СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЙ ЗАВЕСЫ Российский патент 2015 года по МПК E02B3/16 E02D3/12 

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к способам создания противофильтрационных завес в гидротехнических сооружениях в северной строительно-климатической зоне (ССКЗ).

Известен способ создания противофильтрационных завес посредством возведения водоподпорной земляной плотины и размещения слоя полиэтиленновых или поливинилхлоридных геомембран на откосах (О.Ю. Лупачев, В.И. Телешев. Противофильтрационные элементы из геомембран. Опыт применения в гидротехническом строительстве. Инженерно-строительный журнал №6, 2009 г., с. 35-43.)

Недостатком этого способа является низкая надежность противофильтрационной завесы, связанная с возможными повреждениями геомембран при механических или температурных воздействиях, особенно частых в ССКЗ, а также уязвимость при фильтрации стыков полотнищ.

Известен способ создания противофильтрационных завес, включающий возведение водоподпорной земляной плотины и обработку мокрого откоса плотины водорастворимым порошковым полимером, перед нанесением полимера на откосе размещают слой геотекстильного материала, а после нанесения полимера склон орошают водой и покрывают слоем грунта, обработанного водорастворимым порошковым полимером с расходом 0,5…2,0 кг/м², затем обрабатывают склон попеременно водными растворами натрийкарбоксилметилцеллюлозы и хлорного железа при их концентрации 0,5-2,0% с расходом 5-10 л/м², в качестве геотекстильного материала используют иглопробивной нетканый материал из синтетических волокон объемной плотностью 100-150 кг/м³ (патент РФ №2310711, МПК E02B 3/16, опубл. 20.11.2007 г.).

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

Недостатки прототипа заключаются в том, что при воздействии знакопеременных температур фильтрационная прочность завесы теряется, также это касается мест стыков полотнищ и прилегания полотнищ к подстилающему слою откоса земляной плотины. Образованная в этом способе не склонная к вымыванию высококонцентрированная тиксотропная система, содержащая значительное число гелевых частиц, после процесса замерзания, разрушающего коагуляционную структуру, при процессе оттаивания неспособна вернуть коагуляционную структуру при воздействии гидростатического напорного давления, тем самым коагуляционная структура под действием напора все увеличивающейся свободной воды прорывается в одном каком-либо месте, образуя линейный размыв.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности гидроизоляции противофильтрационных завес при воздействии знакопеременных температур.

Для достижения указанного технического результата в способе создания противофильтрационных завес, включающем возведение водоподпорной земляной плотины, размещение слоя геотекстильного иглопробивного нетканого материала из синтетических волокон объемной плотностью 100-150 кг/м³ и обработку откоса плотины водорастворимым порошковым полимером, после размещения слоя геотекстильного иглопробивного нетканого материала, его обрабатывают при отрицательной температуре окружающего воздуха водным раствором поливинилового спирта ПВС и соединения бора, например буры или борной кислоты, с расходом 5-10 л/м² при их концентрации 3,0…12,0%, 0,2…1,0% соответственно, затем после промерзания нанесенного раствора геотекстильный иглопробивной нетканый материал покрывают слоем грунта.

Отличительными признаками предложенного способа являются размещение слоя геотекстильного иглопробивного нетканого материала, обрабатывание геотекстильного иглопробивного нетканого материала, при отрицательной температуре окружающего воздуха, водным раствором ПВС и соединения бора, покрытие геотекстильного иглопробивного нетканого материала слоем грунта после промерзания нанесенного раствора.

Благодаря этим признакам использование в предлагаемом способе ПВС определяется его свойствами: упрочняющими грунт как в мерзлом состоянии, так и при оттаивании, а также при воздействии знакопеременных температур, кроме того, ПВС нетоксичен и не представляет опасности для окружающей среды. Количество ПВС концентрацией менее 3% не обеспечивает водонепроницаемости и устойчивости гидроизоляционного покрытия. Содержание ПВС в растворе концентрацией более 12% затрудняет пропитывание геоматериала и проникновение раствора в подстилающий грунт. Проникновение раствора в защитный песчаный слой обеспечивает более надежную связь между геоматериалом и подстилающим защитным слоем. Расход водного раствора ПВС 5-10 л/м² достаточен для полного пропитывания геоматериала и для некоторого проникновения его в подстилающий защитный песчаный слой. Глубина проникновения водного раствора для расхода 5-10 л/м² может достигать несколько см и определяется вязкостью раствора ПВС и фильтрационной способностью защитного песчаного слоя.

Предлагаемый способ поясняется чертежом, на котором изображено устройство противофильтрационной завесы.

На чертеже показаны водохранилище 1, крепление верхового откоса 2, слой грунта 3, геотекстильный иглопробивной нетканый материал 4, пропитанный водным раствором и раствором соединения бора, зона проникновения 5 раствора в защитный водопроницаемый песчаный слой 6, водоподпорная земляная или каменно-набросная плотина 7.

Способ осуществляется следующим образом.

На мерзлых или других водонепроницаемых породах с помощью бульдозера сооружают водоподпорную земляную или каменно-набросную плотину 7 с защитным водопроницаемым песчаным слоем 6, на который настилают слой геотекстильного иглопробивного нетканого материала 4, изготовленного из синтетических волокон объемной плотностью 100…150 кг/м³, имеющего высокую прочность и однородную мелкопористую структуру. При отрицательных температурах окружающего воздуха слой геотекстильного иглопробивного нетканого материала 4 обрабатывают дождеванием или поливом водным раствором ПВС с расходом 5-10 л/м² при их концентрации: поливиниловый спирт - 3,0…12,0, соединения бора: бура или борная кислота - 0,2…1,0. Водный раствор ПВС образуют путем растворения в воде соединения бора: бура или борная кислота - 0,2-1,0, также возможно использовать фосфорную кислоту, соединения железа и хрома, включая хлорное железо, хроматы и бихроматы, т.е. все те вещества, которые при взаимодействии с поливиниловым спиртом образуют с ним водонерастворимые комплексные соединения, затем растворяют при помешивании порошок ПВС нагреванием до 50°C - 90°C, температура воды определяется маркой используемого ПВС. Затем после промерзания нанесенного раствора в зоне проникновения 5 геотекстильный иглопробивной нетканый материал 4 покрывают слоем грунта 3 и креплением верхового откоса 2 из крупнообломочного материала от размыва водохранилищем 1.

Повышение надежности гидроизоляции противофильтрационной завесы, созданной по предлагаемому способу, при воздействии знакопеременных температур обеспечивается формированием слоя криогелевого композита процессом замораживания-оттаивания, прочностные и противофильтрационные свойства которого не ухудшаются при многократных воздействиях процессов замораживания-оттаивания. Повышение надежности противофильтрационной завесы обеспечивается также упрочнением связи геоматериала и подстилающего слоя за счет упрочняющего воздействия ПВС на грунтовый материал.

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к способам создания противофильтрационных завес в гидротехнических сооружениях в северной строительно-климатической зоне (ССКЗ). Способ включает возведение водоподпорной земляной плотины 7, размещение слоя геотекстильного иглопробивного нетканого материала 4 из синтетических волокон объемной плотностью 100-150 кг/м³ и обработку откоса плотины водорастворимым порошковым полимером. После размещения слоя геотекстильного материала 4 его обрабатывают при отрицательной температуре окружающего воздуха водным раствором поливинилового спирта ПВС и соединения бора, например буры или борной кислоты, с расходом 5-10 л/м² при их концентрации 3,0…12,0%, 0,2…1,0% соответственно. Затем после промерзания нанесенного раствора геотекстильный иглопробивной нетканый материал 4 покрывают слоем грунта 3. Изобретение обеспечивает повышение надежности гидроизоляции противофильтрационной завесы при воздействии знакопеременных температур за счет формирования слоя криогелевого композита процессом замораживания-оттаивания, прочностные и противофильтрационные свойства которого не ухудшаются при многократных воздействиях процессов замораживания-оттаивания. 1 ил.

Способ создания противофильтрационной завесы, включающий возведение водоподпорной земляной плотины, размещение слоя геотекстильного иглопробивного нетканого материала из синтетических волокон объемной плотностью 100-150 кг/м³ и обработку откоса плотины водорастворимым порошковым полимером, отличающийся тем, что после размещения слоя геотекстильного материала его обрабатывают при отрицательной температуре окружающего воздуха водным раствором поливинилового спирта ПВС и соединения бора, например буры или борной кислоты, с расходом 5-10 л/м² при их концентрации 3,0…12,0%, 0,2…1,0% соответственно, затем после промерзания нанесенного раствора геотекстильный иглопробивной нетканый материал покрывают слоем грунта.