Каменная плотина с внутренним противофильтрационным экраном из грунтоцементобетона


 


Владельцы патента RU 2523503:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" (ФГБОУ ВПО "МГСУ") (RU)

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.

 

Заявленное техническое решение относится к области гидротехнического строительства.

Из уровня техники известны каменнонабросные и каменнонасыпные плотины с железобетонным экраном, построенные за рубежом.

Примером таких плотин могут являться плотина Фош ду Арейа и плотина Сегредо [1]. В данных плотинах железобетонный экран, который выполнен из армированных бетонных плит, укладывается на щебенистую подготовку.

Недостатками данного технического решения являются: большая вероятность появления трещин в противофильтрационном элементе и соответственно большая вероятность выхода его из строя, потенциальная возможность разрушение верхней части экрана от действия отрицательных температур и льда, малая ремонтопригодность.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является каменно-набросная плотина с контрфорсами на напорной поверхности и заключенными между контрфорсами и упорной призмой плитами экрана SU 1258937 23.09.86 [2].

Недостатками данного технического решения являются разрушение верхней части плит экрана от действия отрицательных температур и льда, сложная схема производства работ, невозможность независимого возведения упорной призмы и контрфорса с плитами экрана, возможность образования трещин на нижних отметках контрфорса, нарушение водонепроницаемости уплотнения периметрального шва вследствие его раскрытия, необходимость опорожнения водохранилища для ремонта экрана.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности противофильтрационного элемента, возможность работы грунтовой плотины в условиях крайне низких температур, обеспечение ремонта грунтовой плотины без опорожнения водохранилища, повышение экономической эффективности ее применения.

Указанный технический результат достигается путем использования в качестве основного противофильтрационного элемента толстого экрана из грунтоцементобетона с размещением в нем, через каждые 20-40 метров по высоте, галерей для контроля за состоянием экрана и для его ремонта инъекцией цементных растворов в случае необходимости, в заглублении экрана в тело упорной призмы для защиты от отрицательных температур и воздействия льда, а также в опирании экрана на бетонную призму через наклонный скользящий шов, что позволяет экрану следовать за деформациями упорных призм, не вызывая значительного раскрытия периметрального шва. Верховая грань грунтоцементобетонного экрана покрывается дополнительным противофильтрационным элементом в виде пленки (геомембраны). На контакте бетонной призмы со скальным основанием предусматривается устройство железобетонной галереи для цементации скального основания.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен разрез каменной плотины с грунтоцементобетонным экраном в направлении от верхнего бьефа к нижнему.

Пленка 4 (например, геомембрана из полимерных материалов с толщиной не менее 6 мм) располагается на верховой грани грунтоцементобетонного экрана 2, который, в свою очередь, располагается в теле упорной призмы 1. Поверх пленки 4 укладывается защитный слой из песчано-гравийной смеси 3. В основании экрана имеется бетонная призма 5, на которую опирается экран 2. На контакте бетонной призмы со скальным основанием устроена железобетонная галерея 6 для цементации скального основания. Также вблизи низовой грани грунтоцементобетонного экрана 2 через каждые 20-40 м высоты устраиваются галереи 7.

Предлагаемая конструкция высокой каменной плотины с грунтоцементобетонным экраном работает следующим образом.

После возведения плотины и наполнения водохранилища грунтоцементобетонный экран под действием гидростатического давления следует за деформациями упорных призм без нарушения водонепроницаемости, что достигается:

- заглубением экрана вглубь упорных призм (что обеспечивает благоприятный температурный режим экрана),

- свободным смещением экрана вдоль наклонной грани бетонной призмы,

- наличием "запасного" противофильтрационного элемента (пленки).

Таким образом, в предлагаемой конструкции высокой каменной плотины с грунтоцементобетонным экраном обеспечивается высокая водонепроницаемость благодаря созданию двух водонепроницаемых контуров. За счет изменения схемы работы экрана достигается значительное улучшение ее напряженно-деформированного состояния. А также обеспечивается высокая ремонтопригодность за счет размещения смотровых галерей по всей высоте экрана. Таким образом, достигается высокая надежность работы плотины.

Источники информации

1. Ю.П. Ляпичев. Проектирование и строительство современных высоких плотин, с.208, Москва, изд-во РУДН, 2004 г.

2. http://wwwl.fips.ru/ Открытый реестр официального сайта «Федерального государственного бюджетного учреждения Федеральный Институт Промышленной Собственности».

Каменная плотина с противофильтрационным элементом в виде экрана, отличающаяся тем, что экран заглублен под напорную грань плотины и представляет собой толстую наклонную плиту из грунтоцементобетона, опирающуюся через наклонный скользящий шов на бетонную призму, покрытую пленкой, а на контакте бетонной призмы со скальным основанием устроена железобетонная галерея для цементации скального основания и вблизи низовой грани грунтоцементобетонного экрана через каждые 20-40 м высоты устроены галереи для контроля за состоянием экрана и для его ремонта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области мелиоративного и водохозяйственного строительства. Цель изобретения - очистка водных объектов от донных отложений с одновременным возведением защитных дамб.

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.

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.

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.

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.

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

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.

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

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

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

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.

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.

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.
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.

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.

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.

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.

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.

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 плотины. Сейсмостойкая грунтовая плотина, возводимая в узких створах, включает основную грунтовую часть тела плотины и сейсмоизолирующий слой с динамическими характеристиками, существенно отличающимися от таковых грунта основной части тела плотины. Сейсмоизолирующий слой расположен по всему контакту плотины с основанием и бортами створа (каньона). Сейсмоизолирующий слой формируется путем установки в этом слое включений в виде однотипных утилизированных металлокордных покрышек от автомобилей, полости которых заполнены гумбрином. Покрышки располагаются параллельно основанию и бортам створа (каньона) с равным шагом в шахматном порядке как в одном ряду, так и между рядами, количество которых не менее двух. Конструктивные особенности предложенной конструкции сейсмоизолирующего слоя позволяют более эффективно ослаблять сейсмические волны за счет повышенной демпфируемости и дифракционности. 2 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве вспомогательного водосброса в грунтовом подпорном сооружении для пропуска паводков редкой повторяемости при наличии в составе гидроузла основного водосброса. Резервный водосброс грунтовой плотины включает одну (по варианту 1) или несколько (по варианту 2) грунтовых размываемых вставок в виде секций 13, представляющих собой дамбу или плотину с отметкой верха, меньшей, чем у подпорного сооружения. Размываемая вставка выполнена в виде призмы трапецеидального сечения, расположенной в водопроводящей части резервного водосброса. По периметру трапецеидального сечения одной (по варианту 1) или нескольких (по варианту 2) секций 13, а также на верховом и низовом откосах устраивается защитное покрытие из полимерной геомембраны, которая заполняется в период строительства грунтом, аналогичным телу плотины. Для повышения эффективности сработки размываемых вставок при нескольких секциях 13 водосброса (по варианту 2) отметка верха размываемых вставок 6 устанавливается: для первой секции - на отметке ФПУ, для второй - на отметке (ФПУ-0,5 м), для третьей - на отметке (ФПУ-1,0 м) и так далее, обеспечивая последовательное включение в работу сначала последней секции, затем предпоследней и так далее. Основной водосброс 14 расположен в теле грунтовой плотины на отметке нормального подпорного уровня (НПУ). Технический результат заявленных вариантов резервного водосброса грунтового подпорного сооружения - безопасный пропуск паводка редкой повторяемости и предотвращение разрушения грунтового подпорного сооружения. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх