Сооружения на осушительных каналах
Осушительную сеть, для нормальный работы и использования, оснащают необходимыми гидротехническими сооружениями. В зависимости от длительности их действия гидротехнические сооружения подразделяют на постоянные и временные. К постоянным относят сооружения долговременного действия, которые работают в процессе эксплуатации системы и сельскохозяйственного использования осушаемых земель. В отличие от них временные сооружения служат только в период строительства системы или ремонта отдельных составляющих ее элементов.
Постоянные сооружения на открытых осушительных системах делят на основные, прекращение работы которых при аварии или ремонте ведет к длительному затоплению земель или переувлажнению почвы (насосные станции, дамбы и сооружения на них, плотины водохранилищ и др.), и второстепенные, прекращение работы которых не вызывает серьезных последствий для земель и выращиваемого урожая (мелкие шлюзы, трубы-переезды, броды и др.).
Гидротехнические сооружения по категории осушительной системы (она зависит от размера осушаемой площади) разделяют на пять классов капитальности, из них четыре (первый-четвертый) класса для постоянных и пятый класс для временных сооружений. В зависимости от класса капитальности принимают расчетную обеспеченность расходов, пропускаемых сооружениями, нормативную нагрузку для мостов и труб, материал для сооружений и т. д.
Для сооружений на осушительных системах используют действующие типовые проекты, а при их отсутствии повторно используют уже имеющиеся экономичные проекты сооружений. Индивидуальные проекты сооружений, как правило, не разрешаются.
Применяемые конструкции сооружений должны ориентировать на максимальное использование местных строительных материалов и индустриальных способов строительства с минимальными затратами ручного труда, они должны быть долговечными, надежными и удобными в эксплуатации и при ремонте. Постоянные сооружения делают, как правило, из сборного железобетона, бетона, камня и кирпича. Деревянные сооружения (мосты, шлюзы и пр.) применяют только при наличии их на месте строительства.
Земляные сооружения (дамбы, плотины) насыпают из местного грунта. Только на слабых грунтах (ил, сапропель, плывунный песок и т. п.) предусматривают замену их в основании сооружений грунтами с большей несущей способностью.
При размещении сооружений необходимо по возможности располагать их в местах с наиболее благоприятными геологическими и гидрогеологическими условиями (не рекомендуется в местах с мощной залежью торфа, е наличием озерного ила, сапропеля, плывунов, с выходом напорных вод и т.п.); число сооружений по возможности делать минимальным, стремиться к тому, чтобы сооружение выполняло несколько функций (например, трубчатый шлюз-регулятор с переездом); располагать сооружения так, чтобы одно сооружение не нарушало нормальную работу другого, а на прямолинейных участках каналов и рек перпендикулярно к их оси; от створа сооружения до криволинейного участка должно быть не менее 10…100 м в зависимости от расхода воды.
Размеры всех сооружений на каналах и водоприемниках (за исключением труб-переездов на внутрихозяйственных и эксплуатационных дорогах) рассчитывают на пропуск максимальных расходов, принятых в зависимости от класса капитальности расчетной обеспеченности; упомянутые трубы-переезды рассчитывают на летне-паводковые расходы.
На сооружениях должен быть обеспечен свободный проход льда и шуги или их задержание в верхнем бьефе сооружения. В Сибири, на Дальнем Востоке и в других районах с суровыми климатическими условиями, где образуются наледи, шуга, распространено мерзлотное пучение грунтов, не рекомендуется применять трубчатые сооружения.
По назначению сооружения подразделяют на три основные группы: сопрягающие (перепады и быстротоки, устья), предназначенные для гашения гидравлической энергии и предохраняющие каналы от размыва; дорожные (мосты, трубы, переезды); регулирующие (шлюзы, насосные станции).
Перепады — делают из железобетона. Высоту перепада принимают 0,5…1 м (редко до 3 м). Дно и откосы канала выше и ниже перепада укрепляют каменной отмосткой.
Быстротоки — участки канала в виде лотков с уклоном дна 0,1…0,15; укрепляют железобетонными плитами, каменной мостовой, габионами и другими материалами.
Мосты строят только на крупных магистральных каналах с максимальным расчетным расходом не менее 2,5 м3/с и только капитального типа — железобетонные, каменные и бетонные. На полевых дорогах, на болотах и в лесных регионах допускается строительство деревянных балочных мостов. Железобетонные мосты строят из плит на опорах из железобетонных свай длиной 6…9 м, забиваемых на глубину не менее 4 м. Мосты имеют нечетное число пролетов, чтобы не устраивать в середине канала свайную опору (бык), которая будет мешать движению воды. Пролетные строения мостов опирают обычно на устои (береговые опоры) без промежуточных опор.
Пролетные строения должны быть уложены не менее чем на 0,5 м выше максимального расчетного уровня и на 0,3 м выше бровки канала для обеспечения беспрепятственного прохода льда и древесины, приносимой полыми водами.
Трубы-переезды устраивают вместо мостов в устьях собирателей и осушителей, а также при пересечении дорогами транспортирующих собирателей с расходами менее 2,5 м3/с. Используют преимущественно круглые трубы диаметром 0,50; 0,75; 1,00; 1,25; 1,50 и 2,00 м в зависимости от пропускаемого расхода. Их рассчитывают на расходы летне-осенних паводков.
Трубы-переезды состоят из входного и выходного оголовков и отдельных звеньев заводского изготовления. Их укладывают на бетонный фундамент или основание из уплотненного грунто-щебня или глинобетона. Швы между элементами труб заделывают гидроизоляционными материалами; снаружи трубы покрывают битумом.
Переезды через каналы во избежание холостых перегонов сельскохозяйственных машин через осушительные каналы с одной карты на другую должны быть размещены не реже чем через 700 м. На каналах, не далее 1 км от мостов и труб-переездов, устраивают пешеходные мостики, приуроченные к существующим тропам.
Сооружения для хозяйственно-бытовых и культурных нужд населения (мостики для забора воды, пляжи, рыболовные площадки, лодочные станции и пр.) предусматривают около населенных пунктов на каналах с меженным расходом не менее 2 м3/с. Около животноводческих ферм и пастбищ устраивают водопои и бассейны для купания скота.