СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ НАСЛОННОГО ДРЕНАЖА ИЗ ГИБКИХ ТЮФЯКОВ Российский патент 2023 года по МПК E02B3/12 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве дренажного устройства земляных плотин и дамб обвалования на равнинных и предгорных участках малых рек.

Известны дренажи, устроенные на низовых откосах грунтовых плотин, выполненные из песчано-гравелистых и каменных материалов [1]. Основными недостатками их являются потребность большого количества каменного и песчано-гравелистого материала и сложность производства работ по укладке обратных фильтров.

Наиболее близким техническим решением является Способ возведения наслонного дренажа земляных сооружений [2], включающем гибкие тюфяки, уложенные на низовом откосе земляного сооружения и выполненные из плотных рядов легких фашин и сетчатых оболочек. При этом гибкие тюфяки дренажа на низовом откосе выполняют из заранее заготовленных габионных тюфяков сборной конструкции, шириной 1-1,5 м, толщиной 0,4-0,6 м и длиной до 2,5 м. Вдоль верхнего ряда тюфяков с заглублением в низовой откос укладывают тяжелые тюфяки из мешков с местным и растительным грунтом. Гибкие и габионные тюфяки в основном выполнены из легких фашин, изготовленных из сухого камыша. Основными недостатками данного технического решения являются сложность конструкции и использование для изготовления легких фашин из камыша, который имеет ограниченный срок службы и не везде его можно найти. Кроме того при возможном размыве русла у подошвы низового откоса высока вероятность разрушения дренажа.

Цель изобретения - повышения эффективности работы и снижения трудоемкости изготовления.

Указанная цель достигается тем, что в способе возведения наслонного дренажа, включащем укладку гибких тюфяков на низовом откосе земляного сооружения, причем гибкие тюфяки выполняют цилиндрической формы из перфорированных дренажных труб, обмотанных вокруг геоматами и геосеткой, укладывают гибкие тюфяки на низовой откос в зоне выхода фильтрационного потока продольными рядами, так чтобы дренажная перфорированная труба одного тюфяка входила в трубу последующего тюфяка, начиная с подошвы откоса их плотно связывают между собой с помощью металлической проволоки, а у подошвы откоса в основании гибких тюфяков устраивают один продольный ряд габионных тюфяков, которые выполняют длиной 2,2-2,5 м, шириной 0,8-1,2 м и толщиной 0,4-0,6 м из каменного материала и металлической оцинкованной сетки.

На фиг. 1. изображено поперечное сечение земляного сооружения (плотины или или дамбы) с наслонным дренажом; на фиг. 2 - план фрагмента горизонтального разреза дренажа, на фиг. 3 - гибкий тюфяк; на фиг. 4 - геомат; на фиг. 5 - габионный тюфяк.

Наслонный дренаж состоит из гибких тюфяков 1, выполненных из перфорированных труб 2, геомат 3 и габионной сетки 4, завернутых слоями вокруг трубы 2, которые образуют водоприемную (дренирующую) часть тюфяка 1. Гибкие тюфяки уложены плотными рядами на песчаную подготовку 5, устроенной на низовом откосе, начиная от его подошвы, до уровня выше выхода фильтрационного потока в нижний бьеф (НБ). У подошвы откоса в основании первого ряда тюфяков 1 вдоль русла (с заглублением в дно) устроен продольный ряд габионных тюфяков 6, выполненного из каменного заполнителя 7 (сортированного гравия и гальки) и металлической оцинкованной сетки 8.

Наслонный дренаж из гибких тюфяков осуществляется и работает следующим образом.

При строительстве наслонного дренажа все его элементы изготавливаются вручную на месте укладки с частичным использованием механических приспособлений. Вначале для изготовления гибких тюфяков 1 заранее заготавливают (привозят) в необходимом объеме геомат 3, габионной сетки 4 и перфорированных дренажных труб 2. Далее по размерам гибких и габионных тюфяков 1 и 6 нарезают в нужном количестве габионные (оцинкованные металлические) сетки 4 и 8, а также перфорированные полимерные трубы 2 (диаметром 30-40 мм). Из этих материалов заготавливаются в необходимом объеме гибкие тюфяки 1. Габионные тюфяки 6 изготавливаются на месте укладки длиной 2,2-2,5 м, шириной 0,8-1,2 м и толщиной 0,4-0,6 м. При этих размерах габионных тюфяков 6 повышается надежность и устойчивость работы наслонного дренажа. Строительство ведется по участкам, а количество участков могут быть один, два и более. Сначала строительство ведется на первом участке; для этого у подошвы откоса и вдоль русла разрабатывается траншея, шириной 1,5 м и глубиной до 1,0 м. После чего начинается монтаж габионных тюфяков 6 из металлической оцинкованной сетки 8 и каменного заполнителя 7 (из сортированного гравия и гальки). Затем по завершению монтажа габионных тюфяков 6, выше них на низовом откосе устраивается песчаная подготовка 5 (толщиной 15-20 см), до уровня выше выхода фильтрационного потока в НБ. Сверху песчаной подготовки 5 (по всей площади до уровня выше выхода кривой депрессии) укладывают плотными рядами гибкие тюфяки 1, так чтобы перфорированная дренажная труба 2 одного тюфяка входила на 1,0-1,5 см в трубу последующего тюфяка 1. Кроме того между собой гибкие тюфяки 1 соединяют (связывают) с помощью металлической проволоки. Точно также строятся гибкие и габионные тюфяки наслонного дренажа на втором и последующих участках.

Работает наслонный дренаж так: фильтрационная вода, двигаясь под действием гидростатического напора со стороны верхнего бьефа (ВБ) через поры грунтов тела плотины или дамбы, попадает в зону водоприемной части наслонного дренажа (где песчаная подготовка 5). Далее, через песчаную подготовку 5 геоматы 3 тюфяков 1 свободно принимают воду из-за их высокой водопроницаемости и пропускают через щелевые отверстия в дренажные трубы 2, которые транспортируют далее и выпускают в НБ. Наличие воды в НБ не мешает работы дренажа, только уровень воды в нижнем бьефе (УНБ) должен быть значительно ниже уровня выхода фильтрационного потока на низовой откос. Поэтому предлагаемый способ возведения дренажа рекомендуется использовать в средне и низконапорных грунтовых плотинах и дамбах обвалования территорий, и при незначительной глубине воды в НБ, который не может влиять на режим работы дренажа. Эффективность работы наслонного дренажа повышается, из-за наличия заглубленного ряда из габионных тюфяков 6 (в основании первого ряда гибких тюфяков 1 и русла реки), который предотвращает возможный подмыв русла и разрушения дренажа.

При изготовлении наслонного дренажа основным фильтрационным материалом используется геомат - достаточно стойкий и прочный искусственный материал, который эффективно работает в условиях водной среды и является высоко дренирующим материалом. При этом исключается вынос и проникновение мелких частиц грунта в водоприемные трубы 2, обеспечивается безопасный прием и отвод профильтровавшей воды через тело земляных сооружений при всех возможных эксплуатационных уровнях воды в ВБ.

Наслонный дренажа из гибких тюфяков может быть эффективно использован без капитального ремонта 20 лет и более. В связи с тем, что геомат является высоко дренирующим и достаточно стойким материалом, который способен держаться в водной среде 20 лет и более. Использование геомат обеспечивает не только водопроницаемость и гибкость конструкции, но и способствует сохранению влаги в теле сооружения в течение длительного времени. Что создает хорошие условия для прорастания трав и кустарников на низовом откосе земляного сооружения. Со временем низовой откос полностью зарастет травой и кустарниками и через несколько лет оно превратится в сплошную дерновку, проросшую ветвями растений вверх и корнями вниз и вширь. Гибкие и водопроницаемые тюфяки на низовом откосе и габионные тюфяки в основании создают благоприятный водный режим для безопасного приема и отвода профильтровавшей воды через земляное сооружение, а также для защиты низового откоса от возможного подмыва и размыва русловым потоком.

Таким образом, наслонный дренаж, возведенный предлагаемым способом, не создает помех и будет помогать развитию природы и включаться в экосистему территории.

Способ возведения наслонного дренажа из гибких тюфяков может быть эффективно использован на равнинных и предгорных участках рек при строительстве и реконструкции земляных плотин и дамб обвалования территорий. А также - в труднодоступных участках рек, где строятся земляные сооружения и доставка строительной техники затруднена.

Источник информации

1. Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика. / Под общей редакцией д-ра техн. наук, проф. В.П. Недриги. - М.: Стройиздат, 1983, с. 172-173, с. 491.

2. Способ возведения наслонного дренажа земляных сооружений. Патент РФ №2601802 Е02В 3/12, 2017. / Курбанов C.O., Апажев А.К.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве дренажного устройства земляных плотин и дамб обвалования на равнинных и предгорных участках малых рек. В способе возведения наслонного дренажа, включающем укладку гибких тюфяков на низовом откосе земляного сооружения, согласно изобретению гибкие тюфяки 1 выполняют цилиндрической формы из перфорированных дренажных труб 2, обмотанных вокруг геоматами и геосеткой, и укладывают на низовой откос сверху песчаной подготовки 5 продольными рядами в районе выхода фильтрационного потока, так чтобы дренажная перфорированная труба 2 одного тюфяка входила в трубу 2 последующего тюфяка. У подошвы откоса в основании гибких тюфяков 1 устраивают один продольный ряд габионных тюфяков 6. Габионные тюфяки выполнены длиной 2,2-2,5 м, шириной 0,8-1,2м и толщиной 0,4-0,6 м из каменного материала 7 и металлической оцинкованной сетки. Наслонный дренаж из гибких тюфяков может быть эффективно использован на равнинных и предгорных участках рек при строительстве и реконструкции земляных плотин и дамб обвалования территорий, а также - в труднодоступных участках рек, где доставка строительной техники затруднена. Повышается эффективность работы и снижается трудоемкость изготовления. 5 ил.

Способ возведения наслонного дренажа, включающий укладку гибких тюфяков на низовом откосе земляного сооружения, отличающийся тем, что гибкие тюфяки выполняют цилиндрической формы из перфорированных дренажных труб, обмотанных вокруг геоматами и геосеткой, укладывают гибкие тюфяки на низовой откос в зоне выхода фильтрационного потока продольными рядами, так чтобы дренажная перфорированная труба одного тюфяка входила в трубу последующего тюфяка на 1-1,5 см, начиная с подошвы откоса их плотно связывают между собой с помощью металлической проволоки, а у подошвы откоса в основании гибких тюфяков устраивают один продольный ряд габионных тюфяков, которые выполняют длиной 2,2-2,5 м, шириной 0,8-1,2 м и толщиной 0,4-0,6 м из каменного материала и металлической оцинкованной сетки.