Способ устройства зигзагообразной противофильтрационной диафрагмы с промежуточными швами из бентонитовых матов (глиноматов)

Авторы патента:

Прямицкий Антон Валерьевич (RU)

E02B7/06 - земляные плотины; плотины из каменной наброски

Владельцы патента RU 2515633:

Открытое акционерное общество "Федеральная гидрогенерирующая компания - РусГидро" (RU)

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при строительстве противофильтрационных диафрагм грунтовых плотин. Способ включает обустройство промежуточных швов противофильтрационной диафрагмы на гребне отсыпаемых слоев грунтовой плотины по заранее спланированным откосам в невысоких грунтовых плотинах высотой менее 30 м. В качестве противофильтрационной диафрагмы используют бентонитовый мат (глиномат), с помощью которого устраивают зигзагообразную противофильтрационную диафрагму. Зигзагообразность диафрагмы обусловлена условиями производства работ по отсыпке упорных призм слоями толщиной не менее 3 м с организацией промежуточных горизонтальных швов внахлест параллельно склону, водонепроницаемость которых обеспечивают конструкцией узла стыковки, давлением грунта упорных призм и гидростатическим давлением воды. Дополнительно для удобства монтажа узла стыковки бентонитовых матов (глиноматов) могут быть применены 10 мм скобы. Использование изобретения позволит уменьшить материальные и финансовые затраты при возведении противофильтрационной диафрагмы. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при строительстве противофильтрационных диафрагм грунтовых плотин высотой до 30 м.

Известен способ укладки бентонитовых матов (глиноматов) в качестве экранов, на заранее спланированную поверхность откоса (Рекомендации по укладке геосинтетических бентонитовых материалов Bentomat, ООО «ПСМ групп» Yousef Hammamji, extract from Geoglobe №6, 1999), включающий крепление бентонитовых матов с помощью анкеровки в специальной траншее, предусмотренной на гребне плотины, при этом конец рулона бентонитового мата должен быть положен в траншею полностью покрывая дно, не заходя на ее противоположную стенку. После выполнения работ по анкеровке, выполняют отсыпку защитного слоя грунта с трамбовкой для исключения сползания аккуратно уложенных бентонитовых матов и покрывающего грунта.

Недостатки аналога заключаются в следующем: грунтовую плотину необходимо возводить на полную высоту перед установкой противофильтрационного экрана; в течение суток, с момента укладки бентонитовых матов (глиноматов), необходимо полностью выполнить отсыпку защитного слоя (исходя из требований производителя материала), что может быть весьма затруднительно при больших объемах работ.

Известен способ возведения противофильтрационной диафрагмы из геомембраны, включающий обустройство промежуточных швов геомембраны на гребне отсыпаемых слоев грунтовой плотины при помощи сварки (The 1ST international symposium on rockfill dams Gibe III: A zigzag geomembrane core for a 50 m high rockfill cofferdam in Ethiopia, Pietrangeli G, Pietrangeli A., Scuero A., Vaschetti G.). При производстве работ, укладка геомембраны осуществляется на заранее спланированный откос уложенным защитным слоем геотекстиля, после чего производится укладка покрывающего защитного слоя геотекстиля и последующая отсыпка нового слоя упорных призм (присыпка). После укладки очередного слоя грунта, на него аналогичным образом укладывается геотекстиль и геомембрана, после чего выполняется герметизация шва сваркой и защитой оного загибом геотекстиля, далее операции повторяются по необходимости.

По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа является то, что в ходе строительства возникает необходимость в выполнении дополнительных защитных слоев и в необходимости сварочных работ при стыковке полотнищ геомембраны.

Предлагаемым изобретением решается задача упрощения технологического обустройства при возведении зигзагообразной противофильтрационной диафрагмы, исключения необходимости в дополнительных защитных слоях и, в итоге, уменьшения материальных и финансовых затрат.

Для достижения указанного технического результата в способе устройства зигзагообразной противофильтрационной диафрагмы с промежуточными швами из бентонитовых матов (глиноматов), включающем обустройство промежуточных швов противофильтрационной диафрагмы на гребне отсыпаемых слоев грунтовой плотины, по заранее спланированным откосам, в невысоких грунтовых плотинах высотой ≤30 м, в качестве противофильтрационной диафрагмы используют бентонитовый мат (глиномат), с помощью которого устраивают зигзагообразную противофильтрационную диафрагму, зигзагообразность этой диафрагмы обусловлена условиями производства работ по отсыпке упорных призм слоями толщиной не менее 3 м, с организацией промежуточных горизонтальных швов внахлест параллельно склону, водонепроницаемость которых обеспечивают конструкцией узла стыковки, давлением грунта упорных призм и гидростатическим давлением воды.

Кроме того, заявленное решение имеет факультативный признак, характеризующий его частный случай, а именно:

- дополнительно для удобства монтажа узла стыковки бентонитовых матов (глиноматов) применяют 10 мм скобы.

Благодаря наличию этих признаков происходит упрощение способа устройства зигзагообразной противофильтрационной диафрагмы, увеличение производительности, что в итоге приводит к снижению затрат строительства, использование другого вида гидроизоляционных геосинтетических материалов, отсутствие необходимости в дополнительных мероприятиях по гидроизоляции и соединении стыковочных швов, отсутствие необходимости в обустройстве дополнительных защитных слоев из геотекстиля.

Предлагаемый способ устройства зигзагообразной противофильтрационной диафрагмы с промежуточными швами из бентонитовых матов (глиноматов) иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-8.

На фиг.1 изображена схема грунтовой плотины с зигзагообразной противофильтрационной диафрагмой, в рабочем состоянии.

На фиг.2 - узел 1, стыковка бентонитовых матов, вариант выпуклости противофильтрационной диафрагмы в сторону нижнего бьефа.

На фиг.3 - узел 2, стыковка бентонитовых матов, вариант выпуклости противофильтрационной диафрагмы в сторону верхнего бьефа.

На фиг.4 изображен отсыпанный первый ярус наращивания с уложенным бентонитовым матом.

На фиг.5 изображена финальная часть 2 стадии - отсыпан второй ярус наращивания, на который уложен бентонитовый мат.

На фиг.6 изображена последовательность действия для создания узла 1.

На фиг.7 изображена последовательность действий для создания узла 2 (1 этап) сразу же после отсыпки третьего яруса наращивания.

На фиг.8 изображена последовательность действия для создания узла 2 (2 этап).

На схеме показаны упорная призма 1, песчаное ядро 2, бентонитовый мат (глиномат) 3.

Способ осуществляется следующим образом.

Отсыпку упорных призм 1 и песчаного ядра 2 плотины ведут пионерным способом слоями толщиной не менее 3 м (фиг.1).

После отсыпки первого яруса наращивания песчаного ядра 2 (фиг.4) на всю длину, образовавшийся откос разравнивают (планируют) и по нему в продольном направлении укладывают бентонитовый мат (глиномат) 3 таким образом, чтобы на «гребне» отсыпанного яруса наращивания оставалась полоса материала бентонитового мата 3 шириной 500-800 мм. После чего отсыпают второй ярус наращивания (фиг.5) на двукратную высоту от первого, последовательность работ повторяется: отсыпается упорная призма 1, выравнивается откос, укладывается бентонитовый мат 3. Перед отсыпкой третьего яруса наращивания полотнища бентонитовых матов 3 стыкуют вручную, как показано на фиг.6, образуя узел 1 (фиг.2). Третий ярус наращивания отсыпают таким образом, чтобы не нарушить созданный узел 1 и одновременно выполнить его равномерную пригрузку. После отсыпки данного яруса, операции с разравниванием откоса, укладкой бентонитового мата 3 повторяются. После чего отсыпают четвертый ярус наращивания, откос которого планируют, затем укладывают бентонитовый мат 3 (аналогично предыдущим операциям) и организуют узел 2 (фиг.3). Далее операции по наращиванию повторяются по мере необходимости, в зависимости от высоты сооружения.

К организации узлов и стыков полотнищ существуют дополнительные требования, заключающиеся в размотке и укладке бентонитовых матов 3, которые производят специально оборудованными строительными машинами или вручную. В случае если длина отсыпаемых ярусов наращивания больше, чем длина бентонитового мата 3 в рулоне, допускается организация вертикальных стыковочных швов, при этом полотнища бентонитовых матов 3 должны укладываться внахлест с минимальной шириной шва - 300 мм, места нахлестов должны быть чистыми и идти параллельно склону. Для удобства монтажа места нахлестов могут дополнительно скрепляться 10 мм скобами.

Предлагаемый способ позволяет в сжатые сроки возводить грунтовые плотины с диафрагмой из бентонитовых матов (глиноматов). Работы на верхних отметках могут выполняться одновременно с наполнением водохранилища. Данный способ позволяет выполнять строительные работы в любое время года, со значительным сокращением сроков строительства, а также избежать образования складок при перекатке рулона с одного отсыпанного яруса на последующий.

1. Способ устройства зигзагообразной противофильтрационной диафрагмы с промежуточными швами из бентонитовых матов (глиноматов), включающий обустройство промежуточных швов противофильтрационной диафрагмы на гребне отсыпаемых слоев грунтовой плотины, по заранее спланированным откосам, отличающийся тем, что в невысоких грунтовых плотинах высотой менее 30 м в качестве противофильтрационной диафрагмы используют бентонитовый мат (глиномат), с помощью которого устраивают зигзагообразную противофильтрационную диафрагму, ее зигзагообразность обусловлена условиями производства работ по отсыпке упорных призм слоями толщиной не менее 3 м, с организацией промежуточных горизонтальных швов внахлест параллельно склону, водонепроницаемость которых обеспечивают конструкцией узла стыковки, давлением грунта упорных призм и гидростатическим давлением воды.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно для удобства монтажа узла стыковки бентонитовых матов (глиноматов) применяют 10 мм скобы.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам ведения горных работ. Техническим результатом является разделение укладываемых в отвал пород на различные типы, обеспечение сохранности полезных свойств складируемых пород, сокращение времени на подготовку отвала при его последующей разработке в качестве техногенного месторождения.

Гидроотвал с незамерзающей дренажной системой // 2504614

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к возведению гидроотвалов промышленных отходов. Гидроотвал включает ограждающую дамбу, утепляющую дренажную пригрузку на низовом откосе дамбы и расположенные под пригрузкой дренаж и дренажный выпуск.

Способ намыва земляных сооружений // 2500853

Изобретение относится к области мелиоративного и водохозяйственного строительства. Способ возведения узкопрофильных дамб осуществляется подачей пульпы в намываемое сооружение одновременно из основного и двух распределительных пульпопроводов.

Способ возведения намывной ограждающей дамбы // 2498008

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при возведении гидроотвалов для складирования отходов, например золоотвалов, хвостохранилищ и шламонакопителей обогатительных фабрик.

Резервный водосброс грунтовой плотины // 2498007

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано для обеспечения безопасного пропуска чрезвычайного паводкового расхода в условиях угрозы перелива воды через гребень грунтовой плотины.

Способ наращивания дамбы гидроотвала // 2486310

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при возведении гидроотвалов для складирования отходов, например золоотвалов, хвостохранилищ и шламонакопителей обогатительных фабрик.

Плотина из грунтовых материалов // 2486309

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, а именно к эксплуатации сооружений в условиях северной строительно-климатической зоны. .

Каменно-земляная плотина // 2474646

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении каменно-земляных плотин в северной строительно-климатической зоне.

Каменно-земляная плотина // 2474645

Каменно-насыпная плотина с асфальтобетонной диафрагмой // 2470111

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может применяться для возведения высоких каменно-насыпных плотин. .

Способ намыва земляных сооружений // 2516339

Изобретение относится к области мелиоративного и водохозяйственного строительства. Цель изобретения - очистка водных объектов от донных отложений с одновременным возведением защитных дамб. Способ намыва земляных сооружений в виде узкопрофильных дамб заключается в подаче пульпы из торца основного пульпопровода и рассредоточенном выпуске пульпы, отбираемой из нижней части основного пульпопровода, из распределительных пульпопроводов. Намыв узкопрофильной дамбы осуществляют при помощи распределительного устройства, позволяющего осуществлять фракционирование и намывать боковые призмы из отсортированных фракций, а ядро дамбы намывать из оставшейся массы твердой фазы пульпы. Распределительное устройство представляет собой торцевой участок основного пульпопровода, к которому через раструб, жестко закрепленный в его нижней части, подсоединены два распределительных пульпопровода, расположенные параллельно основному пульпопроводу, с изменяемым расстоянием между ними. Перед входным отверстием в раструб жестко закреплен направляющий элемент серповидной формы, наклоненный под углом 25…30° в сторону защитной решетки. Направляющий элемент выполнен из листовой износостойкой стали толщиной 8…10 мм, высотой 50…70 мм, длиной, равной ширине входного отверстия раструба. Распределительное устройство имеет четыре вертикальные стойки высотой 1500…2000 мм и жестко закрепленные к ним опорные элементы в виде изогнутых швеллеров размером 150 мм с горизонтальными участками длиной 800…1200 мм. От горизонтальных участков швеллеров в передней части по ходу перемещения распределительного устройства отходят наклонные участки с углом наклона к продольной оси 45…55°, закрепленные на распределительных пульпопроводах, что обеспечивает самовыглубление распределительного устройства при перемещении с намытого участка. Снижается засорение защитной решетки раструба и повышается мобильность распределительного устройства при перебазировках. 6 ил.

Каменная плотина с внутренним противофильтрационным экраном из грунтоцементобетона // 2523503

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, а именно к конструкциям плотин из местных материалов. Каменная плотина содержит противофильтрационный элемент в виде грунтоцементобетонного экрана, покрытого пленкой. Экран заглублен под напорную грань плотины. Он выполнен в виде наклонной плиты, опирающейся через наклонный скользящий шов на бетонную призму. Вблизи низовой грани грунтоцементобетонного экрана устроены галереи. Они расположены через каждые 20-40 м высоты и служат для контроля состояния экрана и для его ремонта. На контакте бетонной призмы со скальным основанием устроена железобетонная галерея для цементации скального основания. Обеспечивается повышение надежности противофильтрационного элемента, возможность работы плотины в условиях крайне низких температур, ремонт плотины без опорожнения водохранилища, 1 ил.

Способ гидроотвалообразования // 2526874

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для повышения эффективности разработки вскрышных пород карьеров гидромониторно-землесосным способом. Способ включает следующие процессы: возведение упорной призмы, сооружение разводящего пульпопровода, прием и намыв гидросмеси, формирование пруда-отстойника, осветление, накопление и хранение в нем технической воды, сброс, забор и возврат технически чистой воды в систему оборотного водоснабжения. Пруд-отстойник для хранения резерва оборотной воды и окончательного осветления гидросмеси из центральной зоны гидроотвала формируют за контурами гидроотвала. Обеспечивается повышение приемной способности и устойчивости гидроотвала. 2 ил.

Грунтовая плотина // 2528700

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении плотин на термопросадочных вечномерзлых основаниях в условиях Крайнего Севера. Грунтовая плотина включает тело, основание с верхним слоем льдонасыщенного грунта, дренажные прорези и трубчатые дрены. Дренажные прорези выполнены на глубину верхнего слоя льдонасыщенного грунта основания перед верховым и перед низовым откосом тела. На дно последней прорези уложена трубчатая дрена. Обеспечивается эффективное дренирование оттаивающего мерзлого основания плотины при строительстве грунтовой плотины в зоне вечной мерзлоты. 1 ил.

Устройство для проведения эксплуатационного мониторинга низконапорных земляных плотин // 2531209

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Устройство включает раму 1, антенные блоки 6, расположенные по периметру рамы 1, и датчик движения 5. Устройство навешено на движитель 7 с гидроприводом 8, который перемещается по гребню плотины, с находящимся в нем обрабатывающим модулем 4. Гидропривод 8 позволяет устанавливать раму 1, состоящую из двух частей, соединенных с помощью шарниров 2, в рабочее положение для перемещения ее по верховому откосу. Обеспечивается возможность выявления дефектов и повреждений как самого защитного покрытия по верховому откосу, так и состояния грунта, составляющего тело плотины, расположенного под ним, на образование разуплотнений и просадки на ранней стадии их образования. Повышается качество проведения эксплуатационного мониторинга, а наличие движителя с гидроприводом позволяет значительно ускорить проведение обследования низконапорных земляных плотин. 1 ил.

Способ наращивания хвостохранилищ // 2542146

Изобретение предназначено для использования в гидротехническом строительстве, в частности для создания дамб хвостохранилищ в районах со значительной техногенной нагрузкой на водные объекты. Способ включает подготовку основания под дамбу и укладку грунтового материала в тело дамбы. В качестве грунтового материала используют техногенные донные отложения загрязненных водных объектов, обладающие допустимой по водохозяйственным расчетам фильтрационной способностью и достаточной прочностью. Техногенные донные отложения предварительно подготавливают обезвоживанием в контейнерах из геотекстильного материала до влажности 40-50% и уплотнением под действием собственного веса на специально подготовленной площадке. После чего осуществляют доставку контейнеров с обезвоженным осадком к месту строительства автосамосвалами и укладку автокранами контейнеров послойно. Перспективным направлением является использования данного способа в районах крайнего севера, так как на этих территориях, как правило, отсутствуют в достаточном количестве грунтовые материалы, пригодные для создания противофильтрационных элементов. Местные материалы, используемые для отсыпки тела дамбы, находятся в многолетнемерзлом состоянии и их использование вызывает значительные трудности. Обеспечивается утилизация разнородных техногенных донных отложений, повышается экологичность и безаварийность эксплуатации дамб, устойчивость возводимых сооружений. Снижаются фильтрационные потери, сроки строительства, сведены к минимуму сложность и трудоемкость ведения работ.

Каменно-набросная плотина на скальном основании с диафрагмой // 2546171

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при возведении каменно-набросных плотин на реках в труднодоступных районах с ограниченными ресурсами природных строительных материалов, пригодных для устройства противофильтрационного элемента. Диафрагма каменно-набросной плотины на скальном основании 1 выполнена в центральной зоне путем заполнения водоупорным материалом продольной полости, образованной между установленными одна на другую впритык сборными панелями 5. Продольная технологическая полость сформирована путем размещения сборных панелей 5, опирающихся на вертикально установленные металлические трубчатые стойки или металлические стойки 3 с продольными пазами, например двутавры, швеллера, рельсы, соединенные между собой стержнями 4 в единый каркас, обеспечивающий общую устойчивость диафрагмы в строительный период. Металлические трубчатые стойки 3 выполнены с отверстиями для инъектирования поярусно водоупорного и пластичного материала 6 диафрагмы, заполненной сначала скальным крупнообломочным материалом. Повышается безопасность каменно-набросной плотины, размещаемой между крутыми скальными берегами в узком створе, с характерно высокими паводковыми уровнями в реке, сокращаются сроки строительства. 1 ил.

Грунтовая плотина // 2550885

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, в частности к строительству высоконапорных плотин из местных строительных материалов с негрунтовыми противофильтрационными элементами. Грунтовая плотина содержит в качестве противофильтрационного элемента утолщенную бетонную диафрагму 1. От бетонной подушки 10 диафрагма 1 отделена периметральным швом 11 и через интервалы по высоте в ней устроены продольные инспекционные галереи 5. На верховой грани бетонной диафрагмы 1 устроены горизонтальные швы-надрезы, 9 замыкаемые на инспекционные галереи 5, которые препятствуют раскрытию швов в сторону нижнего бьефа. Часть бетонной диафрагмы 1, расположенная над ее фундаментной частью, выполнена из укатанных послойно особо жестких бетонных смесей. На верховой грани диафрагмы 1 также устроен экран 7 из асфальтобетона или обогащенного цементным раствором укатанного бетона. Бетонная диафрагма 1 разрезана на отдельные секции вертикальными осадочно-деформационными швами 8. Обеспечивается повышение прочности противофильтрационного элемента плотины и возможность проведения требуемого ремонта. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ оценки качества послойного уплотнения возведенных земляных насыпей автомобильных, железных дорог и плотин гидротехнических сооружений // 2551088

Изобретение относится к гидротехническому, мелиоративному, дорожному и другим видам строительства, где необходимо оценить качество насыпей и искусственных оснований. При реализации способа предварительно проводят статическое, динамическое или вибрационное зондирование в выбранных точках на глубину от 1 м относительно верха насыпи. Одновременно отбирают образцы уплотненного грунта ненарушенной структуры для определения влажности и плотности скелета указанного грунта из нескольких пробуренных скважин в точках на расстоянии не более 1 метра в плане от точек зондирования. На отобранных образцах грунтов из тела уплотненной насыпи проводят лабораторные исследования стандартного уплотнения с определением коэффициента уплотнения в зависимости от плотности скелета грунта. Выполняют построение корреляционной зависимости между указанными значениями коэффициента уплотнения и значениями сопротивления проникновению стандартного конуса в грунт при зондировании с учетом ранее выполненных в лаборатории определений с последующей оценкой качества уплотнения выполненной земляной насыпи. Технический результат состоит в повышении точности определения и выявлении зон недоуплотненного грунта для его последующего локального доуплотнения. 2 з.п. ф-лы.

Сейсмостойкая грунтовая плотина, возводимая в широких створах // 2556896

Изобретение относится и гидротехническому строительству, а именно к грунтовым плотинам, возводимым в районах с повышенной сейсмичностью. Задача изобретения - удешевление конструкции и повышение гасящей способности сейсмоизолирующего слоя грунтовой плотины. Сейсмостойкая грунтовая плотина, возводимая в широких створах, включает верхнюю основную часть тела плотины и расположенный между верхней основной частью тела плотины и основанием сейсмоизолирующий слой тела плотины, динамические характеристики которого существенно отличаются от таковых грунта основной части тела плотины. Сейсмоизолирующий слой формируется путем установки в этом слое включений в виде однотипных утилизированных металлокордных покрышек от большегрузных автомобилей, полости которых заполнены гумбрином. Покрышки располагаются горизонтально с равным шагом в шахматном порядке в горизонтальной плоскости. В вертикальной плоскости покрышки также располагаются с равным шагом в шахматном порядке с количеством рядов не менее двух. Конструктивные особенности предложенной конструкции сейсмоизолирующего слоя позволяют более эффективно ослаблять сейсмические волны за счет повышенной демпфируемости и дифракционности. 3 ил.