Способ возведения грунтовой плотины из мерзлых грунтов Советский патент 1990 года по МПК E02B7/06 

Изобретение относится к возведению грунтовых плотин, преимущественно в северной строительно-климатической зоне.

Цель изобретения - сокращение сроков строительства.

На фиг.1 изображена схема плотины, поперечный разрез; на фиг.2 - то же, с дополнительной призмой в пределах зоны ядра; на фиг.З - то же, с наклонными призмами грунтовых противо- фильтрационных элементов; на фиг.4 - то же, в процессе ее гидрооттайки.

П р и м е р 1. Плотина состоит из верховой и низовой упорных призм 1 и 2, межпризмового пространства - ядра 3 и гребня 4. В летнее время отсыпа ют слой грунта по всей ширине плотины с целью сопряжения ее с основанием. Зимой отсыпают верховую и низовую упорные призмы 1 и 2 первого яруса из ,из мерзлого несвязного грунта без уплотнения. Летом подают воду в гребень упорных призм 1 и 2 с переливом ее через кромки откосов по обе стороны от оси упорных призм. Подача воды в гребень упорных призм 1 и 2 обеспечивает их оттаивание и последующее самоуплотнение, а также устройство прудка в межпризмовом пространстве в зоне ядра 3, являющегося вместилищем для устройства ядра 3 первого |яруса. Одновременно производят заполнение межпризмового пространства crt

ОЭ 00

со

sj

ядра 3 первого яруса., например, талым суглинком послойно с уплотнением. Глубину прудка назначают меньше 2 м, так как в этом случае обеспечивается качественная укладка грунта. За лето производят полное оттаивание мерзлого грунта упорных призм 1, 2 и отсыпку ядра 3 первого яруса плотины.

Во вторую зиму отсыпают упорные призмы 1 и 2 второго яруса из мерзлых |несвязных грунтов, укладываемых без :уплотнения. Летом производят указанным способом их гидравлическое оттаивание с одновременным заполнением ядра 3 связным грунтом. Третий и последующие ярусы плотины возводят аналогично. Гребень 4 плотины из-за сужения фронта работ отсыпают насухо из талых гр унтов с уплотнением.

П р и м е р 2. Плотина (фиг.2) состоит из упорных призм 1 и 2, меж- призмового пространства,, являющегося вместилищем противофильтрационного элемента, - ядра 3, которое включает дополнительную призму 5 гребня 4 плотины. В летнее время производят известными способами сопряжение тела плотины с основанием. отсыпают ,верховую и низовую упорные призмы 1 и 2 первого яруса из мерзлого несвяз- ного грунта без уплотнения, летом подают воду в гребень упорных призм 1 и 2 с переливом ее через кромки откосов с целью их оттаивания и образования прудка в межпризмовом пространстве - ядре 3 первого яруса. Одновременно ядро 3 заполняют грунтом путем укладки в воду, В противофильтрацион- ный элемент - ядро 3 отсыпают, например, мерзлый связный грунт с ледовыми включениями, а в дополнительную призму 5 - несвязный грунт, например песок. Глубину воды в прудке поддерживают аналогично примеру 1, но меньше 2 м с тем, чтобы было возможно осуществить механическое уплотнение мерзлого связного грунта проходящим транспортом при его частичном оттаивании.

В следующую зиму отсыпают упорные призмы 1 и 2 второго яруса из несвязного грунта. Летом производят их оттаивание указанным способом с одновременным заполнением мерзлым связным грунтом межпризмового пространства - (ядра 3 второго яруса, в дополнитель- ную призму 5 отсыпают песок. Третий и последующий яругы плотины возводят аналогично. Гребень 4 плотины из-за

5 Q

5

O 5

0

5

0

5

сужения фронта работ отсыпают насухо с уплотнением грунта.

В отличие от примера 1 плотину в примере 2 нельзя ставить под напор, так как ядро 3 не является кондиционным: его возводят из мерзлых связных грунтов с ледовыми включениями. Произведенное механическое уплотнение позволяет их уплотнить при частичном оттаивании на величину просадочной части осадки, текстура уплотненного грунта не может быть однородной из-за наличия включения льда, в этом случае в дополнительной призме 5 устанавливают противофильтрационный элемент, например ледогрунтовую завесу на период стабилизации прочности тела плотины. П р и м е р 3. Плотина (фиг.З) состоит из упорных призм 1 и 2, закон- струированных в виде плотин, включающих вертикальные грунтовые противо- фильтрационные элементы 6, горизонтальные грунтовые противофильтрацион- ные элементы 7, соединяющие вертикальные противофильтрационные элементы 6 двух смежных по высоте ярусов, горизонтальный грунтовой противофильтрационный элемент 8 основания плотины, соединяющий вертикальные противофильтрационные элементы верховой и низовой упорный призм 1 и 2 первого яруса. Межпризмовое пространство каждого яруса состоит из дополнительной призмы 9 и грунтового противофильтрационного элемента 10. Гребень плотины 4 из-за сужения фронта работ отсыпается насухо с уплотнением грунта.

Способ осуществляют следующим образом.

В летнее время производят известными способами сопряжение тела плотины с основанием, отсыпают из талого суглинка горизонтальный противофильтрационный элемент 8. В зимнее время отсыпают из мерзлых несвязных грунтов упорные призмы 1 и 2 первого яруса. Вертикальные противофильтрационные элементы 6 возводят, например, из мерзлых суглинков без уплотнения. Петом подают воду в гребень упорных призм 1 и 2 с переливом ее через откосы. Одновременно производят заполнение межпризмового пространства грунтом путем отсыпки его в воду с глубиной прудка меньше 2 м: в дополнительную призму 9 отсыпают, например, песок, в противофильтрационный элемент 10 отсыпают, например, талый суглинок.

51S

После заполнения межиризмового пространства первого яруса отсыпают горизонтальные протнвофильтрационные элементы 7, например, из талого суглинка с уплотнением. Второй и последующие ярусы плотины возводят аналогично первому. Исключение может составлять отсутствие необходимости в устройстве горизонтального грунтового противофильтрационного элемента 8, соединяющего вертикальные грунтовые противофильтрационные элементы упорных призм каждого яруса. При возведении второго (последующего) яруса воз- можно оттаивание не оттаявших по каким-либо причинам мерзлых зон упорных призм первого (предыдущего) яруса.

Способ позволяет строить плотину круглогодично. Но следует учитывать, что внутренние откосы упорных призм 1 и 2 каждого яруса должны быть запроектированы устойчивыми на перелив воды, подаваемой в гребень упорных призм 1 и 2, затем при отсыпке грунта в воду наружные поверхности дополнительной призмы 9 и противофильтрацион ногб элемента 10 должны содержать переходные слои, обеспечивающие качественное примыкание к внутренним откосам упорных призм 1 и 2.

Пример 4. В летнее время подготавливают основание, ведут заготовку связного грунта, заключающуюся в удалении включений льда, например, путем вытаивания их в валках. По мере вытаивания льда связный грунт складируют в бурты. Осенью и зимой при температуре воздуха, например, до -20 С возводят плотину, законструированную согласно фиг.З. Плотину возводят по высоте равномерно по всей ширине, так как связный грунт конструктивных элементов 6 и 7 можно укладывать с уплотнением. На данном этапе плотина строится в соответствии с канонами вилюйской технологии. При температуре воздуха ниже -20°С грунт отсыпают только в упорные призмы 1 и 2. Качество уплотнения при этом темпера- туре ухудшается, но работа уплотнения грунта проводится при возведении про- тивофильтрационных элементов 6.

Во вторую половину зимы в упорные призмы 1, 2 и противофильтрационные элементы 6 укладывают мерзлый грунт без уплотнения. Плотину возводят аналогично примеру 3. Летом проводят „ гидрооттайку указанным способом упор-

5

JQj

20 25 ,-

35 $ 0

55

40

70

ных призм 1 н 2, заполнение межпрт-- мового пространства т.элым грунтом in буртов и одновременно РОЧНОДЯТ нопыг бурты. После окончания гидрооттайки производят уплотнение упорных призм 1 и 2 сверхтяжелыми трамбовками. Упорные призмы можно уплотнять в тало-мерзлом виде с одновременным дооттаиванием мерзлых зон другим способом гидрооттайки (фиг.4), когда вода из межпризмового пространства по талику фильтруется через упорные призмы 1 и 2.

Во вторую зиму работы повторяют. Первой половине зимы отводится функция заготовки грунта и укладки его в тело плотины. Плотина возводится круглогодично без перерывов. Обеспе- чивается полная занятость строителей. I При укладке мерзлого связного грунта в противофильтрационный элемент 6 можно его уплотнять по известному способу. Грунт уплотняют в тало- мерзлом виде. Интенсивность укладки грунта не будет столь высокой и уложенный грунт будет промороженным. Это имеет место при температуре ниже -20°С. Талый суглинок, уложенный с уплотнением в противофильтрационный элемент 6 при температуре выше -20°С, будет также проморожен. Таким образом, упорные призмы представляют собой мерзлые плотины, которые оттаивают летом указанным способом с одновременным заполнением межпризмового пространства грунтом. После превышения уровня воды в межпризмовом пространстве уровня основания талика в упорной призме (фиг.4) прекращают подавать воду в гребень упорной призмы.

Формула изобретения

1. Способ возведения грунтовой плотины из мерзлых грунтов, включающий поярусную отсыпку упорных призм со стороны верхового и низового откосов противофильтрационного элемента, оттаивание мерзлого грунта, о т л и - чаю щийся тем, что, с целью сокращения сроков строительства, в каждом ярусе вначале отсыпают упорные призмы из мерзлого грунта, после чего оттаивают грунт упорной призмы с поверхности откосов внутрь упорной призмы путем подачи воды в гребень упорной призмы и перелива ее через кромки откосов, а затем заполняют межпризмо- вое пространство грунтом.

2. Способ по п.1, отличаю-нового пространства через мерзлый

щ и и с я тем, что воду прекращаютгрунт в упорной призме, после чего

подавать в гребень упорной призмыводу подают в межпризмовое пространпосле начал а перелива воды из межприз- ство.

Изобретение относится к области гидротехнических сооружений. Цель изобретения - сокращение сроков строительства. При осуществлении способа возведения грунтовой плотины из мерзлых материалов, включающего поярусную отсыпку упорных призм со стороны верхового и низового откосов, в каждом ярусе вначале отсыпают упорные призмы из мерзлого грунта. После этого оттаивают грунт упорной призмы с поверхности откосов внутрь призмы путем подачи воды в гребень призмы и перелива ее через кромки откосов. Затем заполняют межпризмовое пространство грунтом. Кроме того, подачу воды в гребень упорной призмы можно прекращать после начала перелива воды из межпризмового пространства через мерзлый грунт в упорной призме. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

X

3 5 3/2

Редактор А.Мотыль

Фиг.ъ

Составитель В.Казаков Техред м.Ходанич

Заказ 1427

Тираж 534

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

/

/

Корректор М.Кучерявая

Подписное