Способ укладывания горизонтальной дрены с покровным фильтром из волокнистого полотна и бункер дреноукладчика для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5009473/15 (22) 19.11.91 (46) 15.1 293 Бюл йя 45-46 (76) Николодышев Иван Семенович (54) СП ОСОБ УКЛАДЫВАНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ДРЕНЫ С ПОКРОВНЫМ ФИЛЬТРОМ ИЗ

ВОЛОКНИСТОГО ПОЛОТНА И БУНКЕР ДРЕНОУКЛАДЧИКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: изобретение относится к осу- . шению земель. Сущность изобретения: укладывание горизонтальной дрены с покровным фильтром из волокнистого полотна осуществляют с помощью бункера дерноукпадчика. Протягивание слойного пакета полотна через шахту бункера ведут по вертикальной плоскости так чтобы кромки полотна были обрзень. к задней стенке шахты бункера, а сгибом — по направлению движения дерноукладчика. Разворачивание слойного пакета полотна с приданием ему лоткообразной формы осуществляют путем отклонения бортов лотка к стенкам дренажной траншеи одновременно с поворотом пакета на криволинейном участке его движения для сопря(19) ЕЫ <10 2004684 С1 (5Ц E02В11 00 жения с горизонтальным участком дренажной трубы. Формирование покровного фильтра осуществлют путем удержания бортов лотка из волокнистого полотна у стенок дренажной траншеи в вертикальном положении и осаживания средней части полотна по сторонам от дренажной трубы под давлением ссыпаемого в траншеи грунта обратной засылки

Для осуществления способа в бункере дреноукпадчика разворачивающееся устройство выполнено в виде клиновидного башмака, который прикреплен к задней стенке шахты на участке поворота пакета полотна и состоит из криволинейной постепенно расширяющейся подошвы. служащей скользящей опорой для средней части, образуемого из полотна и лотка. Над подошвой установлены два отвала, разварачивающих слойный пакет полотна в лоток и отклоняющих его борто к стенкам дренажной траншеи. Формирующее устройство состоит из двух симметрично расположенных относительно продольнаи оси траншеи плоских щитков, шарнирно прикрепленных к разворачивающему устройству. 2 спф-лы, 10 ил

Ф

С., 2004684

Изобретение относится к осушению земель и может быть использовано при строительстве закрытого гориэонтальногодренажа на мелиорируемых землях, при осушении территории населенных пунктов, промышленных площадок и дорожного полотна с применением узкотраншейных дреноукладчиков, например УДМ-350, Хайконс-6027 и др

Известна закрытая горизонтальная дрема с уложенным по дну и стенкам дренажной траншеи тонкослойным (контурным) фильтром, выполняемым с целью повышения ее водоприемной способности за счет увеличения площади контакта с грунтом ненарушенной структуры M водопроницаемостью большей, чем у грунта засыпки траншеи.

Известен способ укладки такой дрены и трубоукладчик для его осуществления.

Недостатком этой конструкции дрены, а следовательно и способа укладки и трубоукладчика для его осуществления. является то, что дренажный трубопровод в траншее укладывают в образованный иэ фильтрового полотна лоток в оболочке иэ фильтрующего волокнистого материала (полотна) и обсыпают его грунтом с нарушенной структурой.

В результате этого вокруг дренажного трубопровода создается эона уплотненного грунта (после его водонасыщения) с коэффициентом фильтра:„ии меньшим, чем у грунта эа стенками траншеи, т,е. в окружающем массиве. Другим существенным недостатком свойственным этой конструкции дрены, способу ее укладки и трубоукладчику (бункеру) для его осуществления является высокая вероятность эаиления дренажного трубопровода грунтом иэ-за поступления его в местах повреждения фильтровой оболочки.

При транспортировании с завода или со складов промежуточных баз и строительных организаций, где организуют покрытие дренажных труб волокнистыми материалами (полотнами), фильтровую оболочку, выполняемую чаще всего из сравнительно тонких полотен (с толщиной от 0.5 до 1,5 мм). часто разрушают (протирают, прорывают или прокалывают) (см.Альбом. Конструкции горизонтального, вертикального и комбинированного дренажа (пособие к ВСН 33-2.2.03-86 "Мелиоративные системы и сооружения. Дренаж на орошаемых землях. Нормы проектирования). — М.. Минводхоз СССР, В/О "Союэводпроект", 1981, Лист 20. поз.3.

4,7, 10), Экипажи дреноукладчиков,. как правило, Ilo разным причинам не ремонтируют оболочку при укладке труб в траншею. В процессе эксплуатации мелиоративной системы из-за поступления грунта через поврежденную фильтровую оболочку дрены быстро заиливаются и выходят из строя.

Надежность в работе дренажного трубопровода повышается, если дренажную трубу фильтровым полотном покрывают непосредственно в процессе ее укладки в траншею.

Известна также и дрена с покровым фильтром иэ волокнистого полотна (см.Учебник—

А.А.Богушевский и др. "Сельскохоэяйствен10 ные гидротехнические мелиорации". Под ред.

Е.С.Маркова. — М., Колос, 1981, с.273, рис.149, поз.д), способ ее укладки и бункер (трубоукладчик) для его осуществления (см.учебник

Б,А.Васильев и др. "Мелиоративные маши15 ны". Под ред. И.И.Мера. — М., Колос, 1980, с,94, рис.62, поэ.а).

Недостатком этого способа укладки дрены с покровым фильтром является использование полотна с шириной меньшей, 20 чем ширина у бункера. Конструкция бункера дреноукладчика не позволяет выполнять в случае необходимости, например в слабопроницаемых грунтах, распластанный фильтр иэ волокнистых материалов с вертикальными бортами, т.е. более развитый контурный фильтр с большей водоприемной поверхностью, сопрягаемой с грунтом, weк1щим ненарушенную структуру.

Наиболее близким техническим реше30 нием является способ укладывания горизонтальной френы с покровным фильтром из волокнистого полотна осуществляемый с помощью трубоукладчика (устройства), Этот способ включает слойное складывание од35 нослойного волокнистого полотна с шириНоА большей ширины дренажной траншеи путем изгиба его по средней линии параллельной кромкам, сворачивание слойного пакета полотна в рулон на катушке и раэме40 щение его на бункере дреноукладчика, образование траншеи (выемки, щели) в грунте землеройным рабочим органом дреноукладчика, протягивание дренажной трубы через трубовод бункера дреноукладчика, протяги45 вание слойного пакета полотна через шахту бункера по осевой его плоскости, разворачивание полотна над дренажной трубой, формирование локровного фильтра и обратную засыпку дренажной траншеи грунтом.

Бункер дреноукладчика (устройство) для осуществления этого способа включает трубовод для протягивания дренажной трубы к дну траншеи, катушку с рулоном слойного пакета полотна, шахту для протягивания раз55 матываемого с катушки слойного пакета полотна к уложенной на дно траншеи дренажной трубе. разворачивающее и формирующее устройства. Причем разворачивающее устройство выполнено в виде клина и размещено внутри шахты на криволиней2004684 ном трубчатом трубопроводе. Оно только слегка раздвигает сложенное вдвое полотно, кромки которого обращены в сторону движемия дреноукладчика. Формирующее устройство размещено над верхним лезвием горизонтального ножа и выполнено в виде полого усеченного комуса, через который в дренажную траншею (щель) выведен конец трубовода. По сторонам от усеченного конуса над лезвием ножа размещены две пластины.

Изложенный способ и бункер дреноукладчика для его осуществления имеют существенные недостатки. Они не позволяют выполнять иэ волокнистого полотна над дренажной трубой покровный контурный фильтр с вертикальными бортами с целью увеличения площадки водоприемной поверхности фильтра. Распластанный фильтр этим способом и бункером для его осуществления также не может быть выполнен надежно вследствие того, что слойный пакет полотна после выхода из шахты (вертикальной направляющей) стягивается в жгут и в таком виде поступает в формирующее коническое устройство. Элементы, которые растягивали бы полотно в горизонтальной плоскости и отводили бы его кромки к стенкам траншеи, в конструкции устройства (бункера дреноукладчика) отсутствуют.

Целью изобретения является увеличение площади водоприемной поверхности покровного фильтра иэ рулонного волокнистого полотна и повышение надежности его формирования в дренажной траншее.

Цель достигается тем, что в известном способе укладывания горизонтальной дрены с покровным фильтром из волокнистого полотна протягивание слойного пакета полотна через шахту бункера ведут по вертикальной осевой плоскости так, чтобы кромки полотна были обращены к задней стенке шахты бункера. а сгибом по направлению движения дреноукладчика, разворачивание слойного пакета полотна с приданием ему лоткообраэной формы осуществляют путем отклонения бортов лотка к стенкам дренажной траншеи одновременно с поворотом пакета на криволинейном участке его движения для сопряжения с горизонтальным участком дренажной трубы, а формирование покровного фильтра осуществляют путем удержания бортов лотка из волокнистого полотна у стенок дренажной траншеи в вертикальном положении и осаживания средней части полотна по сторонам от дренажной трубы под давлением осыпаемого в траншею грунта обратной засыпки.

У используемого для осуществления этого предложенного способа бункера дреукладчика для его осуществления позволяет выполнить над дренажной трубой в тран25 шее покровный фильтр с вертикальными

35

55

20 ноукладчика разворачивающее устройство выполнено в виде клиновидного Ъашмака, который размещен в шахте на участке поворота слойного пакета полотна, прикреплен к задней стенке шахты и состоит иэ криволинейной постепенно расширяющейся подошвы, служащей скользящей опорой для средней части образуемого иэ полотна лотка, и помещенных над ней отвалов. разворачивающих слойный пакет полотна в лоток и отклоняющих его борта к стенкам дренажной траншеи, а формирующее устройство образовано иэ двух взаимодействующих со стенками дренажной траншеи и ссыпаемым в нее засыпателем грунтом обратной засыпки двух плоских щитков. которые размещены параллельно стенкам траншеи и шарнирно прикреплены к разворачивающему устройству.

Такой способ укладывания горизонтальной дрены с покровным фильтром из волокнистого полотна и такой бункер дренобортами прижатыми к стенкам траншеи с ненарушенной структурой грунта. При этом используется фильтрующее волокнистое полотно с шириной в 2-3 раза превышающей ширину шахты бункера, достаточной для устройства покровного контурного фильтра с необходимой водоприемной площадью.

На фиг.1 изображен бункердреноукладчика, продольный разрез по осевой плоскости; на фиг.2 — сечение А-А на фиг,1; на фиг.З вЂ” сечение Б-Б на фиг,1; на фиг.4— сечение по 8-В на фиг.1; на фиг.5 — разворачивающее устройство, вид по стрелкам

Г-Г на фиг.6; на фиг.6 — разворачивающее устройство. вид по стрелкам Д-Д на фиг.5; на фиг.7 — разворачивающее устройство. вид по стрелкам Е-Е на фиг,5: на фиг.8— формирующее устройство, вид по стрелкам

И-И на фиг.9; на фиг.9 — формующее устройство, вид по стрелкам К-К на фиг.8; на фиг.10 — формующее устройство, вид по стрелкам

Л-Л на фиг.8, Бункер для укладывания дремы с покровным фильтром из волокнистого полотна предложенным способом имеет трубовод 1 для протягивания дренажной трубы 2 к дну

3 траншеи 4, катушку 5 с рулоном слойного пакета полотна 6. шахту 7 для протягиваемого с катушки 5 слойного пакета полотна 6 к уложенной на дно 3 траншеи 4 дренажной трубе 2, разворачивающее 8 и фармующее 9 устройства, Ка1ушка 5 выполнена иэ стальной т бы диаметром 27-32 мм, Она укреплена с воэможностью сьема на струбцине 10, которая

2004684 размещена над приемной воронкой 11 шахты 7 и закреплена посредством болтов 12 на . верхней части трубовода 1. На консоли струбцины 10 выполнено трубчатое гнездо

12, в которое вставлен нижний конец катушки 5, Катушка 5 снабжена крестовиной 14, служащей опорой для рулона полотна 6. Для обеспечения движения слойного пакета полотна 6 по осевой плоскости шахты 7 и равномерного надвигания его на разворачивающее устройство 8 в шахте 7 с интервалом 0,8-1,0 м размещены на хребтине 15 вилки 16, выполненные из стальной полосы иэ стальной полосы шириной 40 мм и толщиной 6 мм.

Хребтина 15 размещена по осевой плоскости бункера и.прикреплена к передней стенке шихты 7. Примерно на равном расстоянии от боковых стенок шахты 7 хребтину 15 удерживают прикрепленные к ней планки 17, длина у которых принята на 5-8 мм меньше ширины шахты 7.

Разворачивающее устройство 8 выполнено из листовой стали с толщиной 3-4 мм в виде сварного объемного и симметричного клиновидного башмака, Оно размещено в нижней части шахты 7 на участке поворота слойного пакета полотна 6 и прикреплено к . задней стенке шахты 7. Разворачивающее устройство состоит из криволинейной постепенно расширяющейся подошвы 18, служащей скользящей опорой для средней части образуемого из полотна 6 лотка, и помещенных над ней отвалов 19, которые разворачивают слойный пакет полотна 6 в лоток и отклоняют его борта к стенкам дренажной траншеи 4.

Сверху отвалы 19 соединены между собой клиновидной крышкой 20 и плитой 21, предназначенной для прикрепления разворачивающего устройства 8 к задней стенке шахты 7. Подошва 18, плита 21 и тыльная стенка 22 выполнены иэ одной заготовки. К тыльной стенке 22 прикреплены две проушины 23, к которым с помощью болтов 24 с плоскими невысокими головками шарнирно прикреплено формующее устройство 9.

Формующее устройство 9 состоит из двух симметрично расположенных в траншее 4, как бы зеркально отраженных, плоских щитков. В траншее 4 щитки размещены параллельно ее стенкам. Верхние кромки каждого из них снабжены отпорными прутками 25 диаметром 10-12 мм благодаря которым между щитками и стенками траншеи

4 образуются щели по которым свободно движутся борта лотка из волокнистого полотна 6. Нижние кромки щитков снабжены трубчатыми лыжами 26. Они прикреплены к щиткам со стороны осевой плоскости шахты. Ими щитки опираются на уложенное в

5 сыпателем 27 грунтом 28 обратной засыпки.

Таким образом можно выполнить (оборудовать), например, бункеры для дреноук20

30

35 ным швом встык, Длина полотна в рулоне

15 траншею 4 волокнистое полотно 6 и прижимают его к ее дну 3 по сторонам от дренажной трубы 2, Щитки взаимодействуют со стенками дренажной траншеи 4 и ссыпаемым в нее заладчиков УДМ-350 или "Хайконс" 6027.

Предлагаемый способ реализуется с помощью. предлагаемого бункера следующим образом, В начале на производственной базе строительной организации (ПМК) рулоны наиболее подходящего для этой технологии полотна, например, марки ПИМ-А, ПИМ-Ф или "Дорнит" (выпускаются Новошахтинской фабрикой нетканых материалов в Ростовской области) фабричной упаковки (расфасовки) разрезают на рулоны длиной по 0,9-1,0 м, которая. определяется по сечению покровного фильтра в дренажной траншее (уложенной дрены). После этого на специальной установке рулоны однослойного полотна разматывают и складывают полотно в двухслойный пакет путем изгиба его по средней линии параллельно кромкам. Сложенное в два слоя полотно (в пакет) наматывают на барабане на трубчатую ось {катушку) и образуют таким образом рулоны длиной по 0,450,5 м. При этом отрезки полотна длиной по

20 м соединяют между собой одним иэ известных способов, например склеиванием внахлестку, сшивкой на швейной машинке внахлестку, или сшивкой вручную спиральвыбирается с таким расчетом, чтобы диаметр, рулона из слойного пакета не превышал 1,0 м, а его вес был не более 30-40 кг и не вызывал затруднений при погрузочных операциях, транспортировании на строительный объект и при размещении на бункере дреноукладчика, Готовые рулоны слойных пакетов 6 из волокнистого полотна на катушках 5 доставляют автотранспортом на объект строящегося дренажа и с учетом длины полотна раскладывают по трассе прокладываемой дрены. Одновременно вместе с ними раскладывают бухты дренажных труб 2 беэ фильтровой оболочки на их поверхности. После проведения подготовительных работ на трассе дрены приступают к прокладыванию дрены от коллектора. Для этого бункер совместно с землеройным рабочим органом дреноукладчика опускают на откос открытого коллектора или в заходной шурф (котлован) у. закрытого коллектора и эаглубляют его íà 1,3-1,4 м путем проходки траншеи 4. После этого через трубопровод

1 протягивают гофрированную дренажную трубу 2. Затем над приемной воронкой 11

2004684 шахты на струбцине 10 устанавливают катушку 5 с рулоном слойного пакета из волокнистого полотна, частично разматывают его, пропускают конец пакета через находящиеся в шахте 7 вилки 16, и надвигают его на разворачивающее устройство 8. При этом для облегчения запасовки в вилки 16 и протягивания слойного пакета полотна через шахту 7 используют проволоку или шнур с грузом на его конце, Борта образовавшегося за разворачивающим устройством 8 лотка из волокнистого полотна 6 протягивают параллельно щиткам формующего устройства 9 по внешним их поверхностям под стопорными прутками 25 и прикрепляют к концу дренажной трубы 2, которую заанкеривают на откосе коллектора. В дальнейшем проклады в а ют дре ну. В и роцессе отрывки траншеи 4 рабочим органом дреноукладчика бункер продвигается по ней, укладывает на дно 3 дренажную трубу 2 и формирует над ней лоток иэ волокнистого полотна 6. При этом слойный пакет полотна . 6 разматывается с рулона, движется в шахте

7 между стойками вилок 16 в вертикальнонаклонном положении и надвигается на разворачивающее устройство 8. которое одновременно образует из него лоток, отклоняет его борта к стенкам траншеи 4, изменяет направление движения и укладывает на дренажную трубу 2. За тыльной стенкой 22 разворачивающего устройства 8 происходит окончательное формирование покровного контурного фильтра из волокнистого полотна. Формующее устройство 9 удерживает борта образовавшегося из полотна 6 лотка в вертикальном положении и прижимает их к стенкам траншеи 4. Щитки взаимодействуют со стенками траншеи 4 и с грунтом обратной засыпки 28, подаваемым в траншею 4 засыпным транспортером 27 (имеется у дреноукладчика "Хайконс-6027") или пассивным присыпателем (изготавливается в случае применения дреноукладчика

УДМ-350). Откос грунта обратной засыпки 28 преследует заднюю стенку движущегося бункера. Грунт засыпки 28 непрерывно заполняет пространство между щитками 9 и прижимает их к стенкам траншеи 4, Плотное прижатие щитков 9 к стенкам траншеи 4 предотвращают отпорные прутки 25 прикрепленные к их верхним кромкам. Одновременно грунт засыпки 28 давит на дно лотка из полотна 6 и опускает его на дно 3 траншеи 4 по обеим сторонам от дренажной трубы 2. При этом борта полотна б вытягиваются иэ под щитков формующего устройства 9 и его средняя полоса огибает дренажную трубу 2 по дуге сечения трубы с центральным углом, примерно равным 290По сравнению с дренами имеющими фильтр на дренажной трубе в виде круговой оболочки выполняемые описанным спосо15 бом горизонтальные дрены обладают более высокой водозахватной способностью не

25

50

5

300О. Нижняя часть поверхности трубы по дуге сечения трубы соответствующей углу равному 70-60 соприкасается (контактирует) непосредственно с грунтом.

После сработки рулона слойного пакета полотна 6, т.е, укладки его в дрену, дреноукладчик останавливают, присоединяют известным способом к концу уложенного отрезка полотна начало следующего рулона и размещают его на струбцине 10 и продолжают прокладывать дрену только потому, что у них значительно большая площадь водоприемной поверхности, но вследствие того, что фильтр у них контактирует с грунтом ненарушенной структуры, а дренажная труба 2 нижней частью поверхности непосредственно соприкасается на дне 3 дренажной траншеи 4 с осушаемым грунтом, работающим в водоприемных отверстиях трубы по принципу гравитационного фильтра и оказывающим сравнительно малое фильтрационное сопротивление.

Через водоприемные отверстия расположенные по нижней части поверхности трубы 2 выноса частиц грунта в полость дренажного трубовода 1 при малых градиентах напора не происходит. Гидродинамический напор фильтрующейся через грунт воды гасится силой тяжести (гравитации) частиц грунта. Это подтверждено при испытании натуральных фрагментов горизонтальных дрен с покровными контурами фильтрами иэ волокнистого полотна ПИМ-А Новошахтинской фабрики нетканых материалов (ФНМ) и др. в фильтрационных лотках с супесчаным грунтов. При градиенте напора в придренной зоне грунта до 1 выноса грунта в дрены не наблюдалось.

Предложенный способ и бункер для его осуществления предназначен для строительства дренажа преимущественно в грунтах с коэффициентом фильтрации менее 0,5 м/сут и уменьшающих свою водопроницаемость в насыпи (обратной засыпке), например в пылеватых суглинках.

При применении предлагаемого способа укладывания горизонтальной дрены с покровным фильтром будет получен экономический эффект эа счет замены объемного фильтра из гравийно-песчаной смеси на контурный фильтр из волокнистого фильтрующего полотна, например, ПИМ-Ф, ПИМ-А, "Дорнит", "СИЗИ". (56) Авторское свидетельство СССР

М 1102867, кл. Е 02 F 5/10, 1984.

2004684

Формула изобретения - ..

1. Способ укладывания горизонтальной дремы с покровным фильтрам из волокнистого полотна, включающий слойное складывание однослойного полотна шириной, 5 превышающей ширину дренажной трэншеи, путем изгиба ее по средней линии, параллельной кромкам, отрывку траншеи с помощью узкотраншейного дреноукладчика, укладку в траншею дреиажной трубы и волокнистого полотна над ней с последующим разворачиванием и формированием покровного фильтра и обратную засыпку траншеи грунтом, отличающийся тем, что волокнистое полотно размещают над тран- 1 шеей сгибом по направлению движения дреноукладчика. разворачивают над дре; нажной трубой с приданием ему лоткообразной формы путем отклонения кромок 0 полотна к стенкам траншеи одновременно

g поворотом для сопряжения с горизонтальным участком трубы, а формирование покровного фильтра осуществляют путем; временной. фиксации кромок полотна в 2б вертикальном положении вдоль стенок траншеи при обратной засыпке ее грунтом, 12

2. Бункер дреноукладчика для укладывания горизонтальной дремы с покровным фильтром из волокнистого полотна, включающий трубовод для протягивания дренажной трубы к дну траншеи, катушку с рулоном слойного пакета полотна, шахту для протягивания разматываемого с катушки слойного пакета полотна к уложенной на дно траншеи дренажной трубе, разворачивающее и формующее устройства, отличающийся тем, что разворачивающее устройство выполнено в виде клиновидного башмака, прикрепленного к задней стенке шахты на участке поворота слойного пакета полотна и состоящего из криволинейной постепенно расширяющейся подошвы. являющейся скользящей опорой для средней части образуемого из полотна лотка, и установленных над ней отвалов для разворачивания полотна в лоток и отклонения em бортов к стенкам дренажной траншеи, э формующее устройство состоит из двух симметрично расположенных относительно продольной оси траншеи плоских щитков, шарнирно прикрепленных к разворачивающему устройству.

2004684

2004684

2Z

E-E

2004684

n-n

Фиг. 10

Фиг.g

К-К

Фиг.Я

Составитель И. Николодышев

Техред М,Моргентал Корректор А.Мотыль

Редактор А. 3 робок

Заказ 3384

Тираж Подписное

HllO "Поиск" Роспатента

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101