Грунтовая плотина на многолетнемерзлом основании с противофильтрационной бермой

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, в частности к способам повышения устойчивости низконапорных грунтовых плотин на многолетнемерзлом основании. Грунтовая плотина содержит тело, выполненное из грунта, с ледогрунтовой призмой, противофильтрационное устройство в виде грунтовой бермы в верхнем бьефе, расположенное выше нормального подпорного уровня, с установленными на ней термостабилизаторами грунта. Ледогрунтовая призма выполнена из влажного связного грунта, расположена под центральной частью тела плотины и приморожена к многолетнемерзлым грунтам. Термостабилизаторы грунта установлены на глубину ниже слоя сезонного оттаивания, уменьшают оттаивание плотины от отепляющего воздействия водохранилища при одновременном увеличении промороженной части плотины за счет их установки в верхнем бьефе. Исключается фильтрация воды и повышается устойчивость плотины. 1 ил.

 

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, в частности к способам повышения устойчивости низконапорных грунтовых плотин на многолетнемерзлом основании.

Известны разные способы и методы строительства грунтовых плотин на многолетнемерзлом основании.

Прототип 1. Грунтовая плотина на многолетнемерзлом основании (патент РФ №2453655, 28.02.2011, Е02В 7/06, Е02В 3/16) с верховой и низовой боковыми призмами, противофильтрационной диафрагмой из буронабивных свай. При этом, к противофильтрационной диафрагме с низовой стороны по гребню плотины примыкает льдогрунтовая мерзлотная завеса из замораживающих колонок. Способ предотвращает проникновение отепляющего воздействия водохранилища через противофильтрационную диафрагму и через узел ее сопряжения с основанием.

Недостатком прототипа 1 является трудозатратность установки буронабивных свай и замораживающих колонок, где сваи и колонки должны быть заглублены в основание до поверхности коренных пород. При их установке в центральной чисти плотины как указано в прототипе, будет происходит увеличение талой части плотины со стороны верхнего бьефа за счет с теплового воздействия водохранилища, что приведет к снижению устойчивости плотины.

Прототип 2. Грунтовая плотина на многолетнемерзлых грунтах (патент РФ №2415997, 08.02.2010, Е02В 7/06) с противофильтрационным устройством из водонепроницаемой геомембраны, сопряженной с многолетнемерзлыми грунтами посредством ледогрунтовой призмы, с замораживающей системой из металлических труб в нижнем бьефе и слоем теплоизоляции под подошвой тела плотины. Способ повышает надежность грунтовой плотины за счет повышения качества сопряжения противофильтрационного устройства с основанием и замедления оттаивания мерзлых грунтов в основании.

Недостатком прототипа 2 является трудозатратность укладки и снижение противофильтрационных свойств водонепроницаемой геомембраны по швам в условиях высокого колебания температур. Расположение бермы с охлаждающими трубами в нижнем бьефе приведет к снижению устойчивости плотины, так как оттаивание основной части плотины будет происходит со стороны верхнего бьефа за счет с теплового воздействия водохранилища.

Прототип 3. Наиболее близкой по технической сущности заявляемому, является Грунтовая плотина мерзлого типа (патент РФ №2029016, 17.07.1992, Е02В 7/06), которая состоит из противофильтрационного ядра из связного грунта, упорных верховых и низовых призм из каменной наброски, переходных слоев из песчано-гравийной смеси или дресвяно-щебнистого грунта, а также насыпи по низовому откосу с колонками мерзлотной завесы. Способ повышает надежность работы плотины за счет поддержания основания и ядра плотины в мерзлом состоянии с одновременным снижением объема работ и трудоемкости по возведению.

Недостатками прототипа 3 являются трудозатратность укладки переходных слоев в теле плотины и увеличение талой части плотины со стороны верхнего бьефа за счет с теплового воздействия водохранилища вследствие расположения насыпи с колонками мерзлотной завесы в нижнем бьефе. При увеличении талой части снижается устойчивость плотины вследствие снижения сил трения и сцепления грунтов.

Технической задачей заявляемого изобретения является повышение устойчивости низконапорной грунтовой плотины на многолетнемерзлом основании путем увеличения промороженной части тела и основания плотины за счет устройства бермы в верхнем бьефе с термостабилизаторами грунта.

Технический результат решается тем, что при строительстве грунтовой плотины на многолетнемерзлом основании с противофильтрационной бермой повышается устойчивость плотины за счет увеличения промороженной части тела и основания плотины.

Заявленный способ строительства грунтовой плотины на многолетнемерзлом основании с противофильтрационной бермой отличается от прототипов тем, что содержит противофильтрационное устройство в виде грунтовой бермы в верхнем бьефе, расположенное выше нормального подпорного уровня с установленными на ней термостабилизаторами грунта. Термостабилизаторы грунта установлены на глубину ниже слоя сезонного оттаивания, уменьшают оттаивание плотины от отепляющего воздействия водохранилища при одновременном увеличении промороженной части за счет их установки в верхнем бьефе. При этом исключается фильтрация воды и повышается устойчивость плотины.

На чертеже (фиг.1) представлен общий вид устройства грунтовой плотины на многолетнемерзлом основании с противофильтрационной бермой.

Плотина содержит тело 1, выполненное из грунта, ледогрунтовую призму 2, противофильтрационное устройство в виде грунтовой бермы в верхнем бьефе 3, с установленными на ней термостабилизаторами грунта 4, сопряженные с многолетнемерзлыми грунтами 5 ниже слоя сезонного оттаивания 6 и 7.

Способ осуществляется следующим образом.

В центральной части плотины устраивается ледогрунтовая призма 2 из влажного связного грунта и примораживается к многолетнемерзлым грунтам 5. Отсыпается тело плотины 1 из грунта, дополнительно в верхнем бьефе устраивается берма 3 выше нормального подпорного уровня, на которой устанавливаются термостабилизаторы грунта 4. Термостабилизаторы 4 устанавливаются на глубину ниже слоя сезонного оттаивания 6, сопряжены с многолетнемерзлыми грунтами 5 и обеспечивают в период эксплуатации увеличение промороженной части тела и основания плотины, уменьшают тепловое воздействие водохранилища 8 за счет уменьшения слоя сезонного оттаивания 7, исключают фильтрацию воды и повышают устойчивость основания плотины на многолетнемерзлых грунтах.

Использование заявляемого изобретения позволяет отказаться от трудозатратных работ по установке буронабивных свай, укладке переходных слоев и водонепроницаемой геомембраны в теле плотины, а также низкоэффективных устройств противофильтрационной геомембраны, охлаждающих колонок по гребню плотины и берм с охлаждающими трубами и колонками мерзлотной завесы в нижнем бьефе.

Грунтовая плотина на многолетнемерзлом основании с противофильтрационной бермой, содержащая тело с ледогрунтовой призмой, противофильтрационное устройство в виде грунтовой бермы с термостабилизаторами грунта, отличающаяся тем, что грунтовая берма расположена в верхнем бьефе выше нормального подпорного уровня с установленными на ней термостабилизаторами грунта, сопряженными с многолетнемерзлыми грунтами ниже слоя сезонного оттаивания и обеспечивающими в период эксплуатации увеличение промороженной части плотины, исключающей фильтрацию воды и повышающей устойчивость плотины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано для выявления источника фильтрации и направления фильтрации в рамках исследования состояния грунтовых гидротехнических сооружений, например плотин, дамб и т.д., на основе анализа изотопного состава вод. Способ включает обнаружение водопроявления 1, выявление местоположения источника фильтрации путем устройства вблизи грунтового гидротехнического сооружения водозаборной скважины 8, установленной на подземный водоносный горизонт 13 с изотопным составом воды, отличным от изотопного состава воды в водохранилище 9 в верхнем бьефе, и оборудованной расходомером 6 и запорным вентилем 7, от которой по магистральному коллектору 5 и распределительным трубопроводам 10, уложенным по виртуальным опытным площадкам 12 шириной от 4 до 10 м, подают воду из подземного водоносного горизонта 13.

Изобретение относится к области строительства земляных сооружений преимущественно на Крайнем Севере и может быть использовано, например, при возведении земляного полотна, насыпей автодорог, дамб, плотин из связных грунтов при отрицательных температурах воздуха в районах распространения мерзлоты и мерзлых грунтов.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при строительстве и эксплуатации намывных хранилищ отходов. Способ возведения намывного сооружения путем устройства первичных ограждающих дамб 1 и дамб ярусов наращивания 2, пульповыпусков 5, секции намыва в составе надводного откоса 6 и отстойного пруда 7, водосбросных колодцев 8, которые устанавливают на расстоянии от верховой дамбы 3, как минимум, в 1,2 раза превышающем расстояние L от низовой дамбы 4 до водосбросных колодцев 8 для намыва намывного сооружения овражного типа в зимний период от верховой дамбы 3, а в остальное время года - от низовой дамбы 4.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, а именно к сооружениям для складирования водосодержащих промышленных отходов (отвалам хвостохранилищ или шламонакопителям). В намывном гидротехническом сооружении, содержащем, так же как и прототип, дамбу обвалования 1, возведенную вокруг карты намыва 2, пульпопровод 3, устройства водоотведения, соединенные с бассейном 7 с чистой водой, отличающемся тем, что дамба обвалования 1 возводится из коробчатых габионов, уложенных поярусно и скрепленных между собой с образованием вертикальной стенки, обращенной в сторону карты намыва 2, при этом горизонтальная и вертикальная поверхности каждого яруса габионов покрыты геотекстильным полотном с заходом его под каждый намываемый слой, а устройство водоотведения выполнено в виде отводного канала 6 с гидроизоляцией от грунтовых вод, проложенного по контуру дамбы 1 с уклоном в сторону бассейна 7 с чистой водой.

Изобретение относится к области речной гидротехники и предназначено для создания необходимых условий для твердения и набора заданных характеристик по прочности и водонепроницаемости глиноцементобетона в диафрагмах грунтовых плотин и дамб. Способ поддержания влажностного режима переходных слоев грунтовой плотины при твердении глиноцементобетона диафрагмы включает предварительную разработку траншеи 6, отсыпку песчаной подготовки 7, укладку оросительной трубы 8, обратную засыпку траншеи 6 вынутым грунтом, после завершения работ по возведению грунтовой плотины или устройству ее очередного яруса разрабатывают траншею 6 в грунтах переходных слоев 2 и 3, расположенных между грунтами упорной призмы 1 грунтовой плотины, оросительную трубу 8 защищают геосинтетическим фильтрующим материалом плотностью 100-150 г/м2, например дорнитом, и укладывают в траншею 6, далее траншею 6 засыпают песком с уплотнением так, чтобы толщина слоя над верхом оросительной трубы 8 была не менее 0,2 м, после чего подают воду из цистерны 13 в оросительную трубу 8, контролируя подачу воды запорным вентилем 12 и расходомером 11, с гребня грунтовой плотины или уровня ее очередного яруса пробуривают наблюдательные скважины 9, контролируют в них влажность грунтов переходных слоев 2 и 3, поддерживая ее в пределах 13-16%, например, нейтронным глубинным влагомером 10, после выполнения работ по устройству форшахты 5 и диафрагмы 4 и набора проектной прочности и водонепроницаемости глиноцементобетона демонтируют оросительную трубу 8, а наблюдательные скважины 9 тампонируют.

Изобретение относится к области гидротехнического и мелиоративного строительства, в частности, к способу устройства организованного отвода в нижний бьеф гидроузла фильтрационных вод и понижения депрессионной поверхности в теле грунтовой плотины, в основании которой находятся напорные воды, и может найти применение при осушении территорий, имеющих напорные водоносные горизонты.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при строительстве и эксплуатации намывных хранилищ отходов овражного типа. Намывное сооружение содержит верховые 1 и низовые 2 ограждающие дамбы, секцию намыва с надводным откосом 3 и отстойным прудом 4, водосбросные колодцы 5 с водоотводящими коллекторами 6 и гидроэлектростанцию 10 с гидроагрегатами 11 и 12, смонтированную за пределами низовой ограждающей дамбы 2.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано в качестве способа контроля целостности противофильтрационных элементов гидротехнических сооружений из грунтовых материалов. Способ контроля фильтрационного состояния грунтовой плотины с глиноцементобетонной диафрагмой включает устройство со стороны нижнего бьефа трубчатого дренажа для сбора воды, фильтрующейся через плотину, и отвод дренажного стока в общий водоприемный коллектор.

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к гидроузлам с грунтовыми плотинами и водосбросами. Сущность изобретения - создание фильтрующего водосброса на грунтовой плотине с экраном.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано для защиты грунтовых плотин от разрушения в результате бактериального газообразования (метаногенеза). Способ защиты плотин от разрушения в результате бактериального газообразования (метаногенеза) включает обработку грунтового материала химическим реагентом.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при гидромеханизированных земляных работах, при намыве грунта в сооружении преимущественно в штабель для складирования нерудных строительных материалов из карьеров, а также может быть использовано в области технологии производства работ средствами гидромеханизации, преимущественно применяется для намыва насыпей грунтовых дорог и промышленных площадок. Способ попеременно-двухстороннего намыва штабеля нерудных строительных материалов включает намыв по продольной схеме из встречного пульпопровода с двумя попеременно работающими водосбросными колодцами и блуждающим прудом-отстойником. Гидросмесь от земснаряда подается по береговому трубопроводу к тройнику, позволяющему переключить подачу гидросмеси к левому или правому коническому грохоту. Использование изобретения позволяет переключениями направлений подачи гидросмеси обеспечить осреднение гранулометрического состава нерудных строительных материалов по объему штабеля, а также минимизировать количество операций, выполняемых бульдозерной техникой. 2 ил.
Наверх