НАСЛОННЫЙ ДРЕНАЖ ИЗ ГИБКИХ ТЮФЯКОВ Российский патент 2024 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 наслонный дренаж земляных сооружений [2], содержащем 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 выполнены 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 уложены 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 наслонном дренаже, содержащем гибкие тюфяки на низовом откосе земляного сооружения, гибкие тюфяки выполнены цилиндрической формы из перфорированных дренажных труб, обмотанных вокруг геоматами и габионной сеткой, уложены гибкие тюфяки на низовой откос сверху песчаной подготовки продольными рядами в районе выхода фильтрационного потока, так чтобы дренажная перфорированная труба одного тюфяка входила в трубу последующего тюфяка на 1-1,5 см, при этом уложены они, начиная с подошвы откоса, плотно связанными между собой с помощью металлической проволоки, а у подошвы откоса в основании гибких тюфяков устроен один продольный ряд габионных тюфяков, которые выполнены длиной 2,2-2,5 м, шириной 0,8 - 1,2 м и толщиной 0,4-0,5 м из каменного материала и металлической оцинкованной сетки.

На фиг.1. изображено поперечное сечение земляного сооружения (плотины или дамбы) с наслонным дренажом; на фиг.2 - план фрагмента 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 строится следующим образом.

Все элементы наслонного дренажа 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, перфорированные полимерные трубы 2 (диаметром 30 - 40 мм), а также каменного материала 7 в необходимом объеме. Из этих материалов заготавливаются в необходимом количестве гибкие тюфяки 1. А габионные тюфяки 6 изготавливаются на месте укладки длиной 2,2-2,5 м, шириной 0,8 - 1,2 м и толщиной 0,4-0,5 м. Принятые размеры габионных тюфяков являются наиболее приемлемыми с точки зрения обеспечения устойчивости земляного сооружения и технологичности возведения 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.

Наслонный дренаж из гибких тюфяков работает следующим образом.

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 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 дренаж предлагаемой конструкции 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 наличии 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 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. В результате обеспечивается безопасный прием и отвод профильтровавшей воды через тело земляных сооружений при всех возможных эксплуатационных уровнях воды в ВБ.

Наслонный дренаж из гибких тюфяков, может эффективно работать 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.

Таким образом, наслонный дренаж предлагаемой конструкции, не создает помех и будет помогать развитию природы и включаться в экосистему территории.

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 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. Наслонный дренаж земляных сооружений. Патент РФ №2614071 Е02В 3/12, 2017, бюл. №9. / Курбанов C.O., Дударова Ф.Т.

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 наслонном дренаже, содержащем гибкие тюфяки 1 на низовом откосе земляного сооружения, гибкие тюфяки 1 выполнены цилиндрической формы из перфорированных дренажных труб 2, обмотанных вокруг геоматами и габионной сеткой. Гибкие тюфяки 1 уложены на низовой откос сверху песчаной подготовки 5 продольными рядами в районе выхода фильтрационного потока, так чтобы дренажная перфорированная труба 2 одного тюфяка 1 входила в трубу 2 последующего тюфяка 1 на 1,0-1,5 см. Гибкие тюфяки 1 уложены, начиная с подошвы откоса, и плотно связаны между собой с помощью металлической проволоки. У подошвы откоса в основании гибких тюфяков 1 устроен один продольный ряд габионных тюфяков 6, которые выполнены длиной 2,2-2,5 м, шириной 0,8-1,2 м и толщиной 0,4-0,5 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. Изобретение обеспечивает повышение эффективности работы и снижение трудоемкости изготовления. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наслонный дренаж, содержащий гибкие тюфяки на низовом откосе земляного сооружения, отличающийся тем, что гибкие тюфяки выполнены цилиндрической формы из перфорированных дренажных труб, обмотанных вокруг геоматами и габионной сеткой, уложены гибкие тюфяки на низовой откос сверху песчаной подготовки продольными рядами в районе выхода фильтрационного потока, так чтобы дренажная перфорированная труба одного тюфяка входила в трубу последующего тюфяка на 1,0-1,5 см, при этом гибкие тюфяки уложены, начиная с подошвы откоса, и плотно связаны между собой с помощью металлической проволоки, а у подошвы откоса в основании гибких тюфяков устроен один продольный ряд габионных тюфяков, которые выполнены длиной 2,2-2,5 м, шириной 0,8-1,2 м и толщиной 0,4-0,5 м из каменного материала и металлической оцинкованной сетки.