Чтобы предотвратить переувлажнение грунтов земляного полотна поверхностными водами, предохранить их от вредного воздействия грунтовых вод и защитить от размывного действия текущей воды, проектируют специальные сооружения и устройства. Предупреждают переувлажнение земляного полотна, не допуская застоя поверхностных и производственных вод. Для этого его поверхность выравнивают и устраивают поперечные и продольные водоотводы: канавы, лотки, ливневую (дождевую) канализацию на станциях и др. Продольные уклоны этих водоотводных сооружений должны быть не менее 3 %0, но в трудных условиях (поймы рек, болота) допускаются 2 %0 и в исключительных случаях— 1 %0.
Водоотводные канавы, как правило, имеют трапецеидальное сечение, которое наиболее удобно для устройства, ремонта и содержания. Ширину дна и глубину канав принимают не менее 0,6 м (высота наполнения их водой должна быть не более 0,4 м). В плане канавы располагают прямолинейно, а необходимые закругления устраивают радиусом 10—20 м. Примыкают одну канаву к другой под углом не более 45°, чтобы избежать значительной потери скорости потока. У выхода дно канавы уширяют и укрепляют от размыва. При крутом уклоне местности, чтобы не делать дорогостоящего укрепления, канавы проектируют с пологими уклонами и отдельные участки сопрягают перепадами (рис. 38) и быстротоками (рис. 39). Перепад представляет собой устройство с одним или несколькими уступами, позволяющими на относительно коротком расстоянии значительно понизить уровень текущей воды.
Та же цель может быть достигнута устройством быстротока, т. е. короткого канала с большим продольным уклоном (/ = 0,1-4-0,8). В перепадах и быстротоках течение воды достигает больших скоростей, поэтому в конце их сооружают водобойные колодцы и уступы.
Назначение лотков то же, что и водоотводных канав. Они могут воспринимать боковое давление грунта, поэтому территория и объем земляных работ для их устройства меньше, чем для канав. В последнее время лотки сооружают из железобетона (рис. 40) и бетона. Форма их может быть различной: трапецеидальной, прямоугольной, полукруглой и треугольной. Для перехвата и отвода грунтовых вод или понижения их уровня устраивают
углубленные открытые канавы и лотки, дренажи, дренажные галереи и штольни. Канавы и лотки отводят поверхностные и грунтовые воды, залегающие на небольшой глубине. Канавы глубиной более 1,5 м и лотки глубиной более 2 м обычно не делают, так как с увеличением глубины значительно возрастают строительная стоимость и расходы на ремонт и содержание. Подземные водоотводы для осушения грунтов, понижения уровня грунтовых вод и отвода их от земляного полотна называются дренажами. Устраивают их в водонасыщенных грунтах, подвергающихся неравномерному вспучиванию при замерзании. Наибольшее распространение получили подкюветные дренажи, предназначенные для понижения уровня грунтовых вод под основной площадкой земляного полотна. Ось подкюветного дренажа располагает на расстоянии 3700 мм от оси пути. В зависимости от того, врезается дно дренажа в водоупорный слой или не доходит до него, различают совершенные - несовершенные дренажи. Если водоупорный слой залегает на глубине до 4 м от бровки земляного полотна, то обычно устраивают совершенные дренажи (рис. 41, а), если глубже,— несовершенные (рис. 41, б). Ширина траншеи при ручной разработке 0,8—1,0 м при глубине до 2 м и 1 —1,5 м при глубине более 2 м. Траншее придают продольный уклон не менее 3%0, а на дне укладывают дрену. При небольшом
поступлении воды дрену устраивают в виде слоя щебня или гравия, чаще же она представляет собой гончарную трубу внутренним диаметром 12,5—17,5 см
с отверстиями для поступления воды. Устройство таких дренажей очень сложно и требует больших затрат труда.
Всесоюзным научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ) разработана специальная машина для сооружения продольных дренажей и применительно к ней создана простая конструкция дренажа шириной 52 см, которая находит все более широкое применение (рис. 42). В траншею, прорытую машиной, на дно или на слой гравийной или щебеночной подсыпки укладывают трубофильтры и засыпают их на всю глубину траншеи фильтрующим материалом. Трубофильтры (рис. 43) изготовляют из керамзитового гравия с цементным раствором длиной от 0,5 до 1 м, внутренним диаметром от 50 до 500 мм. Соединяют их между собой с помощью гибких пластических муфт. Трубопровод укладывают в траншею механизированным способом. Сооружение и эксплуатация такого дренажа обходится значительно дешевле.
Для понижения уровня грунтовых вод, залегающих на глубине 6—10 м, страивают дренажные галереи (рис. 44) из железобетонных элементов, размеры которых позволяют работать в галерее человеку. Вода в галерею вступает через отверстия в стенах. Для наблюдения за работой и прочистки труб через каждые 70—100 м в трубчатом дренаже и 100—150 м в галерее, а также в местах изменения профиля и плана дренажей устраивают смотровые колодцы (рис. 45).