Способ возведения грунтовой плотины из мерзлых грунтов

 

Изобретение относится к области гидротехнических сооружений. Цель изобретения - сокращение сроков строительства. При осуществлении способа возведения грунтовой плотины из мерзлых материалов, включающего поярусную отсыпку упорных призм со стороны верхового и низового откосов, в каждом ярусе вначале отсыпают упорные призмы из мерзлого грунта. После этого оттаивают грунт упорной призмы с поверхности откосов внутрь призмы путем подачи воды в гребень призмы и перелива ее через кромки откосов. Затем заполняют межпризмовое пространство грунтом. Кроме того, подачу воды в гребень упорной призмы можно прекращать после начала перелива воды из межпризмового пространства через мерзлый грунт в упорной призме. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИК

ns (l1) yS)S Е 02 В 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г a:,щит

,. Ag1 д,fbi„ — . .,>:"Д: . м: л

1 б т.,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМ

ПРИ ПЛАНТ СССР

I (21) 4349299/31-15 (22) 28.12.87 (46) 07.06,90. Бюл.К- 21 (71) Красноярский .инженерно-строительный институт (72) В.А.Шатыгин (53) 627.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1234512, кл. F. 02 В 7/06, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1318б41, кл. Е 02 В 7/06, 1986.

Шатыгин В.А. и др. Уплотнение мерзлых связныХ грунтов в постоянных земляных сооружениях. Тезисы докладов к краевой конференции 11 мая 1984.

Студент и научно-техниче.ский прогресс, ч.1, — Красноярск, ЦНТИ, 1984, с.54, (54) СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ГРУНТОВОЙ ПЛО.ТИНЫ ИЗ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

Изобретение относится к возведению грунтовых плотин, преимущественно в северной строительно-климатической зоне.

Цель изобретения — сокращение сроков строительства.

На фиг.1 изображена схема плотины, поперечный разрез; на фиг.2 — то же, с дополнительной призмой в пределах зоны ядре; на фиг.3 — то же, с наклонными призмами грунтовых противофильтрационных элементов; на фиг.4то же, в процессе ее гидрооттайки.

Пример 1. Плотина состоит as верховой и низовой упорных призм 1 и. о

2, межпризмового пространства - ядра

3 и гребня 4. В летнее время отсыпа2

i (57) Изобретение относится,к гидротех1 ническим сооружениям. Цель изобретения — сокращение сроков строительства.

При осуществлении способа возведения грунтовой плотины из мерзлых материалов, включающего поярусную отсыпку упорных призм со стороны верхового и низового откосов, в каждом ярусе вначале отсыпают упорные призмы из мерзлого грунта. После этого оттаивают грунт упорной призмы с поверхности откосов внутрь призмы путем подачи воды в гребень призмы и перелива ее через кромки откосов. Затем заполняют межпризмовое пространство грунтом.

Кроме того, пЬдачу воды в гребень упорной призмы можно прекращать пос- 3 ле начала перелива воды из межпризмового пространства через мерзлый грунт в упорной призме. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. ют слой грунта по всей ширине плотины с целью сопряжения ее с основанием.

Зимой отсыпают верховую и низовую упорные призмы 1 и 2 первого яруса из

;иэ мерзлого несвязного грунта без уплотнения. Летом подают воду в гребень упорных призм 1 и 2 с переливом ее через кромки откосов по обе стороны от оси упорных призм. Подача воды в гребень упорных призм 1 и 2 обеспечивает их оттаивание и последующее самоуплотнение, а также устройство прудка в межпризмовом пространстве в зоне ядра 3, являющегося вместилищем для устройства ядра 3 первого яруса. Одновременно производят запол нение межпризмового пространства—

1569370 ядра 3 первого яруса, например, талым суглинком послойно с уплотнением.

Глубину прудка назначают меньше 2 и, так как в этом случае обеспечивается э качественная укладка грунта. За лето производят полное оттаивание мерзлого грунта упорных призм 1, 2 и отсыпку ядра 3 первого яруса плотины.

Во вторую зиму отсыпают упорные .призмы 1 и 2 второго яруса из мерзлых несвязных грунтов, укладываемых без уплотнения. Летом производят указанным способом их гидравлическое оттаивание с орновременным заполнением ядра 3 связным грунтом. Третий и последующие ярусы плотины возводят аналогично. Гребень 4 плотины из-за сужения фронта работ отсыпают насухо из талых грунтов с уплотнением.

Пример 2. Плотина (фиг,2) состоит из упорных призм 1 и 2, межпризмового пространства„ являющегося вместилищем противофильтрационного элемента, — ядра 3, которое включает дополнительную призму 5 гребня 4 плотины. В летнее время производят известными способами сопряжение тела плотины с основанием. Зимой отсыпают ,верховую и низовую упорные призмы 1 и 2 первого яруса из мерзлого несвязf

,ного грунта без уплотнения, летом подают воду в гребень упорных призм и 2 с переливом ее через кромки откосов с целью их оттаивания . и образования прудка в межпризмовом пространстве — ядре 3 первого яруса. Одновременно ядро 3 заполняют грунтом путем укладки в воду. В противофильтрационный элемент — ядро 3 отсыпают, например, мерзлый связный грунт с ледо- 40 выми включениями, а в дополнительную призму 5 — несвязный грунт, например песок. Глубину воды в прудке поддерживают аналогично примеру 1, но меньше 2 м с тем, чтобы было возможно осуществить механическое уплотнение мерзлого связного грунта проходящим транспортом при его частичном оттаивании.

В следующую зиму отсыпают упорные 50 призмы 1 и 2 второго яруса из несвязного грунта. Летом производят их оттаивание указанным способом с одновременным заполнением мерзлым связным грунтом межпризмового пространства — у ядра 3 второго яруса, в дополнитель ную призму 5 отсыпают песок. Третий и последующий ярусы плотины возводят аналогично. Гребень 4 плотины из-за сужения фронта работ отсыпают насухо с уплотнением грунта.

В отличие от примера 1 плотину в примере 2 нельзя ставить под напор, так как ядро 3 не является кондиционным: его возводят из мерзлых связных грунтов с ледовыми включениями. Произведенное механическое уплотнение позволяет их уплотнить при частичном оттаивании на величину просадочной части осадки, текстура уплотненного грунта не может быть однородной из-за наличия включения льда, в этом случае в дополнительной призме 5 устанавливают противофильтрационный элемент, например ледогрунтовую завесу на период стабилизации прочности тела плотинь1.

Пример 3. Плотина (фиг,3) состоит из упорных призм 1 и 2, законструированных в виде плотин, включающих вертикальные грунтовые противофильтрационные элементы 6, горизонтальные грунтовые противофильтрационные элементы 7, соединяющие вертикальные противофильтрационные элементы 6 двух смежных по высоте ярусов, гори-. зонтальный грунтовой противофильтрационный элемент 8 основания плотины, соединяющий вертикальные противофильтрационные элементы верховой и низовой упорный призм 1 и 2 первого яруса.

Межпризмовое пространство каждого яруса состоит из дополнительной призмы 9 и грунтового противофильтрационного элемента 10. Гребень плотины 4 из-за сужения фронта работ отсыпается насухо с уплотнением грунта.

Способ осуществляют следующим образом.

В летнее время производят известными способами сопряжение тела плотины с основанием, отсыпают из талого суглинка горизонтальный противофильт4 рационный элемент 8. В зимнее время отсыпают из мерзлых несвязных грунтов упорные призмы 1 и 2 первого яруса.

Вертикальные противофильтрационные элементы 6 возводят, например, из ерзлых суглинков без уплотнения. етом подают воду в гребень упорных . призм 1 и 2 с переливом ее через откосы. Одновременно производят заполнение межпризмового пространства грунтом путем отсыпки его в воду с глубиной прудка меньше 2 м: в дополнительную призму 9 отсыпают, напри.мер, песок, в противофильтрационный элемент 10 отсыпают, например, .талый суглинок.

5 15.69 3 а

1!осле заполнения межпризмового пространства первого яруса отсыпают горизонтальные противофильтрационные элементы 7, например, из талого суг5 линка с уплотнением. Второй и последующие ярусы плотины возводят анало- гично первому. Исключение может составлять отсутствие необходимости в устройстве горизонтального грунтового противофильтрационного элемента 8, соединяющего вертикальные грунтовые противофильтрационные элементы упорных призм каждого яруса. При возведении второго (последующего) яРуса возможно оттаивание не.оттаявших по каким-либо причинам мерзлых зон упорных призм первого (предыдущего) яруса.

Способ позволяет строить плотину круглогодично. Но следует учитывать, 20 что внутренние откосы упорных призм

1 и 2 каждого яруса должны быть запроектированы устойчивыми на перелив воды, подаваемой в гребень упорных призм 1 и 2, затем при отсыпке грунта 2 в воду наружные поверхности дополнительной призмы 9 и противофильтрационного элемента 10 должны содержать переходные слои, обеспечивающие качественное примыкание к внутренним откосам упорных призм 1 и 2.

Пример 4. В летнее время подготавливают основание, ведут заготовку связного грунта, заключающуюся в удалении включений льда, например, путем вытаивания их в валках. По мере вытаивания льда связный грунт складируют в бурты. ОсенЬю и зимой при температуре воздуха, например, до -20 С о возводят плотину, законструированную согласно фиг,З, Плотину возводят по высоте равномерно по всей ширине, так как связный грунт конструктивных элементов 6 и 7 можно укладывать с уплотнением. На данном этапе плотина 4> строится в соответствии с канонами

"вилюйской технологии, При температуре возд .ха ниже -20 С грунт отсыо пают только в упорные призмы 1 и 2.

Качество уплотнения при этом температуре ухудшается, но работа уплотнения грунта проводится при возведении противофильтрационных элементов 6 °

Во вторую половину зимы в упорные призмы 1, 2 и противофильтрационные 55 элементы 6 укладывают мерзлый грунт без уплотнения. Плотину возводят аналогично примеру 3. Летом проводят . гидрооттайку указанным способом упор О 6 ных призм 1 и 2, Заполнение мгжпризмового пространства талым грунтом из буртов н одновременно вознолят новья.. бурты. После окончания гидрооттайки производят уплотнение упорных призм

1 и 2 сверхтяжельпш трамбовками.

Упорные призмы можно уплотнять в тало-мерзлом виде с одновременным дооттаиванием мерзлых зон другим способом гицрооттайки (фиг.4), когда вода из межприэмового пространства по талику фильтруется через упорные призмы 1 и 2.

Во вторую зиму работы повторяют.

Первой половине зимы отводится функция заготовки грунта и укладки его в тело плотины. Плотина возводится круглогодично без перерывов. Обеспе чивается полная занятость строителей.

При укладке мерзлого связного грунта в противофильтрационный элемент 6 можно его уплотнять по известному способу. Грунт уплотняют в таломерзлом виде. Интенсивность укладки грунта не будет столь высокой и уложенный грунт будет промороженным.

Это имеет место при температуре ниже

-20 С. Талый суглинок, уложенный с уплотнением в противофильтрационный элемент 6 при температуре выше -20 С, будет также проморожен. Таким образом, упорные призмы представляют собой мерзлые плотины, которые оттаивают летом указанным способом с одновременным заполнением межпризмового пространства грунтом. После превышения уровня воды в межпризмовом пространстве уровня основания талика в упорной призме (фиг.4) прекращают подавать воду в гребень упорной призмы.

Формула изобретения

1. Способ возведения грунтовой плотины из мерзлых грунтов, включающий поярусную отсыпку упорных призм со стороны верхового и низового откосов противофильтрационного элемента, оттаивание мерзлого грунта, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью сокращения сроков строительства, в каждом ярусе вначале отсыпают упорные призмы иэ мерзлого грунта, после чего оттаивают грунт упорной призмы с поверхности отКосов внутрь упорной призмы путем подачи воды в гребень упорной призмы и перелива ее через кромки откосов, а затем заполняют межпризмовое пространство грунтом.

2. Способ по п.1 ° o т л и ч а ю — мового пространства через иерзлый шийся тем, что воду прекращают грунт в упорной призме, после чего подавать B гребень упорной призмы воду подают в межпризмовое пространпосле начала перелива воды из мекприэ-5 ство.

Фие.2 (Рие,4

Составитель В.Казаков

Редактор А.Мотыль Техред М,Ходанич Корректор М.Кучерявая

«»»

Заказ 1427 Тирак 534 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при KHT СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Умсгоро 1, ул. Гагарина,101