При проектировании водопропускных коллекторов важным вопросом является временный пропуск бытового расхода водотока (ручья или реки). Данная аспект любого проекта коллектора рассматривается проектной организацией в составе проектной документации в рамках раздела ПОС (проекта организации строительства). Позже, на этапе подготовки к началу строительных работ, те решения, которые были приняты в ПОС, уточняются и детализуются в рамках ППР (проекта производства работ). При этом ППР, как правило, подготавливается уже строительным подрядчиком, который при этом ориентируется на опыт собственных кадровых ресурсов и парк строительной техники.
Схема временного пропуска расхода водотока должна обеспечивать беспрепятственное прохождение естественного стока реки или ручья. По понятным причинам возможность даже кратковременного прекращения поступления воды от природного водного объекта невозможна. Это и вызывает необходимость возведения временного водоотводного русла. Срок эксплуатации такого временного сооружения целиком определяется длительностью строительного периода по возведению коллектора. Обычно это несколько месяцев.
Важно: устройство временного русла в принципе не требуется, если трасса проектируемого коллектора не совпадает с существующим руслом. При таком варианте трассировки коллектора весь строительный период вода продолжает течь по естественному руслу, а переключение стока на новый коллектор производится только в конце строительных работ.
Для временного русла, также как и для основного коллектора, необходимо определить пропускную способность. Для этого выполняется гидравлический расчёт. При этом величина расчётного расхода воды строительного периода, принимаемого для гарантированного пропуска стока по временному руслу, принимается по данным инженерно-гидрометеорологических изысканий. Как правило, за максимальный расход, пропускаемый по временному руслу, принимается расход данного водотока, соответствующий вероятности (обеспеченности) p = 10 % (один раз в десять лет). Иными словами предполагается, что краткость срока строительства позволяет допустить, что в его пределах максимальные расходы водотока не будут сравнительно велики (т.е. фактически исключается возможность наступления паводка редкой повторяемости).
Ось временного русла, как правило, прокладывается параллельно естественному руслу, в котором сооружается коллектор. Конструктивно временное русло может быть решено различными вариантами:
– земляной траншеей (без выполнения крепления дна и откосов);
– лотком из сборных ж.б. секций;
– напорным водоводом из стальных или полиэтиленовых (ПЭ) труб, а также из прорезиненных тканевых рукавов.
Земляная траншея является наиболее частым способом выполнения водоотводного русла. Данное решение является самым простым и наименее капиталоёмким. Несмотря на недостатки (возможность размыва откосов, высокий коэффициент шероховатости и др.), земляная траншея, как правило, позволяет в течение нескольких месяцев достаточно эффективно пропускать необходимый расход.
Лоток из сборных железобетонных элементов обеспечивает возможность предотвращения размыва дна временного русла и обрушения его берегов. Тем самым существенно повышается надёжность схемы временного пропуска бытового стока водотока. Но, вместе с тем, такая схема сильно повышает стоимость и срок устройства временного русла (в частности — монтажа лотков). Это оказывается важным недостатком даже несмотря на оборачиваемость секций лотка.
Напорные водоводы, сооружаемые из того или иного типа труб, находят своё применение только для условий сравнительно малых пропускаемых расходов. При этом обязательным условием является применение насосного оборудования. Данная схема временного водоотводного русла возможна в двух случаях:
а) малая величина естественного расхода водотока (иными словами — когда коллектор сооружается на очень маленьком ручье);
б) основные строительные работы по возведению коллектора проводятся в подчёркнуто выраженный период глубокой межени года, когда естественный расход водотока падает до минимальных значений.
Ошибочные решения по выбранной схеме временного пропуска стока водотока, или же неблагоприятные гидрометеорологические обстоятельства (в виде обильных дождей с соответствующим поступлением расхода воды с обеспеченностью ниже, чем была принята в расчёт для строительного периода) чреваты затоплением траншеи, в которой возводится коллектор. Такое затопление приводит к необходимости проведения восстановительных работ, общему удлинению сроков и увеличению стоимости строительства коллектора.