LIETUVOS RESPUBLIKOS ŽEMĖS ŪKIO MINISTRO
Į S A K Y M A S
DĖL ŽEMĖS ŪKIO MINISTRO 2009 m. KOVO 17 d. ĮSAKYMO Nr. 3D-171
„DĖL VANDENS PRALAIDŲ KONSTRUKCINIų SPRENDINIų taikymo melioracijos statinių statyboje taisyklių PATVIRTINIMO“ PAKEITIMO
2011 m. kovo 25 d. Nr. 3D-240
Vilnius
P a k e i č i u Lietuvos Respublikos žemės ūkio ministro 2009 m. kovo 17 d. įsakymą Nr. 3D-171 „Dėl Vandens pralaidų konstrukcinių sprendinių taikymo melioracijos statinių statyboje taisyklių patvirtinimo“ (Žin., 2009, Nr. 31-1234, Nr. 33):
1. Išdėstau antraštę taip:
3. Nurodytuoju įsakymu patvirtintose Vamzdinių vandens pralaidų konstrukcinių sprendinių taikymo melioracijos statinių statyboje taisyklėse:
3.1. išdėstau 1 punktą taip:
„1. Vamzdinių vandens pralaidų (toliau – pralaida) konstrukcinių sprendinių taikymo melioracijos statinių statyboje taisyklės (toliau – taisyklės) – tai nurodymai, kaip vandens pralaidų kartotinius modulinių elementų konstrukcinius sprendinius panaudoti melioracijos statinių statyboje. Jos taikomos projektuojant, statant ir rekonstruojant vandens pralaidas melioracijos grioviuose, vietiniams keliams ir kitoms ūkinėms reikmėms. Esant sudėtingoms sąlygoms, užsakovo pageidavimu, didesnio negu 1,0 m skersmens pralaidoms rekomenduojama rengti individualius projektus, taikant ir kitokias konstrukcijas.“;
3.2. papildau šiais 3.34–3.35 punktais:
„3.34. Statybos techninį reglamentą STR 2.05.17:2005 „Gruntinių medžiagų užtvankos“, patvirtintą Lietuvos Respublikos aplinkos ministro 2005 m. gruodžio 21 d. įsakymu Nr. D1-627 (Žin., 2006, Nr. 19-664);
3.35. Statybos techninį reglamentą STR 2.05.18:2005 „Betoninės ir gelžbetoninės užtvankos ir jų konstrukcijos“, patvirtintą Lietuvos Respublikos aplinkos ministro 2005 m. gruodžio 21 d. įsakymu Nr. D1-628 (Žin., 2006, Nr. 23-758).“;
3.3. išdėstau 4 punkto paskutinę pastraipą taip:
„Kitos taisyklėse vartojamos sąvokos atitinka sąvokas, pateiktas Lietuvos Respublikos melioracijos įstatyme [3.1], Lietuvos Respublikos statybos įstatyme [3.2], statybos techniniuose reglamentuose [3.11, 3.12, 3.34, 3.35], standartuose [3.20, 3.21] ir melioracijos techniniuose reglamentuose [3.3], [3.4].“;
3.4. išdėstau 5 punktą taip:
„5. Pagrindinių taisyklėse vartojamų žymenų sąrašai pateikti LST ISO 3898:2002 „Konstrukcijų projektavimo pagrindai. Žymėjimo sistema. Bendrieji žymenys“. Kiti svarbūs vartojami žymenys ir sutrumpinimai:
A – vamzdžio skerspjūvio plotas;
Ai – pralaidos vamzdžio segmento plotas, kai skritulio spindulys R=1, esant lanko aukščiui hs;
Akr – tėkmės skerspjūvio plotas pralaidos vamzdyje ar griovio vagoje, kritinio gylio vietoje;
Aiš – tėkmės skerspjūvio plotas ištekėjimo iš vamzdžio pjūvyje;
Avd – pralaidos vamzdžio segmento plotas, esantis virš vandens tėkmės ištekėjimo pjūvyje;
B – metalinės deformuoto žiedo skerspjūvio formos pralaidos vamzdžio plotis;
Bkr – tėkmės viršaus plotis pralaidos vamzdyje ar griovio vagoje, kritinio gylio vietoje;
Bv – tėkmės viršaus plotis griovio vagoje, esant normaliam gyliui;
bp – griovio tvirtinamos dalies praplatintos vagos dugno plotis;
bkr – vidutinis tėkmės plotis kritinio gylio, susidarančio pralaidos vamzdyje, vietoje;
Cvid – griovio vagos vidutinis Šezi koeficientas;
D – metalinio deformuoto žiedo skerspjūvio formos vamzdžio aukštis (skersmuo);
d – pralaidos vamzdžio vidaus skersmuo;
F – pamato pado plotas;
Fr – Frudo skaičius;
Friš – Frudo skaičius tėkmės ištekėjimo iš pralaidos vamzdžio vietoje;
H – vandens gylis prieš pralaidą;
h – vandens gylis žemutiniame bjefe;
h1 – vamzdžio skersinio pjūvio dalies lanko, esančio virš vandens lygio, aukštis, atitinkantis vamzdžio spindulį R=1;
hkr – kritinis gylis pralaidos vamzdyje ar griovio vagoje;
hiš – vandens gylis ištekėjimo iš pralaidos pjūvyje;
hišš – vandens gylis tėkmės visiško išsiskleidimo vietoje (žemutinio bjefo praplatintoje griovio dalyje);
hs – pralaidos vamzdžio segmento, esančio virš tėkmės, lanko aukštis;
hvd – atstumas tarp vandens paviršiaus ir pralaidos viršaus, pralaidos ties ištekėjimu pjūvyje;
hI – gylis hidraulinio šuolio pradžioje – pirmas susietasis gylis;
hII – gylis hidraulinio šuolio pabaigoje – antras susietasis gylis;
i – griovio vagos dugno nuolydis;
ikr – kritinis nuolydis;
iv – griovio tvirtinamo ruožo vagos nuolydis;
ip – pralaidos nuolydis;
Jvid – gylio funkcija, skaičiuojama pagal vidutinį gylį;
kp – vamzdžio vandens tėkme pripildymo koeficientas, išreiškiantis pripildytos vamzdžio dalies skersinio pjūvio ploto santykį su visu vamzdžio skersinio pjūvio plotu;
Ke – koeficientas, įvertinantis įtekėjimo į pralaidos vamzdį antgalio tipą (portalinis su g/b sienute, įžambus vamzdžio galo nupjovimas be g/b antgalio ir portalinis antgalis be g/b sienutės);
Ls – griovio vagos tvirtinimo ilgis;
lišs – atstumas tarp ištekėjimo iš vamzdžio ir tėkmės visiško išsiskleidimo vietos (praplatintoje vagos dalyje);
lk – atstumas nuo tėkmės visiško išsiskleidimo vietos iki hidraulinio šuolio atstūmimo pradžios. Jei atstūmimo nėra – iki hidraulinio šuolio pradžios;
la – hidraulinio šuolio atstūmimo ilgis;
lš – hidraulinio šuolio ilgis;
lats – konstruktyvus tvirtinimo atsargos ilgis;
m – griovio vagos šlaito koeficientas;
mp – pralaidos debito koeficientas;
N – skaičiuojamoji vertikalinė apkrova pamato pade;
Q – debitas;
Qsk – skaičiuojamasis debitas;
Pa – debito parametras (beslėgės tėkmės pralaidų vamzdžiuose sąlygos rodiklis);
r – apvalaus vamzdžio spindulys;
R – skaičiuojamasis slėgis;
Ro – pagrindo grunto stipris;
Rb – metalinio deformuoto žiedo skerspjūvio formos vamzdžio apatinės dalies išlenkimo spindulys;
Rc – metalinio deformuoto žiedo skerspjūvio formos vamzdžio šonų išlenkimo spindulys;
Rt – metalinio deformuoto žiedo skerspjūvio formos vamzdžio viršutinės dalies išlenkimo spindulys;
viš – ištekančios iš pralaidos vamzdžio tėkmės greitis;
? – Koriolio koeficientas, įvertinantis greičių pasiskirstymo tėkmės skerspjūvyje netolygumus;
? – centrinis kampas iki vamzdžio užpildymo vandeniu lygio;
?vid – vidutinis šlapias perimetras tarp hidrauliniu šuoliu susietų gylių (tarp pirmo ir antro susietųjų gylių);
? – šoninio suspaudimo koeficientas;
? – greičio koeficientas;
?1 – santykinis gylis, parodantis pirmo susietojo gylio santykį su normaliu gyliu griovio vagoje;
?2 – santykinis gylis, parodantis antro susietojo gylio santykį su normaliu gyliu griovio vagoje;
?(eta?1) – pirmojo santykinio gylio funkcija, randama pagal hidraulinį vagos rodiklį;
?(eta?2) – antrojo santykinio gylio funkcija, randama pagal hidraulinį vagos rodiklį;
µ – vamzdinės pralaidos debito koeficientas, priklausantis nuo angos formos ir vandens tėkmės suspaudimo pobūdžio. µ = ? * ?;
A-8 – 0,6 ir 0,8 m vidinio skersmens pralaidų įtekėjimo ir ištekėjimo antgaliai;
AĮ-8 – 0,6 ir 0,8 m vidinio skersmens g/b vamzdžių pralaidų įtekėjimo antgaliai;
A-12 – 1,0 ir 1,2 m vidinio skersmens pralaidų įtekėjimo ir ištekėjimo antgaliai;
AĮ-12 – 1,0 ir 1,2 m vidinio skersmens g/b vamzdžių pralaidų įtekėjimo antgaliai;
A-16 – 1,6 m vidinio skersmens pralaidų įtekėjimo ir ištekėjimo antgaliai;
AĮ-16– 1,6 m vidinio skersmens g/b vamzdžių pralaidų įtekėjimo antgaliai;
A-20 – 1,8 ir 2,0 m vidinio skersmens pralaidų įtekėjimo ir ištekėjimo antgaliai;
A-21 – 1,95–2,10 m pločio deformuoto žiedo skerspjūvio formos pralaidų įtekėjimo ir ištekėjimo antgaliai;
A-25 – 2,20–2,70 m pločio deformuoto žiedo skerspjūvio formos pralaidų įtekėjimo ir ištekėjimo antgaliai;
A-30 – 2,75–3,15 m pločio deformuoto žiedo skerspjūvio formos pralaidų įtekėjimo ir ištekėjimo antgaliai;
HDPE – aukšto tankio polietilenas;
PP – polipropilenas;
VVVL – vasaros vidutinis vandens lygis;
L-50PE – paviršinio vandens nuleidimo latakas, įrengtas iš polietileninio erdvinio geotinklo.“;
3.5. išdėstau 7 punktą taip:
„7. Vandens pralaidų geometriniams parametrams nustatyti atliekami hidrauliniai skaičiavimai. Prieš pradedant skaičiavimus reikia žinoti griovyje, vandentakyje statomos pralaidos vietoje atitinkamos tikimybės vandens debitą. Pralaidoms, kurios statomos melioracijos grioviuose vietiniams keliams, parametrai skaičiuojami 5 proc. tikimybės debitui praleisti ir šiems skaičiavimams netaikomi pavasario ir liūčių debitai. Jei pralaida projektuojama aukštesnės (I–V) kategorijos keliams, didžiausias debitas turi būti skaičiuojamas kaip 2–3 proc. tikimybės pavasario arba liūčių didžiausias debitas ir vadovaujamasi statybos taisyklėmis ST 8871063.01:2002 „Automobilių kelių apvalių gelžbetoninių vandens pralaidų kartotiniai konstrukciniai sprendiniai“ [3.15] arba ST 188710638.07: 2004 „Automobilių kelių metalinių ir plastikinių vandens pralaidų kartotiniai konstrukciniai sprendiniai“ [3.16].“;
3.6. išdėstau 11 punkto pirmąją pastraipą taip:
„11. Vandens tekėjimas pralaidų vamzdžiais. Skiriami trys pagrindiniai vandens tekėjimo pralaidos vamzdžiais atvejai: beslėgė, pusiau slėginė ir slėginė tėkmė. Esant tam tikroms sąlygoms, kai didėjant debitui iš beslėgės tėkmės pereinama į slėginę, gali susidaryti nepastovi tėkmė. Šis atvejis vadinamas pusiau slėgine tėkme. Jos metu vandens įtekėjimas atitinka slėginės tėkmės sąlygas, o ištekėjimas – beslėgės tėkmės sąlygas. Pusiau slėginės tėkmės metu pralaidos elementai patiria padidintas dinamines ir vakuumines apkrovas. Siekiant jų išvengti, nerekomenduojama projektuoti pralaidų, kuriose būtų pusiau slėginė ar slėginė tėkmė. Pagal specifines vietos sąlygas tokias pralaidas galima projektuoti, tik ekonominiais skaičiavimais pagrindus. Projektuojant pusiau slėginės tėkmės pralaidas, būtina numatyti joms pamatus, o projektuojant slėginės tėkmės pralaidas be pamatų, dar ir užtikrinti vamzdžių sujungimų sandarumą. Tokių pralaidų statybos kaštai melioracijos grioviuose nėra tikslingi. Melioracijos grioviuose rengiamos tik beslėgės tėkmės pralaidos. Beslėgė tėkmė yra tada, kai prieš įtekėjimą į pralaidą nėra patvankos ir tėkmė visoje pralaidoje turi laisvą paviršių (vamzdis neužpildomas iki viršaus). Būtina beslėgės tėkmės sąlyga:“;
3.7. išdėstau 12 punktą taip:
„12. Pralaidos parametrų parinkimas. Pralaidų hidraulinio skaičiavimo išeities duomenys: skaičiuojamasis debitas (Qsk) ir vandens gylis (h) duotame griovio ruože. Debitas apskaičiuojamas pagal hidrologinę skaičiavimo metodiką [3.11]. Vandens gylis (h) griovyje apskaičiuojamas įprastiniais būdais – pagal hidraulines formules [3.28]. Pralaidos debitas, galintis pratekėti beslėge tėkme, apskaičiuojamas pagal plataus slenksčio nuopylos debito formulę [3.28]. Vamzdinei pralaidai ši formulė turi pavidalą [3.31]:
,
čia µ – debito koeficientas, randamas pagal formulę [3.31].
.
Beslėgės tėkmės viena iš sąlygų yra ta, kad H ? 1,2 * d. Įrašę šias reikšmes į formulę, gauname debito parametrą (Pa).
.
Pagal šį parametrą nesudėtinga parinkti pralaidos skersmenį. Apytikriam skaičiavimui priimant Pa reikšmę 0,6 gali būti gaunama apie 8 proc. debito atsarga. Žinodami antrąją sąlygą, kad h<1,0d, pasirenkame pralaidos skersmenį, didesnį už vandens gylį žemutiniame bjefe (h), ir šį dydį įrašome į debito parametro formulę. Jei pasirinktasis pralaidos skersmuo tenkina beslėgės tėkmės parametro sąlygą, vadinasi, skersmuo preliminariai pasirinktas teisingai, o jei ši sąlyga netenkinama – skersmuo didinamas viena pakopa ir vėl patikrinama debito parametro sąlyga. Esant teigiamam rezultatui, galima tęsti skaičiavimus ir taip patikslinti pasirinkto skersmens galutinį dydį. Tekėjimo hidraulinės sąlygos nustatomos pagal vandens gylio griovyje ir kritinio gylio pralaidoje dydžius. Kritinis gylis pralaidoje (hkr) nustatomas pagal formulę [3.28]:
arba 
,
čia:
? =1,1 – Koriolio koeficientas;
Akr – tėkmės skerspjūvio plotas kritinio gylio vietoje;
Bkr – vandens tėkmės paviršiaus plotis kritinio gylio vietoje.
Akr=(d^2 / 8)
Bkr = d * sin (beta/2)
arba 
,
nes 
,
čia: ? – centrinis kampas iki vamzdžio užpildymo lygio.
Skaičiavimai atliekami tokia tvarka:
– apskaičiuojama dydžio 
reikšmė;
– apskaičiuojami santykiai 
prie skirtingų kampo ? (tuo pačiu hkr) reikšmių ir priartėjimo keliu ieškoma reikšmė, kuri tenkintų aukščiau nurodytas sąlygas;
– apskaičiavę Akr ir hkr randame ir vidutinį tėkmės plotį kritinio gylio pjūvyje:
Paprastesnis skaičiavimo būdas yra, kai dydžiai hkr ir bkr nustatomi iš nomogramos kritiniams gyliams ir vidutiniams tėkmės pločiams kritinio gylio vietoje apvaliuose vamzdžiuose nustatyti pagal paskaičiuotą debito parametrą Pa.
.
Turėdami hkr nustatome tekėjimo hidraulines sąlygas:
I. kai h < hkr – nepatvenktas vandens ištekėjimas;
II. kai h > hkr – patvenktas vandens ištekėjimas.
Pagal nustatytas tėkmės hidraulines sąlygas atliekamas tolimesnis skaičiavimas ir beslėgės tėkmės sąlygų patikrinimas.
I variantas, kai h < hkr
Esant nepatvenktam vandens ištekėjimui, skaičiuojame patvenkimo gylį prieš pralaidą pagal neapsemto plataus slenksčio debito formulę [3.32]. Iš jos paskaičiuojame patvenkimo gylį prieš pralaidą (H):
,
čia:
mp = 0,37 – debito koeficientas frontalinėms pralaidoms.
Patikriname beslėgės tėkmės sąlygas, pagal kurias turi būti H?1,2d ir h<d. Jei sąlygos patenkinamos, pralaidos skersmuo pasirinktas teisingai. Priešingu atveju skersmuo didinamas viena pakopa ir tęsiamas skaičiavimas iš naujo, kol bus tenkinamos šios sąlygos.
Ištekančio iš pralaidos vamzdžio vandens greitis skaičiuojamas pagal neapsemto plataus slenksčio greičio formulę [3.28]:
,
čia: ?= 0,90 – greičio koeficientas, esant nesuapvalintam įtekėjimui [3.32].
Tėkmės skerspjūvio plotas (Aiš) vandens ištekėjimo iš pralaidos vamzdžio vietoje:
.
Tėkmės plotas (Aiš) gali būti apskaičiuotas pagal formulę:
,
čia: A – vamzdžio skerspjūvio plotas;
kp – vamzdžio pripildymo koeficientas, randamas iš nomogramos apvalių vamzdžių pripildymo koeficientui nustatyti.
Pagal vandens ištekėjimo iš vamzdžio gylio ir vamzdžio skersmens santykį (hiš/d) parenkamas vamzdžio pripildymo koeficientas (kp). Iš čia turime hiš = kp*d.
Nomograma kritiniams gyliams ir vidutiniams tėkmės pločiams kritinio gylio vietoje apvaliuose vamzdžiuose nustatyti
Pavyzdys:
Apvalaus vamzdžio skersmuo d=1,2 m.
Debitas Q=2,20 m3/s.
;
hkr/d=0,70;
hkr=0,70?1,2=0,84 m;
bkr/d=0,84;
bkr=0,84?1,2=1,01 m.
Nomograma apvalių vamzdžių pripildymo koeficientui nustatyti
Pavyzdys:
Apvalaus vamzdžio skersmuo d=1,0 m.
Vandens gylis jo ištekėjimo iš vamzdžio vietoje – 0,75 m.
Vamzdžio skerspjūvio plotas A=0,79 m2.
hiš/d=0,75/1,0=0,75;
kp=0,80;
Aiš=A?kp=0,79?0,80=0,63 m2.
II variantas, kai h>hkr
Kadangi beslėgė nepatvenkta tėkmė melioracijos statiniams priskirtose pralaidose yra retai, didžioji dalis pralaidų projektuojama esant beslėgiam patvenktam režimui. Esant patvenktam vandens ištekėjimui, skaičiuojame patvenkimo gylį prieš pralaidą pagal apsemto plataus slenksčio vandens debito formulę [3.32]. Iš jos išreiškiame patvenkimo gylį prieš pralaidą (H):
,
čia:
? < 1 – šoninio suspaudimo koeficientas; ? = 0,90.
Esant apsemtam ištekėjimui, ištekėjimo gylis (hiš) yra lygus vandens gyliui žemutiniame bjefe (h) [3.32] – hiš = h. Tarkime, kad hkr = h, apskaičiuojamas patvenkimo gylis (H) prieš pralaidą:
.
Patikriname beslėgės tėkmės sąlygas, pagal kurias turi būti H<=?1,2d ir h<1,0d. Jei sąlygos tenkinamos, pralaidos skersmuo pasirinktas teisingai. Priešingu atveju skersmuo didinamas viena pakopa ir tęsiamas skaičiavimas iš naujo, kol bus tenkinamos šios sąlygos.
Pagal vandens ištekėjimo gylį ir vidaus kampo priklausomybę apskaičiuojame kampą ? ir ištekėjimo plotą (Aiš):
, 
.
Nustatome ištekėjimo greitį (viš): viš=Q/Aiš
.
Ištekėjimo skerspjūvio plotą galima apskaičiuoti ir paprasčiau, pasinaudojant nomograma apvalių vamzdžių pripildymo koeficientui nustatyti.
Pagal hiš/d reikšmę nomogramoje randamas vamzdžio pripildymo koeficientas kp ir apskaičiuojamas ištekėjimo skerspjūvio plotas Aiš.“;
3.8. išdėstau 13 punktą taip:
„13. Žemutinio bjefo stiprinimo konstrukcijos parinkimas. Vandens greičiai žemutiniame bjefe yra didesni už nesustiprintiems gruntams leidžiamus greičius. Todėl, nesustiprinus pralaidos žemutinio bjefo, griovio vagoje už ištekėjimo antgalio atsiranda dideli išplovimai, galintys suardyti ir patį statinį. Žemutinio bjefo hidrauliniai skaičiavimai apima šiuos etapus:
d) stiprinimo konstrukcijų geometrinių dydžių nustatymą.
Srauto tekėjimo sąlygų nustatymas. Srauto tekėjimo sąlygas žemutiniame bjefe būtina nustatyti todėl, kad nuo jų priklauso statinio pralaidumas, išplovimų žemutiniame bjefe dydis, taip pat stiprinimo konstrukcijos parametrai. Daugeliu atvejų stiprinamas ruožas pralaidos žemutiniame bjefe projektuojamas su dugno nuolydžiu, mažesniu už kritinį. Tuomet srauto gylis visiško išsiskleidimo vietoje yra mažesnis už kritinį ir, tėkmei pereinant iš audringo būvio į ramų, susiformuoja hidraulinis šuolis. 2 pav. pateikiamos srauto tekėjimo žemutiniame bjefe schemos.
c) Patvenktas ištekėjimas, kai apsemtas hidraulinis šuolis (hII<h).
2 pav. Srauto tekėjimo žemutiniame bjefe schemos
Iš ankstesnių skaičiavimų turime dydžius: Q, h, viš, hiš. Hidraulinės tėkmės sąlygas griovyje ties ištekėjimo antgaliu nusako vandens tėkmės gylis (h) ir kritinis vandens gylis griovio vagoje (hkv). Pastarasis parametras randamas pagal formulę priartėjimo keliu arba pagal nomogramą trapecinio skersinio pjūvio grioviuose kritiniams gyliams nustatyti.
Kritinis gylis griovyje randamas išsprendus lygtį:
arba 
,
čia: ? – Koriolio koeficientas, kuriuo įvertinamas netolygus greičių pasiskirstymas (?=1,1);
Akv – tėkmės plotas kritinio gylio pjūvyje Akv=(bp+m*hkv)*hkv;
Bkv – tėkmės plotis vandens paviršiuje kritinio gylio pjūvyje Bkv=bp+2m*hkv;
bp – griovio tvirtinamos dalies praplatintos vagos dugno plotis.
Indeksas „kv“ rodo parametrą, esant kritiniam gyliui vagoje.
Nustatant kritinį gylį griovio vagoje pagal nomogramą, apskaičiuojamas parametras 
. Pagal šį dydį ir šlaito koeficiento kreivę surandama (–hkv/b)
reikšmė, iš kurios išskaičiuojamas kritinis gylis. Toliau apskaičiuojamas ištekančios tėkmės visiško išsiskleidimo ilgis. Tai atstumas nuo pralaidos antgalio (kai rengiami portaliniai antgaliai) iki vandens tėkmės visiško išsiskleidimo vietos (žemutinio bjefo praplatintoje vagos dalyje).
,
čia: hišs priimama mažiausia reikšmė iš hkv arba hiš.
.
Turėdami vandens gylį ir kritinį gylį griovio vagoje, apskaičiuojame tėkmės gylį visiško išsiskleidimo vietoje (hišs). Jei h?hkv, tai hišs skaičiuojame pagal formulę [3.28]:
.
Ši lygtis sprendžiama priartėjimo keliu.
Jei h>hkv, tai hišs skaičiuojamas pagal formulę:
.
Susiformavus hidrauliniam šuoliui, turime du gylius, priklausančius vienas nuo kito, tai yra – tarpusavyje susietus – tai gylis hidraulinio šuolio pradžioje ir gylis hidraulinio šuolio pabaigoje.
Turėdami hišs, skaičiuojame susietąjį gylį visiško išsiskleidimo vietoje. Tarkime, kad hišs yra vienas iš susietųjų gylių (mažesnis) hišs=h1. Antras susietasis gylis skaičiuojamas pagal formulę [3.28]:
.
Nomograma trapecinio skersinio pjūvio grioviuose kritiniams gyliams nustatyti
Pavyzdys:
Griovio dugno plotis b=1,5 m.
Šlaitų koeficientas m=2.
Debitas Q=10 m3/s.
;
hk/b=0,727;
hk=0,727?b=0,727?1,5=1,09 m.
Lyginant gautą gylį su normaliu gyliu vagoje galima gauti tris atvejus:
a) hII>h – nepatvenktas vandens ištekėjimas ir atstumtas hidraulinis šuolis. Šis atvejis nepageidautinas, nes reikia stiprinti ilgą vagos ruožą.
b) hII=h – šiuo atveju hišs ir h yra susietieji gyliai, todėl šuolis prasideda tuojau ties išsiskleidusios praplatintoje griovio dalyje tėkmės vietoje. Toks jungimosi pobūdis vadinamas prispaustu šuoliu.
c) hII<h – patvenktas ištekėjimas. Šis atvejis statybinėje praktikoje labai naudingas, nes čia vagos stiprinimo ruožas trumpiausias.
Vagos tvirtinimo ilgis, esant nepatvenktam ištekėjimui. Vagos tvirtinimo ilgis skaičiuojamas pagal formulę:
,
čia: lk – atstumas nuo tėkmės visiško išsiskleidimo vietos iki hidraulinio šuolio atstūmimo pradžios. Jei atstūmimo nėra – iki hidraulinio šuolio pradžios (m);
lš – hidraulinio šuolio ilgis (m);
la – hidraulinio šuolio atstūmimo ilgis (m);
lats – konstruktyvus atsargos ilgis (m).
Šie parametrai randami pagal formules:
lk=1,4*Bv lš=2,5(1,9hII–hI) [3.32],
kur hI – pirmas susietasis gylis; hII– antras susietasis gylis.
Pirmas susietasis gylis apskaičiuojamas pagal priklausomybę [3.28]:
hI= hII/2*[(1+8*(hkv/hII)^3)–1].
Pirmą ir antrą susietuosius gylius galima nustatyti ir pagal pateikiamus literatūroje grafikus [3.33]. Hidraulinio šuolio atstūmimo ilgis (la) apskaičiuojamas kaip patvankos kreivės ilgis tarp skerspjūvių, kur tėkmės gyliai lygūs pirmam ir antram susietiesiems gyliams [3.33]:
,
čia:
h – normalus tėkmės gylis stiprinamame ruože (m);
iv – stiprinamo ruožo nuolydis ( toks pat kaip ir vagos dugno nuolydis);
?1, ?2 – santykiniai gyliai:
;
??1), ??2) – santykinio gylio funkcijos, randamos pagal hidraulinių vagos rodiklių reikšmes, pateikiamos žinynų ir vadovėlių lentelėse [3.27];
Jvid – gylio funkcija. Skaičiuojant Jvid reikšmę, ji paprastai skaičiuojama pagal vidutinį gylį. Pastarasis nustatomas kaip aritmetinis vidurkis tų gylių, kurie yra skaičiuojamojo ruožo galuose [3.27]:
,
čia:
Cvid2 – vagos vidutinis Šezi koeficientas;
bp – tvirtinamo ruožo dugno plotis;
– vidutinis šlapias perimetras.
Konstruktyvus tvirtinamojo ruožo atsargos ilgis (lats) yra lygus 10% likusių tvirtinimo parametrų ilgiui. Tvirtinamojo ruožo gale įrengiant akmenų prizmę ar užkarpą, atsargos ilgio nereikia.
Vagos tvirtinimo ilgis, esant prispaustam hidrauliniam šuoliui. Šiuo atveju gyliai hišs ir h yra susietieji gyliai, todėl šuolis prasideda tuojau ties tėkmės suspaustu pjūviu. Todėl čia nebelieka atstumo (lk+la) nuo srauto visiško išsiskleidimo iki srautų susijungimo. Tvirtinamo ruožo ilgis skaičiuojamas pagal formulę:
Vagos tvirtinimo ilgis, esant patvenktam ištekėjimui. Be patvenkto ištekėjimo, turime ir apsemtą hidraulinį šuolį. Šiuo atveju tvirtinamojo ruožo ilgis bus lygus hidraulinio šuolio ir atsargos ilgiams:
Ls=lš+lats
Visi šie skaičiavimai pakankamai sudėtingi. Vandens srauto tekėjimo sąlygos žemutiniame bjefe priklauso ne tik nuo pratekančio debito, griovio vagos parametrų, bet ir nuo vagos nuolydžio. Praktiniam naudojimui pateikiamos įvairių skersmenų pralaidų hidraulinių parametrų lentelės (žiūrėti brėžinius Nr. 65–78). Jos sudarytos labiausiai paplitusiam griovio skersiniam pjūviui, kai dugno plotis yra b=0,8 m ir šlaitų koeficientas m=2. Šie duomenys pateikiami įvairiems griovių nuolydžiams ir debitams. Nuolydžių parametrai tenkins visus galimus atvejus. Didžiausiu 6 promilių nuolydžiu apsiribojama todėl, kad prie didesnių nuolydžių griovyje su velėnine šlaitų danga pasiekiami neleistini greičiai. Debitų parametrai turi keturias reikšmes. Pirmoji debito reikšmė yra pati mažiausia nurodytam pralaidos skersmeniui, o ketvirtoji – didžiausia (didžiausias praleidžiamas debitas, esant beslėgei tėkmei ir didžiausiam tėkmės skerspjūvio plotui). Dvi kitos reikšmės yra tarpiniai debitų dydžiai. Griovio vagos tvirtinimas pralaidos žemutiniame bjefe formuojamas iš gelžb. plokščių pagal skaičiavimų duomenis. Plokščių markės ir parametrai nenurodomi, kadangi jos gali būti naudojamos įvairios, tačiau atitinkančios projekto techninę specifikaciją. Į tvirtinimo ilgį įskaičiuotas ir latako tipo antgalių ilgis. Lentelėje pateikiamas tvirtinimų ilgis be latako tipo antgalių ilgio. Vienas iš hidraulinių parametrų pavyzdžių yra 1 lentelėje. Pagal turimą debitą ir griovio nuolydį iš šios lentelės galima pakankamai tiksliai parinkti pralaidos skersmenį, nustatyti vandens gylį prieš pralaidą, ištekančio vandens tėkmės gylį, ištekančio vandens greitį, kritinį gylį pralaidoje. Turime hidraulinius parametrus, būtinus vandens tėkmės sąlygoms nustatyti, griovio vagos žemutiniame ir aukštutiniame pralaidos bjefe tvirtinimo ilgį ir šių tvirtinimų konstruktyvius sprendinius – tvirtinimo schemas.“;
3.9. išdėstau 28 punktą taip:
„28. Žemi portaliniai antgaliai. Pralaidoms iš gofruotų apvalių metalinių 1,80 m ir 2,0 m skersmens vamzdžių bei pralaidoms iš gofruotų metalinių 1,95–2,10 m, 2,20–2,70 m ir 2,75–3,15 m pločio deformuoto žiedo skerspjūvio formos vamzdžių taikomi žemi portaliniai antgaliai. Šią grupę sudaro A-20, A-21, A-25, A-30 antgaliai. Jų aukštis virš griovio dugno – 900 mm, o įgilinami žemiau griovio dugno 800 mm. Iškasa jiems statyti užpilama šalčiui atspariu užpilu – žvyro mišiniu 0/32. Šių antgalių ilgis pasirenkamas toks, kad antgalio viršus remtųsi į griovio šlaitą.
Latako tipo ir žemi portaliniai antgaliai gali būti statomi iš monolitinio betono vietoje arba gaminami gelžb. gamyklose vėliau juos sumontuojant. Abiem atvejais, sumontavus vamzdžius, baigiamas kloti betonas po vamzdžių apatine dalimi. Antgaliai statomi iš betono C 30/37.
Pralaidos be antgalių gali būti statomos tik išimtiniais atvejais. Ši išimtis gali būti taikoma tik 0,80 m ir mažesnio skersmens pralaidoms iš plastikinių arba metalinių vamzdžių. Tokios pralaidos statomos ant silpnų gruntų.“;
3.10. išdėstau 31 punktą taip:
„31. Hidroizoliacija ir vamzdžių apsauga. Pralaidų gelžbetoninių vamzdžių sekcijų ir antgalių sienučių išorinės pusės dengiamos dviem bituminės emulsijos arba bitumo sluoksniais, kai pagal vandens ir grunto tyrimus nustatoma didelio cheminio agresyvumo aplinka. Pralaidų sekcijų movinių sandūrų bei vamzdžių ir antgalių sandūrų vietos užpildomos dviejų sluoksnių hidroizoliacija su polimeriniu audiniu.
Plastikinių pralaidų vamzdžių sandūrų su apkabomis zona apsaugant užklojama neaustinės ne mažesnio kaip 0,6 D (D – išorinis vamzdžių skersmuo) pločio geotekstilės juosta. Pralaidų metaliniai vamzdžiai, užpilami vietiniu gruntu, galinčiu pažeisti antikorozinę dangą, ištisai apklojami neaustine geotekstile. Būtina tai atlikti ir apsaugant vamzdžių, surinktų iš lakštinių panelių, sandūras. Mažinant metalinių vamzdžių sienelės storį ir siekiant išlaikyti norminį pralaidų saugaus naudojimo laiką, vamzdžių apsaugai taikomas padengimas epoksidine derva. Vamzdžiai, kurių skersmuo mažesnis kaip vienas metras arba jam lygus, iš vidaus visu perimetru padengiami epoksidine derva. Didesnio skersmens vamzdžiai padengiami derva iš vidaus 0,50 m aukščiau skaičiuotino vidutinio vasaros vandens lygio. Iš išorės epoksidine derva padengiami vamzdžių galai 1,0 m ilgio ruožuose. Metaliniams vamzdžiams apsaugoti nuo korozijos gali būti naudojama papildomo antikorozinio padengimo medžiaga – bitumas. Ploniausias bitumo sluoksnis gofro bangos viršūnėje turi būti 1,30 mm. Dengiant pralaidą įprasta tvarka (0,50 m aukščiau VVVL iš vidaus ir po 1,0 m iš galų išorėje) ploniausias bitumo sluoksnis gofro bangos viršūnėje – 3,20 mm. Deformuoto žiedo skerspjūvio vamzdžių dugnas apsaugomas papildomai. Paklojus vielos tinklą dugnas padengiamas betono sluoksniu (50 mm virš gofro bangos viršūnės).“;
3.11. išdėstau 35 punktą taip:
„35. Tvirtinimas ties ištekėjimo antgaliais. Pralaidos pylimo ir griovio žemutinio bjefo tvirtinimams pateikiama 12 schemų. Jų skaičių sąlygoja taupus tvirtinimo medžiagų naudojimas, esant skirtingiems konstrukciniams pralaidų sprendiniams. Antgalių tipas, pralaidų vamzdžių skersmuo ir ištekėjimo dalies hidraulinis režimas lėmė tvirtinimo dalies parametrus ir naudojamų medžiagų rūšį. Kiekvieno skersmens vamzdžių pralaidoms pateiktos hidraulinių parametrų lentelės. Jose pateikti pagrindiniai hidrauliniai parametrai, esant mažiausiam, didžiausiam ir dviem tarpiniams debitams. Lentelėse turime pateiktą tvirtinimų gelžb. plokštėmis ties ištekėjimo antgaliu ilgį, pagal kurį pateiktos tvirtinimo schemos. Hidraulinių parametrų lentelėse pateikti duomenys tokiems griovių nuolydžiams, kuriems esant dar nepasiekiami plovimo kritiškieji vandens greičiai, pavojingi griovio velėninei dangai. Esant didesniems nuolydžiams ir debitams, turėtume velėninei griovių dangai neleistinus greičius.
I schema taikoma, įrengiant latako tipo antgalius ir šlaitus sutvirtinant erdviniu geotinklu, užpilant jį dirvožemiu, sumaišytu su žolių sėklų mišiniu.
II, III, IV, V žemutinio bjefo tvirtinimo schemos taikomos pralaidoms su antgaliais A-8 įrengti.
VI schema skirta pralaidų su antgaliais A-12 žemutiniam bjefui tvirtinti.
VII schema taikoma pralaidoms su antgaliais A-16 įrengti.
VIII, IX, X, XI, XII schemos skirtos didelio skersmens pralaidų su portaliniais antgaliais A-20, A-21, A-25, A-30 žemutinio bjefo tvirtinimams įrengti. Šlaitų ir dugno tvirtinimo gelžb. plokštėmis konstrukcijos stabilumui užtikrinti įrengiama užkarpa. Užkarpa statoma iš gelžb. plokščių, jas įleidžiant iki 1,0 m gylio. Tvirtinimų gelžb. plokščių išmatavimai turi turėti kartotinį 0,5 m parametrą (0,5, 1,0, 1,5, 2,0 ir t. t.). Tvirtinimo plokščių storiai duoti schemose.
Griovio šlaitų tvirtinimas gelžb. plokštėmis suderintas su dugno pločiais ir yra trijų aukščių. Šlaitai pagal II schemą tvirtinami 0,45 m, pagal III–VI schemas – 0,68 m, o pagal VII–XII schemas – 0,90 m aukščio nuo griovio dugno nustatytuose ruožuose. Likusioji šlaitų dalis tvirtinama erdviniais geotinklais, juos užpilant dirvožemiu, sumaišytu su žolių sėklų mišiniu. Sėklų mišinio norma – 80 kg/ha. Erdvinis geotinklas jungiamas su gelžb. plokštėmis panaudojant lipnią bitumo juostą (Bitumenband Alu). Naudojamos juostos plotis 300 mm. Sujungimo detalės pateiktos II ir II a schemų brėžiniuose.
Erdviniu tinklu tvirtinami visi ties pralaidos įtekėjimu ir ištekėjimu naujai suformuoti šlaitai iki natūralaus griovio dugno pločio, pridedant 0,5 m. Pralaidų su žemais portaliniais antgaliais pylimo šlaitas virš antgalio tvirtinimas skylėtomis plokštėmis. Galimas tvirtinimas ir kitomis dekoratyviomis medžiagomis.
Įtekėjimo į pralaidą ir ištekėjimo dalies griovio dugno pločio perėjimas prie esamo griovio dugno pločio priklauso nuo dugno pločio skirtumo. Šis perėjimo atstumas priimtas laikantis santykio ne mažesnio kaip 1:4. Kai ties antgaliais suformuotas dugno plotis 1,0 m arba 1,50 m, tai šis perėjimo atstumas yra 1,50 m, o esant dugno pločiui 2,0–3,0 m, perėjimo atstumas yra 2,50 m. Griovių tvirtinimo medžiagos turi atitikti skaičiuojamąjį vandens greitį.“;
3.12. išdėstau 37 punktą taip:
3.13. išdėstau priedo žymą taip:
3.14. išdėstau priedo pavadinimą taip:
3.15. išdėstau priedo „Vamzdinių vandens pralaidų schemos ir jų hidrauliniai parametrai“ 4 brėžinyje, 2 lape lentelę „KELIO PARAMETRAI“ taip:
„KELIO PARAMETRAI
(pagal KTR 1.01:2008 Automobilių keliai)
|
|
Vietinės reikšmės keliai |
||
| Iv |
IIv |
IIIv |
|
| 1. Kelio dangos |
|
|
|
| 1.1. eismo juostų skaičius, vnt. |
2 |
1 |
1 |
| 1.2. eismo juostos plotis |
3,00 |
4,50 |
3,50; (4,50) |
| 1.3. važiuojamosios dalies plotis |
6,00 |
4,50 |
3,50; (4,50) |
| 1.4. kelio dangos plotis (važiuojamoji dalis, saugos ir sustojimo juostos) |
6,00 |
4,50 |
3,50; (4,50) |
| 2. Kelkraščio plotis |
2x1,00 |
2x1,00 |
2x1,00 (0,0) |
“;
3.16. įrašau priedo „Vamzdinių vandens pralaidų schemos ir jų hidrauliniai parametrai“ 31 brėžinio 1 lape vietoj žymenio „R“ žymenį „Ro“;
3.17. išdėstau priedo „Vamzdinių vandens pralaidų schemos ir jų hidrauliniai parametrai“ 79 brėžinio 1 lape lentelės „ANTGALIŲ ĮRENGIMO DARBAI IR MEDŽIAGŲ KIEKIAI“ 11 eilutę taip:
„
3.18. išdėstau priedo „Vamzdinių vandens pralaidų schemos ir jų hidrauliniai parametrai“ 79 brėžinio 1 lape lentelės „ANTGALIŲ ĮRENGIMO DARBAI IR MEDŽIAGŲ KIEKIAI“ 14 eilutę taip:
„
3.19. išdėstau priedo „Vamzdinių vandens pralaidų schemos ir jų hidrauliniai parametrai“ 80 brėžinio 1 lape lentelės „PRALAIDOS G/B VAMZDŽIŲ 1 SEKCIJOS ĮRENGIMO DARBAI IR MEDŽIAGŲ KIEKIAI“ 9 eilutę taip:
„
3.20. išdėstau priedo „Vamzdinių vandens pralaidų schemos ir jų hidrauliniai parametrai“ 80 brėžinio 1 lape „lentelės „ PRALAIDOS G/B VAMZDŽIŲ 1 SEKCIJOS ĮRENGIMO DARBAI IR MEDŽIAGŲ KIEKIAI 11 eilutę taip:
„