Классификация и способы ремонта водопропускных труб

По большей своей части все водопропускные трубы используются при строительстве автомобильных дорог. В этом сооружении труба играет роль тоннеля для воды.

Водопропускная труба

В некоторых случаях такие материалы имеют настолько большие габариты, что становятся не только тоннелем для воды, но и подземным пешеходным переходом.

Некоторая классификация

Все водопропускные трубы можно разделить на несколько категорий по разным параметрам. Такими параметрами можно назвать следующие характеристики:

• Материал, из которого труба изготовлена;
• По внешней форме;
• Количество очков сечения;
• По принципу работы поперечных сечений.

Итак, изделия могут быть произведены из следующих материалов:

• Полимер;
• Железобетон;
• Металл;
• Чистый бетон.

По форме различают такие типы:

• С круглым сечением;
• С прямоугольным сечением;
• Овоидального сечения.

Водопропускная труба прямоугольного сечения

По количеству очков различают одноочковые, двухочковые и многоочковые.

Последний параметр, работа поперечного сечения, актуален только тогда, когда проводится гидравлический расчет труб. Различают следующие типы:

• Безнапорные;
• Полунапорные;
• Напорные.

Напорными называются те элементы, которые работают всем своим сечением, то есть обеспечивают максимальную пропускную способность. Полунапорными называют те изделия, которые работают всем сечением только у оголовка, а вся остальная часть работает неполным сечением. Соответственно, безнапорными можно назвать те трубы, которые постоянно работают неполным сечением.

Кроме всего прочего обладают данные изделия и иными характеристиками, которые так же нужны для того, чтобы выполнить расчет водопропускных труб. В первую очередь речь идет о размерах.

Итак, изделия с круглым сечением, которые предназначены для укладки на автомобильных дорогах, могут иметь следующие диаметры:

• 1 метр, при этом длина не превышает 30 метров;
• 0,75 метра, при этом длина не превышает 15 м;
• 0,5 метра, при этом длина делается из расчета ширины дорожного полотна.

Надо сказать, что это далеко не все данные. Вообще у каждого из материалов есть свои особенности, поэтому целесообразно будет рассмотреть классификацию данных изделий по материалу изготовления более детально.

Железобетон

Сегодня бетон и железобетон являются самыми малостоящими материалами, которые могут быть предназначены для производства водопропускных труб. При этом изделия из железобетона отличаются прочностью и отличной герметичностью. Понятно, что железобетонные изделия гораздо крепче и прочнее тех изделий, которые сделаны из чистого бетона.

Железобетонная водопропускная труба

Одним из самых важных критериев данных труб является возможность быстро развернуть их производство прямо у дороги, то есть на месте монтажа. Если же производство на месте не налажено, то к месту монтажа подобные материалы доставляются грузоподъемной техникой из специализированных складов.

Нужно сказать пару слов и про самостоятельные работы по производству подобных тоннелей для отвода влаги. Производство предполагает заливку бетона в специальную опалубку, которая предварительно армируется. Понятно, что данная процедура сильно замедляет процесс строительства. По этой причине, как правило, материалы поступают на места уже в готовом к применению виде.

Водопропускная труба под дорогой может выполнять роль не только водоотвода, но и роль пешеходного перехода, как уже было сказано ранее. Такое предназначение обуславливает размеры – от 0,5 метра до 4 метров в диаметре. При этом и самая маленькая, и самая большая железобетонная труба способна выдерживать нагрузку при землетрясениях до 9 баллов по шкале Рихтера.

Изделия производятся в виде отдельных звеньев. Каждое звено имеет максимальную длину в 4 метра, а минимальную – 1 м.

Выпуск осуществляется по ГОСТу 24547-81.

Полимеры

Сегодня изделия из пластика под дорожным полотном можно встретить довольно часто. Это связано с тем, что пластиковые изделия все больше и больше завоевывают данный сегмент рынка. В свою очередь, это стало возможным благодаря тому, что промышленность на сегодняшний день выпускает полимерные элементы, которые способны выдерживать просто огромные нагрузки. При этом вес самого изделия в разы меньше, чем вес его аналога, сделанного из бетона.

Полимерная водопропускная труба

При всей своей прочности, полимерные трубы не способны выдерживать больших масс грунта вместе с автомобилями. По этой причине, монтаж данных элементов осуществляется с одновременным устройством железобетонной арки вокруг них. Таким образом, данная бетонная арка будет служить своеобразным фундаментом.

Вторым способом разгрузки полимерных изделий является устройство габионов – специальных коробов, которые заполнены большими камнями.

На выходе получается очень прочный внешний корпус, который способен выдерживать просто колоссальные нагрузки, и полностью неподдающаяся коррозии сердцевина. Это купе материалов способно служить по предназначению не один десяток лет.

Металл

Металлические гофрированные водопропускные трубы, как показывает расчет прочности, являются самыми выносливыми к нагрузкам. Связано это с тем, что само по себе железо справляется с внешними нагрузками гораздо лучше бетона и тем более пластика.

Существенным недостатком, который становится камнем преткновения перед повсеместным распространением труб из этого материала, является то, что железо в большой степени подвержено коррозии, то есть боится влаги.

Металлическая водопропускная труба

Этот факт заставляет использовать элементы из металла только в качестве временных сооружений. Самым распространенным случаем их использования можно назвать необходимость временного «прокола» дорожного полотка, с целью отвода воды с одной его стороны на другую. Часто такая необходимость возникает тогда, когда основные водоотводные конструкции ремонтируются или просто засорились.

Металлические гофрированные водопропускные трубы часто используются с целью своеобразного кожуха для внутренней части основного водоотвода.

Используется гофрированная водопропускная труба и для армирования стенок буровых скважин.

Есть и те случаи, когда изделия из металла используют в качестве самостоятельной и постоянной конструкции. В таком случае эта конструкция собирается из отдельных гофрированных частей.

Процесс сбора, как правило, осуществляется на месте монтажа. Сборка производится из гофрированных листов. И если вдаваться в подробности определений, то данная конструкция трубой являться не будет. И вот почему: гофрированная водопропускная труба используется тогда, когда необходимо сделать конструкцию не идеальной формы. Это значит, что данная «труба» может иметь самую разнообразную по своей сложности форму.

При правильной защите листов металла, сборная конструкция данного типа способна прослужить порядка 50 лет, при этом общие затраты по сравнению с железобетонными изделиями на 20-30 процентов ниже.

Технология строительства

На заводах по производству подобных изделий существуют некоторые правила строительства:

• Необходимо проверить все элементы изделия на отклонения от госта, то есть длина звеньев может иметь отклонение от 0 до 1 см, толщина стенок – от 0,5 до 1 см, другие показатели — также до 1 см;
• Требуется удалить все наплывы, а также набрызги бетона на месте стыковки двух элементов, чтобы обеспечить максимально плотное прилегание двух звеньев;
• Осуществить подбор всех отдельных элементов по маркам;
• Переместить все отобранные элементы в одно место.

Установка водопроводной трубы

Вот таким образом осуществляется окончательная доработка и сортировка всех элементов (если их несколько). И в таком же виде они потом доставляются на место монтажа. Однако перед ним проводится подготовительная часть.

Подготовка к монтажу

Сперва выбирается площадка под строительство. Она полностью убирается от посторонних предметов, то есть всякой растительности и других. Дальше все элементы трубы раскладываются в определенные места в необходимой последовательности.

После этого делается разметка, то есть разбивается ось изделия и контур котлована.

Надо сказать, что непосредственно перед началом подготовительного этапа проводятся все возможные расчеты, в том числе и гидравлический.

Непосредственные работы

Итак, не стоит вдаваться в подробности того, как труба примеряется к местности, то есть ставятся отметки уровня среза грунта, исследование дна котлована и так далее. Этим занимаются специально обученные люди.

Что касается непосредственных работ, то тут все гораздо проще. Рытье котлована, который, как правило, имеет весьма внушительные размеры, осуществляется при помощи специальной техники. Но в такой работе присутствует и ручной труд – все стенки котлована выравниваются лопатами.

Дальше, если дно вырытого котлована очень мягкое и зыбкое, то оно полностью выкладывается булыжником. При этом камни трамбуются специальными инструментами.

Монтаж водопроводной трубы

Котлован роется, как правило, без всяких ограждений. Из этого правила есть исключение. Оно касается тех случаев, когда в месте разработки постоянно находится вода. В таком случае рытье осуществляется с применением защитных крепежей.

Часто приходится укреплять стенки котлована, предупреждая тем самым их обрушения. Это делается в тех случаях, когда рядом со строительной площадкой находятся постоянно эксплуатируемые здания и сооружения.

Котлован роется по размерам и форме самой трубы. При проектировании и разработке котлована по возможности учитывается доступность трубы в случае, если ей понадобится ремонт. Такие параметры, как крутизна откосов, напрямую зависят от характеристик грунта.

В том случае, когда будет проводиться гидроизоляция, дополнительная защита или иные работы, предполагающие наличие людей, расстояние между стенками фундамента и стенками котлована должно быть не меньше 70 см. Если же нахождение людей не требуется, то эта величина может быть снижена до 10 см. А в том случае, когда бетонирование проводится без устройства фундамента, котлован роется точно по размеру трубы.

Устройство фундамента

Когда фундамент сооружается из сборных железобетонных плит, то первыми укладываются блоки оголовков. Укладка осуществляется вплоть до уровня подошвы. Дальше заполняются пазухи до того же уровня.

Чтобы сделать монолитный фундамент, необходимо:

• Установить опалубку, которую предварительно следует изготовить или же приобрести уже готовую;
• Доставить бетонную смесь или замесить ее;
• Залить смесь;
• Выждать некоторое время, удалить опалубку, залить образовавшиеся пазухи.

Укладка водопроводной трубы

Укладка

Перед непосредственным монтажом все блоки оголовков, звенья и блоки фундамента очищаются от грязи или ото льда и снега.

Все звенья и блоки, которые имеют плоские грани, устанавливаются на цементный раствор. Цилиндрические части монтируются на деревянные подкладки. В дальнейшем под эти звенья доливается бетон.

Раствор заливается с одной стороны, при этом смотрится его появление с другой. Так достигается полное выравнивание и плотное заполнение всех швов. При бетонировании отдельных звеньев применяется раствор с подвижностью по эталонному конусу в 12 см.

После бетонирования осуществляется гидроизоляция. Ее проводят при помощи мастики.

Ремонт железобетонных труб

Сегодня существует сразу несколько различных способов ремонта водопроводных труб безкотлованным методом, то есть без их откапывания. Исключением является тот случай, когда неправильно был произведен гидравлический расчет, и трубу, например, требуется просто заменить.

Итак, ремонт первым способом основан на санации изделий. Технология заключается в том, что внутри ремонтируемой конструкции протаскивается рукав, изготовленный из полимерного материала. После этого в рукав закачивается воздух, создавая тем самым избыточное давление.

Ремонт водопропускной трубы

Этот рукав под действием давления воздуха полностью повторяет все изгибы трубы изнутри. Дальше его облучают ультрафиолетовым светом, в результате чего он становится твердым. При этом толщина стенки такого ремонтного состава составляет около 8 мм. Такой ремонт хорош не только тем, что полностью восстанавливает работоспособность конструкции, но и тем, что придает ей дополнительный запас прочности – примерно в 1,5-2 раза.

Весь ремонт занимает всего несколько часов.

Вторая технология, которая получила название SPR, пригодна для труб с большим диаметром. Так же ремонт по этой методике может быть осуществим не только на круглых, но и другой формы сечения трубах.

Суть технологии заключается в том, что внутри навивается специальный профиль, который изготовлен из поливинилхлорида. Этот пластик дополнительно армируется специальными вставками.

После того, как внутренний корпус конструкции изготовлен (из ПВХ), между ним и первоначальной трубой заливается высокотиксотропный песчано-цементный раствор.

Такой ремонт повышает несущую способность в 2,5 и даже в 3 раза.

Ремонт по третьей технологии (метод релайнинга) заключается в том, чтобы внутри старой трубы проложить новую, сделанную из стеклопластика. Внутри звенья новой конструкции стыкуются между собой. Пространство между двумя стенками заполняется, как и в прошлом случае, таким же цементно-песчаным раствором.

Кроме всего прочего существует еще и ремонт, который называется микро тоннельным. Однако он не получил широкого распространения, так как комплект оборудования, который предназначен только для конструкций круглого сечения и только под один диаметр, стоит очень дорого.

В заключении хотелось бы отметить, что ремонт может быть осуществлен и по другим технологиям. Выше представлены лишь самые распространенные, которые были запатентованы ведущими мировыми специалистами в этой области.

О новой технологии устройства водопропускных труб