2.1. Проектирование и расчет нагорной канавы

При проектировании канав необходимо выполнять следующие условия:

1. Канава должна пропускать весь расчетный расход воды без переполнения. Чтобы канава не переполнялась, ее сечению придается запас по глубине не менее 0,20м.

2. Строительные расходы должны быть минимальными.

3. Эксплуатационные расходы должны быть минимальными.

Для выполнения этих условий необходимо, чтобы выполнялось условие:

[ Uзаил]<U;

[ U_разм ]>U,

где [U_разм ] и [U_заил ] – допускаемые скорости воды в канаве соответственно

по условиям размыва и заиливания.

Значение [U_разм ] зависит от типа крепления канавы. Применяются три типа крепления:

1. одерновка-травосеяние [U_разм ]=0,9м/с

2. с помощью каменной наброски [U_разм ]=2м/с

3. бетонное укрепление [U_разм ]=5-6м/с

Проектирование канав ведется по участкам при соблюдении рассмотренных выше требований. При их выполнении для каждого участка расчетом подбирается такое сечение канавы и такой уклон дна, при которых заданный расход воды Qз отличался бы от расчетного Qр не более, чем на 5%.

Для трапецеидального сечения канавы равна:

, (2.1)

где К для случая m₁=m₂=1,5 равно

(2.2).

Значение для канав обычно R1 м).

Гидравлически наивыгоднейшая площадь живого сечения м²:

(2.3).

Если окажется, что b<0,6 м, принимаем b=0.6 м. Производится перерасчет h при сохранении площади живого сечения  = 1,018 м² по формуле:

,

решая это уравнение относительно h, получаем:

(2.4).

Гидравлический радиус будет равен:

,

где  - площадь живого сечения;

 - смоченный периметр.

Для трапецеидального сечения:  = b + Kh,

Коэффициент Шези С равен:

(2.5).

Скорость течения воды в канаве:

м/с (2.6).

После расчета производится проверка, допустима ли данная скорость для принятого типа укрепления. Допускаемые (неразмывающие) средние скорости течения для искусственных укреплений, м/с принимаются в соответствии с табл. 4 учебного пособия "Проектирование железнодорожного пути"

Если для расчета была принята площадь наивыгоднейшего живого сечения, которая не сохраняется для b=0,6 м, определяется расчетный расход:

м3/с. (2.7)

Расчетный расход Q_р не должен отличаться от заданного Q более чем на допустимые 5%.

Расчет параметров канавы приведен в приложении 2.1

Приложение 2.1 Расчет продольного профиля нагорной канавы по методу верхового “сухого” сечения

2.2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ПОДКЮВЕТНОГО ДРЕНАЖА Рассматривается двухсторонний подкюветный дренаж для выведения уровня грунтовых вод из зоны промерзания. Его проектирование состоит из следующих этапов:

• определение глубины заложения дренажа;

• определение притока воды в дренажах;

• гидравлический расчет дренажных труб (расчет пропускной способности труб);

• определение технической эффективности дренажа и срока его осушения.

Приложение 2.2. Проектирование подкюветного дренажа