Горизонтальный трубчатый дренаж

Рассматривая предыдущие типы дренажей, можно видеть, что приемная часть их по отношению ко всей площади дренажа составляет незначительную долю. При низкорасположенной кривой депрессии, например в плотинах с экраном или ядром, это особенно становится заметным. Следовательно, без ущерба для работы ту часть дренажа, которая не участвует в приеме фильтрационного потока, можно исключить, уменьшив тем самым расход дорогих строительных материалов, идущих на дренаж. Такое изменение дренажа, когда оставляется только приемная часть, приводит к новому типу с различного рода видоизменениями, объединенными общим названием «внутренние горизонтальные дренажи».

В трубчатом горизонтальном дренаже приемной частью служит труба, обложенная по периметру обратным фильтром. Такой дренаж располагается параллельно подошве низового откоса на расстоянии, при котором обеспечивается заданный размер от кривой депрессии до плоскости низового откоса. Более глубокое расположение трубчатого дренажа применяют для повышения статической устойчивости плотины, получающейся в результате уменьшения фильтрационной силы.

Фильтрационный поток в продольные дрены поступает через отверстия или прорези в трубе, а при коротких звеньях труб - через торцовые зазоры. Выход воды из продольных дрен происходит через поперечные дрены - выпуски, располагаемые не чаще чем через 50 м (рис. 43).


Рис. 43 Внутренний дренаж:
1 - продольные    дрены;     2 - поперечные    дрены;     3 - смотровые колодцы.

Для горизонтального трубчатого дренажа применяют гончарные, бетонные, железобетонные, асбестоцементные и деревянные трубы. На конструкцию дренажа материал труб существенного влияния не оказывает, разница бывает только в деталях сопряжений.

Широко распространены в горизонтальных дренажах асбестоцементные трубы: их легко резать, сверлить, они дешево стоят, коррозийно устойчивы, однако плохо сопротивляются ударным нагрузкам.

В дренажах с асбестоцементными трубами отверстия (диаметром до 1 см) для  приема  профильтровавшейся воды просверливают электродрелью. Располагают их в шахматном порядке в нижней части трубы. Количество отверстий на 1 пог. м трубы зависит от диаметра (60 штук и больше). Звенья труб соединяют муфтами.

Продольные дрены укладывают с необходимым для слива воды уклоном от одного выпуска до другого. Скорость воды в дренажных трубах должна быть не более 3 м/сек, а наполнение, учитывая безнапорное движение, не должно превосходить 0,8 d.

При большой длине плотины и напоре, превосходящем 10 м, на дренажной линии, иногда устраивают линейные смотровые колодцы (по типу водопроводно-канализационных с внутренним диаметром от 90 до 100 сми в этом случае поперечные дрены-выпуски приурочивают к ним. Смотровые колодцы ставят в местах изменения диаметра или уклона продольных дрен. При прямолинейном расположении трубчатого дренажа смотровые колодцы располагают на расстоянии 50-100 м друг от друга.     В бесколодезном варианте сопряжение продольной и поперечной дрен показано на рисунке 44.


Рис. 44 Внутренний трубчатый дренаж:
1 - приёмная   труба;     2 - заглушка;     3 - обратный   фильтр;     4 - отводящая труба;    5 - деревянный   короб   или   металлическая    (железобетонная)    труба; 6 - металлическая сетка.

Снизу кладут трубу выпуска,   а   сверху   из   нее   продольную дрену.

В месте стыка на обеих трубах делают вырезы, через которые вода поступает из продольной дрены в поперечную. В торцовое отверстие трубы поперечной дрены у стыка с продольной закладывают камень на глинистом растворе.

Учитывая хрупкость асбестоцементных труб в концевой части выпуска, выходящего на низовой откос, ставят двухметровый отрезок металлической или железобетонной трубы большего диаметра, чем асбестоцементная труба; кольцевой зазор между трубами заделывают по типу сальника.

Вместо металлических или железобетонных труб иногда применяют деревянные короба прямоугольного сечения, однако дерево в условиях переменной влажности недолговечно, и требуются периодические ремонтные работы. Выходной торец трубы выпуска покрывают сеткой.

Диаметр труб в продольных дренах определяют, исходя из гидравлических расчетов, при безнапорном пропуске максимального фильтрационного расхода. Так как поток воды по дренажной трубе протекает с переменным расходом, максимальное значение его будет в сечении у смотрового колодца или в месте расположения поперечной дрены. Из производственных условий применять трубы диаметром меньше. 0,2 м не рекомендуется.

Разновидностью горизонтального трубчатого дренажа является внутренний каменный дренаж, - в котором трубу заменяет каменная призма (рис. 45).


Рис. 45.  Внутренний каменный дренаж   (размеры  в м): 1 - песок; 2 - камень или галька; 3 - гравий; 4 - к водоотводной канаве.

Для предупреждения фильтрационных деформаций по периметру призмы укладывают обратный фильтр, чаще многослойный.

Профильтровавшаяся вода отводится по поперечным дренам-выпускам, примыкающим в одной плоскости к продольным дренам.

Внутренний горизонтальный дренаж экономичен, но для выполнения его необходим ручной труд.

Конструкции по типу горизонтального внутреннего дренажа целесообразно применять в плотинах с пониженным положением кривой депрессии, небольшим фильтрационным расходом и при отсутствии воды в нижнем бьефе. Неизбежным следствием появления воды за плотиной будет подтопление дренажа и выключение его  из   работы.   Если  уровень   воды   в   нижнем   бьефе постоянный, такой дренаж располагают выше этого уровня, с расчетом, чтобы выходное сечение поперечной дрены не было подтоплено.