Мой диплом (Восстановлен окон) (1201947), страница 16

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 16)

4.7.1 Общие положения

Процесс проектирования водоотвода распадается на несколько этапов. При проектировании земляного полотна во всех местах пересечения водотоков должны быть предусмотрены малые водопропускные сооружения. Поэтому первым этапом проектирования водоотвода является установление мест расположения водопропускных сооружений.

В месте пересечения водотока железной дорогой следует определить его гидрологические характеристики: расход и объем притекающей воды, глубину слоя воды и ее уровень. Установление этих характеристик выполняется на втором этапе проектирования водоотвода.

В зависимости от гидрологических характеристик необходимо определить параметры водопропускного сооружения на пересечении периодического водотока: тип и величину отверстия. Это третий этап, который предусматривает либо гидравлический расчет, либо подбор типовых водопропускных сооружений.

Четвертый этап состоит в проверке достаточности высоты насыпи с целью предотвращения перелива воды через насыпь и размыва ее, а также недопущения перелива воды в смежную выемку или в соседнее водопропускное сооружение.

1 Этап. Сток воды к пониженным местам рельефа происходит с определенной территории, которая называется бассейном или водосбором. Границами бассейна являются естественные водораздельные линии. Проанализировав карту, определяется положение главного водораздела (линия, которая соединяет на местности точки с наибольшими отметками). Далее следует провести линии поперечных водоразделов и русел логов (линия, соединяющая точки с наименьшими высотами; проводится пунктиром). Полученные таким образом контуры, ограниченные главным водоразделом, двумя поперечными водоразделами и трассой, представляют собой бассейны - территории, с которых вода собирается и притекает к трассе, а в точке пересечения русла лога и трассы необходимо устроить водопропускное сооружение для пропуска притекающей воды.

Для выбора лучшего варианта требуется определить две группы показателей:

- общерайонные, характеризующие район проектирования в целом (номера ливневого района и группы климатических районов).

- местные, характеризующие каждый бассейн в отдельности (площадь бассейна F и уклон главного лога i_л).

2 Этап. Основным показателем, характеризующим количество притекающей к сооружению воды, является расход Q - количество воды, притекающее к сооружению за единицу времени. Для количественной оценки частоты повторения расходов определенной величины введен показатель вероятности превышения - это вероятность того, что данный расход будет повторяться не чаще одного раза за n лет. В практике проектирования используют понятия расчетного и максимального расходов. Расчетным называется относительно часто повторяющийся расход, на пропуск которого рассчитывается отверстие сооружения. Максимальным называется расход больший по величине, чем расчетный. На пропуск этого расхода проверяется высота насыпи по условию обеспечения безопасности движения поездов. Для железных дорог III категории за расчетный принимается расход с вероятностью превышения один раз в 50 лет, за максимальный - расход с вероятностью превышения один раз в 100 лет.

Максимальный расход Q_max рассчитывается по упрощенной формуле СоюздорНИИ 1963 года и выполняется согласно брошюре «Расчет ливневого стока с малых водосборов» (изд. Транспорт М. 1965 г.), но с учетом изменений, вызванных новым ливневым районированием территории СССР, приведенным в Инструкции ВСН 63-67.

3 и 4 Этапы. На пересечениях железной дороги с периодическими водотоками размещают водопропускные сооружения: трубы и мосты, лотки, дюкеры, акведуки и фильтрующие насыпи. Наиболее распространенными являются трубы и малые железобетонные мосты.

4.7.2 Рассчёт максимального дождевого расхода.

Для определения ливневого района используется карта, составленная ЦНИИС для ВСН 63-67 и уточненная Союздорнии в 1968 году для применения при расчетах по упрощенной формуле 1963 г. Указанная карта приведена ниже на рисунке 4.9.

Согласно карте ливневых подрайонов север о. Сахалин относится к подрайону – 14а.

Для определения слоев водоотдачи h₃₀ необходимо пользоваться таблицей 13 [2], составленной МАДИ и Союздорнии по данным приложения I ВСН 63-67.

Рис 4.4.2.1 – Карта ливневых подрайонов составленная ЦНИИС

В связи с тем, что в приведенных в ВСН 63-67 слоях водоотдачи учтен слой потерь на смачивание растительности Z = 3 мм расчетные формулы Союздорнии должны применяться в следующем виде

, м³/сек (4.19)

, тыс. м³ (4.20)

где ψ - морфологический коэффициент, зависящий от уклона главного лога (табл. 9 [2]); h - слой стока (водоотдачи) при h = 30 мин и Z = 3 мм, определенный по табл. 13 [2] для рассматриваемого ливневого района, мм; Z'=(Z-3) - слой потерь на смачивание растительности; Z - слой потерь на смачивание леса, определяемый по данным ВСН 63-67; 3 мм - слой потерь на смачивание растительности, принятый при составлении таблиц водоотдачи; F - площадь водосбора, км²; К - коэффициент, учитывающий шероховатость лога и склонов, (табл. 12 [2]). Характеристики шероховатости назначают согласно табл. 1 и 2 ВСН 63-67; δ'_δо - коэффициент уменьшения расхода при наличии на водосборе озер и болот (табл. 7 [2]); g - коэффициент, учитывающий неравномерность выпадения осадков, принимаемый в зависимости от наибольшей длины или ширины водосбора (табл. 8 [2]).

Определение величин (h-Z')^m и Fⁿ производится с помощью таблиц 10 и 11 [2].

Категория почв по интенсивности впитывания принимается по данным ВСН 63-67 (табл. 3, 4, 5 [2]).

Для удобства расчетов по формуле Союздорнии составлена ведомость определения максимальных расходов (таб. 4.2).

Таблица 4.2.Ведомость определения максимального дождевого расхода

4.7.3 Основные положения по проектированию канав.

На железных дорогах водоотводные устройства проектируются в пределах перегонов и раздельных пунктов. В качестве водоотводных устройств применяются: канавы, резервы, лотки, быстротоки и перепады. В редких случаях применяют шахтные колодцы, дюкеры и сбросы. У насыпей проектируют продольные водоотводные канавы или резервы.

Продольные водоотводные канавы назначаются с нагорной стороны у насыпей при отсутствии резервов и поперечном уклоне 0,04 и более. При уклоне, который меньше указанного, и при переменной стороности поперечного уклона, а также при высоте насыпей менее 2 м и на болотах водоотводные канавы проектируют с обеих сторон насыпи.

Нагорные канавы у выемок устраиваются при поперечном уклоне местности, причем круче 0,04 - только с верховой стороны, а если уклон меньше, то с двух сторон.

Размеры канав по глубине и ширине дна определяются расчетом и должны быть не менее 0,6 м. На болотах эти размеры должны быть не менее 0,8 м. Заложение откосов канав принимается не круче 1:1,5 (рис. 4.10).

Рис. 4.4.3.1 - Поперечный разрез канавы

Продольный уклон канав должен быть не менее 0,003. На болотах, речных поймах и в других местностях малого естественного уклона местности продольный уклон водоотводных канав допускается уменьшать до 0,002, а в исключительных случаях - до 0,001.

Наибольший продольный уклон канав устанавливается расчетом в зависимости от вида грунта, типа укрепления откосов и дна канавы, допускаемой скорости течения по размыву при пропуске расчетного расхода воды. Если установленный расчетом максимальный уклон дна канавы по размыву грунта меньше естественного уклона местности, то необходимо проектировать на таком участке быстроток или перепад.

При проектировании канав решают следующие задачи:

1) намечается трасса канавы на местности и строится продольный профиль поверхности земли по трассе. Определяются виды водоотводных устройств по протяжению трассы: канава, быстроток или перепад и т. д.;

2) определяются расходы воды, поступающей на участки канавы;

3) гидравлическим расчетом определяются размеры поперечного сечения канавы и назначаются при необходимости укрепления по ее длине.

Трассу канавы рекомендуется проектировать по прямой линии. При сложном рельефе местности возможны изменения направления канавы. Повороты канавы должны быть плавными с закруглением радиуса не менее 10 м.

На оползневых склонах канавы могут проектироваться в виде сети. Примыкание одной канавы к другой должно быть под острым углом, не более 45°.

Продольный профиль канавы должен проектироваться таким образом, чтобы скорость течения воды нарастала постепенно, это исключит заиливание канавы.

Рекомендуется сохранять ширину канавы по дну постоянной по всей ее длине. Если возникает необходимость изменения ширины дна канавы от b₁ до b₂, то переход должен быть плавным и длина участка перехода l определяется из условия: (b₂-b₁)/l =1/5...1/20 , с учетом размываемости грунта.

Вода из канав сбрасывается к пониженным местам (ручьям, рекам, логам и т. д.). Чтобы не допустить размыва грунта и образования оврага, вода должна из канавы разливаться тонким слоем по поверхности склона. Рекомендуется дно канавы уширять под углом 30° за 5 м до выхода на поверхность земли.

Полная глубина канавы принимается на 0,2 м больше расчетной глубины живого сечения канавы с целью исключения перелива воды из нее при сильных ливнях.

4.7.4 Гидравлический расчёт канавы.

Расход воды, поступающий к канаве, определяется методом расчета стока с малых бассейнов, применяемых для расчета малых искусственных сооружений.

При гидравлическом расчете канав решаются следующие задачи:

1) нахождение оптимальной трассы и продольного профиля водоотводной канавы (этому соответствуют меньшая ее длина, не очень большие продольные уклоны, более благоприятные грунтовые условия);

2) определение размеров поперечного профиля канавы и продольных уклонов дна на расчетных участках;

3) определение скорости течения воды по канаве и выбор соответствующего укрепления ее дна и откосов (при необходимости).

Из гидравлики известно, что расход воды Q, пропускаемый канавой с определенными ее размерами, определяется по формуле

, (4.19)

Характеристики

Список файлов ВКР