СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ ПЛОТИНЫ ИЗ УКАТАННОГО БЕТОНА Российский патент 2016 года по МПК E02B7/10 E02B7/14 E02B1/00 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может применяться при строительстве бетонных плотин из укатанного бетона.

Известна конструкция и способ выполнения бетонных плотин из укатанного бетона с укладкой бетона слоями 0,3-0,4 м и уплотнением катками (см. Ляпичев Ю.П. "Проектирование и строительство современных высоких бетонных плотин". Учебн. пособие. - М.: Изд-во РУДН. 2004. - ISBN 5-209-01614-5).

Недостатком таких плотин является большой объем бетона, необходимый для обеспечения прочности и устойчивости.

Известна также конструкция и способ выполнения бетонных плотин с расширенными швами или с контрфорсами с верховым и низовым оголовком и с внутренней полостью, заполненной грунтом (см. патент RU № 2495190, Е02В 07/10, 2011 г.).

Недостатком такой плотины является усложнение конструкции плотины и технологии ее возведения.

Известна также конструкция плотины и способ ее возведения, выполняемая из верховой и низовой стенок из укатанного бетона и внутренней зоны, заполненной камнем и упрочненным цементным раствором, с послойной укладкой камня и цементного раствора с уплотнением катками (см. Ляпичев Ю.П. "Проектирование и строительство современных высоких бетонных плотин". Учебн. пособие. - М.: Изд-во РУДН. 2004. - ISBN 5-209-01614-5).

Недостатком такой конструкции является большой расход цементного раствора.

В основу изобретения поставлена задача уменьшения расхода цементного раствора, снижения фильтрационного давления в теле плотины и на ее подошву для повышения ее устойчивости и прочности.

Поставленная задача решается тем, что при выполнении предложенной плотины, состоящей из верховой и низовой стенок из укатанного бетона, соединенных продольными бетонными стенками с внутренними полостями между ними, заполненными камнем, с послойной укладкой и уплотнением бетона в верховую и низовую стенки и параллельно укладкой и уплотнением камня во внутренние полости, с упрочнением цементным раствором, согласно изобретению после укладки и уплотнения слоя бетона в верховую и низовую стенки, укладки соответствующего слоя камня во внутреннюю полость между верховой и низовой стенками производят упрочнение цементным раствором поверхности слоя камня в пределах участков возведения продольных стенок, между которыми образуются ячейки, заполненные камнями, с дальнейшим уплотнением всей поверхности слоя катками с образованием на участках, упрочненных цементным раствором, продольных стенок, соединяющих верховую и низовую стенки, а между ними - вертикальных ячеек, заполненных камнем.

Между совокупностью отличительных признаков заявленного технического решения и достигаемым техническим результатом существует следующая система причинно-следственных связей.

Благодаря тому что в плотине после отсыпки слоя камня во внутреннюю полость упрочнение цементным раствором производят между верховой и низовой стенками в пределах участков возведения продольных стенок на поверхности слоя камня с дальнейшим уплотнением всей поверхности слоя катками, на участках упрочнения цементным раствором образуются продольные стенки (контрфорсы), соединяющие верховую и низовую стенки и образующие с ними единую бетонную конструкцию, а между ними образуются заполненные камнем вертикальные ячейки, уменьшается расход цементного раствора, а вертикальные ячейки с камнем обеспечивают дренирование тела плотины и основания, благодаря чему снижается фильтрационное давление и повышается устойчивость плотины, причем камень заполнения ячеек зависает на продольных стенках, повышая устойчивость плотины, а с другой стороны обжимает продольные стенки, улучшая их напряженно-деформированное состояние и прочность.

Признаки, отличающие заявленное техническое решение, отсутствуют в других аналогичных решениях при изучении данной и смежной отраслей техники, что соответственно, обеспечивает, по мнению автора, соответствие критерию "новизна" и "изобретательский уровень".

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 приведен поперечный разрез по А-А плотины;

на фиг. 2 дан план-разрез по Б-Б.

Бетонная плотина включает верховую стенку 1 и низовую стенку 2 из укатанного бетона, соединенные продольными стенками 3 из камня, упрочненного цементным раствором, с расположенными между ними вертикальными ячейками 4, заполненными камнем. Плотина разделена на секции деформационными швами 5. В основании верховой стенки 1 могут выполняться цементационная завеса 6 и дренажная завеса 7.

Предлагаемая плотина выполняется следующим образом.

Выполняют параллельно верховую 1 и низовую 2 стенки с послойной укладкой и уплотнением слоев бетона толщиной 30-40 см. Параллельно между ними отсыпают соответствующий слой камня и на его поверхность укладывают цементный раствор между верховой 1 и низовой 2 стенками в пределах участков возведения продольных стенок с дальнейшим уплотнением всей поверхности слоя катками с образованием на участках упрочнения с укладкой цементного раствора продольных стенок 3, соединяющих верховую 1 и низовую 2 стенки, а между ними - вертикальных ячеек 4, заполненных камнем. Затем процесс повторяется с укладкой и уплотнением следующего слоя в верховую 1 и низовую 2 стенки, укладкой слоя камня с упрочнением цементным раствором на участках продольной стенки 3 с уплотнением катками всей поверхности слоя. При этом уменьшается расход цементного раствора.

Предлагаемая плотина работает следующим образом.

В эксплуатационных условиях верховая 1 и низовая 2 стенки с продольной стенкой 3 образуют единую жесткую конструкцию (каркас) плотины с вертикальными ячейками 4, заполненными камнем. Гидростатическое давление на верховую стенку воспринимается этим каркасом и передается на основание.

Вертикальные ячейки 4 дренируют тело плотины и фильтрационный поток в ее основании, снижают фильтрационное давление на подошву плотины и повышают ее устойчивость, а камень заполнения ячеек 4 зависает на продольных стенках 3, обжимает их, улучшая их напряженно-деформированное состояние, а также в целом устойчивость плотины. Повышение устойчивости плотины, в первую очередь, за счет снижения фильтрационного давления позволяет уменьшить ее объем.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может применяться при строительстве бетонных плотин из укатанного бетона. Способ включает выполнение плотины, состоящей из верховой 1 и низовой 2 стенок из укатанного бетона, соединенных продольными бетонными стенками 3 с внутренними полостями между ними, заполненными камнем, с послойной укладкой и уплотнением бетона в верховую 1 и низовую 2 стенки и параллельно укладкой и уплотнением камня во внутренние полости. После укладки и уплотнения слоя бетона в верховую 1 и низовую 2 стенки, укладки соответствующего слоя камня во внутреннюю полость между верховой 1 и низовой 2 стенками производят упрочнение цементным раствором поверхности слоя камня в пределах участков возведения продольных стенок 3, между которыми образуются ячейки 4, заполненные камнем, с дальнейшим уплотнением всей поверхности слоя катками с образованием на участках, упрочненных цементным раствором, продольных стенок 3, соединяющих верховую 1 и низовую 2 стенки, а между ними - вертикальных ячеек 4, заполненных камнем. 2 ил.

Способ выполнения плотины, состоящей из верховой и низовой стенок из укатанного бетона, соединенных продольными бетонными стенками с внутренними полостями между ними, заполненными камнем, с послойной укладкой и уплотнением бетона в верховую и низовую стенки и параллельно укладкой и уплотнением камня во внутренние полости, с упрочнением цементным раствором, отличающийся тем, что после укладки и уплотнения слоя бетона в верховую и низовую стенки, укладки соответствующего слоя камня во внутреннюю полость между верховой и низовой стенкой производят упрочнение цементным раствором поверхности слоя камня в пределах участков возведения продольных стенок, между которыми образуются ячейки, заполненные камнями, с дальнейшим уплотнением всей поверхности слоя катками с образованием на участках, упрочненных цементным раствором продольных стенок, соединяющих верховую и низовую стенки, а между ними - вертикальных ячеек, заполненных камнем.