Водопроводящее сооружение под дорожной насыпью Российский патент 2024 года по МПК E01F5/00 

Изобретение относится к области водохозяйственного и дорожного строительства и может применяться при строительстве региональных дорог и дорог на межхозяйственной оросительной сети для обеспечения пропуска воды через тело земляного полотна.

Известна водопропускная труба (Патент №2328572. кл. E02F 5/00, 2008 г.), выполненная из водопропускных блоков, опирающихся на фундамент, включающий сваи и ригели, где опорные части конструктивных элементов выполнены из эластичного материала, расположенного между ригелями и верхними торцами свай, и направляющих, жестко прикрепленные к сваям и препятствующих перемещениям ригелей поперек продольной оси трубы, причем ригели выполнены с возможностью вертикальных перемещений относительно верхних торцов свай.

Недостатком известного технического решения является невозможность применения предложенного технического решения, например, на грунтах с обеспеченной несущей способностью, но с обратной засыпкой подверженной тиксотропному разжижению, низкая надежность работы из-за вертикальных нагрузок.

Известно также устройство (см. Патент №2303096, кл. E02F 5/00), содержащее водопропускной канал с седлообразной поверхностью, обращенной к телу магистрального трубопровода и взаимодействующей с ним, водопропускной канал верхнего над магистральным трубопроводом расположения седлообразная поверхность выполнена по форме поверхности магистрального трубопровода в виде фрагмента оболочки, неподвижно соединенной с телом водопропускного канала или в виде отдельного накладного листа, уложенного на поверхность магистрального трубопровода и зафиксированного на нем установленным сверху водопропускным каналом с расположенным под ним и заполненным фильтрующим материалом углублением, при этом магистральный трубопровод и русло водотока, а также верхняя образующая водопропускного канала перекрыты водопроницаемыми гибкими коврами.

Недостатком данного технического решения является конструктивная избыточность и, как следствие, низкая надежность в работе, а также сложность реализации задачи оптимизации взаимодействия грунта с конструкцией водопропускного устройства посредством изменения поверхности в виде фрагмента оболочки, тем более если обратная засыпка подвержена тиксотропному разжижению.

Наиболее близким по своей технической сущности является водопропускное сооружение содержащее трубу, установленную на грунтовое естественное основание с техногенной подготовкой из гравийно-песчаной уплотненной засыпки, обратную засыпку верхней части трубы, выше грунта естественного основания и пленочный материал, контактирующий с обратной засыпкой (Патент РФ №2779037, кл. E01F 5/00, 2022 г.).

Недостатком известного сооружения является низкая надежность работы из-за тиксотропного разжижения обратной засыпки, а также вертикальных нагрузок, действующих на трубу.

Техническим результатом является повышение надежности работы за счет исключения тиксотропного разжижения обратной засыпки, а также уменьшение вертикальных нагрузок, действующих на трубу.

Технический результат достигается тем, что в водопроводящем сооружении под дорожной насыпью, содержащем трубу, установленную на грунтовое естественное основание с техногенной подготовкой из гравийно-песчаной уплотненной засыпки, обратную засыпку верхней части трубы, выше грунта естественного основания и пленочное покрытие, контактирующее с обратной засыпкой, согласно изобретению, обратная засыпка выполнена из двух слоев: - первый слой над трубой выполнен из грунта подверженного тикситропному воздействию, а второй слой обратной засыпки - из гравийно-песчаной смеси, не подверженной тикситропному воздействию, при этом между слоями вдоль трубы установлен демпфирующий элемент, состоящий из ступенчато установленных с перекрытием по линии контакта плит, с шириной равной диаметру трубы, с уклоном по местности, причем по краям демпфирующего элемента, по продольной его оси, снизу расположено пленочное покрытие, с уклоном от трубы и с длиной, обеспечивающей перекрытие краев техногенной подготовки на естественном основании.

Новизна заявленного технического решения заключается в том, что за счет конструктивных особенностей достигается технический результат, а именно повышается надежность водопроводящего сооружения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен план водопроводящего сооружения, на фиг. 2 изображен продольный разрез А-А водопроводящего сооружения, на фиг. 3 изображен поперечный разрез В-В по фиг. 2.

Водопроводящее сооружение содержит трубу 1, опирающуюся на грунтовое естественное основание 2 с техногенной подготовкой 3, из гравийно-песчаной уплотненной засыпки в виде призмы. Верхняя часть трубы 1, выше грунта естественного основания 2, засыпана обратной засыпкой, которая при производстве работ уплотняется. Труба 1 имеет входной 4 и выходной 5 оголовки, стыкуемых с укрепляющей каменной отмосткой 6, опирающихся на грунтовое основание 2. Сверху трубы 1 обратная засыпка выполнена из двух слоев: - первый слой 7 над трубой выполнен из грунта подверженного тикситропному воздействию, а второй слой 8 обратной засыпки - из гравийно-песчаной смеси, не подверженной тикситропному воздействию. Между слоями 7 и 8 вдоль трубы 1 установлен демпфирующий элемент 9, состоящий из ступенчато установленных с перекрытием по линии контакта плит, с шириной равной диаметру трубы, 1 с уклоном по местности, причем по краям демпфирующего элемента 9, по продольной оси демпфирующего элемента 9, снизу расположено пленочное покрытие 11, с уклоном от трубы 1 и с длиной, обеспечивающей перекрытие краев техногенной подготовки 3 на естественном основании 2.

Первый слой 7 обратной засыпки может быть выполнен из любого вида глинистого или суглинистого местного грунта, подверженного тиксотропному изменению, высотой равной, как минимум, половине всей высоты обратной засыпки. Другой, верхний слой 8 обратной засыпки, отделенный от нижележащего слоя 7обратной засыпки демпферным элементом 9, выполнен из гравийно-песчаной смеси не подверженной тиксотропии. Над обратной засыпкой 8 из гравийно-песчаной смеси расположено дорожное полотно 10 проезжей части дороги. По краям демпферного элемента 9, по поперечному разрезу водопроводящего сооружения, снизу уложено пленочное покрытие 11, с уклоном от трубы и длиной, в плане, перекрывающей края техногенной подготовки на естественном основании 3.

Водопропускное сооружение под дорожной насыпью работает следующим образом: Труба 1, в рабочем состоянии, представляет завершенное локальное гидротехническое сооружение, включающее, входной 4 и выходной 5 оголовки, стыкуемые с укрепляющей каменной отмосткой 6, обеспечивающей безаварийный пропуск паводковых вод, осеннего и весеннего периодов. Но именно в эти периоды, связанные с интенсивными осадками, наблюдается повышенная транспортная активность на дорогах, связанная, в том числе, с уборкой сельскохозяйственной продукции. В свою очередь влага от осадков проникает в насыпь над водоводом, тогда как нагрузка от автотранспорта периодически воздействует на грунт насыпи и, как следствие, на трубы 1 водовода. Если грунт подвержен тиксотропному воздействию, а это глины и суглинки, то есть большинство местных строительных грунтов, применяемых при обратных засыпках, а также при формировании насыпей над водоводами, то происходят сверх нормативные подвижки грунтов обратной засыпки, и дорожное полотно 10 выходит из строя. Для решения этой проблемы, а также с целью повышения надежности, обратную засыпку над водопропускным сооружением выполняют из двух слоев - первый слой 7, над водоводом, выполняют из местного строительного грунта, из глины или суглинка, на который после его уплотнения укладывают демпферный элемент 9 с шириной равной диаметру трубы 1, с уклоном по местности. Второй слой 8 обратной засыпки, расположенный над демпферным элементом 9, в основании дороги 10, выполняют из гравийно-песчаной смеси, не подверженной тикситропному воздействию и не изменяющий свою несущую способность при изменении влажности и механического воздействия на него. При этом выбор толщины демпферного элемента 9, и коррелирующей с ней несущей способности осуществляется на основе технико-экономического сравнения вариантов реализации технического решения.

В свою очередь повышение надежности работы демпферного элемента 9 и, как следствие, всего водопроводящего сооружения, можно реализовав армирование последнего. Однако, наиболее рационально идти по пути исключения факторов, обеспечивающих благоприятные условия для образования тиксотропных процессов на водопроводящем сооружении. Так формирование придорожного слоя обратной засыпки 8 из гравийно-песчаной смеси обеспечивает исключение образования в нем тиксотропных процессов, а последующий слой 7, за демпферным элементом 9, состоящий из местных строительных грунтов, также может быть защищен от тиксотропии, только путем исключения повышения влажности в нем. Для исключения дополнительного замокания первого слоя 7, над водопроводящем сооружении, а также техногенной подготовки 3 и грунтового основания 2 и, как следствие, сохранения их несущей способности, по краям демпферного элемента 9, по продольной оси, снизу расположено пленочное покрытие 11, с уклоном от трубы 1 и длиной, в плане, перекрывающей края призмы техногенного основания 3. Для технологичности возведения водопроводящего сооружения и, как следствие, повышение эксплуатационных возможностей сооружения, демпферный элемент 9, выполняется из сборных плит, при сохранении уклона каждой отдельной плиты равным уклону местности, причем каждая последующая плита, начиная с расположенной над входным оголовком 4, подходит под предыдущую, перекрывающую ее в свету, по линии контакта, что обеспечивает безусловный отток любой влаги тем или иным способом концентрирующейся на демпферном элементе 9.

Таким образом, заявляемое водопроводящее сооружение под дорожной насыпью, включающее установленную на грунтовое естественное основание с техногенной подготовкой из гравийно-песчаной уплотненной засыпки, обратную засыпку верхней части трубы, выше грунта естественного основания и пленочный материал, контактирующий с обратной засыпкой, когда обратная засыпка выполнена из двух слоев: первый слой над трубой выполнен из грунта подверженного тикситропному воздействию, а второй слой обратной засыпки - из гравийно-песчаной смеси, не подверженной тикситропному воздействию, при этом между слоями вдоль трубы установлен демпфирующий элемент, состоящий из ступенчато установленных с перекрытием по линии контакта плит, шириной, равной диаметру трубы, с уклоном по местности, причем по краям демпфирующего элемента, по продольной оси, снизу расположено пленочное покрытие, с уклоном от трубы и с длиной, обеспечивающей перекрытие краев техногенной подготовки на естественном основании, позволяет за счет представленных конструктивных особенностей достигать технического результата, а именно повысить надежность водопроводящего сооружения, а также технологичность его возведения.

Изобретение относится к области водохозяйственного и дорожного строительства и может применяться при строительстве дорог для обеспечения пропуска воды через тело земляного полотна. Технический результат - повышение надежности работы за счет исключения тиксотропного разжижения обратной засыпки, а также уменьшения вертикальных нагрузок, действующих на трубу. Водопроводящее сооружение под дорожной насыпью содержит трубу, установленную на грунтовое естественное основание с техногенной подготовкой из гравийно-песчаной уплотненной засыпки, обратную засыпку верхней части трубы выше грунта естественного основания и пленочное покрытие, контактирующее с обратной засыпкой. Обратная засыпка выполнена из двух слоев: первый слой над трубой выполнен из грунта, подверженного тикситропному воздействию, а второй слой обратной засыпки - из гравийно-песчаной смеси, не подверженной тикситропному воздействию. Между слоями вдоль трубы установлен демпфирующий элемент, состоящий из ступенчато установленных с перекрытием по линии контакта плит, с шириной, равной диаметру трубы, с уклоном по местности. По краям демпфирующего элемента, по продольной его оси, снизу расположено пленочное покрытие с уклоном от трубы и с длиной, обеспечивающей перекрытие краев техногенной подготовки на естественном основании. 3 ил.

Водопроводящее сооружение под дорожной насыпью, содержащее трубу, установленную на грунтовое естественное основание с техногенной подготовкой из гравийно-песчаной уплотненной засыпки, обратную засыпку верхней части трубы выше грунта естественного основания и пленочное покрытие, контактирующее с обратной засыпкой, отличающееся тем, что обратная засыпка выполнена из двух слоев: первый слой над трубой выполнен из грунта, подверженного тикситропному воздействию, а второй слой обратной засыпки - из гравийно-песчаной смеси, не подверженной тикситропному воздействию, при этом между слоями вдоль трубы установлен демпфирующий элемент, состоящий из ступенчато установленных с перекрытием по линии контакта плит, шириной, равной диаметру трубы, с уклоном по местности, причем по краям демпфирующего элемента, по продольной оси, снизу расположено пленочное покрытие с уклоном от трубы и с длиной, обеспечивающей перекрытие краев техногенной подготовки на естественном основании.