СПОСОБ ДРЕНИРОВАНИЯ ГЕОКОМПОЗИТНЫХ МАТОВ Российский патент 2018 года по МПК E02B3/16 

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству, может быть использовано для дренирования и противофильтрационной защиты каналов и водоемов гидромелиоративных систем, выполняемых в сложных инженерных условиях с противофильтрационными экранами из геокомпозитных матов.

При устройстве противофильтрационных экранов в сложных инженерных условиях на них действует ряд сил, включая подпор грунтовыми водами, что может привести к последующему отрыву, всплытию и дрейфу противофильтрационного полотнища. В данном случае возникает необходимость устройства мощного защитного покрытия (например, из каменной наброски, габионов), которое в свою очередь может нарушить целостность противофильтрационного экрана или привести к выносу защитного слоя водным потоком. Кроме этого, под действием гидростатического давления геокомпозитное покрытие будет подниматься, что может привести к нарушению герметичности швов с последующим выходом фильтрационного потока.

Все это и обуславливает ограниченность применения геокомпозитных матов и других геосинтетических противофильтрационных элементов при подпоре и инфильтрации грунтовыми водами.

Известна бетонопленочная одежда откосов гидротехнических сооружений (авторское свидетельство SU 1138448, опубл. 07.02.1985), включающая противофильтрационный экран из гибкой пленки, поверх которой установлены железобетонные плиты, траншею, заполненную крупнозернистым материалом, дренажную систему, сообщающуюся с каналом.

Недостатком бетоноплечной одежды является низкая эффективность ее работы, а также высокая повреждаемость пленочного элемента. Кроме того, данное техническое решение не будет обеспечивать свободный отвод грунтовых вод через бетонопленочную облицовку, поскольку на нее будет воздействовать избыточное давление грунтовых вод, что может привести к выпору бетонных плит и нарушению целостности всего покрытия.

Известно противофильтрационное геокомпозитное покрытие (патент RU 2595174, опубл. 20.08.2016), включающее полимерный каркас, состоящий из двух слоев геотекстиля (нетканого и тканого) между которыми помещен слой бентонитовой глины, балластовый слой песка, крепление полотнищ иглопробивным способом, два слоя плечных полотнищ, которые запаяны или заклеены водонепроницаемым клеем по периметру покрытия. Также противофильтрационные геокомпозитное покрытие включает щелевые надрезы на одной из сторон пленочных полотнищ, клеящиеся ленты из растворимого в воде полимерного материала.

Недостатком вышеприведенного аналога является то, что применение данного технического решения не позволит обеспечить свободный отвод грунтовых вод через противофильтрационное покрытие при их высоком стоянии.

Известна бетонопленочная одежда откосов гидротехнических сооружений (авторское свидетельство SU 1041621, опубл. 15.09.1983, включающая противофильтрационный экран из гибкой пленки, железобетонные плиты, траншею с гибкой пленкой и крупнозернистым наполнителем, трубчатые выпуски.

Недостатком данного технического решения является сложность производства работ по устройству траншеи с дренажными трубами и фильтрующим материалом под швами бетонных плит.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является устройство для дренирования бетонопленочной облицовки (авторское свидетельство SU 1477818, опубл. 07.05.1989), включающее плиты с отверстиями, дренирующий элемент в виде пустотелого цилиндра с клапаном.

Основной недостаток прототипа - сложность производства работ по выполнению отверстий в бетонных блоках и приклеивание пленочного полотнища к плите. Представленное устройство не будет функционировать должным образом, а многие из используемых в техническом решении материалов морально устарели, характеризуются низкой надежностью, малым сроком службы и в настоящее время не применяются.

Цель данного изобретения - повышение эффективности работы геокомпозитных матов в сложных инженерных условиях, в частности при подпоре грунтовыми водами и инфильтрации.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа дренирования геокомпозитных матов.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявленное изобретения является обеспечение свободного отвода грунтовых вод через геокомпозитные маты при их высоком стоянии.

Технический результат достигается за счет того, что для обеспечения дренирования и свободного отвода фильтрационных вод через противофильтрационное покрытие под геокомпозитные маты укладывают укладывают патрубок с перфорированной полкой, на который монтируется цилиндрический колпак с отверстием, дренирующий элемент оборудован лепестковыми диафрагмами из эластичного полимерного материала с утяжелителями, а работа клапана осуществляется при Р_гс<Р_под, где Р_гс - гидростатическое давление, Р_под - давление подпора. При этом патрубок с полкой выполняется из жесткого полимерного материала высокой плотности, а крепление клапана и полимерного лепестка к полке осуществляется экструзионной сваркой или методом горячего клина.

Изобретение поясняется следующими чертежами:

Фиг. 1 - работа клапана при отсутствии подпора грунтовыми водами;

Фиг. 2 - работа клапана при подпоре грунтовыми водами.

Цифрами на чертеже обозначено:

1 - геокомпозитный материал; 2 - патрубок; 3 - перфорированная полка; 4 - цилиндрический колпак; 5 - лепестковая диафрагма; 6 - утяжелитель.

Способ дренирования геокомпозитных матов осуществляется следующим образом (фиг. 1 - фиг. 2).

При выполнении противофильтрационного экрана из геокомпозитных материалов 1 в сложных инженерных условиях (например, при инфильтрации) производится устройство дренирующих элементов для свободного отвода грунтовых вод через противофильтрационное покрытие. Для этого под геокомпозитный материал 1 укладывают патрубок 2 с перфорированной полимерной полкой 3, на который монтируется цилиндрический колпак 4 с отверстием. В свою очередь дренирующий элемент в виде пустотелого цилиндра с клапаном оборудован лепестковой диафрагмой 5, выполненной из эластичного полимерного материала с утяжелителями 6.

Дренирование геокомпозитных матов осуществляется следующим образом.

При отсутствии подпора грунтовыми водами или меньшем давлении при подпоре (фиг. 1), чем гидростатическое давление в канале (при Р_гс<Р_под, где Р_гс - гидростатическое давление, Р_под - давление подпора), лепестковая гибкая диафрагма 5 в пустотелом цилиндре с клапаном препятствует фильтрации воды из канала (за счет прижатия полимерных лепестков с утяжелителями 6 гидростатическим давлением к нижней части полки 3).

При подпоре грунтовыми водами (фиг. 2) лепестковая диафрагма 5 отжимается фильтрационным потоком и обеспечивается свободный отвод грунтовых вод через клапан в канал (водоем), что способствует снижению избыточного давления на геокомпозитный материал до безопасных значений, исключая его выпор.

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству, может быть использовано для дренирования и противофильтрационной защиты каналов и водоемов гидромелиоративных систем, выполняемых в сложных инженерных условиях с противофильтрационными экранами из геокомпозитных матов. Способ дренирования геокомпозитных матов 1 с использованием дренирующего элемента в виде пустотелого цилиндра с клапаном состоит в том, что под геокомпозитные маты укладывают патрубок 2 с перфорированной полкой 3, на который монтируется цилиндрический колпак 4 с отверстием. Дренирующий элемент оборудован лепестковыми диафрагмами 5 из эластичного полимерного материала с утяжелителями 6. Работа клапана осуществляется при Р_гс<Р_под, где P_гс - гидростатическое давление, Р_под - давление подпора. Технический результат – обеспечение свободного отвода грунтовых вод через геокомпозитные маты при их высоком стоянии. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ дренирования геокомпозитных матов, включающий дренирующий элемент в виде пустотелого цилиндра с клапаном, отличающийся тем, что под геокомпозитные маты укладывают патрубок с перфорированной полкой, на который монтируется цилиндрический колпак с отверстием, дренирующий элемент оборудован лепестковыми диафрагмами из эластичного полимерного материала с утяжелителями, а работа клапана осуществляется при Р_гс<Р_под, где Р_гс - гидростатическое давление, Р_под - давление подпора.

2. Способ дренирования геокомпозитных матов по п.1, отличающийся тем, что патрубок с полкой выполняется из жесткого полимерного материала высокой плотности.

3. Способ дренирования геокомпозитных матов по п.1, отличающийся тем, что крепление клапана и полимерного лепестка к полке осуществляется экструзионной сваркой или методом горячего клина.