Каменно-набросная плотина на скальном основании с диафрагмой


 


Владельцы патента RU 2546171:

Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники имени Б.Е. Веденеева" (RU)

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 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.

Известна плотина из местных материалов, противофильтрационная диафрагма которой выполнена в виде вертикальной стенки и расположена вдоль продольной оси плотины, содержащей внутренний и наружный слои, наружный слой стенки образован сборными блоками, выполненными из пластичного асфальтобетона, размещенными вертикально по высоте диафрагмы, а внутренний слой стенки выполнен из литого асфальтобетона, при этом межблочные швы наружного слоя стенки не омоноличены (патент РФ № 2265693, МПК E02B 3/16, опубл. 10.12.2005 г.).

Недостатками аналога является то, что полностью исключается возможность использования материала диафрагмы с крупным, например, каменным наполнителем, при наличии которого увеличивается жесткость и трещиностойкость диафрагмы, и вместе с тем, не обеспечивается фильтрационная прочность такой диафрагмы вследствие продавливания асфальтобетона в поры этого материала. Кроме того, в аналоге отсутствуют средства, обеспечивающие устойчивость сборных блоков в процессе строительства.

Известна каменно-насыпная плотина с асфальтобетонной диафрагмой в центральной ее зоне, состоящей из верхней и нижней стенок, образованных сборными железобетонными плитами, установленными одна на другую впритык, наружные грани плит верхней и нижней стенок покрыты водонепроницаемой синтетической пленкой в соединениях между собой смежных плит в горизонтальных и вертикальных швах между ними, а внутренняя полость между верхней и нижней стенками заполнена асфальтобетоном (патент РФ № 2470111, МПК E02B 7/06, опубл. 20.12.2012 г.).

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

Недостатками прототипа являются: отсутствие внутреннего, обеспечивающего размещение опалубочных плит каркаса, способного удерживать эти плиты, которые будут испытывать геостатическое давление со стороны поярусно отсыпаемых боковых призм плотины, а также в том, что железобетонные опалубочные плиты практически невозможно использовать на участках примыкания диафрагмы к берегам, низкая устойчивость всей конструкции к осадкам, как вертикальным, так и особенно горизонтальным, возникающим в процессе строительства и эксплуатации, и соответственно такое техническое решение не может быть применено на основании, представленном вечномерзлыми грунтами. Кроме того, данным решением не предусматривается возможность выполнения более приемлемой по стоимости диафрагмы путем инъектирования жидких растворов в предварительно сформированную зернистую засыпку, образующую «скелет» диафрагмы.

Предлагаемое техническое решение лишено указанных недостатков прототипа.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение безопасности каменно-набросной плотины, размещаемой между крутыми скальными берегами в узком створе, с характерно высокими паводковыми уровнями в реке, а также сокращение сроков и стоимости строительства.

Для достижения указанного технического результата в каменно-набросной плотине на скальном основании с диафрагмой, выполненной в ее центральной зоне путем заполнения водоупорным материалом продольной полости, которая образована между установленными одна на другую впритык сборными панелями, продольная технологическая полость сформирована путем размещения сборных панелей, опирающихся на вертикально установленные металлические трубчатые стойки или металлические стойки с продольными пазами, например, двутавры, швеллера, рельсы и т.п., соединенные между собой стержнями в единый каркас, обеспечивающий общую устойчивость диафрагмы в строительный период, причем металлические трубчатые стойки выполнены с отверстиями для инъектирования, заполненной сначала скальным крупнообломочным, а затем поярусно водоупорным и пластичным материалом диафрагмы.

Отличительными признаками предлагаемого изобретения от указанного выше, наиболее близкого к нему, являются - формирование продольной технологической полости, заполняемой водоупорным и пластичным материалом, путем размещения сборных панелей, опирающихся на вертикально установленные металлические трубчатые стойки с отверстиями для инъектирования диафрагмы или металлические стойки с продольными пазами, и соединение этих металлических стоек между собой стержнями в единый каркас.

Благодаря наличию этих признаков обеспечивается технико-экономическая эффективность строительства плотин из грунтовых материалов.

Заявляемая каменно-набросная плотина на скальном основании с диафрагмой иллюстрируется чертежом (фрагмент), на котором показаны:

1 - скальный массив основания;

2 - цементационная завеса в основании;

3 - металлические стойки (на чертеже - стальные рельсы), с продольными выемками/пазами, либо металлические трубчатые стойки;

4 - стержни;

5 - сборные панели;

6 - водоупорный и пластичный материал, заполняемый продольную технологическую полость;

7 - обратный фильтр (слои мелкозернистых сыпучих материалов).

Предлагаемая каменно-набросная плотина на скальном основании с диафрагмой работает следующим образом.

После возведения каменно-набросной плотины и наполнения водохранилища под действием гидростатического давления на диафрагму происходит ограниченное упругим отпором низовой призмы перемещение ее верхних ярусов в сторону нижнего бьефа, без разрушения ее водонепроницаемости, вследствие гибкости каркаса и деформативности самого водоупорного и пластичного материала 6, заполняющего в жидком его состоянии приготовленную поярусно продольную технологическую полость. При этом исключается выдавливание этого материала 6 в поры обратного фильтра 7, состоящего из слоев мелкозернистых сыпучих материалов, выполняющих функцию защиты диафрагмы при воздействии случайных деструктивных процессов, в результате которых может произойти гидроразрыв диафрагмы. Этому также препятствуют сборные панели 5, которые надежно удерживаются на своих местах, опираясь на анкерованные своими нижними концами в скальном массиве основания 1 вертикально установленные металлические стойки 3 с продольными пазами. Сборные панели 5 могут быть выстланы изнутри, например, геосинтетическим защитно-фильтрационным материалом. Сборные панели 5 опираются на вертикально установленные металлические трубчатые стойки с отверстиями или на металлические стойки 3, находятся в их продольных пазах и являются составными частями боковых стенок продольной технологической полости, которая заполнена водоупорным и пластичным материалом 6. При этом с целью ограничения фильтрации в скальном массиве основания 1 в створе диафрагмы выполнена цементационная завеса 2. Металлические стойки 3 с продольными пазами, формирующие каркас диафрагмы и имеющие стальную анкеровку в скальном массиве основании 1, скреплены стержнями 4, обеспечивающими устойчивость и заданную форму каркаса диафрагмы.

Для выполнения диафрагмы путем поярусной инъекции водоупорного и пластичного материала 6 с текучепластичной консистенцией, например, битумного композита, в предварительно сформированную продольную технологическую полость, с находящимся в ней крупнопористым материалом засыпки (скальным крупнообломочным материалом - скальной породой), используют металлические трубчатые стойки 3, имеющие отверстия, через которые поступает инъекционный раствор в материал засыпки.

Таким образом, по сравнению с аналогом и прототипом достигается более высокая технико-экономическая эффективность и надежность каменно-набросной плотины при реализации предлагаемого технического решения.

Каменно-набросная плотина на скальном основании с диафрагмой, выполненной в ее центральной зоне путем заполнения водоупорным материалом продольной полости, образованной между установленными одна на другую впритык сборными панелями, отличающаяся тем, что продольная технологическая полость сформирована путем размещения сборных панелей, опирающихся на вертикально установленные металлические трубчатые стойки или металлические стойки с продольными пазами, например двутавры, швеллера, рельсы, соединенные между собой стержнями в единый каркас, обеспечивающий общую устойчивость диафрагмы в строительный период, металлические трубчатые стойки выполнены с отверстиями для инъектирования поярусно водоупорного и пластичного материала диафрагмы, заполненной сначала скальным крупнообломочным материалом.



 

Похожие патенты:
Изобретение предназначено для использования в гидротехническом строительстве, в частности для создания дамб хвостохранилищ в районах со значительной техногенной нагрузкой на водные объекты.

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Устройство включает раму 1, антенные блоки 6, расположенные по периметру рамы 1, и датчик движения 5.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении плотин на термопросадочных вечномерзлых основаниях в условиях Крайнего Севера.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для повышения эффективности разработки вскрышных пород карьеров гидромониторно-землесосным способом.

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.

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 способам предотвращения загрязнения грунтов и подземных вод компонентами промышленных отходов, в частности к созданию противофильтрационных экранов полигонов захоронения и складирования отходов, шламовых полей.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при создании противофильтрационных устройств на оросительных каналах, водоемах и прудах-накопителях отходов.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при создании противофильтрационной защиты оросительных каналов. Противофильтрационный экран включает укрупненные полотнища полимерного материала, уложенные встык на подготовленное основание и соединенные между собой полосой геомембраны толщиной 1,0-2,0 мм с формированием деформационной складки.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для противофильтрационной защиты каналов и водоемов. Многослойное противофильтрационное покрытие включает водонепроницаемый и армирующий слои.

Изобретение относится к охране грунтовых вод и открытых водотоков и предназначено для перехвата загрязненных грунтовых потоков из прудов-накопителей отходов производства, стоков животноводческих комплексов, утечек нефти и нефтепродуктов из нефтехранилищ, бензоколонок, выноса ядохимикатов с полей орошения, таких как пестициды, гербициды, фосфор, калий, азот и других.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано для устранения фильтрации через тело низконапорных плотин водохранилищ, дамб русел рек и каналов.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды. Для захоронения промышленных отходов отрывают котлован.
Изобретение относится к области охраны природной среды и может быть использовано для очистки поверхностных вод, используемых для подпитки водозабора. Способ заключается в расположении на дне водного канала, служащего подпиткой грунтовых вод для водозабора, фильтрующего материала слоем 1-1,5 м.

Изобретение относится к области охраны грунтовых вод и открытых водотоков и предназначено для перехвата загрязненных грунтовых потоков из прудов-накопителей отходов производства, стоков животноводческих комплексов, утечек нефти и нефтепродуктов из нефтехранилищ, бензоколонок и др.

Изобретение относится к горному делу, а именно к разработке обводненных месторождений полезных ископаемых, а также может быть использовано при осушении котлованов и в гидротехническом строительстве.
Изобретение относится к области экологии и рационального природопользования, а именно к способам гидроизоляции площадок кучного выщелачивание и хранилищ отходов, в частности к созданию экранов хвостохранилищ, шламонакопителей, полигонов твердых бытовых отходов и насыпных массивов, препятствующих загрязнению природной среды токсичными компонентами и пылению, в результате инфильтрационных и эрозийных процессов. В способе консервации и изоляции техногенных месторождений, заключающемся в приготовлении гидроизоляционной смеси, содержащей отходы полиэтилена, укладке её на поверхность хранилища, нанесении на остывшую поверхность дренажного слоя из крупнозернистого материала, предварительно при экранировании насыпей на поверхности тела массива создают уклон 2-5о от центра к краям, после создания указанного уклона осуществляют нанесение на поверхность слоя мятой глины 0,2-0,4 м и уплотнение, укладку гидроизоляционной смеси на подготовленную поверхность осуществляют экструзивно при температуре 180-200оС полосами шириной 2-2,5 м с взаимным перекрытием на 0,15-0,2 м, указанный дренажный слой наносят толщиной 0,1-0,15 м, а гидроизоляционная смесь содержит в качестве отходов полиэтилена - отходы полиэтилена высокого и низкого давления, и дополнительно - полиизобутилен и газовую сажу, при следующем соотношении компонентов, мас.%: отходы полиэтилена высокого давления 74-76, отходы полиэтилена низкого давления 14-16, полиизобутилен 6-7, газовая сажа 3-4. Технический результат - формирование покрытия, предотвращающего инфильтрацию атмосферных вод и продуктивных растворов из тела штабелей, отвалов, шламонакопителей и хранилищ твердых бытовых отходов, повышение прочности указанного покрытия. 2 пр.
Наверх