании элементов летной зоны аэродрома выбирают наиболее благоприятные участки (с обеспеченным водоотводом), искусственным покрытиям и грунтовым элементам придают требуемые уклоны, поднимают бровку покрытий ИВПП, РД и МС над окружающей поверхностью, проектируют водонепроницаемые покрытия, сооружают водоотводные и дренажные системы.

Задачами водоотводных и дренажных систем являются:

сбор и отвод поверхностных вод, поступающих к ИВПП, РД и МС с прилегающих территорий;

сбор и отвод поверхностных вод, стекающих с самих покрытий и грунтовых обочин;

сбор и отвод воды из дренирующих оснований;

сбор и отвод вод из пониженных мест, расположенных вблизи покрытий.

Водоотводные и дренажные системы искусственных покрытий можно представить тремя принципиальными схемами (рис. 5).

Рис. 5. Схема водоотводных и дренажных систем аэродромных покрытий:

1 — тальвежный колодец; 2 — грунтовый лоток; 3— отмостка; 4 — покрытие; 5—лоток в кромке покрытий; 6 — смотровой колодец; 7 — основание с дренирующим слоем; 8 — дождеприемный колодец; 9 — перепуск; 10 — кол­лектор; 11 —закромочная дрена; 12 —основание без дренирующего слоя

Схему I следует применять для аэродромов во II и III климатических зонах, а также в I зоне, где нет вечномерзлых грунтов, при наличии в грунтовом основании пылевато-глинистых грунтов, склонных к пучению, а также при ширине склона ИВПП, МС, перронов более 40 м. Стекающая с покрытий вода поступает в лотки (открытые или закрытые), устраиваемые при двухскатном профиле на крайних рядах покрытия, при односкатном профиле лотки устраивают только на низовой стороне. По длине открытых лотков через определенные интервалы проектируют дождеприёмные колодцы с решетчатыми крышками. Вода из дождеприёмных колодцев по перепускам попадает в коллекторы, а из них выводится за пределы аэродрома. Если поверхностная вода поступает к покрытиям с вышерасположенной территории, устраиваются грунтовые лотки. По длине грунтовых лотков через определенные расстояния устраивают тальвежные колодцы с решетчатыми крышками. Вода по грунтовым лоткам поступает в тальвежные колодцы, а затем по перепускам в коллекторы.

Для отвода воды из дренирующих оснований искусственных покрытий устраивают закромочные дрены вдоль низовых кромок покрытий. Вода из дренирующих оснований поступает в закромочные дрены, a затем в смотровые колодцы и коллекторы.

При высоком уровне грунтовых вод дополнительно прокладывают глубинный дренаж. Когда подземные воды поступают с расположенных выше участков, вдоль кромок покрытий предусматривают экранирующие дрены.

Схему II применяют для аэродромов, расположенных во II и III климатических зонах при песчаных и супесчаных грунтах, а также в зоне недостаточного увлажнения (IV зона) при глинистыx и суглинистых грунтах. Эта схема также применяется для аэродромов с покрытием из сборных железобетонных плит при грунтовых условиях, указанных для схемы I.

При использовании этой схемы лотки по краям покрытия не устраиваются, вода с покрытий стекает непосредственно на грунтовые обочины, а затем – в грунтовые лотки и далее в коллекторы.

Схему III применяют для аэродромов в IV и V климатических зонах при всех видах грунтов, а также в других зонах (I, II и III) при наличии хорошо дренирующих грунтов (песчаных и др.) и отсутствии условий их размыва. Применение этой схемы возможно, если участок, используемый для ВПП, не имеет значительного поперечного уклона.

По этой схеме воду с покрытий отводят на грунтовые обочины и прилегающую местность. Водоотводные системы не устраивают. В отдельных случаях в местах пересечений покрытиями тальвегов и замкнутых понижений рельефа устраивают грунтовые лотки и короткие коллекторы.

Водоотводные и дренажные системы устраивают с соблюдением следующих правил:

протяжённость линейных сооружений водоотвода и дренажа должна быть минимальной;

прокладка коллекторов под аэродромными покрытиями допускается в виде исключения;

сброс воды из водоотводных дренажных систем должен производиться в естественный водоём или на поверхность рельефа.

При проектировании водоотводных и дренажных систем искусственных покрытий обычно применяют типовые конструкции элементов этих систем.

Открытые и закрытые лотки на краях покрытий показаны на рис. 6. Открытые лотки на ВПП и МС устраивают шириной 4 – 5м, а на МС – шириной 2,5 – 3,0м; глубина лотков – 0,08 – 0,1м, а минимальный продольный уклон – 0,003.

Рис. 6. Конструкция лотков на ИВПП:

а – открытый лоток; б – закрытый лоток; 1 – покрытие; 2 – основание; 3 – отмостка; 4 – закромочная дрена; 5 – съёмные фасонные камни; 6 – монолитные перемычки

Открытые грунтовые лотки треугольного сечения устраивают при I и II схемах водоотвода и дренажа. Ось лотка проходит на расстоянии 25м от кромок ВПП и 10м – от кромок РД. Поперечный уклон боковых сторон 0,015 – 0,050; минимальный продольный уклон 0,005.

Дождеприёмные колодцы (рис. 7) выполняют из железобетонных элементов заводского изготовления. Для предотвращения выпучивания колодца вокруг него в пазухи засыпают гидрофобный грунт. Дождеприёмные колодцы устанавливают с одной, двумя или тремя металлическими крышками-решетками.

Рис. 7. Конструкция дождеприёмного колодца нормального типа:

1 – просмолённая пенька; 2 – перепуск; 3 – битумная мастика; 4 и 8 – песчано- битумный коврик 2 см; 5 – гидрофобный грунт; 6 – цементный раствор (1:6 – 1:8); 7 – шлаковая подушка; 9 – опорная рама

Тальвежные колодцы (рис. 8) устраивают из готовых железобетонных элементов на шлаковом или щебеночном основании. Решетки-крышки колодцев располагают на 0,08..0,10 м ниже окружающей грунтовой поверхности, сопрягая их с этой поверхностью воронкообразной отмосткой шириной 1,0...1,5 м из щебня, пропитанного битумом.

Перепускные трубы соединяют дождеприемные и тальвежные колодцы с коллектором. Используют асбоцементные или полиэтиленовые трубы d=0,l4...0,32 м. Уклон труб перепусков i=0,02...0,03 (от дождеприемников), i=0,005...0,03 (от тальвежных колодцев).

Дрены глубинного дренажа и закромочные дрены устраивают из асбоцементных труб d=0,10...0,15 м, укладываемых с уклоном не менее 0,005. Конструкция этих дрен аналогична ранее рассмотренной конструкции ловчих дрен. Фильтрующая засыпка закромочных дрен смыкается с пористым материалом основания.

Рис. 8. Тальвежный колодец:

1 – решётка; 2 – щебёночная отмостка с пропиткой битумом на глубину 6 – 8 см; 3 – стенка колодца; 4 – перепуск; 5 – шлаковая подушка; 6 – слой цементного раствора состава 1:6 – 1:8; 7 – водоустойчивый грунт; 8 – прокладка из просмолённой пеньки толщиной 1 – 1,5 см

Рис. 9. Варианты конструкций закромочных дрен:

1 – бетонное покрытие; песчаное основание; 3 – слой мха толщиной 2 – 3 см, минеральная вата; 4 – крупнозернистый песок; 5 – среднезернистый песок; 6 – труба (D=75 – 100 мм); 7 – песок; 8 - гравий

Коллектор - подземный трубопровод, предназначенный для отвода воды. Для коллектора применяют трубы: асбоцементные, D = 0,235 м и более; бетонные, D = 0,30...0,50 м; железобетонные D= 0,50 м и более. Стыки труб заделывают лентами рубероида на битумных мастиках или цементным раствором. Коллекторы располагают вдоль кромок покрытий на расстоянии 10…15 м от них.

Заглубление коллектора определяют с учётом следующих условий:

обеспечение прочности при действии нагрузки от колеса ВС;

глубины сезонного промерзания грунта;

отметок подводящих труб.

Для снижения напряжений от нагрузок трубы укладывают на основания различных типов (рис. 10).

Рис. 10. Варианты укладки труб в траншеи:

а – на спланированный и уплотнённый грунт; б – на сборное основание из железобетонных блоков; в – на гравийное или щебёночное основание; г – на монолитное бетонное или железобетонное основание; 1 – плотный сухой грунт; 2 – цементный раствор (1:3; 1:4); 3 – железобетонный блок; 4 – цементный раствор (1:6; 1:8); 5 – щебёночное или гравийное основание; 6 – бетонное или железобетонное основание; 7 – цементный раствор

Трубы коллектора целесообразно укладывать с уклоном, близким уклону грунтовой поверхности, однако уклон труб должен быть не менее 0,003.

Смотровые колодцы устраивают на трассе коллектора для подсоединения перепусков и в местах изменения направления, уклона или диаметра, а также на прямых участках трассы для осмотра и прочистки труб. Минимальное расстояние между смотровыми колодцами принимается от 50 до 125м в зависимости от диаметра трубы коллектора. Колодцы монтируют из железобетонных элементов круглого или прямоугольного сечения. Вокруг колодцев устраивают щебёночную отмостку шириной 0,8 – 1,2м с пропиткой битумом. Допускается совмещать смотровой колодец с тальвежным. В этом случае крышку смотрового колодца делают по типу крышки тальвежного. Кроме того, в колодце предусматривают отстойник глубиной 0,4м. На участках возможного движения ВС смотровые колодцы устраивают с заглублением в грунт на 0,4 – 0,5м.

Дата добавления: 2014-01-04