Способ строительства дренажа в водонасыщенных грунтах и устройство для его осуществления

Изобретение относится к мелиоративному строительству и предназначено для прокладки коллекторно-дренажной сети на участках с уровнем грунтовых вод выше линии укладки дренажа. Способ включает рыхление плодородного слоя почвы по оси укладки дрен, отрывку канала с отсыпкой извлеченной плодородной почвы валиками на бровки, разработку траншеи цепным рабочим органом обратного вращения без выноса грунта на поверхность, укладку дренажной трубы, обратную засыпку траншеи и обратную засыпку канала. При укладке дренажа из нижней части траншеи проводят откачку пульпы, образуемой смесью измельченного грунта и воды, поступающей в траншею, и подают ее в канал или на поверхность грунта обратной засыпки траншеи. Устройство включает базовую машину, активный рабочий орган с обратным вращением, лоток дренажной трубы, бункер в виде короба с передней режущей частью - ножом, состоящим из стойки и лемеха. Внутри лемеха установлен грунтовый насос, всасывающая магистраль которого через окна в передней стенке лемеха сообщена с зоной между активным рабочим органом и ножом, а нагнетающая магистраль соединена с распределительными трубопроводами через промежуточный трубопровод и перепускную заслонку, управляемую рычажным механизмом. Изобретение позволяет повысить производительность и качество укладки дренажа в водонасыщенных грунтах. 2 н.з. п. ф-лы, 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к мелиоративному строительству и может быть использовано при прокладке коллекторно-дренажной сети с уровнем грунтовых вод выше линии укладки дренажа.

Известны способы строительства дренажа при высоком уровне грунтовых вод (В.А. Духовный, М.В. Баклушин, Е.Д. Томин, В.Ф. Серебренников «Горизонтальный дренаж орошаемых земель» - М.: Колос, 1979, стр.173-180), включающие предварительное водопонижение и последующую укладку дренажа полумеханизированным (метод «полки»), траншейным и узкотраншейным способами.

Недостатком применения данных способов является необходимость выполнения трудоемких работ по предварительному водопонижению.

Известен также способ (В.М. Темченко «Технология подготовки трасс дрен в Ставропольском крае» в сб. Перспективные технологии строительства и эксплуатации мелиоративных систем, В/О Агропромиздат, 1990, стр.130...134, рис.5; и Е.Н. Соломатин, В.М. Темченко «Обеспечение узкотраншейных дреноукладчиков фильтрующим материалом», см. там же стр.129...130, рис.1), включающий снятие растительного слоя с устройством котлованов вдоль трасс дрен, укладку дренажа вдоль оси котлованов с обратной засыпкой траншей минеральным грунтом и обратную засыпку котлованов растительным грунтом.

Недостатком применения данного способа, предусматривающего разработку траншеи узкотраншейным дреноукладчиком с прямым вращением, является налипание грунта на транспортирующие элементы, что снижает выносную способность рабочего органа и производительность укладки дренажа при высоком уровне грунтовых вод.

Наиболее близким к предлагаемому является способ строительства дренажа (решение о выдаче патента на изобретение по заявке №2002102902/03, Е 02 В 11/00, 11/02), при котором за один проход устройства выполняют рыхление плодородного слоя почвы по оси укладки дрен, отрывку канала с отсыпкой извлеченной плодородной почвы валиками на бровки канала, разработку траншеи цепным рабочим органом обратного вращения узкотраншейного дреноукладчика без выноса грунта на поверхность, укладку дренажной трубы, обратную засыпку траншеи и обратную засыпку канала плодородным грунтом.

Недостатком применения данного способа при высоком уровне грунтовых вод является образование в траншее пульпы, представляющей смесь разрыхленного активным рабочим органом грунта и воды, поступающей в траншею. Укладка дрен в пульпу приводит к интенсивной кольматации фильтра уже на стадии строительства, что приводит к преждевременному выходу из строя уложенного дренажа.

Устранить указанные недостатки позволяет предлагаемый способ, включающий рыхление плодородного слоя почвы по оси укладки дрен, отрывку канала с отсыпкой извлеченной плодородной почвы валиками на бровки, разработку траншеи цепным рабочим органом обратного вращения узкотраншейного дреноукладчика без выноса грунта на поверхность, укладку дренажной трубы, обратную засыпку траншеи и обратную засыпку канала, в котором в процессе укладки дренажа из нижней части траншеи проводят откачку пульпы, образуемой смесью измельченного рабочим органом грунта и воды, поступающей в траншею, и подают ее в канал или на поверхность грунта обратной засыпки траншеи.

Известен узкотраншейный дреноукладчик (патент РФ №2206670, Е 02 F 5/10), принятый в качестве прототипа для выполнения предлагаемого способа, включающий базовую машину, активный рабочий орган с обратным вращением, лоток дренажной трубы и бункер в виде короба с передней режущей частью.

Недостатком известной конструкции, осуществляющей разработку грунта без выноса на поверхность, является ее недостаточная производительность и низкая эффективность при работе с грунтами различной степени прочности; при наличии в траншее более прочного сухого слоя производительность укладки зависит от соотношения прочности сухого и влажного грунтов; с повышением уровня грунтовых вод толщина сухого слоя уменьшается, прочность приближается к прочности влажного грунта; производительность дреноукладчика с обратным вращением в таких условиях повышается, однако с повышением уровня грунтовых вод увеличивается вероятность образования пульпы в траншее, что приводит к кольматации фильтра и преждевременному выходу из строя уложенного дренажа.

Устранить указанные недостатки позволяет предлагаемое устройство, включающее базовую машину, активный рабочий орган с обратным вращением, лоток дренажной трубы, бункер в виде короба с передней режущей частью - ножом, состоящим из стойки и лемеха, в котором внутри лемеха установлен грунтовый насос, всасывающая магистраль которого через окна в передней стенки лемеха сообщается с зоной между активным рабочим органом и ножом, а нагнетающая магистраль соединена с распределительными трубопроводами через промежуточный трубопровод и перепускную заслонку, управляемую рычажным механизмом.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в процессе укладки дрены проводят откачку пульпы из нижней части траншеи, освобождая тем самым зону укладки фильтрующей обсыпки и фильтра от воздействия мелких частиц пульпы, образуемой смесью разрабатываемого активным рабочим органом грунта и воды, поступающей в траншею. Это позволяет снизить вероятность кольматации и преждевременного выхода из строя дренажа. При уровнях грунтовых вод ниже плодородного слоя подачу пульпы проводят в канал перед рабочим органом дреноукладчика, это позволяет выполнить доувлажнение сухой части грунта в траншее, снизить прочность разрабатываемого грунта до уровня увлажненного и повысить производительность укладки. При уровне грунтовых вод в пределах нижней границы плодородного слоя пульпу подают на поверхность грунта обратной засыпки траншеи. Это позволяет провести осаждение мелких частиц преимущественно в верхней части траншеи, что снижает вероятность кольматации дренажа.

На фиг.1 представлено устройство для осуществления предлагаемого способа строительства дренажа. На фиг.2 - схема и последовательность выполнения предлагаемого способа.

Устройство для осуществления предлагаемого способа строительства дренажа включает базовый трактор 1, активный рабочий орган 2 с обратным вращением, смонтированный на раме 3, лоток дренажной трубы 4, бункер 5 с передним режущим элементом - ножом, состоящим из стойки 6 и лемеха 7. Внутри лемеха 7 установлен грунтовый насос 8, всасывающая магистраль которого сообщается с зоной образования пульпы 9 между рабочим органом и ножом через окна 10 в передней стенке лемеха. Нагнетающая магистраль грунтового насоса состоит из промежуточного трубопровода 11, перепускной заслонки 12 с рычажным механизмом управления 13 и распределительных трубопроводов 14 и 15.

Предлагаемый способ строительства дренажа с помощью предлагаемого устройства осуществляют следующим образом: перед укладкой дрен проводят рыхление плодородного слоя рыхлителем 16, каналокопателем 17 выполняют канал 18 с глубиной, равной толщине плодородного слоя. Укладку дрен выполняют вдоль оси котлована дреноукладчиком 20 с обратным вращением рабочего органа, позволяющего выполнять обратную засыпку траншеи без выноса грунта на поверхность. В процессе укладки дрены осуществляют подачу фильтроматериала в бункер 5 с помощью перегружателя 21. При уровнях грунтовых вод ниже плодородного слоя грунта укладку дрены проводят с подачей пульпы в канал 18. Это позволяет доувлажнить сухой грунт 19, выравнить влажность и снизить прочность грунта в зоне активного рабочего органа. При уровне грунтовых вод в пределах нижней границы плодородного слоя пульпу перепускают на поверхность обратной засыпки траншеи, где осаждаются мелкие частицы. После обезвоживания пульпы канал 18 засыпают ранее вынутым плодородным грунтом, например, с помощью засыпателя 22.

Таким образом, предлагаемый способ строительства дренажа в водонасыщенных грунтах и устройство для его осуществления позволяют исключить влияние пульпы на кольматацию дрен, выравнить влажность и снизить прочность разрабатываемого грунта, что обеспечивает повышение производительности и качества укладки дренажа.

1. Способ строительства дренажа в водонасыщенных грунтах, включающий рыхление плодородного слоя почвы по оси укладки дрен, отрывку канала с отсыпкой извлеченной плодородной почвы валиками на бровки, разработку траншеи цепным рабочим органом обратного вращения узкотраншейного дреноукладчика без выноса грунта на поверхность, укладку дренажной трубы, обратную засыпку траншеи и обратную засыпку канала, отличающийся тем, что в процессе укладки дренажа из нижней части траншеи проводят откачку пульпы, образуемой смесью измельченного рабочим органом грунта и воды, поступающей в траншею, и подают ее в канал или на поверхность грунта обратной засыпки траншеи.

2. Устройство для строительства дренажа в водонасыщенных грунтах, включающее базовую машину, активный рабочий орган с обратным вращением, лоток дренажной трубы, бункер в виде короба с передней режущей частью - ножом, состоящим из стойки и лемеха, отличающееся тем, что внутри лемеха установлен грунтовый насос, всасывающая магистраль которого через окна в передней стенке лемеха сообщена с зоной между активным рабочим органом и ножом, а нагнетающая магистраль соединена с распределительными трубопроводами через промежуточный трубопровод и перепускную заслонку, управляемую рычажным механизмом.