Наслонный дренаж земляных сооружений

Авторы патента:

E02B3/12 - укрепление берегов, дамб, русел и т.п. (укрепление откосов E02D 17/20)

E02B11/00 - Осушение земель, в том числе для сельскохозяйственных целей

Владельцы патента RU 2614071:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В.М. Кокова (ФГБОУ ВО КБГАУ) (RU)
Общество с ограниченной ответственностью "Инновационный центр биопозитивных технологий "ЭКОБЕРЕГ" (ООО ИЦ "ЭКОБЕРЕГ") (RU)

Изобретение относится к дренажным устройствам и может быть использовано для защиты низовых откосов земляных плотин и дамб обвалования от возможных фильтрационных деформаций их грунтов на выходе фильтрационного потока. Наслонный дренаж на низовом откосе выполнен из заранее заготовленных габионных тюфяков 1 сборной конструкции шириной 1-1,5 м, толщиной 0,4-0,6 м и длиной до 2,5 м и из подстилающего слоя 5 из легких фашин 2. Подстилающий слой 5 из легких фашин 2 в основании и габионные тюфяки 1 сверху них связаны между собой оцинкованной металлической проволокой. Вдоль верхнего ряда тюфяков 1 с заглублением в откос уложены тяжелые тюфяки из мешков 6 с местным и растительным грунтом, прочно связанные между собой и с габионными тюфяками 1 на откосе. У подошвы дренажа в нижнем бьефе сверху габионных тюфяков 1 устроена каменная засыпка 7 из гравийно-галечниковых грунтов. Повышается эффективность конструкции дренажного устройства. Наслонный дренаж предлагаемой конструкции наиболее эффективно может быть использован в труднодоступных условиях рек на их равнинных и предгорных участках, где возводятся низконапорные земляные плотины и дамбы из мелкопесчаных и глинистых грунтов. 4 ил.

Известны дренажи, устроенные на низовых откосах грунтовых плотин, выполненные из песчано-гравелистых и каменных материалов [1]. Основными недостатками их являются потребность большого количества каменного и песчано-гравелистого материала и сложность производства работ по укладке обратных фильтров.

Наиболее близким техническим решением является «Наслонный дренаж биопозитивной конструкции», состоящий из анкерных устройств и гибких тюфяков, выполненных из сетчатых оболочек и дренирующего заполнителя из рядов легких фашин [2]. Недостатком данного технического решения является сложность конструкции дренажа с анкерными устройствами.

Цель изобретения - повышение эффективности конструкции дренажного устройства.

Указанная цель достигается тем, что в наслонном дренаже, содержащем гибкие тюфяки, уложенные на низовом откосе земляного сооружения и выполненные из плотных рядов легких фашин и сетчатых оболочек, гибкие тюфяки дренажа на низовом откосе выполнены из заранее заготовленных габионных тюфяков сборной конструкции, шириной 1-1,5 м, толщиной 0,4-0,6 м и длиной до 2,5 м и из подстилающего слоя из легких фашин, при этом подстилающий слой из легких фашин в основании и габионные тюфяки сверху них связаны между собой оцинкованной металлической проволокой, и вдоль верхнего ряда тюфяков с заглублением в низовой откос уложены тяжелые тюфяки из мешков с местным и растительным грунтом, прочно связанные между собой и с габионными тюфяками на откосе, а у подошвы дренажа в нижнем бьефе сверху габионных тюфяков устроена каменная засыпка из гравийно-галечниковых грунтов.

На фиг. 1 показано поперечное сечение земляного сооружения (плотины или дамбы) по оси наслонного дренажа; на фиг. 2 - фрагмент плана наслонного дренажа; на фиг. 3 - габионный тюфяк; на фиг. 4 - легкая фашина.

Наслонный дренаж состоит из габионных тюфяков 1, выполненных из легких фашин 2 и перфорированных труб 3, завернутых в габионную сетку 4, и подстилающего слоя 5 из легких фашин 2, тяжелых тюфяков из мешков 6 с местным и растительным грунтом, а также каменной засыпки 7 из гравийно-галечниковых грунтов.

Наслонный дренаж земляных сооружений возводится следующим образом.

Все элементы наслонного дренажа изготавливаются вручную на месте укладки с частичным использованием механических приспособлений. Вначале для изготовления легких фашин 2, габионных тюфяков 1 заранее заготавливают (привозят) в необходимом объеме сухой камыш, а также по размерам габионных тюфяков 1 нарезают в нужном количестве габионные (металлические) сетки 4 и перфорированные полимерные трубы 3 (диаметром 40-50 мм), а также геосетки для мешков 6. Из этих материалов заготавливаются в необходимом объеме легкие фашины 2, габионные тюфяки 1 и мешки 6. Габионные тюфяки 1 изготавливаются шириной 1-1,5 м, толщиной 0,4-0,6 м и длиной до 2,5 м. После разрабатывается траншея глубиной до 1,5 м у подошвы низового откоса в нижнем бьефе (НБ) и планируется низовой откос до дна траншеи. Затем, начиная с подошвы откоса и дна траншеи вдоль линии откоса, плотными рядами укладывают подстилающий слой 5 из легких фашин 2, соединенными между собой прочными веревками из полимерных материалов. Сверху подстилающего слоя 5 на низовом откосе укладывают габионные тюфяки 1 плотными и параллельными рядами, соединенными между собой оцинкованной металлической проволокой (диаметром 2-2,5 мм). На откосе вдоль последнего ряда тюфяков 1 разрабатывается траншея глубиной и шириной до 2 м, куда укладывают горизонтальный ряд тяжелых тюфяков из мешков 6 с растительным и местным грунтом, плотно соединенных между собой и габионными тюфяками 1. Мешки 6 сверху до линии низового откоса засыпают местным грунтом. После этого у подошвы наслонного дренажа траншею и часть габионных тюфяков сверху загружают каменной засыпкой из гравийно-галечниковых грунтов толщиной до 1,5 м.

Наслонный дренаж земляных сооружений работает следующим образом.

В период эксплуатации фильтрационная вода, двигаясь под действием гидростатического напора со стороны верхнего бьефа (ВБ), через поры грунтов тела плотины или дамбы попадает в зону низового откоса, где уложены на подстилающий слой 5 габионные тюфяки 1 с дренажными трубами 3. При этом легкие фашины 2 в основании и габионные тюфяки 1 сверху свободно принимают воду из-за их высокой водопроницаемости и пропускают по низовому откосу в НБ. Уложенные плотными рядами легкие фашины 2 на низовом откосе предотвращают возможные фильтрационные деформации грунтов в районе выхода фильтрационного потока, а габионные тюфяки, уложенные сверху них, обеспечивают безопасный прием и отвод профильтровавшейся воды через тело земляного сооружения. Устойчивость и прочность конструкции дренажа обеспечивается тяжелыми тюфяками из мешков 6, габионными тюфяками 1 и каменной засыпкой 7. В конструкции дренажа основным фильтрационным материалом используется сухой созревший камыш - достаточно стойкий и прочный природный материал, который эффективно работает в условиях водной среды и является высокодренирующим материалом. Легкие фашины 2, использованные в дренаже, в том числе играют и мелиоративную роль, сохраняя влагу в долгое время. Со временем наслонный дренаж будет зарастать зелеными растениями. В результате земляное сооружение с наслонным дренажом превратится в биопозитивное сооружение, которое не препятствует круговороту веществ и энергии, помогает развитию природы и включается в экосистему реки, и воспринимается природой как родственный ей элемент.

Наслонный дренаж земляных сооружений предлагаемой конструкции наиболее эффективно может быть использован в труднодоступных условиях рек на их равнинных и предгорных участках, где возводятся низконапорные земляные плотины и дамбы из мелкопесчаных и глинистых грунтов.

Источники информации

1. Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика. / Под общей редакцией д-ра техн. наук, проф., В.П. Недриги. - М.: Стройиздат, 1983, с. 172-173, с. 491.

2. Патент №2399720, E02B 3/00, 2010 г. Наслонный дренаж биопозитивной конструкции. / Авт. Курбанов С.О. и др.

Наслонный дренаж, содержащий гибкие тюфяки на низовом откосе земляного сооружения, выполненные из плотных рядов легких фашин и сетчатых оболочек, отличающийся тем, что гибкие тюфяки дренажа на низовом откосе выполнены из заранее заготовленных габионных тюфяков сборной конструкции шириной 1-1,5 м, толщиной 0,4-0,6 м и длиной до 2,5 м и из подстилающего слоя из легких фашин, при этом подстилающий слой из легких фашин в основании и габионные тюфяки сверху них связаны между собой оцинкованной металлической проволокой, и вдоль верхнего ряда тюфяков с заглублением в низовой откос уложены тяжелые тюфяки из мешков с местным и растительным грунтом, прочно связанные между собой и с габионными тюфяками на откосе, а у подошвы дренажа в нижнем бьефе сверху габионных тюфяков устроена каменная засыпка из гравийно-галечниковых грунтов.

Изобретение относится к берегоукрепительным сооружениям. Гибкое защитное бетонное покрытие выполнено из бетонных блоков 1, пошагово расположенных в продольном и поперечном направлении и связанных между собой двухосной геосинтетической решеткой 5, замоноличенной в бетонные блоки 1.

Покрытие откосов // 2592104

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано для защиты от воздействия ветровых волн и предотвращения размыва берегов озер, рек, водохранилищ, откосов грунтовых плотин и каналов, а также других гидротехнических сооружений.

Способ возведения противооползневого сооружения биопозитивной конструкции // 2582814

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству и может быть использовано для защиты дорог, прибрежных зон и других объектов от оползней и обрушений грунтовых массивов.

Противооползневое сооружение биопозитивной конструкции // 2582813

Защитное волногасящее покрытие откосов морских гидротехнических сооружений // 2581349

Изобретение относится к гидротехнике и предназначено преимущественно для крепления откосов морских волнозащитных сооружений. Защитное волногасящее покрытие откоса 1 морского гидротехнического сооружения включает блоки, уложенные в два слоя - верхний слой 4 и нижний слой 5.

Способ возведения прибрежного крепления из фашин биопозитивной конструкции // 2569828

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве природоохранных, берегоукрепительных сооружений в размываемых в прибрежных зонах рек и каналов.

Прибрежное крепление из фашин и габионных тюфяков биопозитивной конструкции // 2565738

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве природоохранных, берегоукрепительных сооружений в размываемых зонах рек и каналов.

Способ заделки очага фильтрационных деформаций в дамбе канала // 2562487

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству и может быть использовано при проведении аварийно-восстановительных работ под водой, ремонта защитных и регулирующих дамб посредством заделки фильтрационных ходов, трещин и нор, а также в качестве берегоукрепительных конструкций в размываемых руслах рек, каналов и других сооружениях.

Способ создания противофильтрационного покрытия на накопителях жидких отходов // 2555450

Изобретение относится к способам предотвращения загрязнения грунтов и подземных вод, в частности к созданию противофильтрационных покрытий на полигонах захоронения и складирования промышленных, бытовых и преимущественно жидких отходов.

Узел подвижного соединения для образования полотна из бетонных матов (варианты) // 2551165

Группа изобретений относится к гидротехническому строительству, а именно к средствам для укрепления поверхностей различных объектов естественного или искусственного происхождения, включая берега и русла водотоков, поверхности дамб и плотин, а также подводные переходы трубопроводов, опоры мостов.

Дренажный колодец // 2612367

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и мелиорации и предназначено для обеспечения бесперебойной работы дренажных систем в зимний период на ледоопасных участках.

Дренажная труба // 2611803

Изобретение относится к мелиорации, а именно к дренажным трубам. Дренажная труба с перфорационными отверстиями 3 в поперечном сечении выполнена в виде треугольника Рело и имеет донную часть 1 и боковые части 2.

Осушительная дренажная труба // 2611717

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для устройства дренажа. Осушительная дренажная труба выполнена с расположенной в ее нижней части лотковой частью и верхней части - водоприемной частью с перфорационными отверстиями.

Дренажный колодец // 2610127

Изобретение относится к мелиорации, в частности к дренажным колодцам. Дренажный колодец включает корпус, в нижней части которого по внутренней образующей выполнен кольцевой выступ-уступ 2, а в верхней части - ограничительный упор 3.

Вакуумная дренажная система // 2609952

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для осушения грунтов, в особенности тяжелого по механическому составу с автоматическим регулированием уровней грунтовых вод.

Устройство для регулирования уровня грунтовых вод // 2609441

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к мелиорации, и может быть использовано для автоматического регулирования грунтовых вод на дренажной сети осушительно-увлажнительных систем.

Регулятор уровня грунтовых вод // 2609435

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для автоматического регулирования уровня грунтовых вод. Регулятор включает дренажный колодец 1, запорный орган 3, установленный на входном оголовке дренажной трубы.

Осушительная система // 2609388

Изобретение относится к мелиорации и может найти применение как при орошении, так и при осушении сельскохозяйственных угодий. Осушительная система содержит дрены 1, коллектор 2, в устье которого размещена емкость 3 колодца 4.

Дренажный колодец // 2609386

Изобретение относится к мелиорации, в частности к дренажным колодцам. Дренажный колодец содержит корпус 1, внутри которого размещена емкость 2, выполненная по всей его высоте из полиэтиленового материала.

Регулятор уровня грунтовых вод // 2609384

Изобретение относится к мелиорации, в частности к гидротехническим сооружениям на осушительно-увлажнительных системах, и предназначено для автоматического регулирования уровня воды в открытой и закрытой сети.

Комбинированный дренаж земляных сооружений // 2614072

Изобретение относится к дренажным устройствам и может быть использовано для защиты низконапорных земляных плотин и дамб обвалования от возможных фильтрационных деформаций грунтов тела и оснований сооружений. Комбинированный дренаж, содержащий два вида дренажей, состоящих из гибких и габионных тюфяков, связанных между собой и выполненных из плотных рядов легких фашин, перфорированных труб и сетчатых оболочек. Один из этих видов наслонный дренаж 1 устроен из ступенчато уложенных габионных тюфяков 3 с дренажными устройствами и гибкими армирующими грунтовый массив сетками 8 из стеклопластиковых материалов. Габионные тюфяки 3 изготовлены из легких фашин и перфорированных труб, которые уложены чередующими рядами в габионную сетчатую оболочку, к которой по основанию тюфяков 3 и по всей их длине прикреплены гибкие армирующие сетки 8 из стеклопластиковых материалов. Гибкие армирующие стеклопластиковые сетки 8 габионных тюфяков 3 ступенчато врезаны в грунтовый массив низового откоса по высоте дренажа с образованием армогрунтовой конструкции. Второй вид дренажа - горизонтальный 2 устроен в основании низового откоса с выходом на нижний бьеф по его дну и выполнен из двух слоев тюфяков, первый слой – водоприемная часть 9 из гибких тюфяков 4, уложенных горизонтально вдоль подошвы низового откоса и дна нижнего бьефа, а второй слой из габионных тюфяков 3 сложен сверху рядов первого слоя из гибких тюфяков 4 нормально к ним и по линии выхода фильтрационного потока. У подошвы наслонного дренажа 1 на дне и сверху выходной концевой части горизонтального дренажа 2 устроена каменная засыпка 11. Комбинированный дренаж наиболее эффективно может быть использован в труднодоступных условиях рек на их равнинных и предгорных участках, где возводятся низконапорные земляные плотины и защитные дамбы из мелкопесчаных и глинистых грунтов. Повышается эффективность работы дренажного устройства. 5 ил.