Распоряжение Федерального дорожного агентства от 21 июля 2009 г. N 252-р "Об издании и применении ОДМ 218.2.001-2009 "Рекомендации по проектированию и строительству водопропускных сооружений из металлических гофрированных структур на автомобильных дорогах общего пользования с учетом региональных условий (дорожно-климатических зон)"

4.1.1 Водопропускные сооружения с использованием гофрированных структур являются важнейшими конструктивнымb# элементами автомобильных дорог. От их работы зависит общее состояние дороги и обеспечение безопасности движения по ней автотранспорта и охраны окружающей среды. Металлические гофрированные трубы (МГТ) применяются на автомобильных дорогах всех категорий.

4.1.2 Водопропускные МГТ следует использовать, как для пропуска периодически действующих водотоков, так и для пропуска постоянных водотоков. Допускается применение МГС для удлинения существующих бетонных, железобетонных и каменных труб при уширении проезжей части и реконструкции дорог, а также для замены мостов и путепроводов.

4.1.3 Конструкции водопропускных сооружений из МГС работают только совместно с грунтом засыпки (система "МГТ - грунтовая обойма"), что достигается конструктивным решением грунтовой обоймы с требуемым уровнем плотности грунта, с армированием обоймы в необходимых случаях и строгим соблюдением технологии.

4.1.4 Проекты водопропускных сооружений с применением МГС должны строго соответствовать положениям Федерального закона "О техническом регулировании" N 184-ФЗ, обладать обязательным набором потребительских свойств и удовлетворять требованиям, предъявляемым к этим потребительским свойствам:

- безопасность;

- надежность;

- долговечность;

- ремонтопригодность;

- экологичность;

- экономичность;

- эстетичность.

Все эти свойства взаимосвязаны и взаимозависимы и должны обеспечиваться одновременно за счет реализации мероприятий, предусмотренных действующими нормативными требованиями и методическими рекомендациями, изложенными в настоящем документе.

4.2.1 Безопасность металлических гофрированных труб (МГТ) должна быть обеспечена на всех стадиях их жизненного цикла при изготовлении, хранении, транспортировке, монтаже, эксплуатации, ремонтах, реконструкции и утилизации и гарантироваться достоверными данными изысканий в проекте и строительном производстве, техническими и технологическими решениями, применением качественных материалов, обоснованием расчетами, квалифицированными действиями строителей и эксплуатационников, а также мониторингом проектирования, строительства и эксплуатации.

4.2.2 Безопасность применения на автомобильных дорогах водопропускного сооружения с МГТ должна соответствовать требованиям СНиП 2.05.02-85*, СНиП 2.05.03-84*, других нормативных документов, и в части выполнения основной функции - исключения негативного влияния поверхностного стока воды на автостраду, обеспечивается жестким ограничением режимов протекания воды с исключением турбулентности, способной провоцировать гидравлический удар и резонансные колебания системы "труба - насыпь", что достигается только при безнапорном пропуске максимального расхода (п. 6.7.1). В связи с этим обязательным являются:

- выполнение гидравлических расчетов всего водопропускного тракта, включая подходное и выходное русло, регуляционные и укрепительные сооружения и конструкции на них, входной и выходной оголовки, контуры и продольные профили, включая отверстия МГТ (п. 6.7, прил. Е);

- достоверность исходных данных для определения расчетного и максимального расхода стока (п. 6.1.2), определяемых с учетом возможного увеличения площади водосбора при сооружении насыпи и водоотводов от нее (см. приложение Е, рис. Е.6)

- назначение диаметра MГТ, гарантирующего исключение возможности образования подпора (6.7.1, 6.7.4) и безнапорный пропуск для "коротких" и "длинных" труб расчетного и максимального расходов за счет ограничения уровня горизонта воды в трубе величиной 0,75 и 0,90 диаметра отверстия МГТ (6.2.2; 6.7.3);

- ограничение при проектировании максимального продольного уклона лотка МГТ величиной менее 0,05 (п. 6.1.6);

- обеспечение в проектных решениях формирования плавного сжатия потока в пределах переходных участков - входного и выходного оголовков, исключающих возможность появления затопленного водослива и возникновения бурного протекания воды на входе и на выпуске из МГТ (Приложение Е., п. Е.1;);

- устройство лотка в трубе, предназначенного для защиты антикоррозионного покрытия металла трубы от истирания твердым стоком, должно гарантировать исключение появление местных завихрений потока (п. 6.4).

4.2.3 Основными гарантиями безопасности применения сооружений из МГС на автомобильных дорогах в части требований к материалам является жесткое соблюдение соответствия физико-механических параметров металла МГТ условиям работы будущей МГТ (п.п. 5.1.1 и 5.1.5) и правильный выбор расчетных параметров (п. 5.1.7). В части требования к материалам грунтовой засыпки МГТ безопасность применения такого типа водопропускных сооружений обеспечивается использованием грунтов, исключающих процессы пучения и обладающих достаточной прочностью (п. 5.5.1).

4.2.4 Важнейшим условием обеспечения безопасности применения сооружений с МГТ является их проектирование на основе полных достоверных исходных данных, полученных в результате натурных изысканий (п. 6.1) с детальными расчетами (п. 6.2) и проработкой выбора конструктивных решений (п.п. 6.3, 6.4, 6.5, 6.6)

4.2.5 При выполнении строительно-монтажных работ по строительству водопропускных сооружений с МГТ безопасность как потребительское свойство таких сооружений обеспечивается соблюдением технологии выполнения работ при устройстве основания, монтаже МГТ и оголовков, устройстве грунтовой (армогрунтовой) засыпки и возведения насыпи со всеми укрепительными и защитными конструктивными элементами (п.п. 9.1 - 9.10). Водопропускное сооружение с МГТ является композитным комплексом грунтовых, армирующих и металлических элементов, каждый из которых выполняет свою функцию при совместной работе, поэтому безопасность такого комплекса прямо зависит от работоспособности и состояния каждого элемента. В процессе ведения строительно-монтажных работ должны также соблюдаться требования СНиП 12-03-2001 по безопасности труда в строительстве и требования ГОСТов: ГОСТ 12.3.005-75 ССБТ, ГОСТ 12.4.011-89 ССБТ, ГОСТ 12.4.086-79* ССБТ, ГОСТ 15150-69.

4.2.6 Безопасность сооружений с применением МГТ при строительстве автомобильных дорог должна гарантироваться надлежащим контролем качества при приемке работ. Система контроля качества на всех этапах ведения строительства (п.п. 8.1 - 8.16) водопропускных сооружений с использованием МГС должно обеспечивать гарантии безопасности эксплуатации на весь период существования сооружения с полной оценкой видимых и скрытых работ, что требует особого внимания на полноту оформления актов на скрытые работы, оценки качества антикоррозирующих покрытий МГС, приемочный контроль МГС, технологические регламенты перевозки, складирования и монтажа МГС, геосинтетической арматуры, а такие своевременности ведения технического надзора за сооружением грунтовой (армогрунтовой) обоймы.

4.3.1 Надежность МГТ должна обеспечиваться в проектах и при строительстве и при эксплуатации во всех трех ее составляющих - функциональной, конструкционной и информационной.

Функциональная надежность должна быть гарантирована в виде безаварийной работы МГТ во всех возможных для данной автомобильной дороги условиях - при обычном расчетном паводке и нагрузках, при вероятных экстремальных ситуациях в течение всего расчетного срока эксплуатации (п.п. 6.2, 6.5, 6.6, 6.7).

Конструкционная надежность должна гарантироваться структурной прочностью и регламентированными значениями деформативности водопропускного сооружения, подтвержденными расчетами и обеспечивающими сохранение эксплуатационных параметров во всех режимах его работы (п.п. 6.1 -6.6; 7.3 -7.10).

Информационная надежность МГТ должна гарантироваться доступностью получения достаточной информации о проектном решении и состоянии водопропускного сооружения в целом в течение всего жизненного цикла его существования (п.п. 3.1, 3.2; СНиП II-02-96; СП II-105-97; СП II-02-97; СП II-103-97; СП 33-101-2003; ПМП-91; ГОСТ 12248-96).

4.3.2 Отверстия МГТ из условий эксплуатационного обслуживания назначают не менее 1 м, а при длине МГТ свыше 20 м - отверстие не менее 1,5 м.

На автомобильных дорогах III-V категорий и временных притрассовых дорогах допускается применять МГТ отверстием 1 м при длине их не более 30 м.

Отверстия МГТ в районах с расчетной минимальной температурой воздуха ниже минус 40°С назначаются не менее 1,5 м.

4.3.3 Водопропускные сооружения из МГС должны рассчитываться исходя из безнапорного режима работы сооружения.

Возвышение высшей точки внутренней поверхности МГТ над горизонтом воды в МГТ при расчетном расходе и безнапорном режиме должно быть не менее 1/4 высоты трубы в свету. Заполнение входного и выходного сечения МГТ при расчетном расходе и безнапорном режиме должно быть не более 0,9 от высоты МГТ.

4.3.4 Расчет труб на воздействие водного потока следует производить по гидрографам расчетного и наибольшего паводков.

Вероятности превышения расходов паводков и соответствующих им уровней воды на пике паводков следует принимать:

для - автомобильных дорог I категории - 1:100 и 1:50 (1% и 2%);

для автомобильных дорог II и III категорий -1:50 и 1:33 (2% и 3%);

для автомобильных дорог IV и V категорий - 1:20 и 1:33 (5% и 3%);

При пропуске наибольших расходов допускаемые скорости для расчета укреплений могут быть повышены на 35%.

При определении глубины размыва и размеров укреплений расчетные расходы (для учета флуктуации исходных данных) увеличиваются на 30%.

4.3.5 Водопропускные сооружения из МГС под насыпями высотой более 4,0 м на косогорах могут применяться по индивидуальному проекту при условии устройства их с уклоном не более 0,05 и сооружения на входе и выходе из МГТ гасящих конструкций (колодцев, быстротоков, скальных отсыпок и других гасителей) с обязательной проверкой гашения энергии бурного потока.

У сооружений МГТ арочной конструкции предельный уклон русла определяется из условий возможного обеспечения прочности гофрированных элементов в армогрунтовой обойме.

Водопропускные сооружения из МГС отверстием более 3,0 м арочной конструкции проектируются без ограничения уклона по руслу под аркой при условии обеспечения защиты от размыва.

4.3.6 Наименьшую толщину засыпки над водопропускной МГТ следует принимать равной:

на автомобильных дорогах I-V категории, а также на дорогах и на улицах городов и поселков - 0,5 м до низа дорожной одежды, но не менее 0,8 м до верха дорожного покрытия;

Минимальная толщина засыпки над сводом водопропускных сооружений больших диаметров из гофрированного металла должна проверяться расчетом.

При армировании грунтовой обоймы и устройстве мембраны из объемных георешеток над шелыгой свода МГТ, а также при осуществлении других специальных конструктивно-технологических мероприятий допускается уменьшать толщину засыпки при условии расчетной проверки. Толщина засыпки над МГТ в период строительства должна обеспечивать возможность пропуска строительных машин и механизмов. Расчет армированной обоймы выполняется методом конечных элементов из условия допустимой величины напряженно-деформированного состояния МГС с проверкой на смятие кромок и срез болтового соединения.

Методы определения предельно допустимых величин нагрузок и воздействий на МГТ определяются СНиП 2.01.07-85* "Нагрузки и воздействия". Паспортные значения допускаемых напряжений по конкретным видам стального проката определяются физико-механическими свойствами металла, утвержденными соответствующими ГОСТ и ТУ.

4.3.7 Важнейшим условием обеспечения информативной надежности требуемых потребительских свойств водопропускного сооружения с МГС в проекте является получение в результате изысканий полных и достоверных исходных данных по топографии, геологии, гидрологии:

В результате изысканий, с необходимой для проектирования точностью, получают:

- инженерно-топографический план местности масштаба не менее 1:1000 - план лога на пересечении с автомобильной дорогой для правильного размещения водопропускной трубы относительно водного потока и оси автодороги;

- данные инженерно-геологических изысканий в соответствии с СП II-105-97 - данные по структуре инженерно-геологического разреза по продольному профилю водопропускной трубы с указанием просадочности грунтов, глубины сезонного промерзания, глубин вечномерзлых грунтов, горизонтов грунтовых вод, направления потока грунтовых вод, параметров грунтов по поперечному разрезу земляного полотна и основания сооружения с получением следующих характеристик: тип, плотность, влажность и пределы пластичности грунтов основания и геотехнического сооружения, значения параметров прочности грунтов (удельное сцепление и угол внутреннего трения), значения модулей деформации и коэффициентов поперечной деформации грунтов и других конструкционных материалов;

- получение гидрологических данных в соответствии со СНиП 2.01.14-83 и гидрометеорологических данных в соответствии со СНиП 23-01-99 - характеристики бассейна водосбора с указанием данных по возможности образования наледей, карчехода, ледохода, характеристики паводка, расчетный и максимальный расходы, характеристики стока (ливневой, снеговой, смешанный), характеристик снежного покрова и возможных условий снегозаносимости, оценка вероятности протаивания мерзлоты и образования термокарста;

- характеристика лога перед входным оголовком (структура склона, растительного покрова и данные дендрологических обследований о размерах корчей, условия появления твердого стока и образования селевого потока) и перед выходным оголовком (наличие сформированного русла, опасность развития оврага, оползней склона);

- наличие и характеристика ихтиофауны водного потока;

- при значительной величине диаметра МГТ возможность и необходимость совмещения водопропускной функции трубы из МГС с пропуском транспорта, пешеходов, скотопрогона, зверопрохода и миграции рыб на нерестилища;

- строительные условия комплекса водопропускного сооружения - наличие подъездов, условия образования стройплощадки, данные по карьерам грунта обоймы и насыпи, карьерам и условиям поставки материалов укрепления русел у входного и выходного оголовков, данные по материалам армирования грунтовой обоймы.

4.3.8 Для обеспечения требований надежности сооружения из МГС в ходе строительства с начала производства работ строительная организация должна получить от заказчика полную техническую документацию.

Рабочие чертежи сооружений должны содержать:

- физико-механические характеристики грунтов основания и грунтов засыпки (число пластичности, максимальную стандартную плотность, оптимальную влажность, общий компрессионный модуль деформации, коррозионную активность воды и грунта), а для МГТ в районах с расчетной минимальной температурой воздуха ниже минус 40°С, также данные о мерзлотно-грунтовых условиях - глубину сезонного оттаивания - промерзания, температурный режим грунтов, уровень нулевых годовых амплитуд, данные о физико-механических свойствах грунтов в талом, мерзлом и оттаивающем состояниях (льдистость, теплофизические характеристики, просадочность при оттаивании);

- полные, требуемые по проекту, физико-механические характеристики армирующих материалов грунтовой обоймы;

- полные, требуемые по проекту, физико-механические характеристики металлических гофрированных элементов и крепежа;

- полные, требуемые по проекту, геометрические характеристики металлических гофрированных элементов и их раскладку по сооружению.

- данные по типу и способу нанесения антикоррозийного покрытия;

- указания по технологии сборки водопропускного сооружения, включая устройство основания, фундаментов и формирование грунтовой (армогрунтовой) обоймы.

4.3.9 Характеристики грунтов для засыпки МГТ и оснований, перечисленные в п.п. 5.5.1 и 5.5.2, должны быть получены по данным изысканий и лабораторных анализов образцов грунта из выработок по дну лога (если предполагается устройство основания под МГТ непосредственно на верхний слой грунта), а также карьеров грунта для засыпки МГТ. При этом следует руководствоваться указаниями главы СНиП 11-02-96# "Инженерные изыскания для строительства".

4.3.10 Долговечность должна гарантировать безопасную работу сооружения с МГТ в течение расчетного срока эксплуатации при соблюдении регламента профилактик и ремонтов без снижения уровня его функциональной надежности. Кроме соблюдения требований проекта при строительстве сооружения с МГТ и тщательного соблюдения технологического регламента основную функцию обеспечения долговечности гарантируют жесткие требования к качеству применяемых в конструкции сооружения материалов с необходимым документальным подтверждением соответствия (п. 5.1.1-5.1.7).

4.3.11 При проектировании сопряжения МГТ с насыпью, а также с подводящей и отводящей частями русла, для обеспечения всего комплекса элементов водопропускного сооружения следует предусматривать укрепление откосов насыпи и русла, в том числе с использованием объемных георешеток, матрасов "Рено", габионов, железобетонных плитных покрытий, ограждающих устройств и конструкций водобойных колодцев, лотков и рисберм, обеспечивающих целостность МГТ, устойчивость насыпей у труб и невозможность разрушения русла.

Бровка земляного полотна на подходах к трубам должна быть не менее чем на 0,5 м выше отметки подпорного уровня, определяемого по наибольшему расходу для автомобильных дорог I категории и по расчетному горизонту для дорог II, III, IV и V категорий.

4.3.12 МГТ диаметрами менее 5 м на водотоках при наличии на водотоках ледохода, карчехода и наледеобразования проектируются совместно с комплексом противоналедных мероприятий, специальной защиты от карчехода и ледохода. Защитные сооружения (сетки, заборы) должны устанавливаться с учетом задержания карчей и ледяных полей на подходах к МГТ на высоту выше отметки максимального подпертого уровня горизонта высоких вод (ПУВ ГВВ) не менее чем на 1,0 м.

При диаметре МГТ более 5 м возможность пропуска карчей должна проверяться по данным дендрологических характеристик территории водосбора. Пропуск ледохода в сооружение не допускается.

4.3.13 Внутренняя и наружная поверхности сооружения из МГС должны иметь основное и дополнительное защитное антикоррозионное покрытие. От механических повреждений антикоррозийного покрытия при засыпке грунтом должно применяться обертывание МГТ геотекстилем. В опытном порядке допускается применение коррозионостойкой стали без оцинковки, но с дополнительным защитным покрытием.

4.3.14 Для водопропускных труб из МГС, строящихся на автомобильных дорогах всех категорий, минимальную толщину листа следует принимать по расчету, но не менее 2,5 мм по условиям долговечности, а при наличии агрессивных вод и для сооружений, возводимых в районах с расчетной минимальной температурой воздуха ниже минус 40°С и в районах распространения вечно-мерзлых грунтов не менее - 2,75 мм.

Допускается при технико-экономическом обосновании и при согласовании с заказчиком и поставщиком гофрированного листа применение гофрированных листов различных профилей и толщины листа, при условии проведения соответствующих расчетов, гарантирующих требуемую прочность, устойчивость и стабильность гибкой конструкции трубы и проектируемой над ней насыпи.

4.3.15 Элементы гофрированных водопропускных сооружений, включая болты, гайки и шайбы, должны иметь сертификаты качества с паспортами.

Характеристики крепежных элементов МГТ должны быть сертифицированы и соответствовать действующим ГОСТ.

Металлические гофрированные листы с болтовыми отверстиями, в том числе заделочные, не соответствующие схеме болтовых соединений гофрированных листов между собой к монтажу МГТ не допускаются.

При поставке конструкций должна прикладываться заводская документация раскладки листов, технологической схемы сборки и болтовых креплений.

4.3.16 Ремонтопригодность сооружения с МГТ должна обеспечивать беспрепятственное проведение в соответствии с эксплуатационным регламентом профилактических работ и ремонтов по поддержанию требуемого уровня его функциональной надежности, а также работ по восстановлению функциональной надежности водопропускного сооружения после воздействия возможных экстремальных ситуаций.

4.3.17 Для обеспечения ремонтопрогодности основные размеры МГТ назначаются с учетом унификации металлоконструкций (гофрированных элементов, секций, крепежа).

4.3.18 Конструкция водопропускной МГТ состоит из отдельных элементов - гофрированных металлических листов, изогнутых по заданному радиусу и образующих между собой при соединении продольные (вдоль оси трубы) и поперечные (кольцевые) стыки. Стыковка элементов производится с помощью крепежных элементов (болты, гайки, шайбы).

Для обеспечения ремонтопригодности и составления адресных дефектных ведомостей в период постройки гофрированных водопропускных сооружений должны составляться акты приемки отдельных видов работ и в целом сооружения, как неотъемлемая часть паспорта сооружения на весь период эксплуатации.

4.3.19 Конструкция круглых труб отверстием до 3,0 м должна обеспечивать возможность их укрупненной сборки, транспортировки и последующего объединения отдельных блоков и секций на стройплощадке.

Основным типом соединения стандартных элементов между собой для МГТ диаметром 1,5 м и более является стык внахлестку на болтах.

Допускается применение стыков других типов при обеспечении равнопрочности с основной конструкцией в виде исключения, если это требуется по технологии производства монтажных работ.

Для труб диаметром 1-1,5 м на автомобильных дорогах допускается на продольных стыках применять конструкции, обеспечивающие возможность постановки болтов на наружной поверхности МГТ (например, фланцевые стыки).

4.3.20 Отверстия под болты продольных стыков листа должны располагаться или в два ряда в шахматном порядке, в каждом ряду по одному на всех гребнях, или во всех впадинах волн.

Расстояние от оси первого ряда отверстий до кромки листа должно составлять не менее 35 мм, от оси второго ряда - 85 мм. Для МГТ отверстием до 3,0 м отверстия под болты продольных стыков могут располагаться в один ряд.

Схема расположения отверстий под болты может отличаться от указанной, что должно быть отмечено в сертификате.

Продольные стыки смежных звеньев следует располагать со взаимной сдвижкой на один-четыре шага, принятые для болтов поперечных стыков. Сдвижка должна быть постоянной для каждой отдельной МГТ.

4.3.21 При индивидуальном проектировании МГТ полезная длина (расстояние между центрами крайних отверстии# поперечного стыка) стандартного элемента должна обеспечивать надежное совпадение отверстий в поперечном стыке элементов при максимально возможном размере элемента.

Отверстия под болты поперечных стыков листа должны быть овальной формы, вытянутой вдоль длинной кромки листа.

При отверстиях поперечных стыков овальной формы стандартная длина элемента может быть увеличена по согласованию с заказчиком и поставщиком.

В гофрированном элементе с заданной кривизной гребни крайних волн должны быть расположены на его внутренней поверхности.

Поперечные стыки следует назначать конструктивно с однорядным расположением болтов и постоянным расстоянием (шагом) между отверстиями под болты.

4.4.1 Потребительские свойства водопропускных труб из МГС обеспечиваются в числе отмеченных выше технических решений назначением геометрических параметров отверстия МГТ, наиболее соответствующих требованиям функционального назначения, оптимальным экономическим показателям, обеспечивающим наилучшие условия экологии и эстетики при адаптации к местным условиям.

4.4.2 Экономичность сооружения с МГТ должна подтверждаться меньшими строительными затратами и приведенными строительно-эксплуатационными расходами в сравнении с альтернативными техническими решениями. Это относится также к затратам труда и энергетических ресурсов на строительство и эксплуатацию сооружений и на технологические показатели - условия транспорта и монтажа конструкций, сроки строительства, дефицитность материальных ресурсов.

4.4.3 Экономические показатели водопропускных сооружений с МГТ диаметром боле 3,0 м должны при проектировании сопоставляться с альтернативными мостовыми сооружениями, включая эксплуатационные затраты, вероятные ущербы лесному и сельскому хозяйству, рыбным ресурсам и фауне.

4.4.4 Экологичность сооружения с МГТ должна обеспечивать возможность выполнения требований и мероприятий по охране окружающей среды без ущерба для безопасности и функциональной надежности водопропускного сооружения в процессе его строительства и эксплуатации. Должны обеспечиваться условия сохранения природных ландшафтов, исключаться заболачивание, подтопление и размывы на прилегающей территории, а также ущерб флоре и фауне.

4.4.5 Эстетичность сооружений с МГТ должна подтверждаться условиями органичного вписывания в ландшафт автомобильной дороги в целом с МГТ и дизайном оформления сооружения в общем комплексе с конструктивными элементами земляного полотна, контурами пересечения лога с растительным покровом и водотока.

4.4.6 Проектирование металлических гофрированных труб (МГТ) осуществляется на основании технико-экономической обоснованности применения в конкретных условиях строительства.

Условия проектирования и строительства МГТ в различных в# районах Российской Федерации должны учитывать особенности конструирования, расчетов и технологий производства работ, различающиеся в Европейской части страны и юге Сибири, включая зоны повышенной влажности и аридные зоны; северные зоны с глубоким промерзанием грунта с зоной вечной мерзлоты, зоны особых агрессивных условий воды и почвы (сульфатная и кислотная агрессии); зоны особых внешних воздействий (сели, карчеходы, ледоходы,наледи, болота, сейсмика).

4.4.7 Обеспечение потребительских свойств по экономичности, экологичности и эстетичности водопропускных сооружений с МГТ на автомобильных дорогах должно предусматриваться в проектах и подлежит оценке соответствия при приемке в эксплуатацию значительных строительных объектов в соответствии с порядком, установленным СНиП 3.01.04-87.

4.5.1 Заводами выпускаются МГТ с различной геометрией поперечных сечений замкнутого и разомкнутого контура: круглые, полицентрические, арочные, коробчатые.

4.5.2 По условиям применения в качестве водопропускных сооружений наибольшее распространение получили круглые замкнутые контуры (рисунок 1). Преимущество труб такого контура состоит в том, что расчетные схемы узлов всего контура при различных видах нагрузок и воздействий поддаются наиболее точному определению, а технология монтажа, сборки и сооружение грунтовой обоймы достаточно просты и обеспечивают равномерное распределение нагрузок на металл трубы.

Круглые МГТ наиболее экономичны по площади поперечного сечения. Они имеют наибольшую конструктивную прочность по отношению к нагрузкам и поэтому в наибольшей степени подходят для высоких насыпей;

4.5.3 Горизонтальный эллипс (рис. 2)

Это сечение наиболее эффективно при ограниченной высоте насыпи и слабой несущей способности грунта;

4.5.4 Вертикальный эллипс (рис. 3)

Данная форма эффективна в применение в горных и предгорных районах при интенсивных повышениях горизонта ливневых паводков и для высоких насыпей;

4.5.5 Контур замкнутого арочного типа (рис. 4)

Это сечение лучше всего подходит для случаев, когда высота МГТ ограничивается положением проектной линии продольного профиля в зоне дорожного сооружения. Форма поперечного сечения таких МГТ позволяет при небольшой высоте сооружения пропускать значительный поток.

4.5.6 Соотношение радиуса боковых сторон эллипсовидных контуров () и радиусов нижней и верхней стороны (, ) должны обеспечивать плавное сопряжение точек касания (общая касательная) и контролироваться при сборке на заводе поставщике с отражением в документации поставки. При монтаже на стройплощадке контроль сборки должен включать промеры пролета и высоты контура МГТ и контроль соответствия радиусов заводскому паспорту.

4.5.7 Для водопропускных сооружений используются различные виды арочных конструкций (рис. 5). Существуют технологии, позволяющие сооружать арки пролетом до 18 м. Эти конструкции высокоэффективны при грунтах с хорошей несущей способностью или скальных грунтах. В этом случае используют опоры, сохраняя естественное русло водного потока. Сооружения коробчатого сечения позволяют значительно упростить сопряжение с прямоугольным быстротоком. Технология усиления (рис. 5б) позволяет повысить устойчивость гибкой оболочки за счет устройства двух жестких железобетонных балок, размещаемых вдоль оси конструкции со стороны засыпки в месте напряжений в металле.

4.5.8 В коробчатых контурах разомкнутых конструкций МГС соответствие радиуса свода и радиусов сопряжений с боковыми сторонами не должно быть более, чем 5:2.

4.5.9 Водопропускные сооружения разомкнутого контура с МГС отверстием более 3,0 м по схеме своей работы под динамической и статической нагрузкой представляют собой мостовые сооружения арочного топа и должны проектироваться с соблюдением требований СНиП 2.05.03-84* и настоящих рекомендаций.

5.1.1 Для изготовления элементов МГС следует применять марки стали, соответствующие по хладостойкости климатическим условиям их применения. Для МГС климатического исполнения У по ГОСТ 15150 рекомендуется применять углеродистые стали марки ВСт3сп5 по ГОСТ 380, сталь марки 15сп по ГОСТ 1577, а для МГС климатического исполнения ХЛ по ГОСТ 15150, применяемых в районах с расчетной минимальной температурой воздуха ниже минус 40°С, - из стали марки 09Г2Д по ГОСТ 19281-89 и стали марки С345 С345Д по ГОСТ 27772-88 или других марок по этим ГОСТам, обеспечивающим необходимый класс прочности для различной толщины проката.

5.1.2 Для водопропускных сооружений из МГС допускается применение элементов импортных поставок из сталей аналогичного качества по химическому составу и физико-механическим характеристикам. При поставке гофрированных элементов зарубежных фирм каждая партия подлежит сертификации.

5.1.3 Допускается при соответствующем обосновании и согласовании в установленном порядке применение сталей других марок, имеющих показатели по хладостойкости и прочности не хуже стали 15сп.

5.1.4 Гофрированные листы из сталей класса прочности до С345 включительно при толщине до 8 мм включительно допускается изготавливать холодной штамповкой (прокаткой).

5.1.5 Для сооружений в районах с расчетной минимальной температурой воздуха выше минус 40°С Болты, гайки и шайбы следует изготавливать из сталей марок 20, 30 и 35 по ГОСТ 1050-88*; допускается изготовление шайб из стали марки Ст3 по ГОСТ 380-94.

Для МГТ, эксплуатируемых в районах с расчетной минимальной температурой воздуха ниже минус 40°С, болты следует применять из сталей 35Х и 38ХА по ГОСТ 4543-71*; допускается применение болтов из сталей марок 20, 30 и 35 по ГОСТ 1050-80*. Размеры болтов принимаются по ГОСТ 7798-70.

5.1.6 Болты, гайки и шайбы для сборки водопропускных сооружений из МГС импортной поставки, как правило, должны поставляться комплектно вместе с гофрированными элементами. Применение отечественных крепежных элементов в этом случае допускается при согласовании с заказчиком.

5.1.7 Основное расчетное сопротивление при действии осевых сил должно приниматься: для стали марки 15СП - 1900 , марки 09Г2Д - 2400 .

Расчетное сопротивление для болтовых соединений должно приниматься: на смятие кромок стыковых соединений для стали марки 15СП - 3300 , для стали марки 09Г2Д - 4200 ; на срез болта нормальной точности класса 4.6, 5.6 и 8.8 соответственно 1300; 1500 и 2500 .

5.2.1 Параметрами гофрированных элементов являются длина и высота волны гофра, толщина элемента. В зависимости от завода-изготовителя эти показатели варьируются:

- для круговых контуров:

длина волны - от 130 мм до 164 мм;

глубина волны - от 32 мм до 57 мм;

толщина элемента - от 2,5 мм до 8 мм;

- для арочных и коробчатых контуров, кроме того:

длина волны - 380 мм;

глубина волны - 140 мм;

толщина элемента - 8 мм.

При проектировании водопропускных сооружений из МГС следует учитывать допуски в размерах гофрированного листа по длине и ширине, высоте и длине волны, а также допуски заводского изготовления элементов (на кривизну, диаметр отверстий, расстояние между ними).

Отклонения действительных размеров изготовленных элементов конструкций от проектных не должны превышать значений, указанных в таблице 1.

Таблица 1 - Допускаемые отклонения изготовленных элементов

5.2.2 Допускается применение МГС с параметрами, отличными от приведенных в п. 5.2.1 при условии обязательного лабораторного контроля качества металла элементов и детального расчета водопропускного сооружения в проекте.

5.3.1 Основными средствами зашиты металлических гофрированных элементов МГТ и крепежа от коррозии являются:

- цинковое покрытие с толщиной слоя не менее 80 мкм, наносимое на внутреннюю и наружную поверхности элементов одним из двух способов: горячим цинкованием или газотермическим напылением;

- алюминиевое покрытие толщиной слоя не менее 200 мкм, наносимое на внутреннюю и наружную поверхности элементов электродугового напыления.

5.3.2 Для основного антикоррозионного защитного покрытия МГТ применяется цинк марки ЦЗ по ГОСТ 3640-75 и ГОСТ 3640-94 и проволока алюминиевая марки АД1 по ГОСТ 14.838-78. Покрытие производится в соответствии с ГОСТ 9.304-87.

5.3.3 Средства дополнительной защиты МГТ от коррозии следует назначать на основе данных о коррозионной активности (агрессивности) грунтов основания, насыпи и пропускаемой сооружением воды и вод подземной фильтрации.

В сильноагрессивных средах применение водопропускных МГТ допускается по специальному проекту, предусматривающему дополнительную антикоррозионную защиту и согласованному с заказчиком.

5.3.4 В районах с зимними температурами ниже минус 40°С дополнительное защитное покрытие на трубах следует устраивать независимо от степени агрессивности среды.

5.3.5 Для дополнительного антикоррозионного защитного покрытия металлических труб и их элементов следует использовать полимерные покрытия: гермокрон (толщина 0,8-1,1 мм), форпол (толщина 1,0-1,5 мм), "Steelpaint-Pu-Combination-100" (толщина 150-200 мкм).

Допускается применение других защитных покрытий по своим свойствам отвечающих требованиям, предъявляемым к покрытиям для металлических гофрированных труб.

5.3.6 В районах с зимними температурами выше минус 40°С для дополнительного антикоррозионного покрытия МГТ допускается использование битумных мастик с учетом данных по их хладостойкости, приведенных в технических условиях или другой нормативной литературе, ненаполненных (пластбитулен, битудиен, и пластбитудиен) и наполненных (битумно-минеральные и битумно-резиновые).

5.3.7 Для ремонта поврежденных, при транспортировке и монтаже, участков основного защитного покрытия допускается использовать грунт "Steelpaint-Pu-Zinc" (толщина 80-100 мкм).

5.3.8 Для дополнительного покрытия труб с алюминием в качестве основного покрытия необходимы: абразивный материал (песок) размером зерна 0.5-1.5 мм сухой, не загрязненный маслом, грунт ГФ-021 по ГОСТ 25129-82, грунт ХС-010 по ГОСТ 9355-81, эмаль ХВ-785 по ГОСТ 7313-75, могут использоваться лакокрасочные материалы III и IV групп по СНиП 2.03.11-85.

5.4.1 Для защиты покрытия от взвешенных частиц, присутствующих в водном потоке, в нижней части МГТ устраивается лоток. Для устройства лотков могут применяться различные материалы: бетон, цементно-бетонная смесь с износостойким полимерным покрытием (форпол, базалит). Допускается защита укладкой по дну МГТ матрасов "Рено".

5.4.2 Бетон лотка должен быть класса прочности (на сжатие) не ниже В25. Марка бетона лотка по морозостойкости должна быть не ниже F200 для труб, расположенных в районах со среднемесячной температурой воздуха наиболее холодного месяца выше минус 10°С, и не ниже F300 в остальных районах.

В состав бетона лотка должны входить заполнители крупностью не более 10 мм, а также комплексные добавки для повышения морозостойкости.

5.4.3 Бетон лотка в МГТ, пропускающих агрессивные воды, должен соответствовать требованиям раздела 2 СНиП 2.03.11-85 "Защита строительных конструкций от коррозии".

5.4.4 Для бетонных и железобетонных оголовков труб следует применять бетон и арматуру, соответствующие требованиям СНиП 2.05.03-84*.

5.4.5 Допускается применение в конструкциях оголовков по индивидуальным проектам габионов и подпорных стенок каркасного типа из гофрированного металла с армогрунтовым заполнением.

5.5.1 Для устройства основания непосредственно под МГТ глубиной не менее 0,5 м применяются пески средней крупности, крупные, гравелистые, щебенисто-галечниковые и дресвяно-гравийные грунты, не содержащие обломков размером более 50 мм. Перечисленные грунты не должны содержать более 10% частиц размером менее 0,1 мм, в том числе более 2% глинистых размером менее 0,005 мм.

5.5.2 Для устройства грунтовой обоймы вокруг МГТ, кроме перечисленных грунтов, допускается применять пески мелкие, не содержащие более 10% частиц размером меньше 0,1 мм, в том числе более 2% глинистых размером меньше 0,005 мм.

Отсыпка грунтовой обоймы с использованием глинистых грунтов, пригодных для возведения насыпей (при высотах последних над шелыгой свода до 8 м) допускается в районах, где исключается возможность процессов пучинообразования на автомобильных дорогах не выше III категории, при соответствующем технико-экономическом обосновании.

5.5.3 Для устройства заполнителя армогрунтовых мембран из объемных георешеток в грунтовых обоймах на водопропускных сооружениях из МГС применяются грунты по п. 5.5.1. Допускается использовать грунтовую массу полускальных и скальных пород, получаемую при разработке скальных выработок взрывным способом при максимальной крупности обломков скального грунта не более размера ячейки георешетки.

5.5.4 Грунтовая обойма МГТ диаметром более 3,0 м, как правило, армируется композитными комбинациями из плоских и объемных георешеток с геотекстильными материалами. Для армирования грунтовой обоймы МГТ следует применять геотекстиль со значением разрывной нагрузки не ниже приведенных в таблице 2. Схема армирования во всех случаях определяется проектом.

Жесткий слой в армогрунтовых обоймах, а также в основании и над шелыгой свода МГТ устраивают с применением объемных георешеток с характеристиками согласно данным таблицы 3.

Таблица 2 - Технические характеристики рекомендуемого иглопробивного геотекстильного полотна

Таблица 3 - Физико-механические параметры георешеток

5.5.5 Укрепление откосов насыпей у оголовков МГТ выполняется каменной наброской с применением геосеток с засыпкой растительным грунтом и посевом трав, объемных георешеток с засыпкой щебнем, самонесущих блочных одевающих стен и других видов покрытий, определенных проектом. На участках возможного длительного стояния горизонтов подпертого уровня воды укрепление откосов должно осуществляться с устройством обратного фильтра.

5.6.1 Для защиты водопропускной МГТ от карчехода и ледохода используют кольчужные сетки, сетки двойного кручения с якорями и анкерами.

5.6.2 Для расчета защитных ограждений от карчехода и ледохода допустимые нагрузки принимаются по таблице 4.

Таблица 4 - Разрывная нагрузка сетевых кольчужных колец

5.7.1 Для укрепления входного и выходного русел применяются габионы, матрасы "Рено", камень, бетонные и железобетонные конструктивные элементы (бетонные блоки, тетраподы, тетраэдры, которые могут применяться для гашения скорости потока на легкоразмываемых грунтах логов, как экологическая мера против оврагообразования).

6.1.1 Проектирование водопропускного сооружения из МГС должно выполняться проектными организациями, имеющими опыт выполнения проектных работ по транспортным сооружениям и лицензию на проектирование мостов.

6.1.2 Перед проектированием водопропускного сооружения проводятся изыскательские работы в соответствии со СНиП II-02-96.

6.1.3 При разработке проектной документации водопропускных сооружений большого диаметра, являющихся альтернативой малым мостам, необходимо проводить технико-экономическое сравнение вариантов проектов.

6.1.4 При проектировании водопропускных сооружений из МГС необходимо:

- осуществлять гидравлические расчеты с целью определения размеров и форм поперечного сечения для обеспечения безнапорного режима работы трубы;

- производить расчет конструкции по предельному статическому равновесию с учетом неодинаковых вертикального и бокового давлений грунта по контуру трубы при возведении насыпи для определения толщины металла трубы и конструкции грунтовой обоймы;

- проверять общую устойчивость формы поперечного сечения МГТ;

- производить расчет стыковых соединений;

- расчеты конструкций и укрепления входного и выходного русел и оголовков МГТ;

- проводить расчеты осадки МГТ с обоймой под насыпью в ходе строительства и при последующей эксплуатации для назначения строительного подъема и принятия решения о конструкции основания;

- назначить устройство основного и дополнительного защитного покрытия в зависимости от степени воздействия агрессивности среды.

Расчет сооружения на прочность и устойчивость осуществляется согласно требованиям ограничения предельных деформаций поперечного сечения МГТ. Предельные относительные изменения горизонтального или вертикального размеров не должны превышать 5% при диаметре МГТ до 3-х метров и 3% - при диаметре МГТ более 3-х метров.

6.1.5 При разработке проекта водопропускного сооружения в его состав должны входить следующие чертежи и документы:

- инженерно-топографический план местности с водопропускным сооружением;

- продольный профиль МГТ с разрезами и узлами;

- план в увязке с водоотводами и деталями укрепления русел и откосов насыпи;

- раскладка металлических гофрированных листов с этапами сборки;

- конструкция грунтовой (армогрунтовой) обоймы МГТ в теле насыпи;

- оголовки с сопряжениями с руслами и откосами;

- ограждения и лестницы;

- лотки, гасители скорости, детали обоймы;

- ведомости объемов;

- пояснительная записка с расчетами;

- смета.

В состав пояснительной записки входят главы:

- исходные данные;

- гидравлические расчеты;

- расчеты конструкции;

- технологический регламент с требованиями к последовательности и технологии выполняемых работ;

- безопасность и экология;

- стоимостные расчеты с данными оценки и сравнения вариантов;

- указания по мониторингу.

6.1.6 Технико-экономические расчеты, включаемые в раздел стоимостных расчетов, выполняются для обоснования индивидуальных проектных решений по:

- увеличению водопропускной способности МГТ за счет применения оголовков;

- увеличению уклона МГТ свыше 0,03 до 0,05;

- выбору схем укладки МГТ на косогорах;

- сравнению замены грунта в основании с искусственным основанием;

- сопряжения МГТ с насыпью.

Для труб большого диаметра выполняется сравнение вариантов с альтернативными конструкциями в виде мостовых сооружений и путепроводов.

6.1.7 Расчет осадок МГТ под насыпью при отсутствии вечномерзлых грунтов в основании следует производить с использованием исходных параметров - модуля деформации и объемной массы грунта, мощности геологических слоев в основании, а также высоты насыпи (см. приложение Г). Расчет осадок на оттаивающих вечномерзлых грунтах производится согласно прогнозу деградации мерзлоты по теплотехническим расчетам (см. приложение Д).

Расчет осадок труб, в основании которых сжимаемые грунты подстилаются несжимаемыми (например, скальными), следует производить в зависимости от высоты насыпи и глубины залегания несжимаемых грунтов.

При проектировании сооружения должны учитываться результаты проверки обеспечения стабильности насыпи, выполняемой при проектировании земляного полотна.

6.1.8 Величину строительного подъема проверяют расчетом, исходя из расчетной осадки под осью насыпи с учетом уклона и длины МГТ. Величина строительного подъема должна быть не менее 1/80Н при песчаных, галечниковых и гравелистых грунтах основания, 1/50Н при глинистых, суглинистых и супесчаных грунтах основания и 1/40Н при грунтовых подушках из песчано-гравелистой или песчано-щебенистой смесей (где Н - высота насыпи). При расчете строительного подъема учитывают ограничения:

- во избежание застоя воды отметка лотка входного оголовка в начальный период эксплуатации и после стабилизации осадок основания должна быть выше отметки лотка среднего звена трубы;

- при укладке МГТ на промороженное основание отметки лотка должны быть увеличены с учетом дополнительной осадки, вызываемой оттаиванием мерзлого грунта;

- строительный подъем не устраивают для МГТ, сооружаемых на скальных и других несжимаемых грунтах.

6.1.9 В процессе отсыпки и уплотнения грунтовой обоймы без армирования по бокам конструкции относительное уменьшение наибольшего горизонтального размера не должно превышать 3% его номинального размера, при этом выполняется проверка необходимости устройства временных креплений на стадии отсыпки и уплотнения боковых призм грунта.

Проектировать крепление следует так, чтобы оно включалось в работу только после трехпроцентного уменьшения горизонтального диаметра МГТ.

6.1.10 Грунтовая обойма вокруг МГТ диаметром до 3 метров устраивается без армирования на ширину не менее 4 м в каждую сторону от МГТ и высоту не менее 0,5 м над верхом конструкции. Грунтовая обойма отсыпается грунтами, отвечающими требованиям п. 5.5.1 и 5.5.2.

Геометрические размеры армированной грунтовой обоймы назначаются по расчету в зависимости от принятого уровня снижения величины горизонтальных напряжений. При этом ширину по верху обоймы рекомендуется назначать не более 3D, а в уровне горизонтального диаметра - 1-1,5D в каждую сторону (D - диаметр трубы, горизонтальная проекция).

Армирование грунтовой обоймы устраивается, в том числе, с учетом выполнения ею противофильтрационной функции в теле насыпи при паводках длительной продолжительности.

Для пропуска тяжелых строительных машин толщина засыпки над верхом МГТ диаметром более 3,0 м должна быть увеличена по расчету исходя из грузоподъемности тяжелого транспорта, но не менее чем до 1,0 м, и заармирована, в том числе с применением объемной георешетки. Грунт засыпки следует тщательно уплотнять (коэффициент уплотнения не ниже 0,95 от стандартной плотности).

6.1.11 Водопропускное сооружение из МГС может быть как одноочковое, так и многоочковое. В многоочковых МГТ расстояние в свету между звеньями для МГТ диаметром до 3 м назначается равным 1-1,2 м (для удобства отсыпки и уплотнения грунта до требуемой плотности). Количество рядом уложенных МГТ не ограничивается. Для многоочковых МГТ диаметром более 3 м расстояние в свету между звеньями назначается по расчету в зависимости от условий механизации засыпки, армирования и уплотнения грунтовой обоймы между соседними МГТ водопропускного сооружения, но не менее 2,0 м. Грунтовая обойма в пространстве между звеньями армируется с устройством распорок из объемной георешетки. Мембраны из объемной георешетки в основании и над шелыгой сводов звеньев устраиваются без разрыва в промежутках между звеньями.

6.1.12 Многоочковые МГТ допускается устраивать с расположением очков в разных уровнях, размещая часть очков (как правило, одно) в уровне русла водотока, а остальные - на отметке выше уровня меженных вод (рисунок 6), что улучшает эксплуатационные характеристики сооружения.

6.2.1 МГТ вместе с окружающей ее грунтовой обоймой образует единую конструкцию, воспринимающую действующие на сооружение нагрузки. МГТ воспринимает в основном растягивающие напряжения и за счет наличия гофры купирует изгибающие моменты. Грунтовая обойма воспринимает сжимающие напряжения. Поэтому допускается применять расчетные схемы, учитывающие только работу МГТ на сжатие и пренебрегать малыми величинами изгибающих моментов при совместном рассмотрении металлической гофрированной МГТ и грунтовой обоймы.

6.2.2 Минимальный диаметр МГТ назначается на основе гидравлических расчетов (см. приложение Е), толщина стенки МГТ и конструкция грунтовой обоймы проектируется на основе расчета напряженно-деформированного состояния сооружения (см. приложение Ж). МГТ вместе с окружающей ее грунтовой обоймой и основанием должна рассчитываться по предельным состояниям.

К первой группе относятся: расчет на совместное неблагоприятное сочетание силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды; расчет на недопущение разрушения и потери устойчивости.

Расчет по второй группе должен предотвратить чрезмерные деформации сооружения.

Соответствующие расчеты должны выполняться (в случае необходимости) для этапов транспортирования, монтажа, строительства и эксплуатации (приложение В).

6.2.3 Для учета возможных резонансных воздействий от подвижной нагрузки при проектировании труб диаметром более трех метров рекомендуется выполнять проверку собственных частот насыпи в трубе.

Расчетные нагрузки для расчета на прочность и устойчивость определяют умножением нормативной величины нагрузки на коэффициент перегрузки, который для собственного веса грунта принимают равным n = 1,1. Расчетные нагрузки для расчета конструкции МГТ по второй группе предельных состояний принимают равными нормативным (n = 1). Основные сочетания нагрузок при расчете по первой группе состоят из постоянных нагрузок, длительных и одной кратковременной. При расчете конструкции на действие сейсмических нагрузок, последние не снижаются. В тех случаях, когда ухудшение прочности и устойчивости может произойти за счет уменьшения действующих сил, следует принимать n = 0,9.

6.2.4 Для оценки воздействия землетрясений в районах с расчетной сейсмичностью 7 и более баллов, расчеты напряженно-деформированного состояния сооружения следует выполнять с учетом величины сейсмической силы, определяемой по линейно-спектральной методике (см. приложение И).

6.2.5 Проектирование, расчет и назначение параметров металлической гофрированной трубы и всего сооружения в целом, должны опираться на результаты детальных геотехнических изысканий.

Допускается использовать нормативные данные по значениям физико-механических характеристик грунтов, при этом значения коэффициента надежности по грунтам устанавливают в соответствие с ГОСТ 12248-96. Учет коэффициента надежности по грунтам осуществляется путем деления нормативных значений прочностных характеристик грунтов на величину коэффициента надежности, устанавливаемую в зависимости от изменчивости этих характеристик, числа определений и значения доверительной вероятности, принимаемой равной 0,95.

6.2.6 Расчетная схема должна адекватно отражать совместную работу МГТ, грунтовой обоймы и основания.

- Расчетную схему следует принимать двух- или трехмерной и она должна обеспечивать необходимую точность определения напряжений и деформаций в элементах МГТ, а также в сопряженной с ней грунтовой обойме.

- В качестве расчетных методов следует использовать численные методы: метод конечных разностей (МКР), метод конечных элементов (МКЭ) или метод граничных элементов (МГЭ). Граничные условия должны выбираться таким образом, чтобы они не оказывали существенного влияния на результат расчета. В настоящее время существуют лицензированные программы для компьютерного расчета, созданные на основе этих методов (COSMOS/M, PLAXIS, LIRA_94 и др.), с помощью которых, подготовив необходимые исходные данные и составив расчетную схему, можно рассчитать требующиеся результаты (толщину металла для гофрированных элементов, необходимость армирования грунтовой обоймы, количество слоев армирования, необходимость мембраны из объемной георешетки в обойме и т.п). Вариант подготовки исходных данных для расчета напряженно-деформированного состояния водопропускной трубы из гофрированных металлических элементов и армированной грунтовой обоймы, и представления результатов расчетов приведен в приложении В.7.

- Грунт обоймы, основания и сооружения следует рассматривать как упругопластическую среду. Пластические деформации в материале МГТ не допускаются. Допускается рассматривать грунт, как линейно-деформируемое тело. При этом следует оценить зоны предельного равновесия в теле грунтовой обоймы.

- Момент потери устойчивости конструкции МГТ при численном решении оценивается по резкому возрастанию деформаций при малом возрастании нагрузки и при появлении растягивающих напряжений в материале трубы.

- Нормальные сжимающие напряжения в металле МГТ не должны превышать величины - допустимых напряжений, соответствующих пределу текучести материала стенки умноженной на коэффициент устойчивости , принимаемый равным 0,7 для болтовых соединений и 0,8 - на сжатие стенки. Предельные напряжения в стенке МГТ, непревышение которых обеспечивают ее устойчивость и геометрическую неизменяемость, могут быть определены по формуле .

6.2.7 Выбор типа и параметров грунтовой обоймы производят на основе расчетов напряженно-деформированного состояния. Назначение грунтовой обоймы - повысить прочность и надежность конструкции сооружения в целом, снизить уровень напряжений и их неравномерность в материале стенок, уменьшить величины вертикальных деформаций в верхней части трубы и горизонтальных в средней ее части.

6.2.8 Грунтовая обойма обеспечивает прочность, устойчивость и геометрическую неизменяемость конструкции МГТ. В зависимости от высоты сооружения, диаметра МГТ, параметров грунтов основания и сооружения, системы нагрузок, наличия сейсмических нагрузок, технологии и организации строительства и других факторов в конструкцию водопропускного сооружения из МГС и грунтовой обоймы в качестве конструкционных и несущих материалов могут быть использованы различные нетканые и синтетические материалы, георешетка, металлические профильные конструкции, арматура и др.

6.2.9 Грунтовая обойма, как правило, включает в себя следующие конструктивные элементы:

- Для пылевато-глинистых грунтов основания консистенции от мягкопластичной и выше, а также для песков мелких и пылеватых, труба укладывается на демпфирующий слой в виде двухслойной тщательно уплотненной и спрофилированной песчано-гравийной и щебеночной подушки.

- Для оснований сложенных прочными грунтами (гравелистые, крупные пески, гравий и т.д.) нижний песчано-гравийный слой может не устраиваться. Толщины слоев при этом определяются расчетом из условия недопущения развития зон предельного равновесия в грунтах основания.

6.2.10 Конструкция основания металлических гофрированных труб должна отвечать принципиальным схемам, приведенным на рисунке 7 (а, б, в, г).

- Подушку под трубу необходимо устраивать в тех случаях, когда основание сложено глинистыми, скальными и песчаными пылеватыми грунтами. На слабых основаниях должна производиться замена слабого грунта либо устраиваться искусственное основание в виде армогрунтовой мембраны.

- Толщина нижнего слоя подушки для труб диаметром более 3,0 м должна быть не менее 0,5 м и обычно равна 0,2D (D - диаметр трубы, м).

- Нижняя часть трубы должна опираться на песчано-гравийную или щебеночную подушку не менее чем на 25% от ее диаметра. По ширине подушка под МГТ может устраиваться на величину диаметра. Допускается применение подушки из песчано-гравийной смеси. Заложение откосов песчано-гравийной и щебеночной подушки следует назначать не круче 1:1.

- Обязательным элементом грунтовой обоймы является конструктивный демпфирующий слой вокруг трубы, толщиной до 0,5 м, устраиваемый из песчано-гравийного или щебеночного грунта при максимальном размере частиц грунта до 40 мм. В качестве такого элемента может быть использована мембрана из георешетки, заполненной песчано-гравийным грунтом (рисунок 8). Для защиты антикоррозионного покрытия трубы от механических повреждений демпфирующего слоя МГТ оборачивается слоем геотекстиля.

- В средней части МГТ на 0,2 м ниже горизонтальной оси при соответствующем технико-экономическом обосновании устраивают горизонтальные упоры длиной не менее диаметра МГТ с каждой стороны. Упоры могут устраиваться из георешетки, заполненной песчано-гравийным или щебеночным грунтом с уплотнением и завернутой в геоткань типа "Геолон" (рисунок 9).

- При значительной высоте насыпи над МГТ с целью снижения уровня напряжений в металле МГС грунтовая обойма может быть устроена в виде подпорных стенок из армогрунта, стабилизирующих конструкцию в горизонтальном направлении. Геоткань укладывают с шагом по высоте не более чем 0,5 м. Ширина и конструкция стенки определяется расчетом. Если есть необходимость снизить нагрузку на верхнюю часть МГТ, то ее развивают вверх, (не менее чем на 1 м) и связывают между собой левую и правую стенку над МГТ мембранами из завернутых в геоткань и заполненных грунтом георешеток (рисунок 10).

- Очертание откосов насыпи над МГТ и возле нее в пределах армогрунтовой обоймы и непосредственно за ее границей следует проверять на устойчивость земляного полотна. С целью повышения устойчивости откосов и уменьшения длины трубы откосы сооружения могут армироваться геотканью.

6.3.1 Работы по устройству основания на временных водотоках выполняются в период отсутствия воды. На постоянных водотоках необходимо провести работы по сооружению временного отвода русла.

6.3.2. Котлованы и траншеи на стройплощадке необходимо защищать от затопления талыми и дождевыми водами системой поверхностного водоотвода и дренажами. Для этого можно использовать расположенные с нагорной стороны резервы, кавальеры, а также специально устраиваемые оградительные обвалования, водоперехватывающие канавы, лотки и системы дренажей.

6.3.3 Если разрабатываемые траншеи или котлованы расположены ниже уровня грунтовых вод (УГВ), водонасыщенный грунт необходимо осушать, что может быть достигнуто с помощью открытого водоотлива или искусственным понижением УГВ.

Открытый водоотлив применяют при небольшом притоке грунтовых вод, а водопонижение - при значительном притоке грунтовых вод и толщине водонасыщенного слоя.

6.3.4 Вопрос о необходимости устройства оголовка и выборе его типа решается с учетом обеспечения эффективной гидравлической работы МГТ, ее экономичности и надежности в период эксплуатации.

6.3.5 В качестве основного типа сооружений следует применять МГТ с вертикальным или скошенным параллельно откосу насыпи торцом концевого звена с устройством оголовков или без них (рисунок 11). Для МГТ диаметром более 3 м на сопряжениях с откосами насыпи должны проектироваться оголовки.

6.3.6 Для предотвращения подмыва основания МГТ и исключения скопления воды в основании под трубой следует предусматривать по концам конструкции противофильтрационные экраны преимущественно из цементно-грунтовой или глинощебеночной смесей, либо из железобетона, бетона или гофрированного металла. Этим обеспечивается исключение скопления воды в подушке.

Железобетонные и бетонные экраны следует применять для труб, сооружаемых на мелкопесчаных основаниях. Глубина заложения железобетонных и бетонных экранов должна быть не менее чем на 0,25 м ниже расчетной глубины сезонного промерзания с учетом местных условий. Ширина экрана по сечению трубы устраивается не менее D/2+1,0 м в каждую сторону от оси МГТ.

Противофильтрационные экраны из цементно-грунтовой или глинощебеночной смесей применяют для МГТ, сооружаемых на глинистых грунтах. Экраны укладываются на ширину подушки, имеют длину вдоль оси МГТ по верху не менее 2 м и глубину не менее 70% от глубины сезонного промерзания.

При сооружении МГТ на основании из крупнопесчаных, скальных и крупнообломочных грунтов применяют цементно-грунтовые, глинощебеночные или бетонные экраны с глубиной заложения, равной толщине подушки.

6.3.7 На МГТ диаметром до 3-х метров в отдельных случаях (кроме районов с наличием вечномерзлых грунтов) при соответствующем технико-экономическом обосновании допускается применение оголовков для увеличения водопропускной способности МГТ (вместо сооружения трубы с большим отверстием). Конструкция оголовков должна обеспечивать надежное сопряжение их с металлической частью сооружения, исключающее возможность неравномерных осадок.

Для сооружений, строящихся на скальных, крупнообломочных и других непучинистых грунтах, следует применять оголовки во всех строительно-климатических зонах.

6.3.8 Глубина заложения фундаментов оголовков водопропускных сооружений на скальных грунтах, на гальке и гравии, щебенистых, гравелистых песках и песках средней крупности не нормируется. В случае устройства фундаментов оголовков при всех прочих грунтах глубина заложения должна быть не менее чем на 0,25 м ниже расчетной глубины сезонного промерзания с учетом местных условий.

6.3.9 Фундаменты оголовков на пучинистых грунтах следует рассчитывать с учетом воздействия касательных сил морозного пучения грунта в соответствии со СНиП 2.02.01-83*.

6.3.10 При решении вопроса о расположении водопропускных сооружений следует размещать их на прочных и устойчивых основаниях. Вынос сооружений на склон лога допускается только при специальном обосновании.

6.3.11 МГТ на косогорах надлежит укладывать на естественное основание с уклоном, близким уклону лога, либо на отсыпке земляного полотна из скального грунта, устойчивого против выветривания в теле насыпи, с расположением выхода из МГГ# выше дна лога с устройством бермы из скального грунта.

6.3.12 На косогорах и на логах с периодическими водотоками допускается применение комбинированных водопропускных сооружений в виде МГТ и фильтрующих насыпей. При этом расчет фильтрующих насыпей производится на меженный уровень, а МГТ включается в работу по пропуску паводковых вод (рисунок 12).

Уклон лотка МГТ должен быть не меньше критического (0,002), но не должен превышать 0,05. Применение более крутых уклонов допускается при индивидуальном проектировании со специальными мероприятиями гашения скорости потока в МГТ и на выходе (лотки повышенной шероховатости, водобойные колодцы и др.). При уклоне менее критического пропускную способность МГТ следует пересчитывать.

6.3.13 Для укрепления входного и выходного русел применяются габионы, матрасы "Рено", камень, конструктивные элементы: бетонные и железобетонные блоки, тетраподы, тетраэдры.

Тип и размеры укреплений откосов насыпи у входных и выходных оголовков трубы, устройства подводящих и отводящих русел определяются в соответствии со скоростью течения на выходе по гидравлическим расчетам (см. Приложение Е).

6.3.15 При необходимости замены слабого грунта в основании глубину заменяемого грунта следует определять расчетом, исходя из условия обеспечения несущей способности нижележащего грунта или по расчету осадок.

Ширина замены грунта основания или устройства искусственного основания должна назначаться по расчету, но не менее 2D.

Замена грунта основания на глубину более 2 м должно# сравниваться с искусственным основанием в виде мембраны из объемной георешетки и обосновываться технико-экономическими расчетами.

6.3.16 МГТ следует укладывать в ложе того же очертания, как и у низа МГТ, вырезанное либо вытрамбованное в нулевом слое грунта толщиной, обеспечивающей центральный угол опирания конструкции не менее 90°-120° в зависимости от формы отверстия МГТ. Нулевой слой грунта должен быть отсыпан из материала, которым засыпается МГТ или отсыпается подушка, и уплотнен не менее 0,95 максимальной стандартной плотности.

6.3.17 Нулевой слой грунта, в котором устраивается ложе, допускается отсыпать непосредственно на естественное основание (удаляя только растительный покров), если оно сложено песчаными (кроме пылеватых) или крупнообломочными грунтами. В этом случае естественное основание под МГТ уплотняется по всей длине конструкции и на ширине не менее 4 м в каждую сторону от МГТ.

При устройстве искусственного основания с мембраной из объемной георешетки в обойме из геотекстиля нулевой слой грунта для устройства ложа отсыпается непосредственно на мембрану и армируется без замыкания армирующих полотнищ со стороны примыкания грунтовой обоймы к телу МГТ. Замыкание армирующих полотнищ грунтовой обоймы со стороны примыкания к телу трубы начинается со второго слоя у МГТ диаметром до 3 м и с третьего слоя - у МГТ диаметром более 3 м. Уплотнение грунта в мембране и армированных слоях обоймы должно выполняться не менее чем до уровня 0,95 максимальной стандартной плотности.

Пример конструктивного оформления водопропускного сооружения, включая подготовку основания, размещение противофильтрационных экранов, укрепления входного и выходного русел и насыпи у оголовков и устройство армогрунтовой обоймы и насыпи в условиях вечной мерзлоты, приведены в приложении М.

6.4.1 Для защиты антикоррозионного покрытия МГТ замкнутого контура от истирания взвесями, содержащимися в водном потоке, устраиваются бетонные лотки, либо лотки из матрасов "Рено", укладываемые на защитный слой из геотекстиля.

6.4.2 Толщина лотка, в зависимости от наличия и количества взвесей, колеблется от 0,1 до 0,3 м. Лоток закрывает нижний сегмент МГТ на высоту не менее 10 см над меженним уровнем, при этом центральный угол должен составлять не менее 90° (рисунок 13).

6.4.3 При отсутствии значительных (более 1%) объемов твердого стока и при уклоне МГТ менее 0,005 взамен лотка допускается устройство щебеночной отсыпки по дну трубы на защитный слой из геотекстиля.

6.5.1 Для защиты водопропускного сооружения из МГС от карчехода и ледохода используют кольчужные сетки, сетки двойного кручения с якорями и анкерами.

6.5.2 Защитные сооружения от карчехода и ледохода устраиваются в виде заборов-ловушек с организацией пропуска паводковых вод для задержания карчехода и ледяных полей и возможностью последующей очистки.

6.5.3 Для защиты от наледей применяются стандартные противоналедные меры и в отдельных случаях могут использоваться электронагревательные элементы.

6.5.4 В проекте водопропускного сооружения должна быть предусмотрена подъездная дорога - спуск ко входному оголовку МГТ, по которой могла бы проехать техника для периодической очистки защитных сооружений от паводковых наносов и карчей.

6.6.1 На вечномерзлых и пучинистых грунтах

6.6.2 На водотоках с наледеобразованием

6.6.3 На слабых основаниях

6.6.4 В зонах с избыточной влажностью

6.7.1 Особенности конструкции МГТ и предполагаемые условия ее работы как гибкой трубы не позволяет# обеспечить герметичность стыков, так как не предусматривает устройство фундамента. Это является препятствием в обеспечении устойчивого напорного или полунапорного режима протекания водного потока с расчетным и максимальным расходом. Поэтому на постоянных дорогах МГТ проектируется с обязательным обеспечением работы в безнапорном режиме.

Работа МГТ в напорном или полунапорном режиме допускается только на временных дорогах при соблюдении требований СНиП 2.05.03-84*, п. 1.14, которым оговорены требования:

- предусмотреть под оголовками противофильтрационные экраны;

- обеспечить водонепроницаемость швов между торцами звеньев и секциями фундаментов;

- обеспечить устойчивость вмещающей трубу насыпи против напора и фильтрации;

- предусматривать специальные входные оголовки;

- гарантировать надежность конструкции и укрепления русел на входе и выходе.

6.7.2 МГТ отличаются от технически гладких труб существенно большей шероховатостью. Среднее значение коэффициента шероховатости n = 0,025-0,03 для труб диаметром до 3,0 м, где применяется гофр размером до 152,4х50,8 мм. Для труб диаметром более 3,0 м и применении больших размеров гофр коэффициент шероховатости может достигать 0,04 и даже более. Это приводит к необходимости увеличения уклонов МГТ по сравнению с гладкими трубами. Значение критических уклонов в гофрированных трубах достигает 0,02-0,03.

6.7.3 Для обеспечения максимального использования водопропускной способности МГТ должно обеспечиваться соблюдение требования о превышении уклона трубы над критическим уклоном () и уклоны МГТ должны быть более 0,02-0,03 и желательно не менее 0,01.

6.7.4 Для гарантии сохранения безнапорного режима протекания потока в трубе расчетами должно быть обеспечено наличие зазора между поверхностью потока и шелыги свода в трубе диаметром до 3,0 м не менее 1/4 отверстия трубы, а в трубах диаметром более 3,0 м - не менее 0,75 м.

Рекомендации по гидравлическим расчетам приведены в приложении Е.

7.1.1 Строительно-монтажные работы по сооружению МГТ должны производиться по утвержденному проекту производства работ, составленному на основании рабочих чертежей на все работы по возведению сооружения.

Сооружение МГТ при отсутствии грунтоуплотняющих машин и ручных механизированных трамбовок не допускается.

7.1.2 Сооружение МГТ при отрицательной температуре воздуха, а также при положительной температуре воздуха и наличии вечномерзлых грунтов должно производиться в кратчайшие сроки без перерыва в выполнении следующих отдельных основных операций и всех работ в целом:

- рытье котлована;

- отсыпка подушки на полную ее высоту;

- монтаж и установка смонтированной МГТ;

- устройство грунтовой обоймы (призмы) до уровня горизонтального диаметра.

При постройке МГТ на вечномерзлых грунтах, кроме того, следует:

- выполнять работы по сооружению трубы и насыпи около нее по возможности в конце зимы или весной;

- на время строительства обеспечить беспрепятственный отвод поверхностных вод;

- не допускать уничтожения мохорастительного покрова;

- не допускать проезда транспорта и строительных машин вне подъездных дорог;

- устраивать подъездные дороги к МГТ путем подсыпки грунта толщиной в зависимости от нагрузки от транспортных и строительных машин, но не менее 0,5 м;

- в проекте должны быть предусмотрены мероприятия, не допускающие скопления воды вблизи оголовков МГТ во время эксплуатации;

7.1.3 При приемке построенного сооружения должна быть предъявлена следующая документация: чертежи МГТ, на которые нанесены согласованные изменения; акты освидетельствования и акты промежуточной приемки ответственных конструкций и скрытых работ (устройство оснований, монтаж конструкций, устройство дополнительного защитного покрытия и лотков, грунтовая обсыпка (обойма) МГТ); акт освидетельствования МГТ в целом; паспорт на поставленные строительные стальные конструкции; документы о согласовании допущенных при строительстве отступлений от проекта; сводная ведомость указанных документов.

7.1.4 Контроль качества и приемка работ должны обеспечивать: высокое качество выполняемых работ и полное соответствие их утвержденному проекту и действующим нормативным документам; соответствие качества материалов и конструкций требованиям утвержденного проекта и государственных стандартов; своевременное осуществление промежуточной приемки выполненных работ и правильное оформление соответствующей производственно-технической документации.

До приемки скрытых работ и ответственных конструкций запрещается производить последующие работы (например, установку МГТ на непринятую грунтовую подушку или засыпку трубы с непринятым дополнительным защитным покрытием).

7.2.1 Металлоконструкции с завода на притрассовое производственное предприятие (полигон) следует по возможности доставлять без промежуточных перегрузок.

На полигонах должны быть организованы площадки для складирования элементов, сборки секций МГТ, устройства лотков и дополнительного защитного покрытия, с которых конструкции доставляют на строительные площадки.

На перевозку секций тем или иным транспортом составляется проект.

7.2.2 Притрассовые производственные предприятия, на которых производится сборка секции МГТ, следует размещать из расчета доставки автотранспортом или тракторами на объекты готовых секций, укомплектованных элементами крепежа.

7.2.3 При перевозке металлоконструкций необходимо принимать меры против повреждения осносного# и дополнительного покрытий, предотвращения деформации элементов.

Погрузку и разгрузку элементов конструкции и пакетов следует производить с применением специальных строп и траверс. Подъем элементов или пакетов со строповкой за отверстия запрещается.

Запрещается сбрасывать элементы или пакеты из них и секции МГТ с транспортных средств.

Звенья труб диаметром до 3,0 м разрешается перекатывать по горизонтальной площадке.

7.2.4 При погрузке на железнодорожный состав нормальной колеи и разгрузке с него пакетов элементов и секций МГТ должны выполняться требования "Технических условий погрузки и крепления грузов", М.: "Транспорт", 1990.

7.2.5 Складирование пакетов гофрированных элементов должно обеспечивать удобство строповки и осмотра их. Пакеты элементов следует укладывать вертикально (на ребро) в штабеля с применением деревянных прокладок; в штабель укладывать не более трех рядов пакетов.

Замкнутые секции МГТ диаметром до 3-х метров следует укладывать по высоте не более чем в три ряда на деревянные подкладки.

7.2.6 Пакеты элементов в железнодорожный подвижной состав следует устанавливать в вертикальном положении (на ребро) не более чем в два ряда, применяя необходимое крепление и прокладки из досок.

При погрузке на бортовые машины пакеты МГС необходимо размещать в один ряд, устанавливая их на ребро, между пакетами укладывать прокладки из досок или брусьев.

Размещение пакетов МГС на транспортных средствах должно исключать возможность неупругих деформаций гофров, повреждения защитного покрытия элементов и секций МГТ, а также их монтажных отверстий.

7.2.7 Погрузку секций на автомашины и разгрузку их следует осуществлять автомобильным краном. Строповку секций необходимо производить пеньковым канатом или тросом с прокладкой из брезента или другого материала, исключающего возможность повреждения цинкового и дополнительного защитного покрытия.

7.2.8 При погрузке на транспортные средства элементов и секций МГТ с нанесенным дополнительным защитным покрытием их следует укладывать на опорные брусья с прибитыми к ним жгутами дорнита или прокладками, покрытыми разделительными прослойками парафинированной или битуминированной бумаги.

7.3.1 На постоянных водотоках строительство начинают с работ по сооружению временного русла для отвода воды, проводимых в соответствии с проектом. Между постоянным и временным руслами устраивают временную дамбу из глинистых грунтов.

7.3.2 Для осушения строительной площадки на время сооружения основания и монтажа МГТ проводят работы в соответствии с п.п. 6.3.1-6.3.3. Для отвода поверхностных и грунтовых вод используются дренажи открытого типа - канавы и лотки. Выбор трассы и проектирование продольного профиля канавы и лотков определяются местными условиями.

7.3.3 Для осушения площадки могут быть сооружены дренажные прорези. Дренажные прорези эффективны при осушении грунтов, обладающих относительно высокой водопроницаемостью. Дно прорези следует устраивать из водонепроницаемого грунта слоем 0,15-0,25 м с втрамбовыванием в него щебня. При расчетном расходе воды более 0,5 л/мин в прорези рекомендуется укладывать дренажные трубы с минимальным диаметром 125 мм.

Для перехвата грунтовых вод, поступающих с нагорной стороны, используют ограждающие дренажи.

7.3.4 Устройство естественного основания, в том числе с заменой грунта, должно включать комплекс работ, который необходимо выполнять для обеспечения равномерного и надежного опирания конструкции на грунт, уплотненный не менее чем до 0,95 максимальной стандартной плотности.

При устройстве песчаной подушки на естественном основании или на подготовленном грунтовом основании (при замене грунта), грунт подушки также подлежит уплотнению не менее чем до 0,95 максимальной стандартной плотности.

Для водопропускных сооружений с МГТ (круглых труб диаметром более 3-х метров, труб пониженной высоты, эллипсовидных) кроме замены грунта в основании может устраиваться мембрана из объемной георешетки в обойме из армирующих полотнищ геотекстиля. На скальных и полускальных основаниях мембраны не устраиваются.

7.3.5 Работы по подготовке основания включают:

- вырезку котлована на глубину замены кондиционным грунтом;

- транспортировку и укладку кондиционного грунта и грунта подушки;

- уплотнение грунта естественного основания и подушки под МГТ грунтоуплотняющими машинами или виброкатками;

- устройства подушки с применением экскаваторов или экскаваторов-планировщиков;

- нарезку ложа под трубу приспособленным для этой цели автогрейдером, оборудованным специальным профильным ножом, или бульдозером с аналогичным оборудованием отвала.

7.3.6 Грунт подушки основания, следует отсыпать в котлован и уплотнять слоями. Каждый слой толщиной не более 0,5 м должен быть уплотнен не менее чем за два прохода по одному следу.

При уплотнении грунта пневмошинными катками толщину слоя следует принимать не более чем 0,3 м.

После уплотнения подушки следует отсыпать нулевой слой грунта и уплотнить его, используя те же машины и ту же технологию, что и при устройстве подушки.

Если МГТ устанавливается непосредственно на подушку, то поверхности подушки придается требуемый строительный подъем.

Правильность строительного подъема контролируется нивелировкой не менее чем в трех точках: под осью пути и концами МГТ.

7.3.7 Если проектом предусмотрена отсыпка нулевого слоя грунта на предварительно уплотненное основание, то последнее в этом случае должно быть уплотнено на ширине не менее 4 м в каждую сторону от оси МГТ для одноочковых МГТ и не менее для многоочковых МГТ по той же технологии, что и подушка, где D - диаметр МГТ, n - число очков, b - расстояние между осями МГТ.

7.3.8 При устройстве основания, когда в нем необходима вырезка ложа под МГТ, ее следует производить автогрейдером, оборудованным профилированным ножом или начерно бульдозером с последующей отделкой вручную по шаблону с радиусом криволинейной кромки, равным радиусу МГТ по средней линии гофров (рисунок 14). Отклонение профиля грунтового ложа от шаблона не должно превышать 2-3 см.

7.3.9 После установки МГТ в проектное положение на профилированное ложе следует перед устройством грунтовой обоймы производить подсыпку грунта в зазоры между поверхностью нижней части МГТ и грунтовым ложем и его уплотнение бензиновыми или дизельными трамбовками с подштыковкой во впадинах гофров. Трамбовки при уплотнении грунта размещаются на расстоянии 5 см от гребней гофров.

Нулевой слой грунтовой обоймы непосредственно возле МГТ следует доуплотнять виброкаткими за один-два прохода машины вдоль стенок трубы. В случае использования для уплотнения грунта обоймы пневмокатков доуплотнение нулевого слоя возле стенок трубы следует производить ручными трамбовками или виброплитами.

Если трубу устанавливают на плоское основание, то подсыпка грунта в нижние четверти трубы с уплотнением трамбовками или виброплитами с подштыковкой производится до охвата МГТ грунтом не менее чем на 120°. Последующее уплотнение грунта возле трубы производят так же, как при спрофилированном ложе.

7.3.10 При устройстве основания в зимнее время для замены грунта основания и устройства подушки разрешается применять только талый (сухой, или сухомерзлый несмерзшийся) грунт и уплотнять его трамбующими машинами по мере отсыпки, не допуская смерзания в рыхлом состоянии.

7.3.11 Котлованы под противофильтрационные экраны следует отрывать параллельно с подготовкой котлована под подушку и после удаления воды заполнять (в зависимости от требований проекта) глинощебеночной или цементно-грунтовой смесью или бетоном с послойным уплотнением виброплитами.

7.3.12 Контроль плотности грунта естественного основания пути после окончания работ по его уплотнению, а также контроль плотности грунта отсыпанной подушки осуществляется после ее отсыпки и уплотнения по всей длине МГТ.

Контроль плотности грунтовой подушки, укладываемой взамен слабого грунта основания, осуществляется через каждые 0,5 м высоты подушки. Количество проб должно быть не менее двух в каждой точке.

Плотность песчаных грунтов контролируется прибором Ковалева, а щебенисто-галечниковых и дресвяно-гравийных - методом лунок (см. приложение Л).

Результаты контроля заносятся в акт на скрытые работы.

7.3.13 На слабых основаниях для уменьшения объема заменяемого грунта и лучшего распределения нагрузки от трубы и насыпи рекомендуется укладка мембран из объемной георешетки, заполненной ПГС или щебнем (рис. 15).

Укладка георешеток производится по следующей схеме:

7.3.14 Звенья георешеток устанавливают следующим образом:

- с помощью натянутых шнуров фиксируют плановое положение каждого звена вдоль трубы;

- звено георешетки растягивают и крепят к основанию штырями длинным краем (А) вдоль насыпи;

- следующие звенья георешетки растягивают и устанавливают вплотную к предыдущим по короткому краю решетки (В), ребра звеньев закрепляют скрепками.

Такая последовательность установки звеньев георешеток (рис. 15) осуществляется на протяжении всей длины армирования.

7.3.15 В середине насыпи на всю ширину звенья георешеток устанавливаются чередованием их в поперечном и продольном направлении, а ребра георешеток также скрепляются скрепками.

7.3.16 Края георешеток крепят штырями к основанию с шагом 1,5-2,0 м по всему периметру, при этом следует контролировать параллельность сторон георешетки.

После окончания укладки георешеток проверяют качество выполненных работ и оформляют акт на скрытые работы.

7.3.17 Закрепленную георешетку засыпают грунтом с физико-механическими характеристиками, соответствующим проектным (песок, песчано-гравийная смесь, щебень и т.п.). Грунт отсыпают в ячейки с избытком с учетом последующего уплотнения. При выполнении этой технологической операции необходимо следить, чтобы колеса погрузчика не деформировали ребра решетки.

7.3.18 Предварительную планировку поверхности отсыпки выполняют бульдозером на пневмошинах за один-два прохода по одному следу.

Эту работу выполняют поперечными и продольными проходами на 2-й рабочей скорости, начиная от торцов насыпи (со стороны оголовков) с постепенным перемещением к ее середине и с перекрытием предыдущего слоя на 0,5-0,8 м. Использование бульдозера на гусеничном ходу не допускается.

7.3.19 При выборе уплотняющего механизма следует учитывать необходимость тщательности уплотнения грунта, помещаемого в обойму по всей ее ширине, включая откосную часть.

7.3.20 Для того, чтобы заполнитель георешетки не вытеснялся из ячеек под нагрузкой, мембрану оборачивают геотекстилем. Для этого перед раскладкой георешетки по всей площади слоя раскладывают геотекстиль с обязательным перехлестом полотнищ, оставив с одной стороны длину полотнищ такую, чтобы сверху накрыть георешетку с наполнителем.

7.4.1 Общие положения

7.4.2 Сборка секций на полигоне

7.4.2.4 Затягивать болты следует электрическими гайковертами или пневматическими гайковертами, а также торцевыми и накидными гаечными ключами.

Допускается применение электрических гайковертов небольшой массы (2-3 кг), обеспечивающих величину момента затяжки 15-20 .

При затяжке болтов необходимо следить за правильностью положения плосковыпуклых и плосковогнутых шайб.

 

7.4.2.5 При сборке секций МГТ болты в продольных стыках следует ставить на расстоянии не менее 15 см от торцов концевых звеньев секции. Поставленные в концевых звеньях болты не должны затягиваться, чем облегчается постановка стандартных элементов с заведением их в зазоры продольных стыков между элементами торцевых звеньев.

 

 

7.4.3 Монтаж МГТ из секций

7.4.4 Сборка МГТ из отдельных элементов

7.4.4.2 При монтаже МГТ на строительной площадке могут быть осуществлены также предварительная сборка звеньев и последующее их объединение. Для МГТ диаметром 2 м и более такая технология сборки является предпочтительной.

Звенья собирают на специально подготовленной площадке с деревянным настилом в непосредственной близости от сооружаемой МГТ. Собранные звенья устанавливают краном на основание, подкладывая под каждое звено деревянные брусья и ориентируя их вдоль МГТ (после установки и затяжки всех болтов брусья из-под МГТ удаляют).

 

 

При сборке МГТ диаметром более 2 м проектом должны быть предусмотрены переносные подмости для монтажников.

7.4.4.4 Монтаж МГТ диаметром более 3,0 м может выполняться по одной из этих схем с использованием временных подмостей для монтажа верхних листов и кранового оборудования (рис. 20). Одновременно с монтажом колец устанавливаются распорки по типу, представленному на рисунках 20 и 21.

 

 

7.5.1 Дополнительное защитное покрытие металлоконструкций МГТ выполняется с применением мастик, полимерных лакокрасочных материалов или эмалей в соответствии с требованиями проекта.

7.5.2 Полимерные защитные покрытия наносят на секции МГТ на заводах-изготовителях, либо на притрассовых производственных предприятиях (полигонах), где производится сборка секций. Нанесение покрытия на строительной площадке не рекомендуется. На строительной площадке полимерные защитные покрытия наносят только на незащищенные концы секций, элементы и дефектные места, появившиеся в покрытии при транспортировании и сборке секций.

В зимних условиях очистку МГТ и нанесение защитного покрытия следует производить под навесом и в тепляках (если это требуется по технологическому регламенту).

7.5.3 Работы по устройству защиты МГТ на монтажной площадке включают в себя последовательное выполнение операций: по подготовке оцинкованной (алюминизированной) поверхности, ремонту поврежденного покрытия, нанесению грунтовочного покрытия, нанесению защитных слоев, сушке каждого слоя покрытия.

Все операции по выполнению технологического процесса по нанесению защитного покрытия должны производиться при температуре и влажности воздуха указанных в технических условиях на конкретный материал.

Перед нанесением защитного покрытия, поверхности МГТ должны пройти контроль и освидетельствование состояния оцинковки (алюминизации).

7.5.4 Подготовка металлических поверхностей к нанесению защитного покрытия включает в себя:

- удаление грязи, пыли и жировых загрязнений с поверхности;

- нанесение грунтовочного слоя на всю поверхность.

Следы жира должны удаляться с помощью щеток или ветоши, смоченных уайт-спиритом или растворителем; пыль удаляется обдувом сжатым воздухом.

7.5.5 При малых зонах очистки и в труднодоступных местах допускается применение металлических щеток (как ручных, так и механических).

7.5.6 Технологии производства работ по нанесению покрытий и физико-механические характеристики полимерных покрытий, приведены в приложении К.

7.6.1 Устройство грунтовой обоймы выполняется в едином технологическом процессе с засыпкой трубы до проектной отметки.

МГТ должна быть заключена в грунтовую (армогрунтовую) обойму не позже чем через трое суток после окончания работ по нанесению дополнительного защитного покрытия.

7.6.2 Устройство грунтовых обойм МГТ следует вести с опережением возведения земляного полотна. Необходимость оставления в насыпях прогалов для строительства труб должна быть обоснована проектом организации строительства, при этом ширину прогала (в свету) понизу следует назначать из расчета обеспечения расстояния между основанием откоса насыпи и стенкой МГТ на уровне горизонтального диаметра не менее 4 м.

7.6.3 Устройство грунтовой обоймы МГТ следует производить грунтами, перечисленными в п. 5.5.1, 5.5.2. Степень уплотнения грунта в обойме МГТ должна быть не ниже 0,95 максимальной стандартной плотности.

7.6.4. Процесс устройства грунтовой обоймы должен включать следующие виды работ:

- транспортировку грунта из карьера или резерва автосамосвалами или скреперами;

- разгрузка грунта рядом с МГТ в расстоянии не ближе 1,0 м от стенки;

- разравнивание грунта бульдозером слоями заданной толщины одновременно с обеих сторон МГТ;

- послойное уплотнение грунта грунтоуплотняющими машинами в расстоянии более 1,0 м от стенки МГТ в уровне горизонтального диаметра, а в непосредственной близости от трубы - ручными механизированными трамбовками с подштыковкой грунта в гофрах трубы;

- контроль плотности засыпки.

7.6.5 При отсыпке насыпи совместно с обоймой засыпку следует вести наклонными от МГТ слоями (уклон не круче 1:5), толщина которых назначается в зависимости от грунтоуплотняющих средств (рис. 22):

свалов и скреперов с въездом и съездом со стороны откосов насыпи (рис. 23, а). Вторую схему целесообразно применять в случае засыпки МГТ в прогалах.

0,3-0,5 м - при применении грунтоуплотняющих машин виброударного действия для стесненных условий с одним или двумя рабочими органами и дизель-трамбовочной машиной;

0,2 м - при использовании пневмокатков массой 25-30 т;

0,15 м - при применении ручных электротрамбовок.

Особое внимание следует уделять уплотнению грунта у стенок МГТ и в гофрах. При этом электротрамбовки следует располагать на расстоянии 5 см от гребней гофров.

7.6.6 Отсыпку грунта следует производить с разворотом самосвала перед МГТ и подачей его для разгрузки задним ходом вдоль оси насыпи (рис. 23, б) или же с кольцевым движением самосвалов.

Для засыпки МГТ в прогалах можно использовать бульдозеры, перемещая ими грунт, специально доставленный для этой цели и уложенный с обеих сторон МГТ на насыпи.

Отсыпку грунта слоями во всех случаях необходимо начинать от МГТ по всей ее длине.

7.6.7 Засыпать МГТ необходимо послойно в такой последовательности. Грунт укладывают одновременно с обеих сторон МГТ и разравнивают бульдозером. После уплотнения слоя грунта с одной стороны МГТ производят отсылку второго слоя, а с другой стороны - уплотнение грунта. В таком же порядке осуществляются отсыпка и уплотнение всех последующих слоев до верха МГТ.

7.6.8 Уплотнение каждого слоя грунта, если оно производится при движении машин вдоль МГТ, следует начинать с удаленных от нее участков и с каждым последующим проходом приближаться к стенкам МГТ. Уплотнение грунта непосредственно у МГТ допускается только тогда, когда с противоположной ее стороны уже отсыпан слой грунта этого же горизонта по всей длине МГТ.

7.6.9 Уплотнять грунт вокруг МГТ следует, как правило, машиной виброударного действия для стесненных условий. При уплотнении слоев, расположенных ниже горизонтального диаметра МГТ, машина должна передвигаться вдоль МГТ. Слои, находящиеся выше этого уровня, целесообразно уплотнять челночным способом (рис. 24), если МГТ засыпается до возведения насыпи или в широком прогале.

Последовательность отсыпки слоев, их толщина и допустимое приближение к МГТ рабочих органов уплотняющих машин приведены на рис. 25 и 26.

7.6.10 В процессе уплотнения грунта катком последний должен перемещаться вдоль МГТ по кольцевой схеме. Приближение скатов катка к трубе допускается на расстояние не менее 1,0 м. Грунт у стенок МГТ при данной технологии необходимо уплотнять ручными электротрамбовками.

7.6.11 Уплотнение грунта в пазухах многоочковых МГТ рекомендуется производить механизированными ручными трамбовками с обязательным соблюдением последовательности отсыпки слоев (рис. 27). Толщина слоя в пазухе не должна превышать 0,15 м. Для засыпки пазух грунтом следует использовать универсальные экскаваторы-планировщики с ковшами до 0,5 куб. м.

7.6.12 В зимних условиях МГТ следует засыпать только талыми (сухими несмерзшимися) грунтами; при этом рекомендуются грунтоуплотняющие машины ударного и виброударного действия. Допустимое время рабочего цикла от момента разработки грунта до окончания его уплотнения не должно превышать времени, в течение которого грунт сохраняет способность к уплотнению.

7.6.13 В процессе засыпки МГТ и уплотнения грунта должны быть исключены случаи каких-либо повреждений МГС и их защитного покрытия.

7.6.14 Проезд над МГТ диаметром до 3 м строительных машин с нагрузкой на ось до 10 тс допускается при толщине слоя над верхом конструкции не менее 0,5 м (в плотном теле), с нагрузкой на ось 11-20 тс - при толщине слоя не менее 0,8 м и с нагрузкой на ось 21-50 тс - при толщине слоя не менее 1 м. Если проектом предусмотрена меньшая толщина засыпки, то для пропуска машин через сооружение в месте их проезда требуется досыпать грунт до указанной толщины.

7.6.15 При отсыпке и уплотнении грунта следует вести контроль за поперечными деформациями МГТ, сопоставляя результаты контроля с замерами, произведенными до начала засыпки МГТ. К моменту уплотнения слоя грунта на уровне верха МГТ уменьшение горизонтального диаметра не должно превышать 3% его номинального диаметра.

7.6.16 Для повышения несущей способности МГТ и надежности ее работы рекомендуется до засыпки придавать ее поперечному сечению овальность с большей осью по вертикали, увеличивая вертикальный диаметр МГТ на величину до 3% от номинального и закрепляя сечение стойками. Создание овальности целесообразно производить с помощью двух последовательно переставляемых домкратов, выполняя работы в следующем порядке: в лотке и своде МГТ укладывают прогоны, раскрепляя их временными стойками; в начале и конце одного из звеньев на участке, где необходимо создать овальность, ставят домкраты и увеличивают вертикальный диаметр до заданной величины, между домкратами устанавливают стойку; затем, последовательно переставляя домкраты, устанавливают стойки на всем участке. Рекомендуется делать стойки инвентарными, а для облегчения демонтажа устанавливать их на клиньях. Стойки удаляют после отсыпки насыпи на проектную высоту.

7.6.17 Для контроля сохранения при засыпке неизменным положения оси МГТ и ее формы относительно вертикальной оси, в лотковой части МГТ краской наносится ось и две прямые по обеим сторонам на выбранном расстоянии от оси, на которые должна проектироваться ось отвесов, закрепленных в верхней части МГТ. В процессе отсыпки и уплотнения грунтовой обоймы необходимо контролировать положение отвесов. Отклонение отвесов от линий, нанесенных краской, говорит о "заваливании" МГТ вследствие неравномерной отсыпки или уплотнения. Положение МГТ необходимо восстановить или дальнейшей засыпкой или разборкой нескольких слоев грунта (Рис. 28).

7.7.1 Общие положения

7.7.1.1 Технологический процесс устройства армогрунтовой конструкции обоймы в насыпи у МГТ включает следующие операции:

- подготовительные работы;

- установку выдвижных стабилизаторов (для первого яруса армогрунта) на уровне подошвы армогрунтового откоса (рисунок 29);

- установку лицевых щитов по контуру внешней грани армогрунтового слоя (яруса) (рисунок 30);

- расстилку армирующих полотнищ с перекрытием в стыках на 15-20 см и с выпуском их за внешнюю грань лицевых щитов на 1,5 м. Вдоль лицевой грани поверх армирующего полотна расстилается геотекстиль (рис. 31);

- перемещение и засыпка грунта на разостланные полотнища геотекстиля;

- разравнивание и уплотнение грунта с выравниванием прибровочного участка по отметкам;

- укладка с натяжением на уплотненную поверхность грунта армирующих полотнищ геотекстиля, выпущенных за внешнюю грань лицевых щитов;

- закрепление уложенных и натянутых на уплотненную поверхность грунта армирующих полотнищ колышками (рисунок 32)

- удаление (вытягивание) выдвижных стабилизаторов и снятие лицевых щитов;

- установку выдвижных стабилизаторов на поверхность первого армированного слоя (для создания второго яруса армогрунта);

Устройство последующего слоя армогрунтовой обоймы без зафиксированного контроля натяжения армирующих полотнищ и контроля плотности грунта предыдущего слоя армогрунтовой обоймы не допускается.

Далее операции повторяются.

 

7.7.1.3 Работы по устройству армогрунтовой обоймы и МГТ могут осуществляться как в одну, так и в две смены.

 

7.7.2 Технология устройства армогрунтовой обоймы

7.7.2.10 Для второго яруса армогрунтовой обоймы проводится удаление выдвижных стабилизаторов и снятие лицевых щитов, а затем на отсыпанный первый слой производится установка стабилизаторов и повторение операций.

 

7.7.2.11 Во избежание превышения допустимой величины деформации МГТ в процессе возведения грунтовой обоймы в ходе ее отсыпки и уплотнения устанавливаются временные распорки из деревянного бруса.

Места упора распорок для круглых и эллипсоидальных МГТ назначаются в точках, имеющих максимальные деформации по расчету. Расчет места точек упоров должен выполняться методом конечных элементов. Упоры в МГТ устанавливаются, как правило, через 4-5 м.

 

7.8.1 Общие положения

7.8.2 Устройство сборных и монолитных бетонных лотков

7.8.3 Устройство лотков из матрацев "Рено"

7.9.1 Сетка кольчужного типа для защиты водопропускного сооружения из МГС от карчехода, ледохода и селей изготавливается из шести взаимосоединенных колец (по принципу кольчуги) и крепится на несущем верхнем и нижнем тросах. Высота системы может составлять от 3 до 6 метров, расстояние между стойками составляет от 5 до 10 метров. Два несущих троса и боковая растяжка зафиксированы в один якорь. Стойки удерживаются в устойчивом положении двумя натяжными тросами (растяжками), зафиксированными при помощи анкерного крепления (якорем) в верхней части. Тормоза включены в систему несущих тросов и в систему натяжных тросов-растяжек. Кольца кольчужной сети диаметром 350 мм изготавливают из 4 мм стальной оцинкованной проволоки (разрывное усилие 1500/1800 ), поверхностная плотность цинка не менее 150 . Сети двойного кручения поставляются пакетами, ряды сетки находятся строго один над другим. Вес 1 кольчужной сетки, как правило, составляет 7,5 кг (рис. 33).

Для районов с повышенной агрессивностью воды рекомендуется использовать проволоку (сеть) с дополнительным покрытием из ПХВ.

7.9.2 Соединение кольчужной сетки с несущим тросом осуществляется при помощи соединительных скоб. Соединение полотнищ сетки производится винтовыми зажимами и тросом методом свивки. С внутренней стороны барьера (системы) прикрепляется ограждение из сетки двойного кручения, что препятствует проскакиванию камней небольших размеров. Стойки барьера состоят из металлического швеллера, профиля, трубы (рис. 34). В зависимости от сложности участка проектируются те или иные стойки.

7.9.3 Тормоза включены в систему несущих тросов и в систему натяжных тросов-растяжек. Тормоза изготовлены на основе плоской железной пластины, закрученной в жесткую спираль. Максимальный тормозной путь каждого витка составляет 0,5 м, что соответствует энергии равной приблизительно 50 КДж. В зависимости от энергетической составляющей воздействия селевого потока, карчей или льда могут использоваться тормоза от 2,25 витков до 4,5 витков.

7.9.4 Защитная система должна быть оснащена несущими натяжными тросами в зависимости от энергетической составляющей воздействия селевого, карчей и льда.

Тормоза выставляются на боковых растяжках. Крепление стойки защитного барьера осуществляется анкером, при бетонном цоколе одним анкером крепления стойки и двумя анкерами крепления основания стойки. Конструктивная схема защитных барьеров приведена на рисунке 35.

7.9.5 Разбивка под конструкцию производится согласно схеме разметки (приведенной в проектной документации). Для размещения сетки относительно защищаемого объекта необходимо соблюдать минимальные размеры соответствующие тормозному пути сетки.

7.9.6 Для натяжения тросов при диаметре 16-26 мм рекомендуется использование натяжителя размером 16. Для натяжения тросов рекомендуется использовать две (оптимально четыре) лебедки с максимальной силой натяжения 20 кН. Контроль зажима тросов выполняется при помощи динамометрического ключа.

7.9.7 Монтажные работы выполняются в следующем порядке:

- установить пластину основания на бетонном цоколе и зафиксировать ее двумя анкерами;

- выровнить пластину и обжать анкерными болтами;

- установить стойку на пластину основания, оставив при этом зазор относительно пластины для того, чтобы стойка могла наклоняться к нижней части склона; отрегулировать наклон стойки, зафиксировать вручную натяжение тросов при помощи зажимов; установить сетку между стойками и продеть трос между верхними и нижними кольцами по всей длине полотна; зафиксировать сетку зажимами снизу/сверху; отрегулировать окончательный наклон стойки и тросов натяжения и зафиксировать при помощи 3-5 тросов;

- зафиксировать боковые растяжки и слегка натянуть их;

- закрепить тормоза внутренних несущих тросов на креплениях сверху и снизу;

- установить несущие тросы и начать натяжку их на стойках;

- соединить секции сетки между собой при помощи скоб;

- зафиксировать сетку по краям рядов на тросе, а также и сверху и снизу;

- проверить натяжение тросов; в случае их ослабления, проверить наклон стоек, а также натяжение тросов стоек;

- с помощью динамометрического ключа произвести окончательное натяжение тросов барьера и обжать зажимами (не менее 4-6);

- отрезать оставшийся трос примерно на один метр от зажимов и зафиксировать его;

- расправить сетку и закрепить ее при помощи скоб;

- с внутренней стороны барьера установить внахлест сетку двойного кручения по длине барьера на высоту 1,0 метра от нижнего троса; зафиксировать сетку двойного кручения к сетке кольчужного типа при помощи каната или проволочных скруток на каждом 1 .

7.9.8 Для окончательного контроля установки барьера необходимо проверить наклон стойки относительно проектного, натяжение тросов барьера, высоту сетки в центре секции, блокировку и зажим анкерных гаек, фиксацию болтов и скоб и зажимов тросов при помощи динамометрического ключа, состояние тормозов и ограждения.

7.10.1 Противоналедные мероприятия и сооружения подразделяются на временные (сезонные) и постоянные.

7.10.2 Сезонные мерзлотные пояса применяются для борьбы с наледями от выхода подземных вод небольшой мощности на участках с неглубоким залеганием вечномерзлых грунтов или водоупоров. Они устраиваются посредством расчистки полосы земли от снега после каждого снегопада. Ширина расчистки колеблется в зависимости от мощности наледи и рельефа местности от 5 до 15 м, а длина полосы должна обеспечить полное перекрытие потока грунтовых вод. В случае если один пояс не обеспечивает задержание наледи, устраивается второй мерзлотный пояс и т.д. Сезонные мерзлотные пояса эффективны в местности, где нет больших снежных заносов.

7.10.3 Сезонные мерзлотные пояса для борьбы с речными наледями устраиваются на небольших водотоках при неглубоком залегании водонепроницаемого слоя под руслом и представляют собой канавы шириной 2-4 м, вырубаемые во льду. Канавы должны пересекать все русло и располагаться поперек долин водотоков на расстоянии 200-300 м от искусственного сооружения на отмелях и перекатах, где водоток может быть проморожен быстрее.

Канаву следует углублять на 0,3-0,5 м ниже дна русла, концы канав должны быть врезаны в берега водотока на такое расстояние, чтобы предотвратить возможность прохода в береговых наносах вод, питающих наледь. Скалываемый лед и грунт из канав нужно укладывать в вал, расположенный с низовой стороны.

7.10.4 Утепление русел может быть применено в районах со значительным снежным покровом на узких, шириной 1-2 м, речках и ручьях. Длина участка утепления назначается в зависимости от местных условий от 20 до 100 м в верховую сторону от водопропускного вооружения и от 20 до 50 м в низовую.

Утепление русел можно производить мхом, торфом, хворостом, валежником, ветвями хвойных деревьев, укладываемых слоем 0,3-0,5 м на настил из жердей и покрываемых рыхлым снегом.

7.10.5 При образовании речной наледи ниже МГТ и создания вследствие этого перед МГТ подпора воды с ледяным покровом следует устраивать проруби с низовой стороны для свободного выхода подпертой воды на поверхность льда.

7.10.6 Примером постоянных противоналедных конструкций могут быть валы из грунта, которые следует применять преимущественно для борьбы с логовыми наледями с источниками питания, находящимися в удалении от трассы. Валы должны устраиваться с таким расчетом, чтобы они удерживали всю наледь. Валы сооружают высотой 1-3 м, шириной по верху 1,0 м с откосами 1:1,15. Валы необходимо отсыпать из глинистых грунтов с тщательным уплотнением. В зависимости от рельефа местности валы нужно располагать в плане под углом 140°-170° в оси водотока (рис. 36).

Для пропуска по логу поверхностных вод в валах необходимо оставлять просветы размерами, обеспечивающими пропуск максимального расхода, но не менее диаметра МГТ. В просветы устанавливается сетчатая конструкция (рис. 37) или забор из досок или бревен. Деревянные заборы устанавливаются на зиму, разбираясь весной. Сетки стоят постоянно и должны периодически освобождаться от наносов.

Е.1.1 МГТ, на пропускную способность которых при безнапорном режиме оказывает влияние их длина, называют "длинными" в гидравлическом отношении. У "коротких" это влияние отсутствует.

Е.1.2 "Короткими" считаются МГТ, для которых соблюдается условие

, (Е.1),

где - уклон трубы по проекту,

- критически уклон для труб данного отверстия.

Критический уклон вычисляют по уравнению критического состояния или при наличии равномерного движения по формуле Шези:

, (E.2)

где Q - расчетный расход потока, ;

- площадь живого сечения трубы при критической глубине , м;

- ширина свободной поверхности потока при глубине ;

- коэффициент Шези, , по формуле Павловского ;

n - коэффициент шероховатости поверхности трубы;

;

- гидравлический радиус при , м;

- смоченный периметр сечения при , м.

При с некоторым приближением "короткими" можно считать МГТ при соблюдении критерия относительной длины:

, (Е.3)

где и D - соответственно длина и диаметр МГТ.

Е.1.3. Безнапорный режим протекания в коротких трубах сохраняется вплоть до затопления входного сечения МГТ. При его затоплении происходит переход от безнапорного режима к полунапорному или напорному (рис. Е.1). Затопление входного отверстия МГТ определяют по значениям параметра расхода , приведенным в таблице Е.1

Таблица Е. 1

Примечания.

1. Значения параметра расхода приведены для расчетного (первая строка) и полного (вторая строка) заполнения.

2. - эквивалентный диаметр (эквивалентное отверстие), представляющий собой диаметр круга, равного по площади поперечному сечению сооружения .

3. Работа трубы при безнапорном режиме наблюдается при значениях параметра расхода меньших указанных , т.е.

Е.1.4 Глубины на входе и подпертые глубины перед "длинными" МГТ определяют по формулам, полученным из аналогичных зависимостей для гладких труб, приведенных в "Руководстве по гидравлическим расчетам малых искусственных сооружений", с введением в них корректива для учета повышенной шероховатости:

; (E.4)

; (E.5)

где и - соответственно относительная глубина на входе и относительная подпертая глубина для "коротких" труб;

n = 0,015 и - коэффициенты шероховатости соответственно для гладких и МГТ.

Е.1.5 Затопление отверстия МГТ может произойти со стороны нижнего бьефа при значительной бытовой глубине водотока, что снижает их пропускную способность и также исключает безнапорный пропуск потока по трубе.

Затопленными будут МГТ при условиях:

и или ,

где - глубина в нижнем бьефе над нижней точкой дна МГТ в выходном сечении, м;

- критическая глубина в МГТ, м;

- высота МГТ, м;

Н - напор перед МГТ, м.

Более точно расчет затопления производится согласно "Руководству по гидравлическим расчетам малых искусственных сооружений".

Е.1.8 При безнапорном режиме МГТ гидравлически работает как водослив с широким порогом, коэффициент расхода которого зависит от сопротивлений на входном участке.

Если сжатое сечение не затоплено , то МГТ работает как свободный водослив с широким порогом. При затоплении сжатого сечения труба работает как затопленный водослив с широким порогом.

Е.1.9 Расход воды, пропускаемый безнапорной "короткой" неподтопленной МГТ (рисунок Е.1),

, (E.6)

где m - коэффициент расхода, определяемый по табл. Е.2;

- средняя ширина потока в сечении с критической глубиной по таблице Е.3.

- площадь поперечного сечения потока при глубине ;

- критическая глубина потока в МГТ, определяемая из уравнения критического состояния потока

(E.7)

E.1.10 Подпертую глубину перед безнапорными трубами определяют по формуле:

, (E.8)

В табл. Е.3 приведены значения m для уклона =0.01. При других значениях уклона, для более точного расчета значения m следует увеличивать при >0.01 или уменьшать при <0.01 на 2% на каждую 0.01 уклона.

Таблица Е.2 - Коэффициент расхода m

При несовершенном сжатии потока на входе в МГТ (ширина по подпертому уровню высоких вод ПУВВ перед входом в МГТ менее шести ее отверстий) коэффициент расхода определяют по формуле:

, (E.9)

где - значение коэффициента расхода по табл. Е.2.

- площадь поперечного сечения потока в подводящем русле;

- площадь поперечного сечения МГТ до отметки подпертого уровня.

Е.1.11 Возможность существования безнапорного режима и заполнения МГТ на входе в "короткие" МГТ определяют по "Пособию по гидравлическим расчетам малых водопропускных сооружений", на котором приведена зависимость относительной глубины потока на входе в МГТ от параметра расхода , что позволяет по заданному заполнению установить соответствующую ему величину расхода.

Таблица Е.3 - определение ширины потока

Е.1.12 При безнапорном режиме некоторое увеличение расхода, поступающего к МГТ, незначительно увеличивает глубину потока перед МГТ.

Это преимущество безнапорных МГТ является очень существенным при их эксплуатации. В "длинной" МГТ при безнапорном режиме энергии потока недостаточно для протекания в бурном состоянии и он перейдет в спокойное состояние. Такой переход осуществляется гидравлическим прыжком, глубина потока в МГТ при этом резко возрастают и может произойти, смена безнапорного режима на полунапорный, частично напорный или напорный режимы, что опасно для нормальной работы МГТ. Поэтому второе преимущество безнапорного режима - его устойчивость для "длинных" труб должно проверяться. Эта опасность состоит в том, что полунапорный режим может переходить в напорный (зарядка МГТ) и обратно (срыв вакуума). Такие смены режима сопровождаются резкими колебаниями уровня воды перед насыпью и вибрациями МГТ, что сокращает срок ее службы.

Е.1.13 По влиянию глубины воды в нижнем бьефе МГТ делят на "затопленные" с нижнего бьефа и "незатопленные" (рисунки Е.1, Е.2, Е.3) при свободном сжатом сечении на входе.

Затопленными с нижнего бьефа считают трубы, работающих# в условиях, при которых уровень нижнего бьефа влияет на пропускную способность трубы (вследствие затопления сжатого сечения), в противном случае трубы считаются "незатопленными" с нижнего бьефа.

"

Е.1.14 Пропускную способность многоочковых МГТ определяют при условии их раздвижки на величину не менее 0,25D как сумму отдельно работающих одноочковых МГТ. Расчет многоочковых МГТ аналогичен расчету одноочковых, при этом расход каждой МГТ принимают , (Е.11), где - количество труб.

Е.1.15 Пропускную способность "длинной" подтопленный трубы следует определять по формуле:

, (Е.10)

где неизвестно, поэтому коэффициент подтопления определяется методом последовательного приближения, его значение должно быть меньше 1,0.

Напор перед круглыми "длинными" трубами определяется по "Пособию по гидравлическим расчетам малых водопропускных сооружений".

Е.2.1 В основе алгоритма лежит методика расчета водопропускного тракта.

Е.2.2 Основные элементы алгоритма:

1) Расчет гидравлических характеристик потока на входном участке. МГТ проектируют как водопропускное сооружение равнинного типа;

2) расчет глубин и скоростей на всей длине МГТ, включая входной и выходной участки;

3) расчет глубин и скоростей потока на укреплении русла на входе;

4) расчет параметров каменной наброски, возможности образования промоины и глубин размыва за укреплением нижнего бьефа в выходном логе;

5) определение размеров укреплений нижнего бьефа и;

6) выбор и назначение вариантов конструкций водопропускного тракта, удовлетворяющих всем требуемым ограничениям (по допускаемым скоростям, глубинам воронок размыва в выходном логе и т. п.).

Возможно также изменение (перепроектирование) продольного профиля водопропускного тракта с последующим повторением расчетов.

Определение наилучшего из допускаемых вариантов должно осуществляться, на основе технико-экономического сравнения по объемно-строительным показателям.

Расчет водопропускного тракта ведется на расчетный расход . При наличии снегового и ливневого паводков и выбирают как максимальные из соответствующих расходов.

Е.2.3 Последовательность расчета:

1) На основе анализа исходных данных по параметрам насыпи и характеристикам стока назначают тип трубы с учетом величины расхода, характера водотока. А также задаются начальным отверстием МГТ, исходя из того, что для МГТ на постоянных дорогах допускается только безнапорный режим и обязательное выполнение требования о величине зазора в МГТ (см.п. Е.1.8).

2) Задаются параметрами продольного профиля трубы (уклоны на входе, выходе и в трубе, тип оголовков) и рассчитывают параметры расходов расходов# и .

3) Определяют "короткая" или "длинная" труба, сравнивая критический уклон с уклоном трубы. Критический уклон определяют по графикам в "Пособии по гидравлическим расчетам малых водопропускных сооружений". Проводят контрольную проверку по критерию относительной длины

4) Определяют подпертые глубины при и no формуле Е.8.

5) Определяют (для низких насыпей) возвышение бровки над подпертым уровнем для проектирования высоты укрепления откоса.

6) Рассчитывают глубины и скорости на выходе из МГТ по графикам "Пособия по гидравлическим расчетам малых водопропускных сооружений".

7) Назначают начальный тип укрепления выходного русла (каменная наброска, плиты, монолитный бетон, сборные блоки и т. д.) по таблице Е.4. Если , то меняют тип укрепления на более мощный, и так до тех пор, пока не будет удовлетворено условие либо не будут исчерпаны все возможные типы укреплений.

8) Определяют глубины возможного размыва в выходном русле принятого типа. Если максимальная глубина размыва больше 2,5 м, то переходят на следующий, более мощный тип выходного русла и расчет повторяют. Если никакой из типов выходных русел не обеспечивает глубины размыва меньше допустимой, то увеличивают отверстие МГТ и переходят к п. 2.

9) Рассчитывают скорости и глубины потока на укреплении.

10) Рассчитывают ширину, укрепления и глубину заделки его концевой части с учетом растекания потока на укреплении и глубины, воронки размыва.

11) Если в результате расчетов осуществлен перебор всех допустимых отверстий МГТ и при этом не найден вариант, удовлетворяющий всем необходимым ограничениям, то можно изменить уклоны и водопропускной тракт перепроектировать.

Таблица Е.4 - Допустимые скорости течения воды (средние)