Противофильтрационное крупнотоннажное покрытие

Авторы патента:

E02B3/16 - противофильтрационные устройства или швы (швы в фундаментах E02D 29/16; уплотнение швов, не ограниченное гидротехническим применением E04B 1/68)

Владельцы патента RU 2609437:

Баев Олег Андреевич (RU)

Изобретение относится к гидротехническому и мелиоративному строительству и может быть использовано при устройстве противофильтрационных экранов из полимерных материалов на оросительных каналах и водоемах. Противофильтрационное крупнотоннажное покрытие включает гибкие листы, выполненные из утилизированного сырья. Покрытие выполнено из композитного материала на основе дробленых легко перерабатываемых отходов полиэтилена и наполнителя из дробленых спрессованных трудно перерабатываемых отходов пластмассовой крошки. Для соединения отдельных листов покрытия между собой оно выполнено с пазами, которые соединены путем сварного стыкового соединения. Достигаемый технический результат заключается в создании покрытия, обладающего высокой водонепроницаемостью, прочностью и морозостойкостью при одновременном обеспечении возможности утилизации трудно перерабатываемых отходов производства и потребления при его изготовлении. 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Известно гидроизоляционное покрытие (патент RU №2301206, опубл. 20.06.2007), включающее отход нефтедобычи - асфальтосмолопарафинистые отложения АСПО и полимер, содержащий отход полиформальдегида, при следующих соотношениях компонентов, масс. %: АСПО - 60-80, отход полиформальдегида - 20-40.

Недостатками данного изобретения являются невозможность его применения на оросительных каналах и водоемах из-за высокой токсичности отходов нефтедобычи. Кроме того, такое покрытие является недолговечным и характеризуется незначительным сроком службы, особенно при эксплуатации без защитного покрытия.

Известен противофильтрационный экран и способ его создания (патент RU 2542525, опубл. 20.02.2015), включающий гибкие листы, соединенные в укрупненные полотнища, изготовленные из отходов полиолефинов в виде полимерных листов толщиной 15-20 мм, шириной 1,5 м.

Недостатком данного противофильтрационного экрана является применение гибких листов малой толщины, необходимость устройства подстилающего и защитного покрытия, сложность производства работ по соединению такого покрытия с помощью геомембраны.

Известен способ создания гибкого противофильтрационного экрана (патент RU 2530989, опубл. 20.10.2014), включающий укладку на подготовленное ложе канала армирующего слоя (нетканого геотекстиля) и нанесение на него расплава отходов полиэтилена.

Недостаток данного способа - сложность производства работ по нанесению на армирующий слой расплава из отходов полиэтилена. Для нанесения такого расплава необходимо на месте произвести переработку отходов полиэтилена и сразу же в расплавленном виде нанести на полотнище из геотекстиля, или как вариант в переработанном виде с температурой плавления более 100°С доставить к месту применения и произвести распыление. При этом такое покрытие будет характеризоваться недостаточной герметичностью, а в некоторых случаях возможно образование проваров в полотнище геотекстиля.

Наиболее близким техническим решением является способ создания противофильтрационного покрытия (патент RU 2494192, опубл. 27.09.2013), включающий гибкие листы, выполненные из утилизированных автопокрышек.

Недостатком приведенного изобретения является выполнение гибких листов из утилизированных автопокрышек, с целью противофильтрационной защиты. При выполнении такого покрытия возникнет значительная трудность, связанная с переработкой автопокрышек в мелкую резиновую крошку после их эксплуатации. Кроме всех основных операций по переработке резины, заключающихся в ее дроблении, необходимо проведение более сложных - отделение резины от текстиля и металла. Остатки резины, содержащие металлкорд, необходимо подвергать дополнительной переработке - обжиг в печи для выжигания резины на проволоке. В результате всех операций по переработке резина, содержащаяся в покрышке, превращается в крошку, причем, как показывает мировая практика, 57% крошки будет иметь размеры от 10 до 20 мм, остальная - от 0,1 до 1,2 мм. В целом такая процедура переработки изношенных автопокрышек будет дорогостоящей, а переработанная крошка размером ≥10 мм будет малопригодна для изготовления гибких противофильтрационных листов толщиной 1,0 см.

Цель данного изобретения заключается в разработке нового противофильтрационного крупнотоннажного покрытия, включающего, в том числе, трудно перерабатываемые отходы.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в разработке противофильтрационного крупнотоннажного покрытия из отходов производства и потребления (в том числе трудно перерабатываемых).

Технический результат достигается за счет использования гибких листов, выполненных из утилизированного сырья, а именно композитного материала на основе дробленых легко перерабатываемых отходов полиэтилена и наполнителя из дробленых спрессованных трудно перерабатываемых отходов в виде пластмассовой крошки. При этом для снижения шероховатости и защиты от ультрафиолетовых лучей верхняя часть покрытия обработана пуралом или лакокрасочным материалом. Крупнотоннажное покрытие выполнено в виде листов толщиной 0,03÷0,05 м, шириной 2,0÷4,0 м, длиной 4,0÷6,0 м и весом одного листа соответственно 80 и 240 кг, а для соединения отдельных листов крупнотоннажного покрытия между собой оно выполнено с пазами, которые соединены путем сварного стыкового соединения.

Изобретение поясняется следующими чертежами: фиг. 1 - противофильтрационное крупнотоннажное покрытие; фиг. 2 - покрытие в разрезе; фиг. 3 - соединение отдельных листов покрытия; фиг. 4 - поперечное сечение оросительного канала с противофильтрационным крупнотоннажным покрытием.

Цифрами на чертежах обозначено: 1 - гибкий листовой композиционный материал; 2 - дробленые трудно перерабатываемые отходы пластмасс; 3 - пурал/лакокрасочный материал; 4 - пазы для соединения отдельных листов покрытия; 5 - сварное соединение; 6 - защитное покрытие из грунта на бровках канала.

Противофильтрационное крупнотоннажное покрытие выполнено следующим образом (фиг. 1-4).

В заводских условиях происходит сушка и дробление легко перерабатываемых отходов полиэтилена (утилизированного сырья), включающих полиэтиленовую пленку, обвертки от бутылок и другие полиэтиленовые отходы, с последующим их рециклированием в гибкий листовой композиционный материал 1. В качестве наполнителя и поверх гибкого листового композиционного материала 1 выполнен слой из дробленых трудно перерабатываемых отходов пластмассы крошки 2 (с возможным диаметром переработанной крошки от 5 до 20 мм). Слой пластмассовой крошки 2 предварительно перед нанесением проходит процедуру уплотнения и выполняется толщиной 2÷4 мм, в зависимости от параметров изготавливаемых листов противофильтрационного крупнотоннажного покрытия (таблица 1).

Поверх слоя пластмассовой уплотненной крошки 2 выполнен еще один слой гибкого листового материала 1. Соединение отдельных слоев (гибкого листового материала и пластмассовой крошки осуществляется с помощью специальных клеевых составов и мастик). Для снижения шероховатости и защиты от ультрафиолетовых лучей верхняя часть крупнотоннажного противофильтрационного покрытия обработана пуралом или лакокрасочным материалом 3. Для соединения отдельных листов крупнотоннажного покрытия между собой оно выполнено с пазами 4, которые соединены путем сварного стыкового соединения 5 (например, экструдером).

Укладка противофильтрационного крупнотоннажного покрытия осуществляется на оросительных каналах с заложением откосов ≤ 1:2,5 (фиг. 4). На бровках канала выполнено защитное покрытие из местного грунтового материала 6. На водоемах и накопителях нетоксичных отходов, при соответствующем обосновании, устройство защитного покрытия не требуется.

Разработанное противофильтрационное крупнотоннажное покрытие имеет следующие преимущества (по сравнению с существующими одно- и двухслойными традиционными экранами):

1. Исключается повреждаемость во время строительства и эксплуатации сооружений (за счет большой толщины противофильтрационного покрытия 3,0÷5,0 см).

2. Повышенная надежность работы покрытия в случаях слабых и деформируемых оснований.

3. Отсутствует необходимость устройства защитных слоев на сооружениях, работающих в непрерывном режиме (водоемах).

4. Простая технология выполнения работ по устройству противофильтрационных экранов из крупнотоннажных материалов (за счет исключения технологий устройства подстилающего и защитных слоев).

5. Возможность устройства на более крутых откосах, а также не только на оросительных каналах и водоемах, но и накопителях отходов.

6. Высокая водонепроницаемость, прочность, морозостойкость, сравнительная низкая стоимость по сравнению с геосинтетическими и геокомпозитными материалами.

7. Стойкость к ультрафиолетовому излучению, повышенная прочность и снижение шероховатости за счет нанесения на верхнюю часть покрытия пурала или лакокрасочного материала.

8. Утилизация вторичного сырья (отходов производства и потребления), в том числе трудно перерабатываемого.

1. Противофильтрационное крупнотоннажное покрытие, включающее гибкие листы, выполненные из утилизированного сырья, отличающееся тем, что покрытие выполнено из композитного материала на основе дробленых легко перерабатываемых отходов полиэтилена и наполнителя из дробленых спрессованных трудно перерабатываемых отходов пластмассовой крошки.

2. Покрытие по п. 1, отличающееся тем, что верхняя часть покрытия обработана пуралом или лакокрасочным материалом.

3. Покрытие по п. 1, отличающееся тем, что покрытие выполнено в виде листов толщиной 0,03-0,05 м, шириной 2,0-4,0 м, длиной 4,0-6,0 м и весом одного листа соответственно 80 и 240 кг.

4. Покрытие по п. 1, отличающееся тем, покрытие выполнено с пазами, которые соединены путем сварного стыкового соединения.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к способам для определения потерь воды на фильтрацию из оросительных каналов гидромелиоративных систем.

Способ создания противофильтрационного экрана // 2598669

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при создании противофильтрационных экранов на каналах, водоемах и накопителях различного назначения.

Способ герметизации стыков облицовок каналов и водоемов с бентонитовым жгутом // 2598635

Изобретение относится к водохозяйственному и гидротехническому строительству и может быть использовано при герметизации и проведении ремонта швов бетонных облицовок оросительных каналов, водоемов, а также в качестве шпоночных соединений водопроводящих сооружений (дюкеров, акведуков, лотков).

Способ возведения противофильтрационного экрана земляного амбара-накопителя отходов бурения // 2595740

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к способам борьбы с фильтрацией загрязненных стоков из земляных амбаров-накопителей отходов бурения нефтяных и газовых скважин.

Противофильтрационное геокомпозитное покрытие // 2595174

Изобретение относится к гидротехническому и мелиоративному строительству. Покрытие содержит полипропиленовый каркас, состоящий из двух слоев геотекстиля нетканого и тканого, между которыми помещен слой бентонитовой глины.

Способ создания противофильтрационного экрана в грунте // 2583815

Изобретение относится к области строительства, в частности к упрочнению грунта путем введения в грунт затвердевающих веществ, и может быть использовано для защиты бетонных фундаментов, основания и тела земляного полотна железных и автомобильных дорог от воздействия грунтовых и поверхностных вод.

Способ создания облицовки на осушительно-оросительных каналах // 2581216

Изобретение относится к способам борьбы с фильтрационными потерями воды на осушительно-оросительных каналах и может быть применено при возведении противофильтрационных одежд откосов и дна каналов.

Каскадный способ создания противофильтрационной завесы (пфз), сооружаемой способом "стена в грунте" на откосе с уклоном более 3° // 2579780

Изобретение относится к области строительства, в частности, для создания противофильтрационных завес (ПФЗ) способом «стена в грунте» и может быть использовано в гидротехническом строительстве для защиты подземных и поверхностных вод от загрязнения в районах, прилегающих к золоотвалам тепловых электростанций и шламонакопителям промышленных сточных вод.

Комбинированный противофильтрационный экран // 2579482

Изобретение относится к области гидротехнического, природоохранного и гражданского строительства и может быть использовано при создании противофильтрационных устройств (из геосинтетических материалов) в основаниях, предпочтительно, на оросительных каналах, водоемах и накопителях отходов.

Способ создания противофильтрационного экрана // 2577480

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано для создания противофильтрационного экрана на накопителях промышленных и бытовых отходов.

Способ создания противофильтрационного геокомпозитного покрытия // 2610699

Изобретение относится к области гидротехнического, гидромелиоративного и природоохранного строительства и может быть использовано при создании противофильтрационных покрытий с использованием геокомпозитных материалов в основаниях сооружений. Способ создания противофильтрационного геокомпозитного покрытия включает подготовку грунтового основания, укладку на него водонепроницаемой геомембраны, состоящей из герметично соединенных между собой полотнищ полимерного материала, и устройство защитного слоя из геотекстильного материала. Для исключения интенсивной боковой фильтрации по контакту геотекстиля с геомембраной геотекстильный материал выполняют с полимерными ребрами в виде ячеек. При этом толщину противофильтрационного элемента из геомембраны, необходимость применения защитных прокладок из геотекстиля и оценку водопроницаемости при наличии отверстия определяют по расчетным зависимостям. Изобретение обеспечивает надежную противофильтрационную защиту гидротехнических сооружений в основаниях, а также исключает контактную фильтрацию по контуру геомембраны и геотекстиля. 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Способ создания накопителя токсичных отходов на сильно деформируемом основании // 2611167

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть использовано при создании накопителей отходов промышленных предприятий. Способ включает подготовку основания путем отсыпки дренирующего грунта с уклоном от центра к периферии на величину, равную половине прогнозируемой разности осадки основания. Затем выполняется планировка поверхности дна накопителя уступами и укладка водонепроницаемой геомембраны, состоящей из герметично соединенных полотнищ. Далее в накопителе выдерживается жидкость (вода или глинистый раствор) до момента достижения заданной степени консолидации основания. После ее откачки выполняется проверка герметичности геомембраны путем последовательного выполнения нескольких операций: сканирования основания с поверхности геомембраны с помощью физических измерений, подачи в накопитель индикаторной жидкости, ее выдержки, последующей откачки и повторного сканирования основания. По завершении проверки следуют устранение дефектов геомембраны и укладка защитного слоя. Способ позволяет обеспечить герметичность экрана за счет предварительной консолидации основания и контроля его целостности, повышая тем самым эксплуатационную надежность накопителя. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Грунтовая плотина, возводимая на слабых основаниях в районах с повышенной сейсмичностью // 2611805

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении грунтовых сооружений на слабых основаниях в районах с повышенной сейсмичностью. Грунтовая плотина, возводимая на слабых основаниях в районах с повышенной сейсмичностью, включает криволинейную с выпуклостью в сторону верхнего бьефа диафрагму 2 из вязкопластического материала, выполненную с утолщениями в виде локальных приливов 4 в зонах изменения кривизны диафрагмы 2, бетонную галерею 3 со сводом в верхней части и противофильтрационный элемент 6 в основании 7. Нижняя часть диафрагмы 2 выполнена в виде замкнутой оболочки 5, охватывающей бетонную галерею 3 и сопряженной с противофильтрационным элементом 6 в основании 7. Бетонная галерея 3 в поперечном сечении выполнена в виде треугольника Рело, причем один из углов треугольника Рело располагается в верхней сводной части галереи. Материал диафрагмы в утолщениях имеет большую текучесть, чем в остальных частях диафрагмы. Повышается надежность работы грунтовой плотины при повышенных сейсмических и статических нагрузках. 3 ил.

Способ возведения намывного гидротехнического сооружения // 2612205

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может найти применение при возведении намывных хранилищ отходов с большим потреблением воды и ее потерями при эксплуатации. Способ возведения намывного гидротехнического сооружения включает операции по устройству первичной дамбы 5 из намытых отходов, противофильтрационного экрана, отстойного пруда с технической водой 4, для создания противофильтрационного экрана. Для формирования противофильтрационного экрана на заранее подготовленные внутренний откос первичной дамбы 5 и основание 1 сооружения отсыпают сплошной слой 2 из набухающего материала природной влажности, например, высокоактивных шламов металлургических комбинатов, на разровненную поверхность которого отсыпают слой 3 намытых отходов и после этого с помощью трубопроводной системы на него подают техническую воду 4 из отстойного пруда для смачивания, полного насыщения, увеличения в объеме и всестороннего обжатия сплошного слоя 2 из набухающего материала. Изобретение направлено на повышение противофильтрационного эффекта намывного гидротехнического сооружения для предотвращения загрязнения грунтов и подземных вод и сокращение затрат на его возведение. 1 ил.

Способ ремонта бетонных облицовок оросительных каналов // 2612419

Изобретение относится к гидромелиоративному строительству и может быть использовано при проведении ремонта бетонных облицовок длительно работающих оросительных каналов с использованием геосинтетических материалов. Способ включает удаление дефектного участка покрытия, нанесение бетона 3 с толщиной слоя δ=0,05 м и укладку на бетон жесткими ребрами вниз полимерной профилированной геомембраны 4. Бетон 3 наносят по контуру повреждения 2 с каждой из его сторон на заранее увлажненную поверхность. При наличии больших повреждений с шириной bпов≥1,5 м на слой бетона 3 производится укладка полимерной геосетки. Ширина полоски геомембраны 4 определяется в зависимости от размеров повреждения 2 бетонной облицовки 1, с учетом запаса. Применение полимерной профилированной геомембраны и геосетки для ремонта повреждений бетонных облицовок оросительных каналов позволит существенно продлить срок службы сооружений на 30-40 лет, снизить потери воды на фильтрацию, а также отказаться от больших объемов бетонных работ. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ заделки повреждений противофильтрационного экрана // 2612431

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству, может быть использовано для заделки повреждений противофильтрационных покрытий каналов, водоемов и накопителей отходов, путем предварительного контроля целостности экранов дистанционно. Способ заделки повреждений противофильтрационного экрана включает укладку полимерного материала, отсыпку защитного слоя, контроль сплошности со стационарных датчиков влажности почвы на портативный регистратор данных с последующей передачей информации по GPS навигации к персональному компьютеру, заделку обнаруженных повреждений 8 в противофильтрационном полимерном элементе инъекцией бентонитового раствора, подаваемого под давлением с помощью насоса 11 в поврежденное отверстие 8. На повреждениях с диаметром отверстия dотв≥20 см дополнительно устраиваются заплаты 15 из полимерного материала. Контроль целостности экрана производится автоматически и дистанционно, вся необходимая информация об утечках поступает к оператору на персональный компьютер, а заделка повреждений производится точечно инъекцией бентонитового раствора и при обнаружении значительных мест повреждений помимо инъекции дополнительно устраиваются заплаты из полимерного материала. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Противофильтрационное композитное полотнище // 2614580

Изобретение относится к гидротехническому и мелиоративному строительству и может быть использовано при устройстве противофильтрационных экранов из композитных материалов на работающих оросительных каналах и водоемах без их опорожнения. Противофильтрационное композитное полотнище включает бентонит в порошкообразном состоянии или в гранулах, размещенный между двумя слоями геотекстиля - тканого и нетканого, соединеными между собой путем иглопробивания. На тканый и нетканый геотекстиль нанесена жидкая композиция на основе полиэтилена толщиной слоя композиции 0,2-0,4 мм. Для исключения всплытия покрытия под водой оно выполнено со слоем мелкозернистого песка с модулем крупности Мкр≤1,5 толщиной слоя 3-5 мм, отделенного от бентонита полотнищем нетканого геотекстиля. Технический результат изобретения заключается в обеспечении водонепроницаемости композитного полотнища и возможности его укладки на действующих оросительных каналах и водоемах без их остановки и опорожнения. 1 ил.

Способ определения фильтрационных потерь // 2616801

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к способам определения потерь воды на фильтрацию из оросительных каналов гидромелиоративных систем. Способ заключается в устройстве вблизи действующего оросительного канала изолированного измерительного отсека, выполненного с подводом и сбросом воды из канала. Измерительный отсек выполнен с вертикальными стенками 6 из водонепроницаемого материала – геомембраны 4 с защитными прокладками из геотекстиля 5. Крепление вертикальных стенок 6 выполняют деревянными щитами 7, с обратной отсыпкой грунта 8. Регулирование уровня воды в изолированном отсеке осуществляется плоскими затворами. Противофильтрационный элемент из геомембраны 4 и двух защитных прокладок из геотекстиля 5 выполнен в виде зуба на глубину 0,5 м. Определение удельного фильтрационного расхода производится по расчетной зависимости. Преимущество разработанного способа заключается в том, что замеры потерь воды на фильтрацию осуществляются без предварительной остановки и опорожнения канала путем устройства изолированного измерительного отсека. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ контроля целостности полимерного противофильтрационного экрана // 2621540

Изобретение относится к гидротехническому строительству и предназначено для контроля целостности (сплошности) полимерных противофильтрационных экранов, выполняемых из электроизоляционных материалов, например полимерных геомембран на оросительных каналах и водоемах. Способ контроля целостности полимерного противофильтрационного экрана включает измерение электрического сопротивления в период строительства между покрытием и основанием экрана, перенос прикрепленного к экрану электрода в угловую точку по размеченным квадратам со стороной 1х1 м, при этом электрод, заглубленный в основание экрана, остается стационарным, и заделку краев экрана после осуществления всех работ по контролю. Крепление переносного электрода к экрану обеспечивают путем прижатия в горизонтальном положении с помощью специальных клеящихся лент. Преимущество способа заключается в том, что он характеризуется повышенной точностью и эффективностью, может применяться при контроле сплошности покрытий, выполненных из электроизоляционных материалов на основе полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида и других полимеров. 2 з.п. ф-лы.

Устройство защиты окружающей среды от загрязняющих веществ и способ его возведения // 2623740

Изобретение относится к строительству сооружений очистки для обеспечения безопасности окружающей среды городской или иной застройки. Устройство защиты окружающей среды от загрязняющих веществ содержит защитное ограждение, выполненное из мягких непроницаемых оболочек, соединенных друг с другом и уложенных на поверхности грунта, экран и емкость–отстойник. Содержит одну и более емкость-отстойник. Защитное ограждение выполнено в виде емкости-котлована, с трубопроводом-лотком для подачи загрязняющих веществ, дно емкости-котлована покрыто и соединено с экраном в виде водонепроницаемой оболочки из композитного наноматериала. На водонепроницаемой оболочке расположены замкнутые или незамкнутые гибкие водонепроницаемые мембраны из композитного наноматериала, соединенные между собой гибкой связью и образующие дугообразные поверхности, которые покрыты водонепроницаемой мембраной-оболочкой из композитного наноматериала и соединены с вантовой системой с подъемным устройством. Мягкие непроницаемые оболочки расположены по боковым поверхностям емкости-котлована, выполнены из водонепроницаемого композитного наноматериала, заполнены сорбентами и соединены между собой гибкой связью. Между мягкими непроницаемыми оболочками расположены гибкие трубки, соединяющие емкость-котлован с емкостью-отстойником, выполненной из композитного наноматериала. В верхней части емкости-отстойника расположены крышки с отверстиями под гибкие трубки и отсасывающие водоводы. На входе загрязняющих веществ в емкость-котлован и на выходе отстоянной жидкости, в месте соединения емкости-котлована с одной и более емкостью-отстойником, размещены датчики, установленные с возможностью контроля и передачи информации в лабораторию-мониторинг, установленную с возможностью получения информации и осуществления контроля работы устройства. Технический результат состоит в сохранении окружающей среды, обеспечении надежной защиты окружающей среды, обеспечении значительного уменьшения площадей под их устройство. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.