Способ возведения грунтового водооградительного сооружения Советский патент 1992 года по МПК E02B1/00 E02B7/06 

со

с

Использование: в области гидротехнического строительства. Существо изобретения: на защищаемой территории вдоль водооградительного сооружения располагают дрену-карьер 1, грунт из которой вынимают для укладки в тело 2 намываемого сооружения до образования первоначального профиля с низовым откосом 3 и верховым откосом 4. В результате разрушения волнами верхней части сооружения с первоначально намытым профилем 3, 4 и переноса продуктов размыва в нижнюю аккумулятивную зону 5, 6 соответственно со стороны верхового и низового откосов достигается динамически устойчивый профиль с очертаниями 7 и 8 соответственно низового и верхового откосов. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к гидротехническому природоохранному строительству, в частности к возведению грунтового водоог- радительного сооружения и дрены вдоль этого сооружения для отторжения от акватории существующих водохранилищ мелководных и подтапливаемых территорий, используемых при решении народно-хозяйственных задач.

Цель изобретения - снижение стоимости строительства за счет обеспечения возможности намыва оптимального объема тела сооружения, а также повышение надежности защиты от подтопления отторгаемой территории.

Изобретение поясняется чертежом, на котором приведена схема трутового сооружения, возводимого предлагаемым способом.

На защищаемой территории вдоль возводимого водооградительного сооружения

расположена дрена-карьер 1, грунт из которой вынимается для укладки в тело 2 намываемого сооружения до образования первоначального профиля с низовым откосом 3 и верховым откосом 4. В результате разрушения волнами верхней части сооружения с первоначально намытым профилем 3, 4 и переноса продуктов размыва в нижнюю аккумулятивную зону 5, 6 соответственно со стороны верхнего и низового откосов достигается динамически устойчивый профиль с очертаниями 7 и 8 соответственно низового и верхового откосов.

Расстояние между бровками тела сооружения по урезу воды существующего водохранилища определяют суммой, составленной из длины размыва волнами откоса со стороны отторгаемой территории на период строительства, ширины гребня, водооградительного сооружения и длины размыва волнами откоса со

VI

S8

О О

стороны водохранилища в период тельства и эксплуатации

lyp рм + гр I рв,

при этом каждую из длин размыва определяют соответственно по след зависимостям

рм Р /Загс р (Тп), Yd IP

ips

-0,5 -

yd рыхл (1,0 -ДР(Г)

где Ip - величина размыва грунта откоса волнами на конечный период переформирований откоса до гидродинамически устойчивой формы, зависящей от типа грунта, слагающего откос, м,

.Д.б

Fl;3(Q)+Qfl F2;4(Q)

Mdb

где Fi(Q) и F2(Q) - функции, отражающие влияние обрушающихся объемов воды при ветровом, волнении на размыв и стабилизацию песчаных откосов, определяемые зависимостями

Fi(Q) 0,0067 Q 1-65;

F2(Q) 0,626 Q0 82 (1 + 0,853 х ),

и Fs{Q) и F4(Q) - функции, отражающие влияние обрушающихся объемов воды при ветровом волнении на размыв и стабилизацию гравийно-гзлечниковых откосов, определяемые зависимостями,

Fs(Q) 0,048 Q1 65:

F4(Q) 0,602 х Q0 82 (1 + 0,805 );

Q - удельный объем воды, падающий на 1 м длимы откосного сооружения при ветровом волнении, м

пК , Я h ч

u 2 П 2}

где h и Я - высота и длина волн расчетной обеспеченности;

ftidb гидравлическая крупность частиц, содержащихся в наибольшем количестве в грунте откоса, м/с;

/Загс опорная функция, зависящая от продолжительности волнения в водохранилище в строительный период, определяемая по приведенной в описании таблице;

(р (Тп) - функция фактора времени относительно интенсивности размыва сооружения, определяемая по то же таблице;

yd , yd рыхл -удельные веса скелета грунта в теле сооружения, возводимого на суше ( yd 1,60 т/м и в воде (у d рыхл 1,40

A Pd - количество намываемых частиц крупностью di 0,1 мм (доли единицы).

С целью недопущения подтопления отторгаемой территории в период эксплуатации и поддержания на ней принятого уровня грунтовых вод предварительно аналитически

производят определение расстояния между водооградительными сооружением с дреной-карьером 1 исходя из условий, что движение фильтрационного потока во всех

точках тела 2 и основания сооружения будет происходить при градиентах напора I; максимальная величина которого по отношению к наиболее вероятным видам фильтрационных деформаций грунтов тела 2 и основания

сооружения (механической суффозии, казуальной прочности, контактного размыва, фильтрационного выпора, оплывания), не превышает допустимой величины доп., определяемой опытным путем или аналитически по известным зависимостям.

Известно, что расстояние, на которое дрена-карьер 1 удалена от уреза воды в водохранилище, должно быть равным или более l-доп., величину которого определяют по

зависимости

,Hi +Н2

Ццоп - Jijg О

где Нч и На - глубина фильтрационного потока в верхнем бьефе и в дрене-карьера соответственно на период эксплуатации, м; д - эмпирический коэффициент, определяемый по графику на рис. 21 книги До- ценко Т, П., Канарский В. Ф. Пластины и

дамбы распластанного профиля. М.: Энергия, 1975, с. 48.

При возведении сооружения в его верховой клин (со стороны существующего водоема) грунт укладывают в необходимом и

достаточном объеме для разработки волнами для формирования гидродинамически устойчивой формы откоса за весь период эксплуатации системы.

В низовой клин сооружения грунт укладывают также в объеме, необходимом и достаточном для переработки со стороны отторгаемой территории за период возведения сооружения и освобождения отторгаемой территории от воды до проектного

контура этого откоса, требуемого по статической устойчивости в период эксплуатации.

Грунт, уложенный в низовой клин с учетом возможной переработки волнами в строительный период, используется для образования низового откоса водооградительного сооружения, устойчивого к гидродинамическому воздействию фильтрации в период эксплуатации. Коэффициент заложе. ния низового откоса принимают в этом случае из условия недопущения оплывания при свободном высачивании фильтрующейся воды в пределах откоса m Кзткр,

где ткр - критическое значение коэффициента заложения откоса из условия возможного оплывания, определяется известными методами;

Кз - коэффициент запаса.

Ширина гребня lrp сооружения устанавливается из условий эксплуатации сооружения.

Намыв в низовой клин сооружения производят до образования тела с расстоянием от бровки по гребню до бровки по урезу воды 1рМ, определяемым вышеприведенным выражением.

Верховой клин наматывают до достижения между указанными бровками расстоя- ния 1рв.

В результате разрушения волнами верхней части сооружения с первоначально намытым профилем 3, 4 и переноса продуктов размыва в нижнюю аккумулятивную зону 5, 6 подводный откос приобретает размеры и очертания 7, 8 динамически устойчивого профиля сооружения.

После окончания строительства производят осушение отторгнутой территории по- средством отвода дреной-карьером 1.

С целью недопущения подтопления территории фильтрационными водами со стороны водохранилища в дрене-карьере 1 постоянно принудительной откачкой поддер- живают уровень воды таким, чтобы расстояние между урезами воды в дрене-карьере 1 и существующим водохранилищем было больше или равно L-доп., определяемому аналитическим путем. В случае превышения уровня производят принудительный сброс воды из дрены-карьер 1.

Формула изобретения

Способ возведения грунтового водоог- радительного сооружения, преимуществен- но при отторжении акватории существующих водохранилищ, включающий намыв грунта из карьера, выполняемого в виде глубокой дрены со стороны защищаемой территории, отличающийся тем, что, с целью снижения стоимости строительства обеспечения возможности намыва оптимального объема тела сооружения, а также повышения надежности защиты от подтопления отторгаемой территории, на- мыв грунта производят до образования тела сооружения с расстоянием между его бровками по урезу воды существующего водохранилища, определяемым суммой, составленной из длины рм размыва волна- ми откоса со стороны отторгаемой территории в период строительства, ширины Гр гребня водооградительного сооружения и

длины рв размыва волнами откоса со стороны водохранилища в период строительства и эксплуатации

lyp рм + 1гр + рв,

при этом каждую из длин размыва откоса определяют соответственно по следующим зависимостям

1рм Ip Д)гс У 0)

7dlP

1Рв 0,5

yd рыхл (1,0 -APd )

где yd, /d рыхл -удельные веса скелета грунта в теле сооружения, возводимого на суше (yd S: 1,60 т/м и в воде (yd рыхл 1.40т/м3),

IP - величина размыва грунта откоса волнами на конечный период переформирования откоса до гидродинамически устойчивой формы, зависящей от типа грунтз, слагающего откос, м,

APd- количество намываемых частиц крупностью di 0.1 (доли единицы);

Fl:3(Q)(Q)

tOdb

где Fi(Q) и Ра(0) - функции отражающие влияние обрушающихся объемов воды при ветровом волнении на размыв и стабилизацию песчанных откосов, определяемые зависимостями

Fi(Q) 0,0067 Q1 65;

F2(Q) 0,626 Q° 82 (1 + 0,);

и Fa(Q) и F(Q) - функции отражающие влияние обрушающихся объемов воды при ветровом волнении на размыв и стабилизацию гравийно-галечниковых откосов, определяемые зависимостями F3(Q) 0,048 Q1 65;

F4(Q) 0,602 Q° 82 (1 + 0,805 );

где Q - удельный объем воды, падающей на 1 м длины откосного сооружения при ветровом волнении, м ;

Q

пХ (k h Т л 2

где h и Я - высота и длина волн расчетной обеспеченности, м;

- гидравлическая крупность частиц, содержащихся в наибольшем количестве в грунте откоса, м/с;

уЗагс - опорная функция, зависящая от продолжительности волнения в водохранилище в строительный период и определяемая по приведенной в описании таблице;

р (Тп) - функция фактора времени относительно интенсивности размыва сооружения, определяемая по той же таблице.