RU2381327C1 - Culvert under banked earth in conditions of permanently frozen grounds in periodic water course - Google Patents
Culvert under banked earth in conditions of permanently frozen grounds in periodic water course Download PDFInfo
- Publication number
- RU2381327C1 RU2381327C1 RU2008138737/03A RU2008138737A RU2381327C1 RU 2381327 C1 RU2381327 C1 RU 2381327C1 RU 2008138737/03 A RU2008138737/03 A RU 2008138737/03A RU 2008138737 A RU2008138737 A RU 2008138737A RU 2381327 C1 RU2381327 C1 RU 2381327C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- flow
- pipes
- pipe
- well
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Revetment (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству и может быть использовано при строительстве или реконструкции насыпи линейного сооружения с устройством водопропускных сооружений при пересечении малорасходных, преимущественно периодического действия водотоков в условиях многолетнемерзлых грунтов.The invention relates to the construction and can be used in the construction or reconstruction of the embankment of a linear structure with the device of culverts at the intersection of low-flow, mainly periodic action of watercourses in permafrost soils.
Известно водопропускное сооружение под насыпью, содержащее бетонную трубу с двумя расположенными один над другим каналами. При этом нижний канал является малорасходным и предназначен для пропуска грунтовой воды, способной образовать в верхнем высокорасходом канале наледь. При этом нижний канал может быть заполнен фильтрующим грунтом [1] или быть свободным [2].Known culvert under the embankment containing a concrete pipe with two channels located one above the other. In this case, the lower channel is low consumption and is intended for the passage of ground water, which can form ice in the upper high flow channel. In this case, the lower channel can be filled with filtering soil [1] or be free [2].
Недостатком такого водопропускного сооружения являются высокие затраты на создание бетонной трубы, особенно в суровых климатических условиях и в отдаленных районах. При этом выполнение нижнего канала под днищем верхнего канала при многолетнемерзлых грунтах основания нетехнологично, а его близость к полости верхнего канала в холодный период года может привести к промерзанию нижнего канала, что усложняет эксплуатацию водопропускного сооружения [3].The disadvantage of such a culvert is the high cost of creating a concrete pipe, especially in harsh climatic conditions and in remote areas. Moreover, the implementation of the lower channel under the bottom of the upper channel with permafrost soils of the base is not technologically advanced, and its proximity to the cavity of the upper channel in the cold season can lead to freezing of the lower channel, which complicates the operation of the culvert [3].
Дополнительно, в подавляющем большинстве случаев повреждения водопропускных сооружений связаны с воздействием потока воды и обычно начинаются на выходных участках [4, с.235], а в условиях многолетнемерзлых грунтов особенно. При этом основным способом сопряжения выходящего из трубы потока воды является его свободное растекание по длинному раструбному креплению [4, с.235-239]. При такой конструкции выходного участка сооружения скорость воды на выходе из трубы практически не изменяется даже при многократном уменьшении расхода. Поэтому выходной участок сооружения обычно имеет большую протяженность, постоянно работает в условиях высоких скоростей воды и недостаточно эффективно осуществляет гашение энергии потока.Additionally, in the overwhelming majority of cases, damage to culverts is associated with the impact of a water stream and usually begins at the exit sites [4, p.235], and especially in permafrost soils. In this case, the main method of pairing the water flow coming out of the pipe is its free spreading over a long bell-shaped fastening [4, pp. 235-239]. With this design of the outlet section of the structure, the water velocity at the outlet of the pipe remains virtually unchanged even with a multiple decrease in flow. Therefore, the output section of the structure usually has a large length, constantly works at high water speeds, and does not efficiently extinguish flow energy.
Известно водопропускное сооружение под насыпью, высокорасходная труба которого собрана из металлических гофрированных листов и сопряжена посредством выполненной из несвязных грунтов подушки и обоймы с основанием и насыпью [5].It is known culvert structure under the embankment, a high flow rate pipe of which is assembled from corrugated metal sheets and is interfaced with a pillow and holder made of disconnected soils with a base and embankment [5].
Недостатки такого сооружения с металлической гофрированной трубой заключаются в следующем:The disadvantages of such a structure with a metal corrugated pipe are as follows:
- соединение металлических гофрированных листов между собой осуществлено водопроницаемо, что может привести к вымыванию грунта из подушки и обоймы, а также к размораживанию многолетнемерзлых грунтов на недопустимую величину как в основании высокорасходной трубы, так и в основании выходного участка сооружения;- the connection of metal corrugated sheets to each other is carried out permeable, which can lead to leaching of soil from the cushion and cage, as well as to thawing permafrost soils to an unacceptable value both at the base of the high flow pipe and at the base of the outlet section of the structure;
- в холодный период года низкотемпературная грунтовая вода, проникшая в высокорасходную трубу с верховой стороны через ее входной оголовок и с боков через ее водопроницаемые стенки, может образовать в трубе наледь, что, особенно в условиях сильной снегозаносимости местности, усложнит пропуск через сооружение весенних паводков и, как крайний случай, может сделать пропуск паводков невозможным;- in the cold season, low-temperature groundwater, penetrating the high-discharge pipe from the upper side through its inlet head and from its sides through its permeable walls, can form ice in the pipe, which, especially in the conditions of severe snow-bearing terrain, will complicate the passage through the construction of spring floods and , as an extreme case, may make it impossible to pass floods;
- насыщенный водой грунт подушки может при промерзании проявить пучинистые свойства, что при отсутствии средств вывода из нее воды приведет к ежегодному накоплению выпучивания высокорасходной трубы со всеми вытекающими из этого негативными и высокозатратными при устранении инженерно-техническими и эксплуатационными последствиями.- the cushion soil saturated with water can exhibit heaving properties when freezing, which, in the absence of means for removing water from it, will lead to the annual accumulation of bulging of a high flow rate pipe with all the negative and high cost resulting from this, eliminating engineering, technical and operational consequences.
Указанные недостатки обуславливают недостаточную надежность такого сооружения и высокие затраты средств на его возведение и эксплуатацию. При наличии же на водотоке наледеобразования применение гофрированных труб допускается только с отверстием не менее 5 м, причем в комплексе с противоналедными мероприятиями при гарантии их надежной эксплуатации [6, п.1.1.3], что ограничивает область их применения. Однако известные противоналедные средства или недостаточно эффективны, или высокозатратны, при этом они не выполняют ни какую другую функцию, повышающую эффективность водопропускного сооружения.These shortcomings determine the insufficient reliability of such a structure and the high cost of funds for its construction and operation. If there is frost on the watercourse, the use of corrugated pipes is allowed only with an opening of at least 5 m, and in combination with anti-slip measures, while guaranteeing their reliable operation [6, clause 1.1.3], which limits the scope of their application. However, the known anti-slip drugs are either not effective enough or costly, and they do not perform any other function that increases the efficiency of the culvert.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение надежности, расширение области использования, упрощение эксплуатации водопропускного сооружения и экономия средств.The task to which the invention is directed is to increase reliability, expand the scope of use, simplify operation of a culvert and save money.
Технический результат от использования изобретения заключается:The technical result from the use of the invention is:
- в предотвращении проникновения наледной воды в высокорасходную трубу и заполнения ее наледью в холодный период года;- in preventing the penetration of icy water into the high flow pipe and filling it with ice during the cold season;
- в вовлечении противоналедного средства в работу для повышения надежности концевого участка сооружения;- the involvement of anti-slip funds in the work to increase the reliability of the end section of the structure;
- в предотвращении размораживания многолетне мерзлых грунтов в основании сооружения на недопустимую величину;- to prevent the thawing of perennially frozen soils at the base of the structure by an unacceptable amount;
- в предотвращении скопления во вмещающем высокорасходную трубу грунте воды, способной при ее замерзании вызвать морозное выпучивание этой трубы в холодный период года;- to prevent the accumulation in the host soil of a high flow rate pipe of water, which, when it freezes, can cause frosty bulging of this pipe in the cold season;
- в повышении эффективности гашения энергии потока воды на выходном участке сооружения.- to increase the efficiency of quenching the energy of the water flow at the outlet section of the structure.
Задача решается, а технический результат достигается тем, что водопропускное сооружение под насыпью в условиях многолетнемерзлых грунтов на периодически действующем водотоке содержит высокорасходную трубу с входным оголовком, обеспечивающую пропуск расходов в теплое время года, выходной участок и, по меньшей мере, две малорасходные трубы. Эти малорасходные трубы выполнены цельными из металла, расположены по бокам высокорасходной трубы на расстоянии от высокорасходной трубы и на уровне ее подошвы или ниже. Малорасходные трубы снабжены прикрепленным к ним водоприемником, расположенным в фильтрующем водосборнике перед входным оголовком высокорасходной трубы, и обеспечивают в холодное время года самотечный пропуск грунтовых вод, способных в пределах сооружения образовать наледь. Выходной участок включает колодец, по меньшей мере, дно и водобойная стенка колодца выполнены из связанных между собой габионов. Малорасходные трубы в пределах колодца расположены на его дне, а концы малорасходных труб выведены за пределы колодца. Габионы водобойной стенки с верховой стороны, по отношению к направлению потока воды, примыкают к жесткому поперечному элементу, прикрепленному к малорасходным трубам и передающему с водобойной стенки на эти трубы продольную нагрузку от потока воды.The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that the culvert under the embankment in the conditions of permafrost soils on a periodically operating watercourse contains a high-flow pipe with an inlet head that provides a flow pass in the warm season, an outlet section and at least two low-flow pipes. These low-flow pipes are made of solid metal, located on the sides of the high-flow pipe at a distance from the high-flow pipe and at the level of its sole or lower. The low-flow pipes are equipped with a water receiver attached to them, located in the filtering water catchment in front of the inlet head of the high-flow pipe, and provide in the cold season gravity-free passage of groundwater that can form ice within the structure. The output section includes a well, at least a bottom and a watering wall of the well are made of interconnected gabions. Low-flow pipes within the well are located at its bottom, and the ends of low-flow pipes are taken out of the well. The gabions of the water wall on the upper side, with respect to the direction of the water flow, are adjacent to a rigid transverse element attached to low flow pipes and transmitting a longitudinal load from the water flow from the water wall to these pipes.
Дополнительно:Additionally:
- водоприемник выполнен в виде перфорированной трубы, расположенной поперек водотока;- the water intake is made in the form of a perforated pipe located across the watercourse;
- габионы представляют собой заполненные каменным материалом сетчатые металлические корзины прямоугольной формы;- gabions are rectangular mesh baskets filled with stone material;
- габионы дна колодца расположены на водонепроницаемой мембране, выполненной в виде полимерной пленки, заключенной в геотекстиль;- gabions of the bottom of the well are located on a waterproof membrane made in the form of a polymer film enclosed in geotextiles;
- в случае выполнения высокорасходной трубы из металлических гофрированных листов, малорасходные трубы в пределах насыпи содержат перфорацию, при этом фильтрующий водосборник содержит геотекстильное полотно, которое накрывает сверху водоприемник малорасходных труб.- if a high-flow pipe is made of corrugated metal sheets, low-flow pipes within the embankment contain perforation, while the filtering water collector contains a geotextile fabric that covers the water intake of low-flow pipes from above.
Сущность технического решения заключается прежде всего в том, что водопропускное сооружение содержит: во-первых, две малорасходные трубы, которые расположены по бокам и на расстоянии от высокорасходной трубы, что в холодный период года надежно предотвращает проникновение наледной воды в высокорасходную трубу; во-вторых, жесткий поперечный элемент, который прикреплен к малорасходным трубам и к которому с верховой стороны примыкают габионы водобойной стенки колодца, что обеспечивает передачу продольную нагрузку от потока воды с водобойной стенки на эти трубы, удерживаемые насыпью и водоприемником; в-третьих, колодец с водобойной стенкой, который эффективно осуществляет гашение энергии потока воды, при этом практически не влияет на максимальную пропускную способность высокорасходной трубы, но существенно за счет подпора снижает скорость потока воды на выходе его из трубы при меньших расходах.The essence of the technical solution lies primarily in the fact that the culvert includes: firstly, two low-flow pipes, which are located on the sides and at a distance from the high-flow pipe, which in the cold season reliably prevents the penetration of icy water into the high-flow pipe; secondly, a rigid transverse element, which is attached to low-flow pipes and to which gabions of the water-well wall of the well are adjacent on the upper side, which ensures the transmission of the longitudinal load from the water flow from the water-wall to these pipes, held by the embankment and the water intake; thirdly, a well with a water wall, which effectively extinguishes the energy of the water flow, does not practically affect the maximum throughput of the high flow pipe, but significantly reduces the water flow rate at the outlet of the pipe at lower costs due to backwater.
Дополнительно, выполнение колодца из габионов и расположение дна колодца на водонепроницаемой мембране обеспечивает гибкость конструкции колодца и предотвращает размораживание многолетне мерзлых грунтов на недопустимую величину. Это повышает надежность выходного участка, особенно в условиях многолетнемерзлых грунтов.Additionally, the implementation of the well of gabions and the location of the bottom of the well on a waterproof membrane provides flexibility in the design of the well and prevents the thawing of perennially frozen soils by an unacceptable amount. This increases the reliability of the output section, especially in the conditions of permafrost soils.
Сравнение предложенного решения с другими известными техническими решениями показывает: во-первых, малорасходные трубы конструктивно выполнены по новым правилам и они посредством жесткого поперечного элемента включены в работу стенок колодца: водобойной и боковых; во-вторых, водонепроницаемая мембрана в основании выходного участка не встречается в водопроводящих сооружениях под насыпью на многолетнемерзлых грунтах. Именно эти новые признаки обеспечивают в предложенном техническом решении новый технический результат. Все это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения, как критерию «Новизна» так и критерию «Изобретательский уровень».Comparison of the proposed solution with other well-known technical solutions shows: firstly, low-flow pipes are structurally made according to the new rules and they are included in the work of the walls of the well through a rigid transverse element: water well and side; secondly, a waterproof membrane at the base of the outlet section is not found in waterworks under the embankment on permafrost soils. It is these new features that provide the proposed technical solution with a new technical result. All this allows us to conclude that the proposed technical solution, as the criterion of "Novelty" and the criterion of "Inventive step".
Изобретение поясняется примером, в котором высокорасходная труба сооружения собрана из металлических гофрированных листов (далее: гофрированная труба) и который иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-5:The invention is illustrated by an example in which a high-flow pipe of a structure is assembled from corrugated metal sheets (hereinafter: corrugated pipe) and which is illustrated by the drawings shown in figures 1-5:
на фиг.1 изображено водопропускное сооружение, план;figure 1 shows a culvert, plan;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;figure 2 is a section aa in figure 1;
на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2;figure 3 is a section bB in figure 2;
на фиг.4 - малорасходные трубы, схема конструкции;figure 4 - low consumption pipes, design diagram;
на фиг.5 - разрез С-С на фиг.2;figure 5 is a section CC in figure 2;
на фиг.6 - узел I на фиг.2.in Fig.6 - node I in Fig.2.
Водопропускное сооружение возведено на многолетнемерзлом основании 1 периодически действующего водотока 2 в прогале 3 насыпи 4, выполненной из местных грунтов и промерзающей при эксплуатации до многолетнемерзлого состояния. Водопропускное сооружение содержит высокорасходную гофрированную трубу 5 с входным оголовком 6, посредством подушки 7 и обоймы 8 сопряженную с основанием 1 и насыпью 4, и выходной участок 9.The culvert was erected on the
Водопропускное сооружение также содержит две малорасходные трубы 10, которые выполнены цельными из металла, расположены в подушке 7 по одной сбоку от гофрированной трубы 5 на расстоянии 1,5-2,0 метра от нее. Эти малорасходные трубы 10 перфорированы в пределах центральной части насыпи 4 и снабжены общим водоприемником 11, расположенным перед входным оголовком 6 в фильтрующем водосборнике 12. Подушка 7 и обойма 8 и снизу и с боков заключены до заданного уровня 13 в общую водонепроницаемую мембрану 14, а вблизи низового откоса 15 насыпи 4 они до заданного уровня 13 перегорожены диафрагмой 16, выполненной из фильтрующего геотекстильного полотна и сопряженной с мембраной 14. Заданный уровень 13 обычно равен расчетному уровню воды 17 перед насыпью 4 или несколько ниже его.The culvert also contains two low-
Фильтрующий водосборник 12 содержит фильтрующее геотекстильное полотно 18, которое накрывает сверху водоприемник 11 малорасходных труб 10. Вблизи верхового откоса 19 насыпи 4 и до расчетного уровня 17 подушка 7 и обойма 8 перегорожены дополнительной диафрагмой 20, выполненной также из фильтрующего геотекстильного полотна. Водоприемник 11 выполнен в виде перфорированной трубы 21, расположенной поперек водотока 2, прикреплен к малорасходным трубами 10 и гидравлически сообщен с ними.The
Подушка 7 и фильтрующий водосборник 12 выполнены в русловом талике 22 (сезонное оттаивание-замерзание). Подушка 7 выполнена из гравия крупностью 5-50 мм, обойма 8 - из песчано-гравийного, щебенисто-галечникового или дресвяно-гравийного, не содержащего обломков размером более 50 мм грунта. При необходимости (устанавливается расчетом по известным математическим формулам) подушка 7 покрывается фильтрующим геотекстильным полотном 23, сопряженным с мембраной 14.
Выходной участок 9 включает колодец 24, в котором дно 25, водобойная стенка 26 и боковые стенки 27 выполняются из связанных между собой проволокой габионов 28, образующих цельную гибкую габионную конструкцию колодца 24 (фиг.5 и 6).The
В пределах колодца 24 малорасходные трубы 10 расположены на дне 25 колодца 24, по одной у каждой его боковой стенки 27, и скреплены с прилегающими к ним габионами 28 дна 25 водобойной стенки 26 и боковой стенки 27. При этом каждая малорасходная труба 10 теплоизолирована тем, что она коаксиально помещена в скрепленную с ней теплоизолирующую трубу 29 с образованием кольцевого зазора 30, заполненного теплоизоляционным материалом 31 и герметизированного (фиг.5), а концы этих теплоизолированных малорасходных труб 10 выведены за пределы колодца 24 (фиг.6).Within the well 24,
Габионы 28 водобойной стенки 26 с верховой стороны, по отношению к направлению потока воды, примыкают к жесткому поперечному элементу 32, который посредством элементов 33 враспор прикреплен к теплоизолированным малорасходным трубам 10.
Каждый габион 28 представляет собой заполненную каменным материалом 34 сетчатую металлическую корзину 35 прямоугольной формы. Габионы 28 дна 25 и боковых стенок 27 колодца 24 заключены в водонепроницаемую мембрану 36, которая, как и мембрана 14, выполнена в виде полимерной пленки 37, заключенной в геотекстиль 38. При этом расчетный диаметр водопроводящих отверстий в геотекстильном полотне может быть ограничен условием Dо расч г≤0,1 мм.Each
Мембрана 14 и 36 может быть выполнены на иной основе, например, вместо полимерной пленки она может содержать слой бентонитовой глины. Необходимость выполнения защитного слоя и его конструкция (слой на чертежах не изображен) между этими водонепроницаемыми мембранами и габионами 28 и/или основанием 1 устанавливается проектом.The
Изготовление габионов 18 и выполнение из них кладки осуществляют в соответствии со стандартами [7, 8].The manufacture of
На чертежах имеются и другие обозначения:In the drawings, there are other symbols:
39 и 40 - максимально высокое положение поверхности водонасыщения обоймы в случае работы малорасходной трубы соответственно в напорном или в безнапорном режиме39 and 40 - the highest position of the surface of the water saturation of the cage in the case of low flow pipe, respectively, in pressure or in non-pressure mode
41 - рисберма41 - apron
42 - дополнительный поперечный элемент42 - additional transverse element
43 - анкерный элемент43 - anchor element
44 - дополнительная перфорированная труба (водоприемника)44 - additional perforated pipe (water intake)
45 - крепление матрасно-тюфячными габионами45 - fastening with mattress and mattress gabions
46 - максимальный уровень воды в гофрированной трубе46 - maximum water level in the corrugated pipe
47 - локальные габионы высотой 0,5 м47 - local gabions 0.5 m high
48 - задняя стенка (колодца)48 - back wall (of the well)
49 - присыпка (колодца)49 - powder (well)
50 - продольные щели (перфорация труб)50 - longitudinal slots (perforation of pipes)
51 - заглушки с перфорацией51 - plugs with perforation
Сооружение работает следующим образом.The construction works as follows.
В теплый период года расчетный поверхностный сток при уровне воды 17 перед насыпью 4 беспрепятственно пропускается по гофрированной трубе 5 и частично по малорасходным трубам 10. Одновременно с этим через водопроницаемые стенки гофрированной трубы 5 и фильтрующую подушку 7 происходит насыщение водой обоймы 8. При этом мембрана 14 предотвращает проникновение напорной воды в мерзлые грунты основания 1 и насыпи 4, что в существенной мере замедляет процесс оттаивания этих грунтов в теплый период года. Мембрана 14 не препятствует восстановлению мерзлоты в холодный период года, а диафрагмы 16 и дополнительная 20 предотвращает вынос грунтов из подушки 7 и обоймы 8. Одновременно за счет кольматации грунта перед диафрагмами 16 и 20 естественным путем происходит превращение этих противосуффозионных диафрагм в противофильтрационные диафрагмы.In the warm season, the calculated surface runoff at a water level of 17 before
При работе в теплый период года малорасходных труб 10 в напорном режиме в обойме 8 устанавливается максимально высокое положение поверхности водонасыщения 39 - на фиг.3 эта поверхность показана пунктиром. Предпочтительным является постоянно безнапорный режим в малорасходных трубах 10, при котором они работают в дренирующем (водоприемном) режиме и при котором в обойме 8 устанавливается более низкое положение поверхности водонасыщения 40. Такой режим обеспечивается тем, что существенно ограничивается поступление сверху поверхностного стока в водоприемник 11 за счет кольматации грунта перед геотекстильным полотном 18, а в подушку 7 за счет кольматации грунта перед геотекстильным полотном дополнительной диафрагмы 20.When working in the warm season, low-
Кинетическая энергия вытекающего из гофрированной трубы 5 бурного потока эффективно, с созданием подпора, гасится на выходном участке 6 сооружения, причем большей частью в колодце 24 и меньшей частью на рисберме 41. В колодце 24 воздействие потока воды на водобойную стенку 26 посредством поперечно элемента 32 передается на малорасходные трубы 10, которые от смещения удерживаются насыпью 4 и водоприемником 11. Дополнительно, малорасходные трубы 10, распертые поперечным элементом 32 и дополнительным поперечным элементом 42 (фиг.4), воспринимают боковое давление грунта, передаваемое на них боковыми стенками 27, что повышает устойчивость этих стенок 27. При необходимости боковые стенки 27 могут быть снабжены анкерными элементами 43 (фиг.5).The kinetic energy of the turbulent stream flowing from the
Теплоизолированные малорасходные трубы 10 скреплены с прилегающими к ним габионами 28 дна 25, водобойной стенки 26 и боковых стенок 27 и работают с ними совместно. Это усиливает габионную конструкцию колодца 24 и повышает его надежность, следовательно, и сооружения в целом.Insulated
С наступлением холодного периода года перфорированные малорасходные трубы 10 обеспечивают пропуск грунтовой потенциально наледной воды в сосредоточенном виде и отводят такую воду из подушки 7 и обоймы 8, просочившуюся в них из гофрированной трубы 5 в теплый период года, за пределы сооружения. Это предотвращает образование в гофрированной трубе 5 наледи. Дополнительно, перфорированные малорасходные трубы 10 могут рассматриваться как «геокриологический» дренаж, предотвращающий образование криогенных (в том числе подъемного действия) нагрузок на гофрированную трубу 5.With the onset of the cold season, perforated low-
В холодный период года происходит постепенное прекращение стока грунтовых вод, а трубы 21 и 44 в фильтрующем водосборнике 12 промерзают, избыточная вода, в случае нахождения ее в этих трубах, выдавливается из них через перфорацию. Одновременно с этим вокруг гофрированной трубы 5 происходит промерзание грунтов подушки 7 и обоймы 8. Однако это не является опасным, так как вода из них отводится перфорированными малорасходными трубами 10, которые расположены на расстоянии от гофрированной трубы 5 и которые, если и промерзают, то только в конце холодного периода года, когда они гарантированно находятся в опорожненном состоянии.In the cold season, the groundwater flow gradually stops, and the
В описанном примере водопропускного сооружения диаметр гофрированной трубы 5 принят 4,0 м, размеры габионов 18 приняты 1×1×2 м. Такое сооружение может пропустить под насыпью расход до 70 м3/с.In the described example of a culvert, the diameter of the
Предложенная конструкция водопропускного сооружения под насыпью, в которой посредством малорасходных труб предотвращено образование наледи в высокорасходной трубе и ее морозное выпучивание (независимо от конструкции высокорасходной трубы) при одновременном вовлечении малорасходных труб в работу концевого участка сооружения. Дополнительно, посредством водонепроницаемых мембран обеспечено сохранение под сооружением многолетнемерзлых грунтов в естественном состоянии. Все это повышает надежность, расширяет область использования и упрощает эксплуатацию водопропускного сооружения при одновременной экономии средств, особенно при использовании гофрированных труб, получивших широкое применение.The proposed design of the culvert under the embankment, in which the formation of frost in the high-flow pipe and its frosty bulging (regardless of the design of the high-flow pipe) is prevented by low-flow pipes, while low-flow pipes are involved in the operation of the end section of the structure. Additionally, by means of waterproof membranes, the conservation of permafrost soils in the natural state under construction is ensured. All this increases reliability, expands the scope and simplifies the operation of the culvert while saving money, especially when using corrugated pipes that have been widely used.
Источники информацииInformation sources
1. Водопропускные трубы для железных и автомобильных дорог при расчетной температуре -40°С и ниже, глубоком сезонном промерзании и наледях. Типовые конструкции 3.501-65: Прямоугольные бетонные трубы. Вып.III. Минтрансстрой, Главпроект, с.58-59.1. Culverts for railways and roads at an estimated temperature of -40 ° C and below, deep seasonal freezing and ice. Typical designs 3.501-65: Rectangular concrete pipes. Issue III. Ministry of Transport, Glavproekt, p. 58-59.
2. Руководство по проектированию, строительству и эксплуатации искусственных сооружений автомобильных дорог на водотоках с наледями / Воронежский инж. строит, ин-т. - М.: Транспорт, 1989.2. Guidance on the design, construction and operation of artificial structures of roads on watercourses with ice / Voronezh Ing. builds, in. - M .: Transport, 1989.
3. Авторское свидетельство СССР №1548311, кл. E01F 5/00, опубл. 07.03.90.3. Copyright certificate of the USSR No. 1548311, cl.
4. Проектирование автомобильных дорог: Справочник инженера-дорожника. / Под ред. Г.А.Федотова. - М.: Транспорт, 1989. С.235.4. Road design: Handbook of a road engineer. / Ed. G.A. Fedotova. - M .: Transport, 1989. P.235.
5. Инструкция по проектированию и постройке металлических гофрированных водопропускных труб: ВСН 176-78. Минтрансстрой СССР. - М., 1979.5. Instructions for the design and construction of corrugated metal culverts: VSN 176-78. Ministry of Transport of the USSR. - M., 1979.
6. Методические рекомендации по применению металлических труб большого диаметра в условиях наледеобразования и многолетнемерзлых грунтов (для опытно-экспериментального строительства) /ФГУП «Союздорнии». - М., 2003. Приняты и введены в действие распоряжением Министерства транспорта Российской Федерации от 25.08.2003.6. Guidelines for the use of large-diameter metal pipes in the conditions of ice formation and permafrost soils (for experimental construction) / FSUE Soyuzdorzhniya. - M., 2003. Adopted and enforced by order of the Ministry of Transport of the Russian Federation of 08.25.2003.
7. ГОСТ Р 52132-2003 Изделия из сетки для габионных конструкций. Технические условия.7. GOST R 52132-2003 Mesh products for gabion structures. Technical conditions
8. ГОСТ Р 51285-99 Сетки проволочные крученые с шестиугольными ячейками для габионных конструкций. Технические условия.8. GOST R 51285-99 Twisted wire mesh with hexagonal cells for gabion structures. Technical conditions
ОбозначенияDesignations
1 - многолетнемерзлое основание (далее: основание)1 - permafrost base (hereinafter: base)
2 - периодически действующий водоток (далее: водоток)2 - periodically operating watercourse (hereinafter: watercourse)
3 - прогал3 - failed
4 - насыпь4 - embankment
5 - гофрированная труба5 - corrugated pipe
6 - входной оголовок6 - input tip
7 - подушка7 - pillow
8 - обойма8 - clip
9 - выходной участок9 - output section
10 - малорасходная труба10 - low flow pipe
11 - водоприемник11 - water intake
12 - фильтрующий водосборник12 - filtering catchment
13 - заданный уровень (мембраны, диафрагмы)13 - set level (membranes, diaphragms)
14 - водонепроницаемая мембрана (то же: мембрана)14 - waterproof membrane (same: membrane)
15 - низовой откос (насыпи)15 - downhill slope (embankment)
16 - диафрагма (вблизи низового откоса)16 - diaphragm (near the bottom slope)
17 - уровень воды (перед насыпью)17 - water level (before the embankment)
18 - геотекстильное полотно (фильтрующего водосборника)18 - geotextile fabric (filtering catchment)
19 - верховой откос19 - riding slope
20 - дополнительная диафрагма (вблизи верхового откоса)20 - additional diaphragm (near the uphill slope)
21 - перфорированная труба (водоприемника)21 - perforated pipe (water intake)
22 - русловой талик (сезонное оттаивание - замерзание)22 - channel talik (seasonal thawing - freezing)
23 - геотекстильное полотно23 - geotextile fabric
24 - колодец (выходного участка)24 - well (output section)
25 - дно (колодца)25 - bottom (well)
26 - водобойная стенка(колодца)26 - water wall (well)
27 - боковые стенки (колодца)27 - side walls (wells)
28 - габионы28 - gabions
29 - теплоизолирующая труба (фиг.4)29 - heat insulating pipe (figure 4)
30 - кольцевой зазор30 - annular clearance
31 - теплоизоляционный материал (фиг.5)31 - thermal insulation material (figure 5)
32 - поперечный элемент32 - transverse element
33 - элемент (крепления)33 - element (mounts)
34 - каменный материал (габиона)34 - stone material (gabion)
35 - корзина (габиона)35 - basket (gabion)
36 - водонепроницаемая мембрана (колодца)36 - waterproof membrane (well)
37 - полимерная пленка (мембраны)37 - polymer film (membranes)
38 - геотекстиль (мембраны)38 - geotextiles (membranes)
39 и 40 - максимально высокое положение поверхности водонасыщения обоймы в случае работы малорасходной трубы соответственно в напорном или в безнапорном режиме39 and 40 - the highest position of the surface of the water saturation of the cage in the case of low flow pipe, respectively, in pressure or in non-pressure mode
41 - рисберма41 - apron
42 - дополнительный поперечный элемент42 - additional transverse element
43 - анкерный элемент43 - anchor element
44 - дополнительная перфорированная труба (водоприемника)44 - additional perforated pipe (water intake)
45 - крепление матрасно-тюфячными габионами45 - fastening with mattress and mattress gabions
46 - максимальный уровень воды в гофрированной трубе46 - maximum water level in the corrugated pipe
47 - локальные габионы высотой 0,5 м47 - local gabions 0.5 m high
48 - задняя стенка (колодца)48 - back wall (of the well)
49 - присыпка (колодца)49 - powder (well)
50 - продольные щели (перфорация труб)50 - longitudinal slots (perforation of pipes)
51 - заглушки с перфорацией.51 - plugs with perforation.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008138737/03A RU2381327C1 (en) | 2008-09-29 | 2008-09-29 | Culvert under banked earth in conditions of permanently frozen grounds in periodic water course |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008138737/03A RU2381327C1 (en) | 2008-09-29 | 2008-09-29 | Culvert under banked earth in conditions of permanently frozen grounds in periodic water course |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2381327C1 true RU2381327C1 (en) | 2010-02-10 |
Family
ID=42123803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008138737/03A RU2381327C1 (en) | 2008-09-29 | 2008-09-29 | Culvert under banked earth in conditions of permanently frozen grounds in periodic water course |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2381327C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ302313B6 (en) * | 2010-06-30 | 2011-02-23 | Novotný@Petr | Culvert with deformation zone |
| RU172192U1 (en) * | 2017-03-20 | 2017-06-30 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" | GOFROLIST WITH PIPES |
| RU2757452C1 (en) * | 2020-08-13 | 2021-10-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) | Culvert with a cellular structure with a minimum surface |
| RU2803753C1 (en) * | 2022-06-28 | 2023-09-19 | Общество с ограниченной ответственностью "СибТрансСтрой" | Culvert under embankment |
-
2008
- 2008-09-29 RU RU2008138737/03A patent/RU2381327C1/en active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ302313B6 (en) * | 2010-06-30 | 2011-02-23 | Novotný@Petr | Culvert with deformation zone |
| RU172192U1 (en) * | 2017-03-20 | 2017-06-30 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" | GOFROLIST WITH PIPES |
| RU2757452C1 (en) * | 2020-08-13 | 2021-10-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) | Culvert with a cellular structure with a minimum surface |
| RU2803753C1 (en) * | 2022-06-28 | 2023-09-19 | Общество с ограниченной ответственностью "СибТрансСтрой" | Culvert under embankment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4666334A (en) | Erosion control system for bluffs located adjacent a body of water | |
| WO2021109537A1 (en) | Ultra-long tunnel sewage disposing and separation drainage structure suitable for cold regions | |
| RU2381327C1 (en) | Culvert under banked earth in conditions of permanently frozen grounds in periodic water course | |
| RU2618108C2 (en) | Drainage system on permafrost soils | |
| CN102877543B (en) | Heat-preservation blind trench facility applicable to multi-year permafrost region and construction method | |
| CN210481895U (en) | Frost heaving prevention structure for ballastless track high-speed railway submerged roadbed in seasonal frozen soil area | |
| JP2018204391A (en) | Gabion and slope reinforcing structure using the same | |
| CN208121687U (en) | Ecological riverway shore protection | |
| RU2370590C1 (en) | Culvert under embankment in permafrost soils at periodically operating waterway | |
| RU2416692C1 (en) | Water engineering system on permafrost soils | |
| CN103981838B (en) | A kind of bank protection construction method | |
| CN209873822U (en) | Cutting slope slobbering ice protective structure | |
| CN210507326U (en) | Cut and lead ecological escape canal of type | |
| RU187757U1 (en) | Culvert culvert | |
| RU2375519C1 (en) | Culvert in conditions of permanently frozen soils on periodic water course | |
| US1600163A (en) | Means for utilizing the water power of certain streams | |
| Bornschein et al. | Dam break during the flood in Saxony/Germany in August 2002 | |
| RU2418134C1 (en) | Water-engineering system at watercourse of seasonal action under conditions of permafrost soils, cooling unit and method to operate water-engineering system | |
| CN220521237U (en) | Channel slope protection structure | |
| CN218346246U (en) | Green ecological large-volume structure for treating torrential flood debris flow | |
| CN217026924U (en) | Anti-seepage and anti-frost-heaving structure for earth-rock dam in cold region | |
| RU2553738C1 (en) | Surface and ground water discharge device | |
| CN201125367Y (en) | Road saliva floe ice multi-exit port water drain ice blocking system | |
| CN217053239U (en) | Ecological slope protection structure | |
| CN216006460U (en) | Semi-filling and semi-excavating ecological roadbed structure |