Способ намыва узкопрофильных сооружений Советский патент 1989 года по МПК E02B7/06 

Изобре1 ение относится к гидротехническому строительству, в частности к возведению узкопрофильных грунтовых соорзпкений способом гидромехани- г зации, преимущественно на мерзлых грунтах.

Цель изобретения - повышение экономичности и расширение функциональных возможностей узкопрофильных соо- ю ружений за счет обеспечения возможности укладки трубопроводово

На фиг«1 показана разработка прорезей в грунте и устройство каркаса; на фиг.2 - гибкие полотнища, заведен- 15 ные одним концом -в цели, а другим. - на каркас и закрепленные к грунту; на фиг, 3 - сооружение после окончания намыва грунта,, общий вид,

Способ реализуют следующим обра- 20 зом,

В грунте 1 перед.началом намыва разрабатывают прорези 2 вдоль продоль- ных с торон насыпи, например, баровой машиной (не показана) , производят 25 раскладку нарезанных по размеру гибких полотшщЗ; вдоль оси сооружения и устраивают каркас 4, например, в.

виде тросов. Каркас устраивают так, чтобы при намыве и после выпирания зО гибкого полотнища вверх, ограждающего Откосную часть под действием выталкивающей силы гидронамывной пульпы, угол наклона оЛ гибкого полотнища к

горизонту удовлетворял углу устойчивого откоса земляного соорузкения ср „

Угол наклона гибкого полотнища определяют по формуле

oL arctg

q hjCH-t tp)

действующая распределенная нагрузка от гидронамывной пульпы, кг/м;

площадь сечения гибкого полотнища,

проектная высота .насыпи, м; предел прочности материала.

кг/

м

tp - угол устойчивого откоса зем- ляного соору;«ения, который определяют из формулы

ctgCf .,

(2)

Jo-sincp

.плотность взвешенного грунта;

угол внутреннего трения влажного грунта;

5

0

5

О

0

5

О о объемный вес вода; К - коэффициент устойчивости

откоса (принимается равным

., 1,3-1,4),

.Так, например, при намыве песка с 10%.-ной концентрацией пульпы угол q составит 28°. В прорези 2 заводят края гибких полотнищ 3 с помощью дреноукладчиков или других механизмов, а верхние их края заводят к оси насыпи на каркас 4 и крепят их к грунту 1, например, штырями 5, . при этом оставляют зазор 6 между последующем и предыдущим полотнищами путем выполнения сборок. Производят намыв грунта на проектную высоту торцовым либо рассредоточенным методом на подготовленную карту, при этом при обводнении грунта потоком гидросмеси происходит заплывание прорезей 2 и заанкеривание нижнего края гибкого полотнища 3, служащего ограничением карты Намыва В мерзлых грунтах полотнища заанкериваются путем их вмораживания в грунт 1, Пульпа, двигаясь по карте, проникает между гибкими полотнищами 3 через зазоры 6 и замы- ваег эти края полотнищ грунтом 7,

После окончания намьта грунта элементы каркаса, например тросы. 4, извлекают из тела сооружения, например, вытягива нием. В. насыпи возможна прокладка трубопроводов 8 - и устройства на ее поверхности дороги 9,, Гибкие полотнища 3, заанкерен- ные в грунте 1, выполняют функцию укрепленных боковых ограждений карты намыва, что позволяет интенсифицировать намывные работы и повысить темпы возведения грунтового сооружения. Гибкие полотнища, например геотекстильные материалы, типа дорнит обеспечивают хорошее отведение осветленной воды с карты намыва для достижения необходимой плотности и прочности намываемого грунта о Не требуется дополнительных работ по укреплению откосов насыпи после окончания наг-ы- ва, так как они обжать5 гибким полотнищем, заанкеренным в грз нтовом массиве как снизу (в коренном грунте), так и сверху (в теле намытой насыпи). Защемление нижних кромок полотнищ осуществляется за счет эффекта присоса при попадании гидропульпы в прорези и их заплывании. Наиболее эффективнь м предлагаемый способ бу

515

дет при намыве насыпей на мерзлых грунтах, так как нижний край полотнища окажется вмороженным в разработанной щели коренного грунта, а огражде ние карты намыва позволит сократить зону растепления мерзлого грунта потоком пульпы вокруг намываемой насыпи, что сохраняет геокриологическое равновесие естественных грунтов, находящихся за пределами карты намыва.

Пример, Выполнение узкопрофильной насыпи под автодорогу 9 шириной 10 м и четырех трубопроводов 8 предлагаемым способом

Параметры требуемой насыпиt ширин по верху 20 м, проектная высота насыпи 1,5 м, глубина заложения трубопроводов 2,2 м. Объемный вес гидронамыв ной пульпы кг/м.

Коэффициент устойчивости откоса определяют по формуле (2)

ctg32 920-tg28 1050sin32 , т.е. при углес 32°, который будет образовываться при намыве насыпи, откосы будут достаточно устойчивыми

Нагрузку q , действующую на Гибкие полотнища, определяют по .формуле

а Чг-Чн где q - гидростатическое действие

гидронамывной пульпы.равное - I Уп ,000161 i 2sinq 2sin3Y 3,4 кг/см.

Нагрузка от веса полотнища равна q ,6. 0,,21 кг/см, где р - масса 1 м ткани,

К,

1,42,

Чг

,4-0,,2. Определим необходимую площадь полотнищ из условия прочности

q-H

Caj-tgc/

1

- ,., 3,2-150 . 32

тического давления пульпы и выгиба гибкого полотнища вверх образуется угол qJ 32°, соответствующий устойчи нему углу откоса. Определим необходимую величину заглубления полотнищ в грунт основания. Находим максимальную действующую продольную силу в полотнище, стремящуюся выдернуть полотно

из грунта основания а

W- qi-s

--2h

1 +

4h

3,2350 0,52

2-150 911 кг

1 +

150 - -4 350 2

Необходимая глубина заложения определится из условия

1

TrfnTfTf Tj

где и - периметр полотна, см;

козффициенты условия работы,

принимаемые 0,8; I - расчетное сопротивление по боковой поверхности за счет сил трения, кг/см равно дпя талых грунтов 0,38 кг/см, для мерзлых - 4,5 кг/см ; Гц - расчетное сопротивление по

боковой поверхности за счет

/ 2. сил присоса, кг/см , равно

для талых грунтов 1,1 кг/см ,

для мерзлых - Оо Для талого грунта основания 1 .911

/ 2, б :о, вТ, :й+1 , 1У

Для мерзлого грунта

2;6 . М(4,5) Из расчетов видно, что наиболее целесообразно применение способа на мерзлых грунтах, что способствует меньшему заглублению полотнищ в грунт примерно в 3-4 раза

Формула изобретения

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Цель изобретения - повышение экономичности и расширение функциональных возможностей узкопрофильных сооружений за счет обеспечения возможности укладки трубопроводов. В грунте 1 разрабатывают прорези 2. Внедряют в них нижние края гибких полотнищ 3. Оставляют зазор между последующим и предыдущим полотнищами, выполняя "сборки" у средних полотнищ. Угол α наклона гибкого полотнища к горизонту перед началом намыва назначают из условия, чтобы после окончания намыва он был равен углу φ устойчивого откоса земляного сооружения. При этом нижние края полотнищ 3, закладываемые в прорези 2, защемляют в грунте вмораживанием или заплыванием в процессе намыва. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1a

4tg32 CM .

Площадь поперечного, сечения полотнища принимается 105 см- 66,06 см , что обеспечивает его прочность

Находим необходимый угол по формуле (1)

0 arctg3, 1 ,39 „ « 4

При выполнении угла 22 в процессе замыва под действием гидроста1, Способ намыва узкопрофильных сооружений, возводимых на проектную

высоту по наклонной карте, непрерывно перемещаемой вдоль трассы сооружения и ограниченной по обеим продольным сторонам гибкими полотнищами, закрепленными на каркасе, о т л и чающийся тем, что ,с целью повьшения экономичности и расширения функциональных возможностей узкопрофильных соорзтесений за счет обеспечения возможности укладки трубопровоiдов, в грунте основания ниже подошвы : насыпи перед началом намыва вдоль : продольных сторон насыпи разраба ыва- :ют прорези, закладывают в них нижние : края гибких полотнищ, а верхние заво- : дят к оси насыпи на каркас и крепят ; их к грунту основания, при этом ос- ; тавлягот зазор между последующим и : предьщущим полотнищами путем выпол- I нения сборок у средних полотен, | причем угол наклона гибкого полот- I на .к горизонту перед началом намыва I назначают равным углу cL

oL arctg

qV(l + )

4capF где q - действующая распределенная нагрузка от гидронамывной

пульпы, кг

/м;

h - высота насыпи, м; F - площадь гибкого полотнища, .

PI- предел прочности гибкого полотнища, - угол устойчивого откоса земляного сооружения с обеспечением после окончания намы- ва угла наклона pi гибкого

полотнища к горизонту, равным углу Lf устойчивого откоса земляного сооружения 2. Способ по п. 1,отличаю- щ и и с я тем, что нижние края гибких полотнищ, закладываемых в прорези, защемляют в грунте основания путем их вмораживания или заплывания краев полотнищ в процессе намыва гид- ронамывной пульпой.

фие.З