Узкотраншейный способ строительства горизонтального дренажа и устройство для его осуществления

Изобретение относится к мелиоративному строительству и может быть использовано при устройстве дренажной сети на осушаемых землях. Способ включает отрывку узкой траншеи с выгрузкой грунта на бровку и одновременной укладкой дрены, присыпку дрены и обратную засыпку траншеи. После присыпки дрены в верхней части траншеи вырезают боковые призмы грунта, образуют симметричную воронку шириной по верху, превышающей размер траншеи не более чем на две ее ширины, и глубиной не более половины максимальной глубины укладки дрены. Укладывают разработанный грунт на присыпанную дрену. Засыпку воронки выполняют ранее вынутым из траншеи грунтом. Способ осуществляется с помощью устройства, включающего базовый трактор, цепной рабочий орган, бункер с последовательно размещенными в нем трубоукладчиком и присыпателем. На задней стенке бункера симметрично его оси смонтирован наклонный рассекатель с попарно установленными по высоте профильными ножами, состоящими из выходящих за пределы боковых стенок бункера горизонтальных и установленных под углом α к вертикали наклонных режущих элементов. Длина горизонтальной части нижней пары ножей равна ширине бункера, а у каждой из последующих верхних пар ножей увеличена на величину, рассчитываемую по математической зависимости. Повышается качество укладки дренажа, обеспечивается хорошая связь дрены с поверхностью поля, исключается необходимость его дополнительной планировки, расширяется область применения узкотраншейного способа. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к мелиоративному строительству и может быть использовано при устройстве дренажной сети на осушаемых землях.

Известен способ строительства бестраншейного дренажа (Авт. свид. СССР №1463857, E02B 11/00, 1987 г.), включающий прокладку закрытых коллекторов и дрен, отрывку котлована водоприемника-поглотителя с заполнением его фильтрующим материалом, отличающийся тем, что котлован водоприемника-поглотителя отрывают с углом наклона боковых граней, равным естественному углу откоса фильтрующего материала, а прокладку дрен осуществляют после засыпки котлована фильтрующим материалом объемом, превышающим его емкость на величину объема дренажной щели, образуемой дреноукладчиком под котлованом водоприемника-поглотителя.

Недостатками известного способа являются высокая энергоемкость процесса, связанная с потребностью больших тяговых усилий при укладке, и переуплотнение стенок дренажной щели, что ухудшает работу дренажа и требует выполнения дорогостоящей дренажной обсыпки.

Известен также траншейный способ строительства дренажа на осушаемых землях (Ясинецкий В.Г. и Фенин Н.К. Организация и технология гидромелиоративных работ. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., Колос, 1975. стр.349…351), включающий отрывку траншеи с укладкой грунта на бровку и одновременной укладкой дрены, присыпку дрены и обратную засыпку траншеи.

Недостатками известного траншейного способа являются выполнение больших объемов земляных работ при укладке дрен малых диаметров и увеличение ширины строительной полосы над дреной, на которой предусматривается снятие растительного слоя грунта.

Наиболее близким к предлагаемому является узкотраншейный способ ((Ясинецкий В.Г. и Фенин Н.К. Организация и технология гидромелиоративных работ. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., Колос, 1975, стр.349…351), включающий отрывку узкой траншеи с укладкой грунта на бровку и одновременной укладкой дрены, присыпку дрены и обратную засыпку траншеи.

Недостатком известного узкотраншейного способа является высокая вероятность обрушения верхней части стенок траншеи при глубинах укладки дрен более 1,0 м и нижней части в зоне выпора грунтовых вод. Кроме того, в процессе обратной засыпки узкой траншеи известным способом происходит нависание грунта, образование сводов и пустот, что при последующей эксплуатации приводит к значительным деформациям и вызывает необходимость проведения дополнительной планировки поверхности поля над дреной.

Устранить указанные недостатки позволяет предлагаемый способ, включающий отрывку узкой траншеи с выгрузкой грунта на бровку и одновременной укладкой дрены, присыпку дрены и обратную засыпку траншеи, в котором после присыпки дрены в верхней части траншеи вырезают боковые призмы грунта, образуют симметричную воронку шириной по верху, превышающей размер траншеи не более чем на две ее ширины, и глубиной не более половины максимальной глубины укладки дрены, укладывают разработанный грунт на присыпанную дрену, а засыпку воронки выполняют ранее вынутым из траншеи грунтом.

Известен также узкотраншейный дреноукладчик (Землеройные машины непрерывного действия. ВНИИЗеммаш. Издательство «Тема», СПб., 2000 г., стр.165…171.), принятый в качестве прототипа, включающий базовый трактор, цепной рабочий орган и бункер с последовательно установленными в нем трубоукладчиком и присыпателем.

Недостатком известной конструкции является невозможность выполнения траншеи с устойчивыми стенками в верхней части и в зоне выпора грунтовых вод.

Устранить указанные недостатки позволяет предлагаемый узкотраншейный дреноукладчик, включающий базовый трактор, цепной рабочий орган, бункер с последовательно размещенными в нем трубоукладчиком и присыпателем, в котором на задней стенке бункера симметрично его оси смонтирован наклонный рассекатель с попарно установленными по высоте профильными ножами, состоящими из выходящих за пределы боковых стенок бункера горизонтальных и установленных под углом α (Arctg =b/0,5Н) к вертикали наклонных режущих элементов, при этом длина горизонтальной части нижней пары ножей равна ширине бункера, а у каждой из последующих верхних пар увеличена симметрично с обеих сторон на величину b₁=h_ntg α, где α - угол установки наклонных режущих элементов ножей относительно вертикали; b - ширина бункера; Н - высота бункера; b_г - увеличение длины горизонтальной части последующих верхних пар ножей симметрично с обеих сторон относительно нижней пары, h_n - высота установки верхних пар ножей относительно нижней пары.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что при узкотраншейном способе строительства горизонтального дренажа дополнительное снятие призм грунта со стенок верхней части траншеи обеспечивает их устойчивость и равномерную обратную засыпку ее нижней части. При этом обеспечивается устойчивость стенок нижней части траншеи в зоне выпора грунтовых вод. Увеличение размера траншеи по верху не более чем на две ее ширины и на глубину не более половины максимальной глубины укладки дрены обеспечивает оптимальный объем земляных работ. Образование воронки в верхней части траншеи обеспечивает более равномерную последующую обратную ее засыпку ранее вынутым из траншеи грунтом и улучшает связь дрены с поверхностью поля. Ножевая система, смонтированная на задней стенке бункера, обеспечивает послойную срезку фрагментов боковых призм и равномерную укладку срезаемого грунта на присыпанную дрену.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено устройство для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 - вид рассекателя с установленной ножевой системой предлагаемой конструкции со стороны А; на фиг.3 - показаны разрезы траншеи по В-В, С-С и D-D, показывающие последовательность укладки дренажа предлагаемым способом.

Устройство для осуществления предлагаемого способа включает базовый трактор 1, активный рабочий орган 2 с узкой цепью и бункер 3, в котором последовательно установлен укладчик трубы с направляющей 4 дренажного трубопровода и присыпатель 5. Направляющая 4 дренажного трубопровода в нижней части сопряжена с бункером и предназначена для укладки дренажной трубы 6 на дно траншеи, спрофилированное зачистным устройством 7. На задней стенке бункера 3 смонтирован наклонный рассекатель 8 с попарно установленными по высоте профильными ножами 9, состоящими из горизонтальных 10 и наклонных 11 режущих элементов.

Предлагаемый узкотраншейный способ строительства горизонтального дренажа с помощью предлагаемого устройства осуществляют следующим образом:

Укладку дрен выполняют от приямка в месте соединения дрены с коллектором. Дренажную трубу 6, обернутую синтетическим фильтром, заправляют в направляющую 4 и закрепляют ее конец на дне приямка. Активным рабочим органом 2 разрабатывают узкую траншею 12 и укладывают грунт во временный отвал 13. Для устройства дренажной обсыпки в приемную трубу 14 присыпателя 5 подают песчано-гравийную смесь и укладывают ее на дрену 6. В процессе укладки дренажа выступающие за стенки бункера части профильных ножей 9 рассекателя 8 выполняют послойную срезку грунта боковых призм 15 и равномерную, послойную укладку его в нижнюю часть траншеи на поверхность дренажной обсыпки 16. После укладки дрены выполняют обратную засыпку образовавшейся воронки 17 бульдозером с подачей грунта из временного отвала 13. После укладки дренажа предлагаемым способом полю не требуется дополнительной планировки, возможное уплотнение грунта на поверхности засыпанной воронки ликвидируется при предпосевной обработке почвы.

Таким образом, предлагаемый узкотраншейный способ строительства горизонтального дренажа и устройство для его осуществления позволяют повысить качество укладки дренажа, обеспечить хорошую связь дрены с поверхностью поля, исключить необходимость его дополнительной планировки, расширить область применения узкотраншейного способа, применяя его в том числе и на тяжелых грунтах.

1. Способ строительства горизонтального дренажа, включающий отрывку узкой траншеи с выгрузкой грунта на бровку и одновременной укладкой дрены, присыпку дрены и обратную засыпку траншеи, отличающийся тем, что после присыпки дрены в верхней части траншеи вырезают боковые призмы грунта, образуют симметричную воронку шириной по верху, превышающей размер траншеи не более, чем на две ее ширины, и глубиной не более половины максимальной глубины укладки дрены, укладывают разработанный грунт на присыпанную дрену, а засыпку воронки выполняют ранее вынутым из траншеи грунтом.

2. Узкотраншейный дреноукладчик, включающий базовый трактор, цепной рабочий орган, бункер с последовательно размещенными в нем трубоукладчиком и присыпателем, отличающийся тем, что на задней стенке бункера симметрично его оси смонтирован наклонный рассекатель с попарно установленными по высоте профильными ножами, состоящими из выходящих за пределы боковых стенок бункера горизонтальных и установленых под углом α (Arctgα=b/0,5H) к вертикали наклонных режущих элементов, при этом длина горизонтальной части нижней пары ножей равна ширине бункера, а у каждой из последующих верхних пар ножей увеличена симметрично с обеих сторон на величину b_г=h_nt_g α,
где α - угол установки наклонных режущих элементов ножей относительно вертикали;
b - ширина бункера;
Н- высота бункера;
b_г - увеличение длины горизонтальных элементов верхних пар ножей относительно нижней пары;
h_n - высота установки верхних пар ножей относительно нижней пары.