"Способ возведения противофильтрационной завесы типа "стена в грунте" Советский патент 1992 года по МПК E02B3/16 

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, в частности к способам укладки твердеющего заполнителя при возведении глубоких противофиль- трационных завес типа стена в грунте в сложных гидрогеологических условиях, применяемых в гидротехническом, шахтном и промышленно-гражданском строительстве для целей гидроизоляции плотин, каналов, горных выработок и промплощадок, а также для защиты подземных и поверхностных вод от загрязнения.

Цель изобретения - снижение расхода вяжущего при сооружении глубокой противофильтрационной завесы типа стена в грунте в сложных гидрогеологических условиях и повышение надежности работы за. счет регулирования прочностных свойств материала заполнителя по высоте противофильтрационной завесы.

На фиг. 1 представлен вертикальный поперечный разрез щели для противофильтрационной завесы с совмещенным графиком зависимости гидравлического напора от глубины; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - укладка заполнителя в первый слой завесы; на фиг. 4 - укладка заполнителя во второй слой завесы; на фиг. 5 - стадия заNJСА

СО ЧЭ

О

вершения укладки заполнителя с совмещенным графиком изменения концентрации вяжущего от глубины; на фиг. 6 - график зависимости прочности заполнителя от концентрации вяжущего в растворе.

Способ осуществляют следующим образом.

В щель 1 шириной Ь, глубиной h, пройденную ранее захватками I с помощью известных средств пол защитой тиксотропного раствора 2 в необводиенных 3 и водонасы- щенных 4 грунтах укладывают с использованием мнъектора 5 твердеющий заполнитель (раствор) 6 (фиг. 1, 2, 3). В соответствии с заданной (проектной) шириной b завесы и эпюрой 7 гидравлического напора Н, измеренного в щели 1, рассчитывают максимальный градиет напора 1Макс. Так как он приурочен к нижней части 1-го (от дна) слоя завесы толщиной hi, то 1Макс - И. а максимальный гидравлический напор Нмакс - Hi. Тогда

Н

Ь

С учетом Макс лабораторным путем подбирают состав твердеющего заполнителя с достаточной прочностью на сжатие RMBKC RI и соответствующей концентрацией «макс вяжущего, определяют расход вяжущего на 1 м твердеющего раствора для первого слоя Кч, равный Кмакс.

Каждый вышележащий слой будет иметь свой напор HI. Прочность заполнителя в каждом слое регулируют в соответствии с напором на его нижней границе путем изменения концентрации вяжущего К| в составе раствора (соответственно при этом изменяется и концентрация остальных компонентов , Этого можно достичь, например, путем изменения толщины hi, а значит и обьема слоя Vj при неизменном количестве вяжущего g во всем обьеме каждого слоя,

Для этого тело будущей завесы делят (теоретически) по глубине (высоте) h на п слоев разной толщины hi. При этом, чем меньше напор Hi в слое, тем меньшая концентрация вяжущего Ki нужна, чего можно достичь увеличением толщины слоя при неизменном g, постоянных захватке I и ширине Ь завесы.

Необходимое количество вяжущего g (одинаковое во всех разнообъемных слоях) рассчитывают в соответствии с максимальным напором в первом слое от дна завесы. С этой целью назначают толщину первого слоя гл с учетом технических и технологических возможностей.

и

0

5

0

5

Зная длину I захватки завесы, ширину ее Ь и толщину hi первого слоя, определяют объем 1-го слоя Vi -1 Ь hi.

Зная Ki и Vi, рассчитывают gi Vi Ki. Рассчитывают коэффициент снижения прочности /б заполнителя, представляющий собой отношение величин максимальных гидравлических напоров, т.е. на нижних границах смежных слоев. Так, для 2-го слоя он равен

Д1-Н2

Hi

и по формуле R2 / RI рассчитывают прочность на сжатие R2 для нижней границы второго снизу слоя.

Задав параметры 1-го слоя завесы (Н IMSKC; RI RMBKC; hi) и используя имеющуюся зависимость прочности Rc заполнителя выбранного состава от концентрации К цемента, определяют по графику на фиг. 6 концентрацию цемента KI в последующих слоях.

Так, зная R2 по графику R-K, определяют соответствующую ему концентрацию Kz вяжущего вещества для 2-го слоя, затем рассчитывают объем второго слоя

30

v2 A

2 К2

и толщину его

35

(12

V2

Зная h2 - верхнюю границу 2-го слоя (она же нижняя граница 3-го слоя) и соответствующий ее глубине гидравлический напор

Нз, рассчитывают /3 гг и по формуле

RS р R2 рассчитывают Рз для нижней границы третьего слоя.

Далее, зная Ra, по графику определяют концентрацию вяжущего вещества Кз для третьего слоя, рассчитывают объем

Уз- -93 К3

и толщину ha третьего слоя

V3

пз

и т.д.

При изменении концентрации вяжущего в-материале заполнителя соответственно меняется концентрация и остальных компонентов состава твердеющего раствора.

Режим укладки должен обеспечивать одновременность начала схватывания всех слоев. Это необходимо для получения однородных условий твердения заполнителя всех слоев, обеспечивающих качественное сцепление между слоями и, соответственно, прочность и сплошность ПФЗ.

Одновременность обеспечивается введением замедлителей твердения в ко|пиче- ствах, позволяющих приурочить начало схватывания раствора каждого слоя к началу схватывания раствора последнего по укладке (т.е. верхнего) слоя./

Рассчитав параметры всех слоев завесы, приступают к послойной укладке заполнителя (фиг. 3, 4, 5).

В качестве замедлителей схватывания рекомендуется применять фосфаты одновалентных металлов - натрия, калия, аммония, введенных в количестве 0,3-0,5% от массы цемента, позволяющих замедлись начало схватывания раствора-заполнителя в пределах 360 мин, в течение которых осуществляется заполнение захватки.

Формула изобретения Способ возведения противофильтраци- онной завесы типа стена в грунте, включающий проходку щели, послойную укладку в щель твердеющего заполнителя со свойствами, различными для каждого слоя, отличающийся тем, что. с целью снижения расхода вяжущего при сооружении глубокой противофильтрационной завесы в сложных гидрогеологических условиях и повышения надежности работы за счет регулирования прочностных свойств материала заполнителя по высоте противофильтрационной завесы, после проходки щели измеряют гидравлический напор для самого нижнего слоя противофильтрационной завесы, рассчитывают прочность и подбирают соответствующий состав твердеющего заполнителя для

него, а для каждого вышележащего слоя прочность твердеющего заполнителя рассчитывают по зависимости

Ri+1

Hi

Ri,

где RI и RH-I - пределы прочности заполнителя одноосному сжатию в нижележащем I- ом слое и в рассматриваемом (1+1) слое, HI и HI-M - гидравлические напоры нижележащего 1-го слоя и рассматриваемого (Н1)-го слоя,

а послойную укладку твердеющего заполни- теля осуществляют с изменением концентрации компонентов в соответствии с рассчитанной прочностью каждого слоя и с обеспечением одновременности схватывания всех слоев.

А-А

Изобретение относится к области гидротехнического строительства. Цель изобретения - снижение расхода вяжущего при сооружении глубокой противофильтрационной завесы типа стена в грунте в сложных гидрогеологических условиях и повышение надежности работы за счет регулирования прочностных свойств материала заполнителя по высоте противофильтрационной завесы. После проходки щели 1 измеряют гидравлический напор для самого нижнего слоя противофильтрационной завесы, рассчитывают прочность и подбирают соответствующий состав твердеющего заполнителя 6 для него. Для каждого вышележащего слоя прочность твердеющего заполнителя 6 рассчитывают по предлагаемой зависимости. Послойную укладку твердеющего заполнителя 6 осуществляют с изменением концентрации компонентов в соответствии с рассчитанной прочностью каждого слоя и с обеспечением одновременности схватывания всех Слоев. 6 ил. (Л С

Ч

Риг.З

Фиг А

Ясж.йЛо

R, V з fV

K Kj KЈ К,

Редактор И.Шубина

Составитель В.Байдаков

Техред М.МоргенталКорректор И.Муска

KI

фб/г. 5