СПОСОБ УСТРОЙСТВА ВОДООТВОДНОГО СООРУЖЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК E01F5/00 E01C3/06 

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано при строительстве водоотводных сооружений на автомобильных дорогах и пешеходных дорожек с насыпным склоном.

Известно водоотводное сооружение, содержащее основной и дополнительный лотки, дно последнего из которых расположено ниже дна основного лотка, расположенного с поперечным уклоном в сторону дополнительного лотка, при этом дополнительный лоток расположен сбоку от основного, причем полости этих лотков разделены стенкой, перекрываемыми шиберами (Авторское свидетельство SU №949041, E01F 5/00 от 07.08.1982).

Однако указанный аналог предполагает работу службы эксплуатации, которая затруднительна в зимне-весенний период (заносы снега, наледи, снежные насты) и экономически нецелесообразна.

Известен также способ устройства водоотводного сооружения, заключающийся в нарезании канавы, укреплении ее дна и стенок покрытием и придании дну канавы профилированной в продольном сечении формы с выступами, в качестве покрытия используют геотекстильный материал, который укладывают по поверхности дна и стенок и закрепляют кромки по длине канавы, а выступы формируют из геотекстильного материала, скрепленного с образованием поперечных обойм, заполняемых для придания жесткости грунтом или иным материалом при использовании их в качестве гасителей скорости течения воды (Авторское свидетельство SU №2025551, E01F 5/01 от 30.12.1994).

Однако указанный способ применим только на плотных грунтах. Кроме того, недостатком является сложность его эксплуатации. В условиях резкого изменения в процессе поступления дождевых вод расхода и таяния снега непосредственно в канаву невозможно исключить попадание в ее мусора и других предметов, которые забивают в конце канала трубчатые сбросные сооружения, при эксплуатации таких сооружений, а также не обеспечивает безопасность пешеходов в условиях в течение всего периода эксплуатации, когда вода заливает, в частности пешеходные дорожки и автомобильные дороги.

Наиболее близким предлагаемому является способ водоотводного сооружения, содержащего лоток, уложенный по заданному уклону, дополнительно снабжают поперечными гребнями и площадками - зуб, которые являются основанием поперечных гребней, на стенках лотка непосредственно перед поперечными гребнями выполняют выемки, при этом уровень соседней верхней площадки - зуб выше места примыкания к лотку следующего поперечного гребня, находящегося ниже по уклону (Авторское свидетельство SU №2199622, E01F 5/00 от 20.12.2000).

Однако указанный ближайший аналог (прототип) предполагает работу службы эксплуатации, когда водоотводное сооружение является открытым сверху, а значит, в него постоянно поступают мусор, листья и другие предмеры в течение всего года эксплуатации, который скапливается в конце сооружения перед трубчатыми сбросными сооружениями, забивает их и ведет к аварийной ситуации. Кроме того, существует опасность на строящихся объектах с насыпными склонами, в частности, такие объекты во многих случаях проходят по высохшим руслам ручьев, где строятся автомобильные дороги и пешеходные дорожки, затем эти насыпные склоны засевают многолетними травами, кустарниками и древесными растениями для их укрепления от размыва вод. В конце насыпных склонов, т.е. в низовой его части (подошвы), строят отводимые канавы. Таким образом, эти сооружения не справляются с большим потоком воды, сбегающим со склонов, и заливают, как автомобильные дороги, так и пешеходные дорожки, отсутствует элемент для направления части потока в лоток перед дорогой, возникает опасность для людей, животных и т.п. при недостаточной эффективности работы таких сооружений в виде водоотводного сооружения на строящихся объектах с насыпным грунтом, сформированных искусственно или природных, например, придорожных откосов и т.п.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое предложение, является эффективность регулирования водоотводного сооружения путем рассредоточения потока воды у подошвы насыпного склона, а также уменьшения поступления мусора в лоток.

Технический результат достигается тем, что способ устройства водоотводного сооружения, заключающийся в нарезании канавы, укреплении ее уложенным лотком, по заданному уклону, создают условия для гидравлической струи потока, которая сбегает по склону насыпного грунта расположенным по горизонтали местности в сторону низовой его части подошвы, на границе созданного участка дороги осуществляют непосредственно закрытием сверху лотка решеткой, средние стержни которой выполнены укороченными по отношению к опорным крайним, и в виде решетчатой секции плиты-перекрытия, просветы которой располагают к продольной оси потока сбегающего со склона, а вдоль дороги, в конце каждой решетчатой секции плиты-перекрытия с консольными средними стержнями, закрепляют в конце ее жестко заградительным порогом в виде Г-образного козырька, порог которого размещен навстречу потоку, и козырек порога располагают выше уровня воды для формирования отвода избытка, сбегающего потока воды со склона, с последующим отводом в лоток, при этом порог в виде Г-образного козырька располагают параллельно поверху уложенному лотку, причем конец каждой решетчатой секции плиты-перекрытия, по длине лотка, снабжают поперечным щелевым отверстием со стороны средних стрежней, через просветы которых вода поступает в лоток, перед перекрываемым сверху Г-образным козырьком.

Кроме того, дополнительно между боковыми стенками решетчатых секций плит-перекрытий устанавливают под уменьшающимися к ее торцам к опорным стержням с углами направляющие подпорные стенки, образующие водосливные фронты вдоль каждой боковой стенки решетчатой плиты-перекрытия перед порогом в виде Г-образного козырька.

Таким образом, в предложенном способе происходит перераспределение удельных расходов воды вдоль фронта низовой подошвы склонового участка в местах водоотводящего лотка. Перед заградительным порогом в виде Г-образного козырька, часть потока вовлекается во вращательное движение в конце решетчатой плиты-перекрытия, затем поступает в поперечные щелевые отверстия каждой решетчатой плиты-перекрытия, т.е. часть потока направляется в сторону дна лотка, и приобретает веерообразный характер движения в пределах заградительного порога в виде Г-образного козырька вдоль лотка, далее под решетчатой плитой-перекрытием происходит смешение всей воды с поступившей через продольные просветы последней, сбегающего потока со склона. Крупные наносы и мусор не поступают в лоток. А дополнительные направляющие стенки, с уменьшающимися к ее опорным крайним стержням, торцовыми углами, установленными между боковыми стенками решетчатых секций плит-перекрытий, обеспечивает как разделение сбегающего со склона потока воды, так и водосливной фронт вдоль (в конце) боковой стенки решетчатой плиты-перекрытия перед установленным с примыканием к борту лотка заградительным порогом в виде Г-образного козырька и удержание воды от перелива перед придорожными участками.

Таким образом, создаются благоприятные условия для водоотводного сооружения на строящихся объектах данного типа, а следовательно, эффективность регулирования потока воды, стекающего с насыпного склона перед автомобильной дорогой или пешеходной дорожки, безопасность людей, животных и т.п.

На фиг. 1 изображен освоенный склоновый насыпной участок склона, вид сверху; на фиг. 2 показан общий сооружения; на фиг. 3 - фрагмент гасителя водоотводящего сооружения.

При эксплуатации сооружений водоотводного типа часто встречаются случаи поступления воды через борта лотка непосредственно на автомобильных дорогах или пешеходных дорожках (тротуарах), а затем они заливаются водой. Чтобы обеспечить долговременную эксплуатацию водоотводного сооружения, необходимо уделять достаточное внимание количественному и временному фактору сброса воды с поверхности склона и ее отводу, а также фактору, как максимальное использование как искусственно созданного, так и естественного ландшафта местности, возле строящихся автомобильных дорог и пешеходных дорожек, влияние различных климатических и метеорологических условий, характер грунтов.

Предлагаемое изобретение направлено на предотвращение залива водой автомобильных дорог и пешеходных дорожек с учетом вышеуказанных факторов на стадии строительства.

В зависимости от склона рельефа (как правило, высохших русел ручьев и т.п.), физико-механических свойств грунтов, их планировка, а также протяженности возводимого водоотводного сооружения в выбранных для конкретного случая строительства в местах при укладке лотков в канаву, изготавливают и укладывают сверху его покрытие в виде отдельных решетчатых плит-перекрытий с консольными средними и крайними опорными стержнями при укладке сверху лотка. В предложенном случае, решетчатая плита-перекрытие представляет собой перекрытие бетонного лотка (железобетонного) решеткой в виде секции плиты-перекрытия с ее элементами конструкции, просветы которой располагают к продольной оси потока сбегающего со склона, а вдоль дороги у борта лотка, в конце каждой закрепленной решетчатой секции закрепляют жестко заградительным порогом в виде Г-образного козырька и, козырек, которого располагают его выше уровня воды. Избыток воды в конце решетчатой плиты-перекрытия поступает в образовавшуюся щелевое отверстие по длине лотка, с заданным уклоном рельефа строительства.

Способ устройства водоотводного сооружения, в частности склонового характера, заключается у его подошвы, непосредственно на границе автомобильной дороги или пешеходной дорожки в нарезании канавы и укладки в нее железобетонного лотка 1, выдерживается уклон, который обеспечивает отвод воды. Сверху лоток 1 перекрывают металлическими легкими секциями плит-перекрытий 2, выполненных из легкого дешевого металла или из полиэтилена высокой прочности (литая штамповка решетчатой плиты), закрепляют. Просветы между решетчатыми стержнями располагают навстречу к продольной оси потока, стекающего со склона. Для устройства гасителей скорости части воды, не поступившей полностью через просветы решетчатой плиты-перекрытия (излишки) в лоток 1, этот поверхностный сток, встречая заградительный порог 3 в виде Г-образного козырька, позволяет обеспечить возможность вращения части потока, где он теряет скорость течения и направляется в поперечное щелевое отверстие 4 в конце консольных стержней решетки, через которое вода также поступает в лоток 1, где смешивается с основным потоком воды, прошедшим через просветы решетчатой плиты-перекрытия.

С целью обеспечения равномерного гидравлического режима между решетчатыми секциями плит-перекрытий 2 устанавливают под уменьшающимся к ее торцам углами направляющие подпорные стенки 5, образующие водосливные фронты вдоль каждой боковой стенки решетчатой плиты-перекрытия в сторону заградительного порога 3 в виде Г-образного козырька.

Решетчатая плита-перекрытие 2 (с консольными средними стержнями и опорными крайними стержнями, удлиненными по отношению к последним), водосливной фронт подпорной стенки 5 и поперечные щелевые отверстия 4 под заградительным порогом 3 являются общими для забора воды в лоток 1.

В динамике работа водоотводного сооружения с предлагаемыми конструктивными элементами сводится к следующему. Основной поверхностный поток со склона направляется на решетчатую секцию плиты-перекрытия 2, закрепленной над лотком 1 вдоль дороги, а остаточная часть воды (не прошедшая через просветы решетки) поступает под Г-образный козырек заградительного порога 3, где обеспечивается вращение воды в виде струенаправляющего потока, и поступает в поперечное щелевое отверстие 4 в конце средних укороченных стержней решетчатой плиты-перекрытия 2. В результате этого происходит защищенность автомобильной дороги или пешеходной дорожки от затопления их водой, т.е. полностью перехватывается поток воды, стекающего со склона. Таким образом, сбегающий со склона поток воды расчленяется и отводится в лоток 1, т.е. вода не выходит за пределы борта лотка и не переливается через него, обеспечивая защиту дорожного полотна от затопления. Тем самым существенно увеличивается эффективность управления потоком в целом на конструкции водоотводного сооружения и увеличивается его пропускная способность с обеспечением отсутствия его размыва бровки лотка вдоль дороги.

Освоение склонового участка перед дорожным полотном различного характера также включает и строительство насыпного склона, его укрепление в виде высаживания растений как древесных и кустарниковых пород, так и сеяние трав ландшафтного дизайна.

На полотне земляных насыпей склона могут весной или осенью высаживать сосну крымскую и пицундскую, кипарис аризонский, шелковину белую, клен сахарный и другие породы, а также сеяные травы. Этим самым будут укреплено земляное полотно насыпного склона, а водоотводное сооружение полностью перехватывает возникшие периодические потоки. Почвогрунт сооружения частично насыщается влагой, а большая ее часть отводится водоотводным предложенным сооружением осваиваемой площади строящейся автомобильной дороги с пешеходными дорожками (тротуарами).

Лоток с конструктивными элементами перекрытия по длине своей, расчленяют на отдельные решетчатые плиты-перекрытия с заградительным порогом в виде Г-образного козырька, и закрепляют сверху лотка на уровне дорожной сети. При этом сбегающие потоки воды со слона также расчленяются непосредственно уже над уложенным лотком в подошве склона с заданным уклоном рельефа местности.

Предлагаемый способ устройства водоотводного сооружения позволяет максимально защитить при строительстве автомобильных дорог с пешеходными дорожками (тротуарами) от затопления водой стекающей с насыпного склона, обеспечить надежность и долговечность, безопасность эксплуатации.

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано при строительстве водоотводных сооружений у природных склонов или сформированных искусственно, например, при строительстве автомобильных дорог и пешеходных дорожек. Способ устройства водоотводного сооружения заключается в нарезании канавы, укреплении ее уложенным лотком по заранее заданному уклону. Создают условия для гидравлической струи потока, которая сбегает по склону насыпного грунта к расположенной по горизонтали местности, в сторону низовой его части подошвы. На границе созданного участка дороги осуществляют непосредственно закрытие сверху лотка решеткой, средние стержни которой выполнены укороченными по отношению к опорным крайним, в виде решетчатой плиты-перекрытия, просветы которой располагают навстречу потоку, сбегающему со склона. Вдоль дороги, в конце каждой решетчатой секции плиты-перекрытия с консольными средними стержнями, в конце ее жестко закрепляют заградительный порог в виде Г-образного козырька, порог которого размещен навстречу потоку. Козырек порога располагают выше уровня воды для формирования отвода избытка сбегающего потока воды со склона с последующим отводом в лоток. Порог в виде Г-образного козырька располагают параллельно, поверху, уложенному лотку. Конец каждой решетчатой секции плиты-перекрытия, по длине лотка, снабжают поперечным щелевым отверстием со стороны средних стержней, через просветы которых вода поступает в лоток, перед перекрываемым сверху Г-образным козырьком. Технический результат – повышение надежности и долговечности сооружения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ устройства водоотводного сооружения, заключающийся в нарезании канавы, укреплении ее уложенным лотком по заранее заданному уклону, отличающийся тем, что создают условия для гидравлической струи потока, которая сбегает по склону насыпного грунта к расположенной по горизонтали местности, в сторону низовой его части подошвы, на границе созданного участка дороги осуществляют непосредственно закрытие сверху лотка решеткой, средние стержни которой выполнены укороченными по отношению к опорным крайним, в виде решетчатой плиты-перекрытия, просветы которой располагают навстречу потоку, сбегающему со склона, а вдоль дороги, в конце каждой решетчатой секции плиты-перекрытия с консольными средними стержнями, в конце ее жестко закрепляют заградительный порог в виде Г-образного козырька, порог которого размещен навстречу потоку, и козырек порога располагают выше уровня воды для формирования отвода избытка сбегающего потока воды со склона с последующим отводом в лоток, при этом порог в виде Г-образного козырька располагают параллельно, поверху, уложенному лотку, причем конец каждой решетчатой секции плиты-перекрытия, по длине лотка, снабжают поперечным щелевым отверстием со стороны средних стержней, через просветы которых вода поступает в лоток, перед перекрываемым сверху Г-образным козырьком.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно между боковыми стенками решетчатых секций плит-перекрытий устанавливают под уменьшающимися к ее торцам углами направляющие подпорные стенки, образующие водосливные фронты вдоль каждой боковой стенки решетчатой плиты-перекрытия перед порогом в виде Г-образного козырька.