Несмотря на большую трудоемкость устройства таких дренажных сооружений и высокую стоимость, их долговечность на участках вечной мерзлоты бывает невелика.
Закрытые дренажи с трубами из фильтрационного бетона (трубофильтрами) (рис. 10) представляют собой долговечную и надежную конструкцию, не требующую устройства крепления стенок траншей и позволяющую полностью механизировать работы благодаря применению специальных дренажеров- укладчиков.
Закрытые дренажи из экранных плит фильтрационного бетона (рис. 11) позволяют полностью механизировать работы по устройству дренажей, в том числе дренажей-преградителей, главной особенностью которых является наличие на сборных секциях водонепроницаемого экрана со стороны ограждаемого сооружения.
При устройстве таких противоналедных сооружений можно с успехом применять легкие баровые дренажные машины конструкции Е. В. Шушакова (рис. 12), с помощью которых не только отрывают траншеи глубиной до 5 м и шириной до 0,5 м в мерзлом грунте на косогорных участках, но и устанавливают в них дренажные секции.
Закрытые дренажи из сборных шпунтовых элементов (рис. 13) разработаны недавно и еще не нашли широкого применения, однако в определенных грунтовых условиях они могут дать большой экономический эффект за счет исключения земляных и полной механизации других работ но их устройству.
Учитывая, что устройство противоналедных дренажно-шпунтовых сооружений связано с необходимостью использования специальных механизмов — вибропогружателей, электростанций и кранов — рекомендуется применять сборные шпунтовые дренажи в основном при новом строительстве. Закрытые дренажи, основанные на новых принципах технической мелиорации грунтов, представляют собой индустриальные конструкции сборных дренажей, использующие, кроме гравитационного перемещения воды в грунтах, и другие способы их осушения: вакуумный, капиллярный, электроосмотический, криогенный и др.
Закрытый дренаж электроосмотической конструкции (рис. 14) основан на принципе перемещения воды от положительного электрода к отрицательному и рекомендуется для тонкодисперсных грунтов, в которых почти вся вода находится в физически связанной форме, не подчиняется гравитационным силам и не оттекает в дренажи, чем в основном и объясняется наблюдаемая малая эффективность обычных дренажных устройств. В случае применения электроосмотического дренажа положение резко меняется — особый импульсный электрический ток напряжением всего в несколько вольт, получаемый от аккумуляторной батареи или через понижающий трансформатор и преобразователь от осветительной или силовой сети, превращает физически связанную воду в гравитационную, которая начинает поступать в дренажные элементы и отводиться за пределы ограждаемого участка. Положительным электродом служит голый стальной провод, во избежание коррозии покрываемый графитовой смазкой, который укладывают и л глубине 0,5—0,8 м над осушаемым участком, а отрицательным — арматура сборных дренажных элементов, выполняемых в виде блоков, плит или длинномерных элементов. Закрытый дренаж криогенной конструкции (рис. 15) основан па принципе перемещения подземных вод к фронту промерзания и рекомендуется для участков с распространением тонко-дисперсных грунтов. Он состоит из блоков, выполненных из плотного морозостойкого бетона с фильтрующими вставками (из морозостойкого бетона или пластобетона), в нижней части которых имеется водоотводный канал в виде железобетонного лотка со щелями в стенках.
Кроме того, разработана конструкция двухъярусного криогенного дренажа, верхняя часть которого работает как криогенная (в зимнее время), а нижняя часть — попеременно (как криогенная — зимой и как обычная гравитационная — летом).
Основной принцип работы таких дренажей заключается в том, что с наступлением устойчивого понижения температуры воздуха в зимнее время начинается ускоренное промерзание грунта, сопровождаемое явлением миграции воды, содержащейся в нем, к фронту промерзания.
К каптажно-осушительным противоналедным устройствам относятся каптажные противоналедные устройства, пластово-откосные каптажные устройства засыпного типа или сборного типа из плит фильтрационного бетона.
Каптажные противоналедные устройства (рис. 16) представляют собой весьма эффективное средство протнвоналедной борьбы. Общим признаком разнообразных конструкций этих устройств является наличие на пути подземных вод, питающих наледи, каптажной стенки из камня, каменной выкладки на мху или засыпки из крупного галечника с валунником. Хорошо зарекомендовала себя У-образная (в плане) каптажная стенка, устраиваемая в широких траншеях, отрываемых в грунтах, со слоями вертикального или наклонного фильтра со стороны потока подземных вод и водонепроницаемого экрана со стороны сооружения.
Каптированные грунтовые воды подрусловых аллювиальных отложений легко транспортируются за пределы ограждаемого участка железной дороги по водоотводному коллектору, укладываемому под земляным полотном или пропускаемому в отверстии самой водопропускной трубы, если уклон местности позволяет это сделать (рис. 17). Пластово-откосные каптажные устройства из сборных плит представляют собой слой фильтра из песчано-гравийной смеси, насыпаемой на спланированную поверхность откоса выемки земляного полотна с многочисленными рассеянными выходами горизонтов подземных вод, на который укладывают сборные плиты из фильтрационного бетона. В нижней части откоса устраивают дренажную траншею, в которую укладывают длинномерные дренажные элементы, принимающие подземные воды и отводящие их за пределы ограждаемого участка.
Регуляционные противоналедные мероприятия К таким регуляционным противоналедным мероприятиям относятся: углубление и спрямление русел рек, устройство каменно-земляных дамб для создания подпора с целью ликвидации перекатов и мелководий концентрация водных потоков сужением русел, устройством водоотводных каналов и лотков, устройством искусственных подрусловых каналов для концентрированного пропуска подземных вод аллювиальных отложений. Все эти мероприятия, за исключением последнего, просты, однако противоналедный эффект от них может быть достаточно высок. Поэтому при строительстве и эксплуатации дорог на Севере их следует повсеместно применять для ликвидации или значительного уменьшения русловых наледей. Что касается устройства подрусловых каналов для концентрированного пропуска подземных (грунтовых) вод в аллювиальных отложениях, рассмотренного выше, то применение их следует расширять благодаря весьма высокой эффективности и малой стоимости» Мероприятия и устройства, вызывающие таяние льда и подогрев наледных вод Такие иротивоналедные мероприятия могут быть как сезонного, так и постоянного типа. К мероприятиям сезонного типа относятся засоление наледного льда, таяние льда электронагревательными элементами и греющими кабелями от передвижных электростанций, паровыми иглами от передвижных локомобилей, сжиганием жидкого и твердого топлива в открытых металлических емкостях, специальными льдотающими агрегатами. Засоление наледного льда, основанное на понижении точки замерзания воды в зависимости от количества .растворенных в ней солей, довольно широко применяют .на многих автомобильных дорогах для борьбы с гололедными образованиями. Кроме хлористых солей натрия и кальция, исходя из опыта ГДР можно рекомендовать хлористый магний, понижающий точку замерзания водного раствора почти до — 40° Таяние льда электронагревательными элементами и греющими кабелями от передвижных электростанций оказывается экономически выгодным по сравнению с ручным скалыванием и удалением наледного льда, несмотря на относительно высокую стоимость электроэнергии. Для обслуживания одного, а иногда и нескольких перегонов с наледными участками достаточно одной передвижной электростанции, установленной на вездеходе или автомобиле высокой проходимости, обслуживаемой водителем- мотористом, который периодически (4—5 раз в сутки) совершает челночные рейсы. У наледного объекта водитель-моторист подключает ранее уложенные нагревательные элементы или греющие кабели к распределительному щиту передвижной электростанции, вызывая таяние наледного льда или подогрев наледных вод.
На наледный участок можно также доставлять небольшие переносные электростанции, работа которых в течение нескольких суток может полностью ликвидировать наледную опасность, так как подогретые наледные воды вызывают протаивание наледного льда с образованием внутри него довольно значительных каналов и полостей, по которым наледные воды могут циркулировать, не замерзая, довольно продолжительное время.
Таяние льда сжиганием жидкого или твердого топлива, несмотря на его кажущуюся малую эффективность, применяют на многих отечественных и зарубежных дорогах главным образом благодаря его простоте, дешевизне и довольно ощутимым результатам при правильном использовании для борьбы с русловыми, грунтовыми и смешанными наледями.
Наиболее простым вариантом этого способа является сжигание дров в порожних металлических бочках от топлива со срезанными верхними днищами, тепло от которых передается льду, образуя его интенсивное таяние и ускоряя подогрев наледных вод.
Иногда вместо дров в качестве топлива используют соляровое масло, сжигаемое через форсунки или капельницы, питаемые от бачков, устанавливаемых на некоторой высоте над бочками, которые сначала быстро погружаются в оттаиваемый наледный лед, а затем стабилизируются в нем.
Таяние льда с применением агрегатов (рис. 18) является эффективным противоналедным средством. Такие агрегаты представляют собой устройства, аналогичные применяемым на строительстве гражданских зданий для сушки стен («огнеметам»). Они работают на соляровом топливе, но имеют систему жаровых труб, по которым горячие газы отводятся от топки, вызывая таяние наледного льда и подогрев наледных вод.
Этот способ борьбы с наледями по сравнению с таянием льда сжиганием дров в металлических бочках более эффективен и экономичен, поэтому может рекомендоваться к широкому использованию на эксплуатируемых дорогах.
К постоянным устройствам для таяния льда и подогрева наледных вод относятся обогрев проезжей части дорог, днищ водотоков, лотков труб, мостовых русел электрическими нагревательными элементами, встроенными в конструкции дорожных сооружений, а также за счет геотермальной энергии, с помощью горячей воды, пара или горячего воздуха, подогрев русловых вод поплавками и рамочными электронагревательными элементами.
Страницы: 1, 2, 3
