Конструкции трубчатых дрен

Эффективность осушения и срок службы дренажей зависят от конструкции стыков, количества фильтров и водоприемных отверстий. Чем мельче песок и больше удельный приток воды в трубчатую дрену, тем жестче должны быть требования к стыкам, фильтрам и водоприемным отверстиям [44].

Конструкция стыков. Чем совершеннее конструкция стыков, т. е. чем больше их пропускная способность, тем меньше глубина фильтрационных потоков h1 и h2 и тем меньше заиливаются трубы. Различают два типа стыков, отличающихся по пропускной способности, сроку службы, а также трудоемкости и стоимости работ, а именно: открытые стыки (I тип) и стыки с фильтровыми обсыпками либо перфорированными муфтами (II тип). Пропускная способность стыков I типа и сроки их службы меньше, но также меньше и трудоемкость, а поэтому и стоимость. С понижением коэффициента фильтрации К местных песков в пределах допустимых значений (табл. 10.5) лучше применять стыки II типа (см. рис. 10.7).


Рис. 10.7. Типы стыков трубчатых дрен с водонепроницаемыми стенками :
а — открытый стык; б — стык с фильтровой каменной обсыпкой; 1—депрессионная кривая; 2— труба диаметром d= 50 ... 100 мм; 3 — уровень воды в трубе; 4 — пропилы или перфорированная нижняя часть асбестоцементных труб; 5 — фильтровая обсыпка или геотекстиль; 5 — зазор между соседними звеньями труб и ширина пропилов при открытых стыках; S1 — ширина зазоров при фильтровых обсыпках; стрелки указывают направление движения воды через пропилы или водоприемные отверстия

При гравелистых, крупных и средних чистых песках можно применять и стыки I типа. При мелких песках, удельном избытке воды q≥3 л/сут·м2 и длине звеньев труб более 0,5 м, в частности асбестоцементных, устраивают стыки только II типа. Однако при применении стыков I типа требуется строго нормировать ширину зазоров между звеньями труб. В зависимости от требуемой пропускной способности стыков Q и допустимой глубины фильтрационного потока h1=hнac выбирают их тип (см. табл. 10.5).

Количество стыков на 1 м дренажа мелкого заложения определяют по формулам: при двускатной проезжей части N= (В/2) (qp/Q), при односкатной N=qpB/Q, где qр — расчетный избыток воды, принимаемый согласно действующим нормам; В — ширина проезжей части.

Чем меньше значение коэффициента фильтрации песка К, тем большая требуется площадь водоприемных отверстий и фильтровых обсыпок.

В асбестоцементных трубах нарезают пропилы на половину их диаметра (см. рис. 10.7). Ширина пропилов равна ширине зазоров в стыках труб, пропускная способность та же, что и у стыков (см. табл. 10.5).

Муфты-вкладыши. Звенья труб соединяют муфтами, которые обеспечивают наиболее надежное их соединение, повышая эффективность осушения.

При отсутствии муфт заводского изготовления, I типе стыков и толщине дренирующего слоя менее 0,25 м, чтобы не нарушить ширину зазора в процессе уплотнения песка, звенья труб иногда соединяют металлической муфтой, изготовленной из обрезков кровельного железа.

Звенья асбестоцементных труб диаметром более 150 мм чаще всего соединяют асбестоцементными муфтами заводского изготовления, звенья меньшего диаметра — при помощи гладких полиэтиленовых муфт.

В настоящее время чаще всего применяют муфты-вкладыши: гофрированные перфорированные или с пунктирными поясками (рис. 10.15). Их преимущества заключаются в следующем: в случае просадок отдельных звеньев или морозного пучения не нарушается сплошность трубчатой дрены; незначительная масса муфты-вкладыша и ее эластичность способствуют повышению производительности труда на 25—30 % по сравнению, например, с асбестоцементными муфтами. Механические повреждения торцов труб, особенно с жесткими стенками, при применении муфт-вкладышей не сопровождаются усилением процесса заиливания труб.


Рис. 10.15. Схемы сопряжения трубчатых дрен полиэтиленовыми муфтами-вкладышами :
а — гофрированными; б — гладкими; 1 — звенья труб; 2 — гофрированная эластичная перфорированная муфта-вкладыш; 3 — гофры с перфорацией; 4 — цилиндрическая гладкая муфта-вкладыш; 5 — пунктирные пояски; 6 — зазор, равный высоте пунктирного пояска (стрелки указывают направление поступления воды в дрены)

Муфты-вкладыши цилиндрической частью длиной не менее 3,5 см вплотную вдвигают до гофр в каждое звено труб.

При применении трубофильтров с плоскими торцами стыки иногда обмазывают цементным раствором, но под влиянием морозного пучения и просадки отдельных звеньев раствор разрушается. Обертывание в стыках звеньев труб геотекстилем или стеклохолстом также нерадикально, так как отдельные звенья проседают или подвергаются неравномерному пучению, что нарушает работу дрен.