Файл: Курсовой проект Проектирование и расчет земляного полотна Иркутск, 2009 Введение.rtf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.01.2024
Просмотров: 184
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
I0- средний уклон кривой депрессии ;
ho- расстояние от верха дренажной трубы до дна траншеи, ho= 0,4 м;
b-расстояние от верха балластной призмы до верха дренажной траншеи, м;
в=h6+0,6;
h6-суммарная толщина балласта, м; h6=hщ+0,15=0,40+0,15=0,55;
hщ - толщина однослойной балластной призмы.
Отметка дна дренажа равна 193,6-0,6-2,21=190,79 м. Т. к. это выше водоупорного слоя (189,6 м) то глубину дренажа принимаем равной h = 2,21 м
Не совершенный дренаж
2.4.6 Расчёт расхода воды в дренаж
При не совершенном дренаже возможны 4 зоны втекания: с полевой стороны из зон А и Б, с полевой стороны дна из зоны В, с междренажной стороны дна Г и с междренажного пространства зон Д и Е.
Расход воды из междренажного пространства зон А и Б определяют из выражения:
(73)
где
- коэффициент фильтрации осушаемого грунта; (0,5 м/с);
- бытовая толщина бытового потока.
Н=ГВВ-ОДД, (74)
где ГВВ- отметка горизонта высоких вод, ОДД- отметка дна дренажа;
h0- расстояние от дна дренажа до верха трубы, h0 =0,4м.
H=192,6-190,79=1,81м,
Ширину траншеи 2d назначают в зависимости от глубины
h:
d=0,4
Расход воды из зоны В с полевой стороны дна дренажа определяется;
(75)
где I0- средний уклон кривой в депрессии;
Kj-коэффициент фильтрации (м/сутки)- , для супеси тяжелой;
Kj =0,5 м/сутки, H-бытовая толщина грунтового потока, м,
Расход воды для дренажа рассчитывают по формуле Чугаева:
(76)
где значение определяют по графику в зависимости от параметра;
, (77)
Т=ОДД-ОВ=190,79-189,6=1,19 м (78)
где
- толщина подстилающего водоносного пласта;
- длина проекции кривой депрессии на горизонталь, определяемая по формуле:
м;
; 
;
Так как
, Т<Тр то сначала надо определить некоторое промежуточное значение 
, приняв 
и определив 
по формуле
(79)
qч1 = 0,22
Считаем коэффициент qч
м3/с.
Расход воды из зоны Г определяют из выражения;
. м3/с. (80)
м3/с.
Расход воды из междренажного пространства зон Д и Е определяют из выражения:
. (81) 
м3/с.
Полный суммарный расход воды в дренаж:
(82)
2.4.7 Подбор дренажа
При расчете пропускной способности дренажной трубы-дрены определяют расход на протяжении всей длины рассматриваемого дренажа, а в случае дренажной сети учитывают приток воды из других подземных водоотводов. Тогда суммарный расчетный расход воды в дренаже
(83)
где QT - транзитный расход воды, притекающий из сопряженных дренажей, м3/ час; QT=0
qП - полный расход воды в дренаж на единицу длины, м3
/ час;
l- длина дренажа как водосбора, м l=250 м;
тТ - коэффициент, учитывающий возможность постепенного загрязнения
трубы, тТ=1.5.
Конструкция трубчатого дренажа для отвода воды от основной площадки земляного полотна выполняется из полимерных материалов и состоит из дренажного трубопровода, наблюдательных скважин, дренажного фильтра и конструкции выпуска дренажа. Трубы работают в безнапорном режиме. Диаметр дренажного трубопровода определяется в зависимости от расчетного расхода воды в дренаже и его уклона. Минимальный внешний диаметр труб принимается 160мм. Для отвода воды от основной площадки коротких участков (250-300м) на нулевых местах и в неглубоких выемках допускается внешний диаметр труб уменьшать до 110мм. Длина труб принимается 10м при доставке железнодорожным транспортом и 5-6м при доставке автомобильным транспортом. Дренажные водоприемные отверстия выполняются в верхней половине контура труб. По форме отверстия выполняются круглыми или щелевидными. Диаметр отверстия или ширина щели и их количество, а также шаг в продольном направлении должны соответствовать расчетным значениям. При этом их суммарная площадь должна быть не менее 0,5 % поверхности трубы. Обычно диаметр отверстия или ширина щели принимается 5-10мм, длина щели 30-50мм.
Для наблюдения за работой дренажа , а также возможности по прочистке в трубопроводе через 50-60м устраивают наблюдательные скважины. Скважины располагаются также во всех местах изменения профиля и плана трассы дренажа. Скважины выполняются из таких же полимерных труб, что и трубопровод, но без дренажных отверстий. Фасонные детали к дренажным трубам состоят из соединительных муфт, тройников к наблюдательным скважинам и отводов, применяемых при повороте трассы дренажа. Муфты предназначены для соединения элементов труб в трубопровод. Вместо муфтового соединения элементов труб могут применяться трубы с раструбом или же полимерные трубы соединяются в полевых условиях в единый трубопровод с помощью сварки. Наблюдательная скважина соединяется с трубопроводом тройником. Труба наблюдательной скважины должна иметь по всему сечению свободное отверстие входа в дренажную трубу. Длина наблюдательной скважины принимается такой, чтобы верх её из условия сохранности располагался на 0,2-0,25м ниже дневной поверхности грунта над дренажной. Наблюдательная скважина сверху закрывается крышкой. На рис. показан пример конструкций фасонных деталей.
Труба и фасонные детали к ним изготавливаются из термопластов: полиэтилена низкого и высокого давления (ПНД и ПВД), непластифицированного поливинилхлорида (НПВХ) и полипропилена (ПЛ).
Диаметр дренажного трубопровода определяется в зависимости от расчетного расхода воды в конце участка дренажа:
(84)
где Qnp - предельный расход воды, пропускаемый трубой данного диаметра при заданном уклоне;
QP- расчетный расход притока воды к дренажу в низовом его сечении. Qр = Qд.
(85)
где wТ- площадь трубы;
V - скорость движения воды .
Труба из ПНД, d=150мм, толщина стенки 3,9 мм., внутренний диаметр
мм, уклон трубы 0,005,
м
м/с
2.4.8 Проектирование дренажного фильтра и отверстий трубопровода
Вокруг дренажного трубопровода устраивается фильтр. Конструкция фильтра проектируется из условий недопущения вываливания и выноса мелких частиц по границам фильтра с грунтом и дренажной трубой, приводящих к засорению дренажа. В качестве материала фильтра используют щебень, гравий, а также крупно или среднезернистый песок. Допускается в качестве фильтра применять продукты очистки старого щебеночного балласта. При применении щебня или гравия в качестве дренирующего заполнителя вокруг трубы их устраивают в обойме из геотекстиля.
ho- расстояние от верха дренажной трубы до дна траншеи, ho= 0,4 м;
b-расстояние от верха балластной призмы до верха дренажной траншеи, м;
в=h6+0,6;
h6-суммарная толщина балласта, м; h6=hщ+0,15=0,40+0,15=0,55;
hщ - толщина однослойной балластной призмы.
Отметка дна дренажа равна 193,6-0,6-2,21=190,79 м. Т. к. это выше водоупорного слоя (189,6 м) то глубину дренажа принимаем равной h = 2,21 м
Не совершенный дренаж
2.4.6 Расчёт расхода воды в дренаж
При не совершенном дренаже возможны 4 зоны втекания: с полевой стороны из зон А и Б, с полевой стороны дна из зоны В, с междренажной стороны дна Г и с междренажного пространства зон Д и Е.
Расход воды из междренажного пространства зон А и Б определяют из выражения:
(73)где
- коэффициент фильтрации осушаемого грунта; (0,5 м/с); - бытовая толщина бытового потока.Н=ГВВ-ОДД, (74)
где ГВВ- отметка горизонта высоких вод, ОДД- отметка дна дренажа;
h0- расстояние от дна дренажа до верха трубы, h0 =0,4м.
H=192,6-190,79=1,81м,
Ширину траншеи 2d назначают в зависимости от глубины
h:
d=0,4
Расход воды из зоны В с полевой стороны дна дренажа определяется;
(75) где I0- средний уклон кривой в депрессии;
Kj-коэффициент фильтрации (м/сутки)- , для супеси тяжелой;
Kj =0,5 м/сутки, H-бытовая толщина грунтового потока, м,
Расход воды для дренажа рассчитывают по формуле Чугаева:
(76) где значение определяют по графику в зависимости от параметра;
, (77) Т=ОДД-ОВ=190,79-189,6=1,19 м (78)
где
- толщина подстилающего водоносного пласта; - длина проекции кривой депрессии на горизонталь, определяемая по формуле: м; ; ;Так как
, Т<Тр то сначала надо определить некоторое промежуточное значение , приняв и определив по формуле
(79) qч1 = 0,22
Считаем коэффициент qч
м3/с.Расход воды из зоны Г определяют из выражения;
. м3/с. (80) м3/с.Расход воды из междренажного пространства зон Д и Е определяют из выражения:
. (81) м3/с.Полный суммарный расход воды в дренаж:
(82) 2.4.7 Подбор дренажа
При расчете пропускной способности дренажной трубы-дрены определяют расход на протяжении всей длины рассматриваемого дренажа, а в случае дренажной сети учитывают приток воды из других подземных водоотводов. Тогда суммарный расчетный расход воды в дренаже
(83)где QT - транзитный расход воды, притекающий из сопряженных дренажей, м3/ час; QT=0
qП - полный расход воды в дренаж на единицу длины, м3
/ час;
l- длина дренажа как водосбора, м l=250 м;
тТ - коэффициент, учитывающий возможность постепенного загрязнения
трубы, тТ=1.5.
Конструкция трубчатого дренажа для отвода воды от основной площадки земляного полотна выполняется из полимерных материалов и состоит из дренажного трубопровода, наблюдательных скважин, дренажного фильтра и конструкции выпуска дренажа. Трубы работают в безнапорном режиме. Диаметр дренажного трубопровода определяется в зависимости от расчетного расхода воды в дренаже и его уклона. Минимальный внешний диаметр труб принимается 160мм. Для отвода воды от основной площадки коротких участков (250-300м) на нулевых местах и в неглубоких выемках допускается внешний диаметр труб уменьшать до 110мм. Длина труб принимается 10м при доставке железнодорожным транспортом и 5-6м при доставке автомобильным транспортом. Дренажные водоприемные отверстия выполняются в верхней половине контура труб. По форме отверстия выполняются круглыми или щелевидными. Диаметр отверстия или ширина щели и их количество, а также шаг в продольном направлении должны соответствовать расчетным значениям. При этом их суммарная площадь должна быть не менее 0,5 % поверхности трубы. Обычно диаметр отверстия или ширина щели принимается 5-10мм, длина щели 30-50мм.
Для наблюдения за работой дренажа , а также возможности по прочистке в трубопроводе через 50-60м устраивают наблюдательные скважины. Скважины располагаются также во всех местах изменения профиля и плана трассы дренажа. Скважины выполняются из таких же полимерных труб, что и трубопровод, но без дренажных отверстий. Фасонные детали к дренажным трубам состоят из соединительных муфт, тройников к наблюдательным скважинам и отводов, применяемых при повороте трассы дренажа. Муфты предназначены для соединения элементов труб в трубопровод. Вместо муфтового соединения элементов труб могут применяться трубы с раструбом или же полимерные трубы соединяются в полевых условиях в единый трубопровод с помощью сварки. Наблюдательная скважина соединяется с трубопроводом тройником. Труба наблюдательной скважины должна иметь по всему сечению свободное отверстие входа в дренажную трубу. Длина наблюдательной скважины принимается такой, чтобы верх её из условия сохранности располагался на 0,2-0,25м ниже дневной поверхности грунта над дренажной. Наблюдательная скважина сверху закрывается крышкой. На рис. показан пример конструкций фасонных деталей.
Труба и фасонные детали к ним изготавливаются из термопластов: полиэтилена низкого и высокого давления (ПНД и ПВД), непластифицированного поливинилхлорида (НПВХ) и полипропилена (ПЛ).
Диаметр дренажного трубопровода определяется в зависимости от расчетного расхода воды в конце участка дренажа:
(84)где Qnp - предельный расход воды, пропускаемый трубой данного диаметра при заданном уклоне;
QP- расчетный расход притока воды к дренажу в низовом его сечении. Qр = Qд.
(85)где wТ- площадь трубы;
V - скорость движения воды .
Труба из ПНД, d=150мм, толщина стенки 3,9 мм., внутренний диаметр
мм, уклон трубы 0,005,
м м/с 2.4.8 Проектирование дренажного фильтра и отверстий трубопровода
Вокруг дренажного трубопровода устраивается фильтр. Конструкция фильтра проектируется из условий недопущения вываливания и выноса мелких частиц по границам фильтра с грунтом и дренажной трубой, приводящих к засорению дренажа. В качестве материала фильтра используют щебень, гравий, а также крупно или среднезернистый песок. Допускается в качестве фильтра применять продукты очистки старого щебеночного балласта. При применении щебня или гравия в качестве дренирующего заполнителя вокруг трубы их устраивают в обойме из геотекстиля.