Лотки в металлических гофрированных трубах (МГТ)

Согласно действующему нормативному документу, разработанному ЦНИИС и утвержденному Росавтодором, для предотвращения абразивного истирания водным потоком с 2009 г. все МГТ должны иметь по дну гладкий бетонный или асфальтобетонный лоток толщиной не менее 0,1 м (ранее 5...6 см), защищающий внутреннюю поверхность водопропускной трубы (рис. 2.50). Толщина лотка определяется устойчивостью бетона к абразивному воздействию водного потока, от наличия и количества взвесей (рис. 2.51). С гидравлической точки зрения, МГТ с гладким лотком по дну, занимающим не менее 25% внутреннего периметра гофрированной трубы толщиной 50...1450 мм в нашей стране, 25% и 50% за рубежом, имеет промежуточное положение между гладкой и гофрированной трубами. Характер изменения сопротивления определяется размерами гладкого лотка.

Лоток защищает антикоррозионное покрытие и металл труб от истирания взвесями, содержащимися в водном потоке, и песчаными частицами, транспортируемыми водным потоком, одновременно повышает антикоррозионную устойчивость и жёсткость МГТ (рис. 2.52). Наличие гладкого лотка, по зарубежным данным, увеличивает срок безаварийной работы гофрированной трубы в среднем на 25 лет.

На обычных водотоках гладкий лоток выполняют из монолитного или сборного бетона либо асфальтобетона (рис. 2.53). Его рекомендуется устраивать сразу же после возведения насыпи над трубой до проектной отметки. В трубах северного исполнения делают лотки преимущественно из асфальтобетона или габионных структур, обычно их выполняют из матрасов Рено толщиной 0,3 м, укладываемых на защитный слой геотекстиля (рис. 2.54). На нерестовых водотоках рекомендуется использовать каменную наброску.


В соответствии с действующими отечественными нормами бетонный или асфальтобетонный лоток в трубах закрывает нижний сегмент МГТ на высоту не менее 10 см над меженным уровнем (рис. 2.55), при этом центральный угол должен составлять не менее 90°. При отсутствии значительных (более 1%) объемов твердого стока и при уклоне МГТ менее 0,005 взамен лотка допускается устройство щебеночной отсыпки по дну трубы на защитный слой из геотекстиля. Бетонный лоток с размером блока бетонирования до 10 м укладывается по всей длине и устройством деформационных швов. Однако монолитные цементобетонные или асфальтобетонные лотки относительно недолговечны из-за агрессивности воды, истирания льдом или твёрдыми частицами наносов, замораживания и оттаивания в зоне переменного горизонта воды, наледи и пр. Поэтому целесообразнее лотки в трубах устраивать из сборных железобетонных, бетонных или асфальтобетонных блоков (рис. 2.56). Для бетонного лотка применяют бетон класса по прочности не ниже В40, по водонепроницаемости не менее W12, по морозостойкости не ниже F300.

Использование монолитного литого асфальтобетона допускается лишь как исключение в случае ремонта ранее уложенных лотков. В лотках из монолитного бетона следует предусматривать дисперсное армирование или армирование металлической сеткой. Ее отгибают на торцах трубы и прикрепляют к 2...3-м головкам болтов через каждые 2 метра длины трубы.
Для труб, применяемых в районах с расчетной минимальной температурой воздуха ниже минус 40°С, лоток следует устраивать из блочного асфальтобетона. На автомобильных дорогах при расчетных температурах до минус 40°С допускается применение полимерных или битумно-полимерных материалов. Для МГТ в северном исполнении размер блоков из асфальтобетона 129x250 мм назначают исходя из удобства укладки их вручную. Очертание поверхности блока, соприкасающейся с трубой, должно повторять контур впадины гофра и кривизну гофрированной поверхности, определяемую диаметром трубы. Для перекрытия мест болтовых соединений изготавливают блоки уменьшенной толщины. Слой асфальтобетона укладывают так, чтобы он располагался не менее чем на 2 см выше вершины гофра, предназначенного для защиты цинкового покрытия от механических повреждений. Асфальтобетон должен иметь марку не ниже 300 по морозостойкости. Устройство лотков из монолитного асфальтобетона или бетона в северных регионах допускается лишь в случаях ремонта ранее уложенных лотков или замены аварийных участков старого лотка.
Обычно бетонную смесь укладывают вручную на сухую, очищенную поверхность грунтовки или мастики и уплотняют виброрейкой или виброплощадкой. Асфальтобетонную смесь укладывают на поверхность трубы, покрытую эпоксидно-каменноугольной эмалью или битумно-резиновой мастикой по слою битумного лака. Её разравнивают металлическими движками, приглаживая вальками. Смесь укладывают на всю ширину лотка трубы с углом охвата ее поверхности не менее 120°.
В трубах диаметром до 1,5 м включительно лоток устраивают в секциях труб на полигонах, где собирают секции, или непосредственно на строительной площадке перед монтажом трубы. При устройстве лотков в секциях труб длина лотка должна быть меньше длины секции настолько, чтобы обеспечить возможность стыкования секций стандартными гофрированными элементами при монтаже труб.

Контроль геометрических размеров лотка и его качество (наличие трещин, расслоений, впадин, бугров и т.п.) оценивают внешним осмотром (рис. 2.57). После окончания работ по устройству лотка поверхность его обрабатывается битумной эмульсией. Для устройства лотка в трубах используют полимерную мастику холодного отверждения и битумно-бутилкаучуковую мастику горячего отверждения.
Опыт эксплуатации показал, что устройство лотка трубы из жестких материалов, таких как бетон, не обеспечивает его долговечности. Бетонный лоток в МГТ деформируется и разрушается быстрее, чем лоток, устроенный из упругих материалов. Поэтому для лотка МГТ лучше использовать асфальтобетон.