Способ строительства канала

 

1. СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА КАНАЛА, преимущественно в водопроницаемых грунтах, включающий разработку его земснарядом с поперечным сечением, равновеликим проектному , с формированием откосов, о тличающийся тем, что, с целью повьшения качества и интенсивности работ путем формирования устойчивьтх откосов и сокращения сроков строительства, после разработки грунта до проектной отметки два канала осуществляют дополнительную разработку грунта ниже указанной отметки.с одновременной подрезкой откосов, по длине разработанного русла устраивают временные попереч .ные перемьтки, русло канала между ними заполняют водой и вьщерживают заполнение до насыщения водой грун Л та в пределах ширины зоны обрушения , после чего осуществляют формирование откосов обрушением грунта за счет сброса воды.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„, цдщш

4(51t Е 02 В 5 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3675493/29-15 (22) 21.12.83 (46) 15.05.85. Бюл. 18 (72) С.А. Кубышкин Ю.П. Быков, Н.К. Голубев, Д.Л.,Иеламут, В.Г. Гуданович и В.Б. Купершинский (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации-,им.А.Н.Костякова (53) 627.84(088.8) (5б) 1. Авторское свидетельство СССР

И 829791, кл . Е 02 D 17/16, 198 1.

2., Крылов Г.А. Волго-Балтийский водный путь им.В.И.Ленина.-"Гидротехническое строительство", М., "Энергия", 1970, М 3 (прототип). (54) (57) 1. СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА

КАНАЛА, преимущественно в водопроницаемых грунтах, включающий разработку его земснарядом с поперечным сечением, равновеликим проектному, с формированием откосов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества и,интенсивности рабат путем формирования устойчивых откосов и сокращения сроков строительства, после разработки грунта до проектной отметки два канала осуществляют дополнительную разработку грунта ниже указанной отметки с одновременной подрезкой откосов, по длине разработанного русла устраивают временные попереч.ные перемычки, русло канала между ними заполняют водой и выдерживают заполнение до насыщения водой грунта в пределах ширины зоны обрушения, после чего осуществляют формирование откосов обрушением грунта за счет сброса волы.

1155бб1

2. Способ по и. i отличаюшийся тем, что сброс воды осуществляют разбором и саморазмывом перемычки между заполненным водой и готовым участками канала, при этом для отложения грунта перемычки ниже ее предварительно осуществляют понижение дна канала.

3. Способ по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что подрез откосов русла канала осуществляют на глубине, обеспечивающей равенство объемов грунта обрушаемых откосов

3.

Изобретение относится к технологии производства работ средствами гидромеханизации при сооружении каналов, коллекторов и других профильных выемок большой протяженности в водопроницаемых грунтах.

Известен способ разработки подводной профильной выемки, при котором в верхнем ярусе канала отрывают не менее двух пионерных траншей, крайние из которых располагают по контуру выемки и выполняют с профильными внешними откосами 11.

Недостатком данного способа является получение проектного откоса только в верхнем ярусе выемки, а также сложность в организации строительства вследствие применения ! разнотипных землеройных машин.

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является способ строительства канала, преимущественно в водопроницаемых грунтах, включающий разработку его земснарядом с поперечным сечением, равновеликим проектному,с формированием откосов C2 ).

По этому способу откосы выполняют более крутыми, чем проектные, а дно выемки более широким, по принципу сохранения равновеликого объема.

В дальнейшем происходит постепенное самоуполаживание откосов до угла естественного откоса.

Недостатком такого способа является длительность процесса самои переуглубления русла и определяемой по формуле ь- Гь -ss

2m где Ь вЂ” глубина подреза от дна канала, м, Ъ вЂ” ширина по дну переуглубленного русла, м,:

> — коэффициент заложения откосов переуглубленного русла; — площадь поперечного сечения обрушаемого откоса, и . уполаживания и невозможность управления процессом формирования проектных откосов в связи с воздействием различных факторов (волновое воздействие, сила фильтрационного давления и др.).

Цель изобретениг — повьппение качества и интенсивности работ путем формирования устойчивых откосов

10 и сокращения сроков строительства.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу строительства канала, включающему разработку его земснарядом с поперечным се13 чением, равновеликим проектному, с формированием откосов, после разработки грунта до проектной отметки дна канала осуществляют дополни тельную разработку грунта ниже укащ занной отметки с одновременной подрезкой откосов, по длине разработанного русла устраивают временные поперечные перемычки, русло канала между ними заполняют водой и

23: вццерживают заполнение до насыщения водой грунта в пределах ширины зоны обрушения, после чего осуществляют формирование откосов обрушением грунта за счет сброса воды.

Интенсивный сброс воды осуществляют разбором и саморазмывом перемычки между заполненным водой и готовым участками канала, при этом для отложения грунта перемычки ниже ее предварительно осуществляют понижение дна канала.

Кроме того, подрез откосов русла канала осуществляют на глубине, обеспечивающей равенство объемов грунта обрушаемых откосов и переуглубления русла и определяемой по формуле ь- Гь - am t

11 =

1155661

1, — высота переуглубленноного русла, м

Ь вЂ” ширина по дну переуг1 лубленного русла, м.

Из условия равенства 2F=F„ находят глубину подреза от дна канала

* х = < (z 4C V cfog c-ckn(yz< V+c)) (1)

) Фц 4 где х, z — координаты траектории устойчивого откоса, м; у — удельный вес грунта,т/м, Ч вЂ” угол внутреннего трения, град, С - общее сцепление, т/м .

Зная траекторию устойчивого откоса, можно определить площадь поперечного сечения обрушаемого откоса по формуле (x,-mZ„j Z„ (2)

2 где х„, z„координаты точки пересечения обрушаемого откоса с временным откосом русла канала, м; коэффициент заложения временного откоса переуглубленного русла. переуглубленного русла по формуле

Площадь определяют

F = h (Ь + ь ), (ç) где a(b„-z„) — глубина переуглубления, и," где 1 — глубина подреза от дна канала, м;

Ъ вЂ” ширина по дну переуглуб.ленного русла, м; ь — коэффициент заложения откосов переуглубленного русла, F — площадь поперечного сечения обрушаемого откоса, м и

Сущность способа заключается в искусственно вызванном обрушении откосов русла, которое устраивают с . переуглублением и .поперечным сечением, равновеликим проектному.

При этом траектория обрушаемого устойчивого откоса определяется по уравнению

Время, необходимое для насьпцения водой грунта зоны обрушения, определяют из уравнения инфильтрации воды из открытых каналов

g

1 (,6) где 0, — удерживающие силы, кН;

Ф, — сдвигающие силы, кН.

При затапливании откоса удерживающие силы увеличиваются за счет статического давления воды на откос, а сдвигающие силы уменьшаются за счет замены веса толщи грунта Р на Р— вес взвешенного в воде грунта (P) P» )

Я ьма g зон

При интенсивном сбросе воды удерживающие силы уменьшаются за счет фильтрационного давления и повышения влажности грунта, а сдвигающие силы увеличиваются sa счет фильтрационного давления. Коэффициент запаса где С вЂ” время водочасьпцения грунта, сут;

20 — пористость грунта;

1 — коэффициент фильтрации, м/сут, х — координаты траектории обрушения из (1);

25 ) — аргумент, определяемый в зависимости от характеристик грунта, Ъ вЂ” средняя глубина наполнения канала, м.

30 Обрушение грунта достигается за счет продольного подреза откоса русла по границе обрушения, водонасыщения грунта заданной зоны обрушения откоса и интенсивного сброса воды на этом участке.

Коэффициент запаса устойчивости временных откосов русла равен пню, ълыаимши

1155661 г

3 0 8 яя 5 7 10 3 12

ВНИИПИ Заказ 3057/25 Тираж 649 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 устойчивости при этом становится минимальным и равен

R ьап = — < зла (в) з

При этом создаются условия для обрушения грунта с созданием устойчивых откосов при максимальном понижении уровня воды.

На фиг. 1 показана схема строительства канала земснарядом в плане, на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1.

Пример. Способ осуществляли следующим образом (строительство 15 опытного участка коллектора Джар в Марыйской области Туркменской ССР)

Предварительно rro трассе канала

1 прокладывали пионерную траншею 2, по которой подавали воду. Земснаряд 20

3 разрабатывал прорезь 4 русла канала 1 со следующими параметрами:

Ъ = 20 м, Ъ„= 11 м, rn = 0 5. На

:глубине z 8 м детали продольной подреэ 5 временного откоса 6 при помощи гидромониторной насадки земснаряда 3. Участок 7 прорези 4 перегораживали верховой 8 и низовой 9 перемычками при расстоянии между ними = 400 м. Участок 7 заполняли 30 водой до максимального уровня 10 при помощи плавучей насосной станции 11.

Как показали экспериментальные данные, по истечении 5 сут слагающая откос супесь насытилась за счет инфильтрации воды из прорези 4,распространение эоны водонасыщения — 8 M от бровки канала. После этого эа счет разбора перемычки 9 и самораэмыва ее сбрасывали воду в готовый участок 12 канала 1. Грунт перемычки при этом укладывался в предварительно разработанную выемку 13. Вследствие быстрого сброса воды происходило нарушение устойчивости водонасыщенных откосов 6 и оползание грунта 14 объемом 66 м на 1 пог. м. канала в углубление 15 прорези 4 с формированием проектного устойчивого сечения 16 канала 1.

Таким образом, при строительстве канала по предлагаемому способу за счет искусственного вызванного обрушения откосов формируется устойчивый профиль русла канала без выполнения специальных земляных работ по формированию откосов.

В результате применений предлагаемого способа повышается качество и интенсивность выполняемых работ.