Проектирование малых водопропускных сооружений

Процесс проектирования водоотвода распадается на несколько этапов. При проектировании земляного полотна во всех местах пересечения водотоков должны быть предусмотрены малые водопропускные сооружения. Поэтому первым этапом проектирования водоотвода является установление мест расположения водопропускных сооружений.

В месте пересечения водотока железной дорогой следует определить его гидрологические характеристики: расход и объем притекающей воды, глубину слоя воды и ее уровень. Установление этих характеристик выполняется на втором этапе проектирования водоотвода.

В зависимости от гидрологических характеристик необходимо определить параметры водопропускного сооружения на пересечении периодического водотока: тип и величину отверстия. Это третий этап, который предусматривает либо гидравлический расчет, либо подбор типовых водопропускных сооружений.

Четвертый этап состоит в проверке достаточности высоты насыпи с целью предотвращения перелива воды через насыпь и размыва ее, а также недопущения перелива воды в смежную выемку или в соседнее водопропускное сооружение.

1 Этап. Сток воды к пониженным местам рельефа происходит с определенной территории, которая называется бассейном или водосбором. Границами бассейна являются естественные водораздельные линии. Проанализировав карту, определяется положение главного водораздела (линия, которая соединяет на местности точки с наибольшими отметками). Далее следует провести линии поперечных водоразделов и русел логов (линия, соединяющая точки с наименьшими высотами; проводится пунктиром). Полученные таким образом контуры, ограниченные главным водоразделом, двумя поперечными водоразделами и трассой, представляют собой бассейны – территории, с которых вода собирается и притекает к трассе, а в точке пересечения русла лога и трассы необходимо устроить водопропускное сооружение для пропуска притекающей воды.

Для выбора лучшего варианта требуется определить две группы показателей:

общерайонные, характеризующие район проектирования в целом:

номера ливневого района и группы климатических районов.

местные, характеризующие каждый бассейн в отдельности: площадь бассейна F и уклон главного лога I_л.

2 Этап. Основным показателем, характеризующим количество притекающей к сооружению воды, является расход Q – количество воды, притекающее к сооружению за единицу времени. Для количественной оценки частоты повторения расходов определенной величины введен показатель вероятности превышения– это вероятность того, что данный расход будет повторяться не чаще одного раза за n лет. В практике проектирования используют понятия расчетного и максимального расходов. Расчетным называется относительно часто повторяющийся расход, на пропуск которого рассчитывается отверстие сооружения. Максимальным называется расход больший по величине, чем расчетный. На пропуск этого расхода проверяется высота насыпи по условию обеспечения безопасности движения поездов.

3 и 4 Этапы. На пересечениях железной дороги с периодическими водотоками размещают водопропускные сооружения: трубы и мосты, лотки, дюкеры, акведуки и фильтрующие насыпи. Наиболее распространенными являются трубы и малые железобетонные мосты.

При выборе типов водопропускных сооружений следует учитывать, что для удовлетворения требованиям индустриализации строительства желательно принимать минимальное число их типоразмеров, т.к. при одном типе и отверстии трубы можно варьировать числом очков, типом входного звена и оголовка.

На оси расходов Q находится значение расчетного расхода Q_рас, через эту точку проводится вертикальная линия. Пересечение этой линии с ветвями кривых водопропускной способности свидетельствует о том, что данный расход может быть пропущен трубами с данными отверстиями при различной высоте подпора. При пропуске расчетного расхода труба должна работать в режиме этого расхода. При этом для уменьшения стоимости предпочтение отдается трубам наименьших отверстий.

На следующем этапе производится проверка высоты насыпи на незатопляемость и возможность размещения сооружения данной конструкции. Проверка заключается в определении для выбранного отверстия высоты подпора, соответствующей максимальному расходу. Высота насыпи должна превышать высоту подпора не менее чем на 0, 5 м. При выполнении условия, также необходимо проверить достаточность высоты насыпи по конструктивному условию. Минимальная высота насыпи для размещения труб регламентируется необходимой толщиной засыпки над сводом трубы, обеспечивающей гашение динамических нагрузок от подвижного состава. Величина такой засыпки принимается равной 1м. Если в отдельных случаях высота насыпи недостаточна для размещения водопропускного сооружения, то рассматриваются следующие мероприятия:

увеличение отверстия сооружения;

замена одноочковой трубы на двух- или трехочковую;

применение другого, более мощного типа водопропускного сооружения;

применение свайно-эстакадных мостов;

искусственное углубление русла с соответствующим понижением отметок и глубины подпертой воды;

изменение проектной линии в профиле (следует поднять проектную линию);

изменение положения трассы в плане со смещением линии в низовую сторону.

Определение стоимости строительства для сравнения вариантов проектных решений

Строит. ст-ть при сравнении вариантов ж/д линии опр-ся по укрупненным показателям или сметным расчетам в зависимости от стадии проектирования.

В общем случае строит. ст-ть должна включать след. виды затрат:

1) сооружение земляного полотна (ЗП) с учетом дополнительных и укрепительных работ; 2) строительство искусственных сооружений; 3)устройство верхнего строения пути; 4)сооружение устройств СЦБ и связи; 5)строительство объектов энергоснабжения; 6)строительство производственных, служебных и жилых зданий; 7)подготовку территории строительства; 8)временные здания и сооружения; 9)проектно-изыскательские работы; 10)содержание штатов дирекции строящейся линии; 11)непредвиденные и прочие работы.

При опр-нии ст-ти следует также предусматривать накладные расходы и плановые накопления. Накладные расходы принимаются по установленным нормам в зависимости от сметной стоимости прямых затрат, плановые накопления – в зависимости от стоимости прямых затрат и накладных расходов.

К прямым затратам относятся: з/п рабочих; ст-ть материалов, конструкций, деталей и полуфабрикатов; ст-ть экспл-ции строит. машин и трансп. ср-в со сто-тью энергетич. ресурсов.

К накладным расходам относятся административно-хозяйственные расходы, расходы по обслуж. рабочих, расходы по орг-ции и произв-ву работ (содержание сторожевой и противопожарной охраны, содержание производственного оборудования и инвентаря, расходы по рационализации и нормированию труда, благоустройству строительной площадки и т.д.).

Ст-ть ЗП зависит от ряда факторов, в числе которых объем земл. работ, способ их пр-ва, кач-во грунтов, дальность возки, констр-ция ЗП и т.д.

При реальном поектир-нии подсчёт объёмов земл. работ выполняется по проектным попереч. профилям, построенным попикетно и на характерн. точках. На каждом поперечнике вычисляется площадь разрабатываемого грунта. По известным площадям и расстояниям между поперечниками опр-ся объём земляных работ.

Подсчёт объёмов производится помассивно по средним рабочим отметкам, с исп-нием таблиц или графиков, составленным по принятым типовым попереч. профилям для различн. Условий рельефа, геологии и положения проектн. линии (насыпь, выемка). Рабочие отметки должны быть посчитаны на всех переломах проектной бровки и на всех переломах линии земли, а также на нулевых местах.

Важной хар-кой трудности стр-ва линии явл. ср. покилометровый объём земл. работ по главн. пути, тыс. м³ /км: q­­_з.р.=Q_{з.р.(г.п.)}/L; где Q_{з.р.(г.п. )} - общ объём земл. работ по главн. пути (сумма объёмов з.р. всех насыпей и выемок), тыс.км; L – протяж-сть участка ж/д, км.

В завис-ти от объёма з.р. на 1 км сущ-ет 4 категории трудности стр-ва.

Общ. объём з.р., тыс.м: Q_з.р.= Q_{з.р.(г.п.)}*k₁*k₂*k₃+ Q_{з.р.(р.п.)}; где k₁ – поправка на увел-ние объёмов з.р., учит. микрорельеф реальн. местности; k_{2 ­}– поправка, учит.попереч. очертание ЗП и его уширение в кривых; k₃ – поправка, учит. дополнит. и укрепительные з.р.; Q_{з.р.(р.п.)} – объём з.р. по соор-нию дополнит. станц. путей.

, где a – расстояние между осями смеж. путей на раздельн. пунктах, а=5, 3м; n – кол-во путей на разд. пункте, кроме главн.; k – число отдельных массивов ЗП в пределах разд. пункта; hср(i) – ср. раб. отм. i-массива, li – длина i-массива.

Ст-ть разработки 1 м3 грунта зависит от трудности его разработки, способа пр-ва работ, дальности перемещения и др. факторов.