Особенности строительства водоотводных систем  на объектах железнодорожного хозяйства.

 

Особенности строительства водоотводных систем  на объектах железнодорожного хозяйства с применением междупутных  и междушпальных лотков.

Грунты вблизи железнодорожных путей испытывают повышенные динамические воздействия, поэтому к их прочности предъявляются особые требования. Согласно пункту 5.8 СП 119.13330.2012 земляное полотно железной дороги обязательно должно иметь:

·         отвод поверхностных и подземных вод;

·         дренаж для отведения верховодки.

Высокое содержание влаги в грунте приводит сразу к нескольким негативным последствиям:

·         уменьшение сопротивления грунта сдвигу и снижение несущей способности основания (что особенно опасно при устройстве откосов или выемок на железной дороге);

·         растворение минеральных частиц, повышение пористости почвы и образование карстов (подземных полостей);

·         повышение чувствительности грунта к отрицательным температурам.

Строительство водоотводных систем на территории железнодорожного хозяйства позволит предотвратить не только ослабление грунтов, но и такое негативное явление как морозное пучение. Оно возникает при одновременном наличии двух причин: влаги и холода. Устранив одну из них, можно избежать деформаций основания и полотна дороги в зимний период.

Особенности водоотводных систем

Отвести от железнодорожного полотна поверхностные и грунтовые воды можно с помощью:

·         дренажных канав;

·         дренажных лотков (междупутных и междушпальных);

·         закрытых дренажей (траншей);

·         штольней;

·         дренажных колодцев.

Водоотводные системы глубокого заложения требуют повышенных трудозатрат. Это вызвано увеличением объема разработки грунта. В большинстве случаев выгодно применять системы с небольшой глубиной: канавы и лотки. Исключение составляют участки с высоким расположением уровня грунтовых вод (УГВ), здесь необходимо использовать закрытые дренажи траншейного типа.

Выделяют несколько разновидностей канав по форме: трапециевидные, прямоугольные, треугольные или полукруглые. Для удобства монтажа, ремонта и эксплуатации рекомендуется предусматривать дренаж трапецеидального сечения.

Применение канав для отвода влаги ограничено. При наличии на участке строительства неустойчивых грунтов или при необходимости отрывки канав большой глубины рационально заменить их водоотводными лотками. Это позволит сократить объем земляных работ и трудозатраты.

Производство лотков выполняется преимущественно из железобетона. Иногда применяют лотки из бетона, камня или дерева (такие варианты имеют большое количество ограничений).

Принцип действия дренажных лотков заключается в том, что грунтовая влага просачивается через отверстия в боковых стенках изделия, после чего отводится с участка за счет уклона. Для защиты устройства от загрязнений предусматриваются специальные крышки. Минимальные требования к уклонам указаны в п.5.29 СП 119.13330.2012:

·         0,001 (1 мм на каждый метр длины дренажа) при наличии исключительных обстоятельств;

·         0,002 при прокладке путей через болота и речные поймы (трудные условия);

·         0,003 в остальных случаях.

Для значительного понижения уровня воды канавы или лотки оснащают:

·         перепадами (рядом последовательных уступов);

·         быстротоками (продольными участками с большим уклоном).

По альбому №984 «Альбом водоотводных устройств на станциях» лотки выпускают двух типов:

·         тип I — междушпальные;

·         тип II — междупутные.

Собранная в лотках вода поступает в коллекторы (подземные трубы), с помощью которых может быть отведена одним из следующих способов:

·         на открытый участок земли;

·         во внешний водоотвод;

·         в продольный коллектор канализации.

При проектировании водоотводных систем на территории железнодорожного хозяйства необходимо уделять особое внимание участкам с повышенными нагрузками и наличием стационарных устройств. К таким участкам относятся железнодорожные станции, пассажирские платформы, переезды.

Лоток междушпальный

Изделия имеют маркировку МШЛ и предназначены для устройства как поперечных, так и продольных водоотводных систем. Лоток характеризуется П-образнойформой, глубина может равняться 0,35; 0,5 или 0,7 м. Все типоразмеры выпускаются единой длины и ширины (1500мм и 392 мм соответственно). О технических характеристиках лотков МШЛ более подробно можно посмотреть здесь.

Лотки МШЛ также могут маркироваться БЖЛ. Обозначение зависит от конкретного производителя. 

Для изготовления обычно применяют тяжелый бетон марки М300 или класса В22,5 с пониженной проницаемостью для воды (W4—W6). Такой материал позволяет изделию хорошо воспринимать изгибающие нагрузки. Марка лотков по морозостойкости назначаетсяF200—F300: элементы могут выдержать 200—300 циклов замораживания и оттаивания (в условиях нашего климата примерно 200—300 лет).

Армирование производится стальными сетками. Используется проволока диаметром 4 мм класса A240 (или AIпо старому ГОСТ). Для установки в проектное положение элемент имеет монтажные петли.

Лотки междупутные

Изделия второго типа можно использовать только для монтажа продольных водоотводных систем.  Лотки МПЛ (междупутные) не разрешается укладывать поперек железнодорожного полотна.

Элементы дренажной системы выпускаются единой длины и ширины (1500 мм и 700 мм соответственно). Высота подбирается в зависимости от предполагаемой нагрузки и может равняться 0,85; 1,35 или 1,6 м.

Для изготовления применяют тяжелый гидротехнический бетон с пониженной влагопроницаемостью классов В15—В30 (или марок М200—М400 при использовании обозначений по старому ГОСТ). Точная марка подбирается в зависимости от геологических условий и предполагаемой нагрузки. Морозостойкость лотков F200—F300.

Особенности монтажа и эксплуатации дренажных лотков

Чтобы водоотводные системы на железной дороге выполняли свои функции в полной мере, необходимо грамотно их запроектировать и смонтировать. При использовании лотков МШЛ и МПЛ нужно учесть несколько требований:

·         лотки МШЛ не допускается применять в регионах с расчетной температурой (показания в период самой холодной пятидневки) ниже -40°С;

·         в качестве основания под элементы дренажа используют слой щебня или гравия толщиной от 5 см;

·         обратную засыпку (грунт, соприкасающийся с боковыми стенками) выполняют из песка средней или крупной фракции;

·         после установки лотка в проектное положение монтажные петли требуется срезать;

·         часть лотка, соприкасающуюся с грунтом, необходимо дополнительно изолировать с помощью герметика или нескольких слоев мастики на битумной основе.

При необходимости лотки можно использовать для гражданского и частного строительства.

Грамотный подбор и монтаж дренажной системы позволят обеспечить высокую прочность и надежность земляного полотна под железнодорожными путями.