Способ создания противофильтрационного экрана Советский патент 1985 года по МПК E02B3/16 

1 Изобретение относится к гидротех ническому строительству, в частности к строительству противофильтра- ционных экранов из полимерной пленк и может быть использовано при возве -двнии противофильтрационного экрана из полимерной пленки на дне строяще гося водоема при наличии малых уклонов поверхности дна. Целью изобретения является новышение надежности экрана путем умень шения повреждения пленки от проколов и разрывов при его возведении при отрицательных температурах окру жающего воздуха и снижение стоимости экрана. Способ осуществляют следующим об разом. На поверхность защищаемого грунта участка дна котлована строящегося водоема укладывают слой грунта с частицами преимущественно малых раз меров и окатанной формы н полимер- ную пленку. По границе покрытого пленкой участка воздвигают водонепроницаемые преграды в виде напорно дамбы, экрана из глинистого грунта или полиэтиленовой пленки на откосах котлована строящегося водоема и т.п. высотой, например, 0,8 м. Ем костьj образованнзпо уложенной на дн котлована пленкой и воздвигнутыми по границе покрытого пленкой участка водонепроницаемыми преградами, заполняют водой с образованием над пленкой слоя толщиной, например 0,5 м. Подачу воды в емкость осуществляют, например, с помощью выполненного из труб водовода, проложенного по откосу и дну котлована. Затем промораживают, преимущест венно с использованием естественног холода, слой воды над пленкой. Кроме того,-порядок производства работ с чередованием операций по- дачи поды в емкость с образованием слоя малой толщины и промораживания слоя (послойное промораживание). После создания над пленкой слоя льда нужной толщины на его поверх- ность укладывают слой грунта, предохраняюищй пленку от повреждения в период эксплуатации экрана. Укладку слоя грунта производят с помощью строительных машин, например автосамосвалов и бульдозеров. При этом используют грунт в талом и мерзлом состояниях. Укладку грунта ведут с 062 равномерным, по возможности, распределением его на поверхности слоя льда. После укладки слоя грунта на слой льда убирают оборудование использовавшееся при производстве работ вьше поверхности слоя льда над пленкой. Затем производят отаивание, преимущественно С использованием тепла окружающей среды, слоя грунта и слоя льда (промороженного слоя воды ) над пленкой. После выполнения выше указанной операции работы по созданию противофильтрационного экрана на участке дна котлована строящегося водоема считают законченными. Толщину слоя льда назначают из УСЛОВИЙ недопущения возникновения на поверхности пленки при укладке слоя грунта на слой льда опасных напряжений, возникновения деформаций морозного пучения слоев грунта под пленкой, способных привести к повреждению пленки, плавания в воде слоя льда с находящимся на нем сЛоем грунта, ведущему к повреждению пленки и неравномерному распределению грунта на поверхности пленки после, оттаивания слоя льда. При необходимости оттаивание слоев грунта и льда над пленкой производит в период эксплуатации экрана, а после оттаивания слоев грунта и льда над пленкой производят осушение и разравнивание слоя грунта, предохраняющего пленку от поврелсдения в пери од эксплуатации экрана. В случаях, когда предусматривают выполнение указанных операций, толщину слоя грунта. Массу используемого оборудования назначают из условия недопущения возникновения на поверхности пленки при выполнении этих операций опасных напряжений . I Способ создания противофильтра- ционного экрана поясняется примером реализации при использовании его при защите грунта дна водоема, сооружаемого в районе, который характеризуется наличием температур воздуха зимой до , летом до 40°С. Котлован сооружаемого водоема имеет размеры дна в плане 150x100 м, среднюю глубину 5 м, заложение откосов 1:4, уклон поверхности дна в продольном направлении 0,001, уклон поверхности дна в поперечном направлении 0,0005. Борта и дно котлована сложены су- 3 песью с галькой с частицами размеро до 50 мм, имеющей температуру замер зания -0,1°С, Уровень грунтовых вод не подвержен заметным сезонным коле баниям и расположен на 0,05-0,40 м ниже дна котлована. Глубина сезонно го промерзания грунта дна котлована составляет 1,8-2,0 м. Промерзание грунта дна котлована сопровождается неравномерными деформациями морозно го пучения-. Конструкция создаваемого экрана включает слой грунта, именуемого ;Гравёлистым песком, с частицами раз мером до 5 мм, толпд ной 0,3 мм, ук- (ладываемый на поверхность защищаемо го грунта, полиэтиленовую пленку толщиной 0,2 мм, слой грунта, именуемого супесью с галькой, с частицами размером до 50 мм толщиной О,А м,, укладываемый на пленку. Выполняют укладку слоя гравелис- того песка и пленки в период года-с положительными температурами окружающего воздуха, укладку слоя супес с галькой в период года с темпера- турами окружающего воздуха нилсе -10 С, вспомогательные земляные рат боты в период года с положительными температурами окружающего воздуха. Для этого могут быть использованы при создании экрана автосамосвалы грузоподъемностью 12 т, колеса которых при полной нагрузке кузова создают нормальную распределенную поверхностную нагрузку на грунт интергсивностью до 0,4 МПа, а также бульдозер на базе гусеничного трактора, гусеницы которого создают нормальную распределенную поверхностную нагрузку на грунт интенсивностью до 0,05 Mlla. В период года с положительньми температурами окружающего воздуха на поверхность защищаемого грунта дна котлована с использованием из- вестных приемов и средств укладывают слой гравелистого песка и пленку а на поверхность грунта примыкаю- , щих к дну участков откосов котлова- на до отметок, превышаюидах на 0,9 м отметки дна у подошвы откоса, укладывают пленку. Полотнища пленки, уложенные на дне и откосах котлована, герметично соединяют с помощью сварки. Емкость, образ:ованную путем соединения уложенных на дне и откосах котлована полотнищ пленки, за- 064 полняют водой с образованием слоя ее с толщиной в пределах площадки дна котлована от 0,45 до 0,65 м. Для заполнения емкости используют воду, имеющую температуру замерзания около . Подачу воды в емкость осуществляют с помощью выполненного из труб водовода, проложенного по откосу котлована. После образования з емкости слоя воды нужной толщины вьЕкидают, когда под действием ее- . тественного холода промерзнет слой воды- над пленкой. На поверхность льда укладывают слой грунта, именуемого супесью с галькой, предохраняющий пленку от повреждения в период эксплуатации экрана. При этом используют грунт в талом н мерзлом (комья размером до 200 мм состояниях из отвалов, образовавшихся при разработке котлована. Укладку грунта ведут с равномерным, по возможности, распределением его на поверхности льда. После укладки слоя грунта на слой льда убирают оборудование, использовавшееся при производстве работ выше поверхности слоя льда над пленкой, н выжидают, когда под действием тепла окрунсающей среды произойдет полное оттаивание слоя грунта и слоя льда над-пленкой. Затем нарушают целостность полотнищ пленки,, уложенных на откосах котлована, и дают возможность воде, образовавшейся при оттаивании слоев грунта и льда, стечь с поверхности пленки. Осушенный слой талого грунта разравнивают. После выполнения указанной операции работы по созданию противофильтрационного ькрана считают законченными. Принятую при создании экрана на толщину слоя льда устанавливают на основании расчетов и опытных данных. При этом получают, что при температуре окружающего воздуха ниже слой льда толщиной 0,45 м (толщина льда в расчете принята равной минимальной толщине слоя воды до промораживания в пределах площади котлована) при укладке на него с помощью строительных машин слоя грунта с комьями размером до 200 мм способен предохранить пленку от повреждения. Кроме того, при наличии на поверхности дна котлована к началу периода года с отрицательными температурами окружающего воздуха слой гравелистого песка толщиной ,0,3 м, пленки, слоя воды толщиной 0,45 м, а в части периода года с отрицательными температурами окружающего воздуха слоя супеси с галькой толщиной 0,4 м морозное пучение слоев грунта под пленкой не способно привести к повреждению пленки. При наличии на поверхности слоя льда толщиной 0,65 м (толщина льда в расчете принята равной максимальной толщине слоя воды до промораживания в пределах площа ди котлована )слоя супеси с галькой толщиной 0,4 м плавание слоя льда и связанные с ним повреждения пленки, неравномерное распределение грунта

на поверхности пленки после оттаивания слоя льда, невозможны.

Принятую при создании зкрана толщину слоя грунта над пленкой устанавливают на основании расчетов и опыт- иых данных. При этом получают, что при наличии над пленкой слоя супеси с галькой с частицами размером до 50 мм толщиной 0,4 м, наличии бульдозера, гусеницы которого создают нормальную распределенную поверхностную нагрузку на грунт интенсивностью до 0,05 МПа, разравнивание грунта над пленкой не может привести к повреждению пленки.

СПОСОВ СОЗДАНИЯ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОГО ЭКРАНА, включающий последовательную укладку в основании сооружения подстилающего слоя грунта с частицами преимущественно малых размеров и окатанной формы, полимерной пленки, элемента, предохраняющего пленку от повреждения в период возведения экрана и защитного слоя грунта, отличающийся тем, что, с целью повьшешш надежности экрана путем уменьшения повреждения пленки от проколов и разрывов при его возведении при отрицатель§ ных температурах окружающего воздуха и снижения стоимости экрана, в (Л качестве элемента, предохраняющего с пленку от повреждения в период возведения экрана, используют слой воды путем его проморажившшя, после чего укладывают на него защитный слой грунта, а затем производят оттаивание промороженного слоя воды. CD ел о а