Интересные изобретения
земляного сооружения при эксплуатации . В результате водопропускное сооружение и дорожное полотно на участке стока выходит из строя раньше нормативного срока службы водопропускного сооружения .
Известное водопропускное сооружение на вечномерзлых грунтах обеспечивает стабильный режим его работы в первые два-три года эксплуатации , что является его достоинством .
Однако срок службы водопропускного сооружения в стабильном режиме значительно меньше нормативного срока службы водопропускного сооружения ( 10 лет ). Это обусловлено изменением равномерности гидравлического режима водотока по длине общей фильтрующей секции с увеличением гидравлического напора воды в зонах стыковки соседних секций водопропускного сооружения , приводящих к их расстыковке в самом водопропускном сооружении , к нарушению целостности водопропускного сооружения в процессе его эксплуатации и к потере надежности и устойчивости земляного полотна линейного сооружения .
Наиболее близким к заявляемому решению по технической сущности является водопропускное сооружение на вечномерзлых грунтах , принцип работы которого заключается в свободном пропуске и отводе поверхностных и грунтовых вод от тела земляного полотна [ Патент 2186170 РФ . Фильтрующая насыпь на слабых грунтах . А . А . Пиотрович , С . М . Жданова ; ДВГУПС , – Хабаровск . 2002 г .].
Водопропускное сооружение на вечномерзлых грунтах представляет собой дренажную секцию из контейнеров с сортированным скальным грунтом , уложенных рядами по высоте перпендикулярно оси дорожного полотна линейного сооружения , на предварительно спланированное основание с понижением его продольного уклона в сторону выпуска . Секция выполнена в русле водотока в основании дорожного полотна и выполняет дренажную и охлаждающую функции за счет наличия пустот между фракциями скального грунта .
Контейнеры уложены по высоте рядами . При этом уложенные по периметру секции контейнеры связаны между собой . В поперечном сечении связанные контейнеры образуют арку , которая армирует дренажную секцию , сохраняя целостность водопропускного сооружения в процессе длительной эксплуатации .
Для обеспечения проектной формы водопропускного сооружения дренажная секция по внешнему периметру обернута синтетическим нетканым материалом .
Дренажная секция выполнена перпендикулярно дорожному полотну линейного сооружения на предварительно спланированном естественном основании с продольным уклоном в сторону канавы выпуска . В результате входное отверстие дренажной секции расположено выше , чем ее выходное отверстие на выпуске .
Устройство работает следующим образом .
В летний период поток поверхностных и грунтовых вод выпускается через пустоты скального грунта контейнеров дренажной секции с нагорной территории , прилегающей к дорожному полотну , в подгорную территорию .
В течение 7 – 8 лет водопропускное сооружение работает в стабильном режиме .
При этом грунты основания в результате конвективного теплообмена скального грунта дренажной секции с воздухом и грунтами основания находятся в мерзлом состоянии , живое сечение потока воды и гидравлический режим водотока по длине общей секции водопропускного сооружения остается постоянным , и , как следствие , обеспечивается стабильный выпуск поверхностной и грунтовой вод по водопропускному сооружению и по канаве выпуска . Вода по канаве выпуска благодаря ее продольному уклону дна стекает в пониженную часть рельефа .
Однако с течением времени дно канавы выпуска заиливаются и под канавой выпуска образуется горб из мерзлого грунта , что нарушает единый температурный режим в основании дорожного полотна и канаве выпуска .
Наличие горба из мерзлого грунта приводит к сужению периметра канавы выпуска с подгорной низовой стороны и нарушению гидравлического режима водотока . Между дорожным полотном линейного сооружения и канавой выпуска происходит скопление воды и образование застойного участка . Застой воды способствует протаиванию мерзлоты в грунтах под водопропускным сооружением и неравномерной осадке тела дорожного полотна .
Неравномерная осадка грунтов основания дорожного полотна под водопропускным сооружением приводит к сужению периметра живого сечения потока поверхностных и грунтовых вод и нарушению равномерности гидравлического режима водотока в водопропускном сооружении , что приводит к выходу из строя водопропускного сооружения раньше нормативного срока его службы . В течение нормативного срока его службы для стабильного режима выпуска поверхностной и грунтовой вод требуется ремонт водопропускного сооружения .
В течение срока службу дорожного полотна линейного сооружения ремонты водопропускного сооружения осуществляется многократно .
Достоинством известного водопропускного сооружения является увеличение его срока службы в стабильном режиме до 7 – 8 лет за счет обеспечения конвективного теплообмена скального грунта дренажной секции с воздухом и грунтами основания , обеспечивающего сохранение грунтов основания в мерзлом состоянии .
Однако срок службы водопропускного сооружения в стабильном режиме меньше нормативного срока службы водопропускного сооружения ( 10 лет ), что является недостатком известного
38 Территория геотехники № 1 / 2016