Северный способ возведения грунтовой плотины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 80 11 6049 В 7/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН НИДЕТЕЛЬСТ Н АВТОРСКОМ за счет ускорения оттаивания мерзлого грунта в процессе возведения плотины. Способ возведения грунтовойплотины включает поярусную отсыпкугрунтового противофильтрационногоэлемента из мерзлых связных грунтов,возведение противофильтрационногоэлемента и устройство запитывающейтраншеи между противофильтрационнымиэлементами. При возведении упорных .призм из несвязных грунтов подают воду в гребень каждого яруса, приэтом воду подают в зону контакта упорной призмыи противофильтрационногоэлемента, Также производят подачуводы в запитывающую траншею и ее отведение. Противофильтрационный элемент устраивают путем промораживаниягрунта на период стабилизации прочности тела сооружения. После этогозамораживающую систему отключают./06, 1986, ЗВЕДЕНИЯ ГР идетельЕ 02 В 54) СОВОЙ57)ениюо в у ВЕРНЫЙ СПОСОБПЛОТИНЫобретение отнорунтовыхловиях с ся к возвереимуществентроительноплотиневернойоны. Целэффект ь изобретевности работ климатическои ния вышени Центральная призма 2 функциональноразделена запитывающей траншеей 3на противофильтрационный экран 4 иядро 5. Плотина включает также противофильтрационный элемент 6. В процессе строительства устраивают пруклиматическои зоны. ение эф- скорения тения - пов Цель изобр фективности р оттаивания ме се возведения На фиг. 1 поперечный расчет унта в процес зло к 7. Спос ствляют следующим плотир едстрез; ны.авлена пна фиг.плотины тина, - то азо летне же, при возведенивремя. особами о мер та по ием дл сли от содержит упорные усе отсыпки, цен апитывающую тран мь го грулотке тральнуюшею 3. аждом зму 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(7 1) Красноярский инжентельный институт(53) 627,8 (088.8) зобретение относится к возведению грунтовых плотин, преимущественно в условиях северной строительнор 1. Летом известными готавливают основание. ое, то отсыпают слой тало сей ширине плотины с упсоздания теплоизоляцииот охлаждающего действия мерзлого основания.Зимой отсыпают первый ярус грунта по всей ширине плотины высотой, например, 20 м (контур АВСД). В упорные призмы 1 укладывают мерзлые несвязные грунты без уплотнения. В центральную призму 2, в экран 4 и ядро 5 укладывают мерзлые связные грунты 10 без уплотнения, в запитывающую траншею 3 отсыпают мерзлые несвязные грунты без уплотнения Противофильтрационный элемент 6 возводят, например, из сборного железобетона 5Летом 1-й ярус плотины оттаивают гидравлическим способом путем залива воды в гребень насыпи с переливом воды через кромку откосов - 1-й цикл оттаивания. 20Гидрооттаивание по 1-му циклу проводят в течение ограниченного времени, например за месяц, В оставшееся теплое время до наступления зимы в течение 2-3 мес, отсыпают плотину 25 из талого грунта с уплотнением (контуры АА КЬ и К В ВЬ ) и одновременной подачей воды в прудки 7, устроен ные на контакте упорных призм 1 и грунтовых противофильтрационных эле ментов (экрана и ядра) 4, 5 - второй цикл гидрооттаивания.Часть мерзлого грунта первого яруса плотины по всей ее ширине оттаяла в течение первого цикла, образовался талик - фильтрующий слой грунта (контур АВСС ЕДД), обеспечивающий необходимые условия для успешного оттаивания оставшегося мерзлого грунта (контур Д ЕС ) во втором цик ле гидрооттайки - во время подачи воды в прудки, устроенные на контакте упорных призм 1 и противофильтрационных элементов 4 и 5,В предлагаемом способе возведе 45 ния плотины подача воды и запитывающуютраншею 3 как самостоятельный цикл гидрооттайки будет малоэффективен: вода будет фильтровать через противофильтрационные элементы 4, 5 малым расходом, что обусловит низкую скорость оттаивания упорных призм 1, сложенных из несвязных грунтов. Для повышения скорости оттаивания воду нужно подавать в зону контакта упорных призм 1 с противофильтрационными элементами 4 и 5, т.е. в прудки 7. В этом месте устраивают переходную зо,ну, сопрягающую упорные призмы с противофильтрационными элементами. Подавая воду в пруток, устроенный в указанном месте, можно оттаивать с высокой скоростью мерзлые несвязные грунты упорных призм 1 и мерзлые связные грунты противофильтрационных элементов 4, 5 с наружных сторон, При этом часть воды может фильтровать через противофильтрационные элементы 4, 5 в запитывающую траншею 3.Затем организуют оттаивание противофильтрационных элементов 4, 5 изнутри со стороны запитывакщей траншеи 3. Если откачивать воду из запитывающей траншеи 3, которая профильтровала по талику в противофильтрационных элементах 4, 5, то противо- фильтрационные элементы 45 постепенно оттаят. Для повьппения скорости оттаивания нужно организовать циркуляцию воды в эапитывающей траншее 3 - 3-й цикл оттаивания: для этого, например, в бортах плотины в запитывающую траншею 3 .подают воду, она самотоком фильтрует в несвязном талом грунте талика и оттаивает мерзлый . несвязный грунт запитывающей траншеи 1 3 (днище потока) и мерзлый связный грунт противофильтрационных элементов 4 и 5 (борта потока). В русловой части плотины воду из эапитывающей траншеи 3 откачивают. В силу того, что несвязный грунт оттаивает быстрои в сравнении со связным грунтом, грунт запитывающей траншеи 3 быстро оттаивает на всю высоту и таким образом грунтовые противофильтрационные элементы 4,5 начинают оттаивать изнутри.Организацию циркуляции воды в эапитывающей траншее 3 можно осуществлять и другими известными способами. Гидрооттайку противофильтрационных элементов 4, 5 со стороны запитывающей траншеи 3 (3-й цикл) можно осуществлять независимо от первого и второго цикла оттаивания.Деление гидрооттайки на два первых цикла и очередность их исполнения по примеру 1 рациональна. Если гидрооттайку начать с выполнения 2-го цикла то вследствие отепляющего воздействия поданной в прудок воды ( в середину мерзлого массива) образуется замкнутый талик ограниченных размеров. Дальнейшая передача тепла от воды к мерзлому грунту будет происходить5 1476049 6Оттаявший грунт 1-го яруса плотины до наступления морозов буКет самоуплотняться. За это время реализуется просадочная часть осадки связногогрунта противофильтрационных элементов 4, 5 (гарантированного оттаивания можно добиться, используя подогрев воды, подаваемую в запитывающую траншею). Осадка доуплотнения будет протекать в зимнее время. От промерэания его будет защищать слойталого грунта, отсыпанного с уплот-,нением в оставшееся теплое время(по 1-му примеРу контуры АА"КЬ и1К В ВЬ, фиг. 1 и по 3-му примеру контуры А А КЬ и К В ВЬ фиг. 2).Во вторую зиму отсыпают второйярус грунта по всей ширине плотиныс одновременным возведением противофильтрационного элемента 6. Летомпроизводят гидравлическое оттаивание второго яруса с одновременным наращиванием тела плотины.Таким путем строят плотину внесколько сезонов с превышением гребня на высоту строительного подъема.Плотину можно ставить под напор.Противофильтрационный элемент 6по своей сущности является временнымконструктивным элементом: он нуженна период доуплотнения грунта экрана 4. Срок его эксплуатации мозносовместить с наступлением другогособытия, например землетрясения,после наступления которого он можетразрушиться в плановом порядке.Противофильтрационный элемент 6можно устраиевать как в процессе строительства, так и после его окончания,Например, его можно устроить в виде.ледогрунтовой завесы .с эаглублениемв основание на расчетную глубину оттаивания. Непрерывное искусственноеохлаждение проводят до полной консолидации грунта экрана совместно соттаявшим основанием, на что потребуется 5-15 л. По завершении фформирования текстуры грунта экрана 4необходимость в ледогрунтовой завесеотпадает, и замораживающую системуотключают в проектном режиме. кондуктивно. При наличии же талого фильтрующего слоя грунта по всей ширине плотины, образующемся при 1-ом цикле оттаивания, эффективность второго цикла оттаивания возрастает до предельной величины (для данного способа оттаивания) .Предлагаемая последовательность работ необходима для случая, когда 1 О упорные призмы сложены преимущественно из песчаных грунтов, а каменная наброска выполняет роли пригрузки.П р и м е р 2. Летом подготавли-; вают основание по способу аналогично примеру 1.Зимой отсыпают первый ярус грунтапо всей ширине плотины, (контур АВСД)(фиг. 1). В упорные призмы 1 укладывают талые несвязные грунты с уплот нением, в противофильтрапионные элементы 4, 5 центральной призмы 2 укладывают мерзлые связные грунты без уплотнения, в запитывающую траншею 3 также укладывают талые несвязные 26 грунты с уплотнением.В процессе укладки талые грунты неизбежно промерзнут. Таким образом техника гидрооттайки противофильтрационных элементов 4, 5 с целью уп лотнения мерзлого связного грунта полностью совпадает со способом, изложенным в первом примере.П р и м е р 3. Зимой отсыпают первый ярус грунта но всей ширине плотины (контур АВСД, фиг. 2) по технологии и из тех же грунтов, приведенных в 1-м примере. В летнее время наращивают тело 40 плотины из талых грунтов по всей ширине (см. фиг. 2) - контур АА"В В, с целью создания фильтрующей зоны. Проведение этих работ позволяет исключить 1-й цикл гидрооттайки - за топление насыпи с переливом воды через откосы, а гидрооттайку начать со .2-го цикла путем подачи воды в нрудки 7, устроенные на контакте упорных призм 1 и противофильтрационных эле- В 0 ментов 4 и 5. Одновременно ведут гид- - рооттайку мерзлого несвязного грунта запитывающей траншеи 3, например гидроигловым способом, путем закачки и откачки воды (3-й цикл).Приведенная в примере 3 последовательность работ пригодна и для случая, когда упорные призмы сложены преимущественно из каменной наброски. формула изобретения Северный способ возведения грунтовой плотины, включающий поярусное возведение одного грунтового проти1476049 О 4к ие. 2 Составитель В. КазаковТехред М.Ходанич Корректор И. Иуска Редактор лиТираж 590енного комитета по изоб13035, Москва, Ж, Ра Заказ 2133/28ВНИИПИ Государгт1 дств.ню-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гаг 1 роиз 10 вофильтрационного элемента из мерзлых связных грунтов, возведение другого противофильтрационного элемента,устройство запитывающей траншеимежду противофильтрационными элементами, поярусное возведение упорныхпризм из несвязных грунтов с гидравлическим оттаиванием каждого возведенного яруса плотины, о т л и ч. а -ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности работ за счетускорения оттаивания мерзлого грунтав процессе возведения плотины, водуподают в зону контакта упорных призмс противофильтрационными элементамии в запитывающую траншею, а такжепроизводят отведение воды из запитывающей траншеи. Подписноетениям и открытиям при ГКНТ ССская наб., д. 4/5