Грунтовая плотина на подрабатываемой территории Советский патент 1982 года по МПК E02B7/06 

(54) ГРУНТОВАЯ ПЛОТИНА НА ПОДРАБАТЫВАЕМОЙ Изобретение относится к гидротехни- ческому строительству и может быть использовано при возведении плотин из грунтовых материалов на подрабатываемых подземными выработками территориях. Известны .плотины из грунтовых мате риалов, в которых для предотвращения , образования трешин при деформациях основания вьтолнёны полости, заполненны несвязаньпл грунтом Cl. , Недостатком этих плотин является невысокая надежность работы при возведении их на подрабатываемых территориях, т. е. при возможности значительных деформаций оснований. Наиболее близкой к изобретению явля ется грунтовая плотина на подрабатываемой территории, включающая тепо пло- ганы и противофильградионные размешенные в трешинах С 2. Недостатками известной плотины являются сравнительно невысокая надеж ность и долговечность работы во; ТЕРРИТОРИИможности дальнейшего развитая трещин и появления новьпс при продолжающейся подработке.основания. Цель изобретения - повышение надежности и долговечности плотины в условиях продолжающейся деформации основания, обеспечение фильтрационной Vtponности прогивофильтрационного элемента в трешинах плотины. Поставленная цель достигается тем, что в трещинах плотины из грунтовых материалов противофильтрационные элементы размещены вдоль оси трешин и выполнены в виде свай, например набивных. Для предотвращения появления допел- вителькых трещин в промежутках между свайными рядами половинки свай в со- седЕоо: рядах соединены анкерньпли тагами с предварительным натяжением. Кроме того, набивные сваи вьтолнёны из грунтов с крупностью зерен, уве- пичиваюшийся в направлении от верхового откоса к низовому, а в забивных 98 свайных р5щах сваи со стороны низового огкоса вьтолисны из пористого бетона, Для повыше шя треп1ииоск1йкости плотины сваи вьгаолнены из двух элементов, полость между кбторы Л1 снабжена элас. ткчной камерой, заполненной жидкостью под давлением, превышающим давление воды на подошве плотины. Для исключения просьшания материала набивки свай в полость градины набивка заклюяеца в сетчатую оболочку с эллипти ческим поперечным сечением, длинная ocbjKoToporo расположена вдоль оси трещины. На фиг„ I показана плотина из грунговых материалов, в плане; на фиг. 2 разрез Aw на фиг, I; на фиг. 3 - разре Б-Б на фиг, I; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 1; на фиг, 5 - клиновидная забивная свая, поперечный и продольный разрезы; на фиг. 6 набивная песчаная Ьвая, поперечное и продольное сечения; .на фиг. 7 - свая, выполненная в виде г}щравл1тческого домтсрата, поперечное и продольное сечения. Плотина из грунтовых материалов вкл чает гребень I, верховой 2 и низовой 3 откосы и подрабатываемое основание 4. Вдоль 9СИ поперечных трещин 5 размеще ны .протиБофильтрационные элементы, которые вьшолнены в виде железобетонных свай 6 или набивных грунтовых свай 7-9,) крупность частиц материала Которых возрастает в направлении от верхового откоса2 к низовому 3. Набивные сваи могут быть снабжены ущире икями в верхней части. В забивных свай ных рядах, которые могут быть вьшолнены прерывистыми по длине трацины, свая бй. со стороны низового откоса выпо нена из пористого бетона. При погружении свай в, тело плотины грунт в объеме свай вытесняется в стороны, создавая дополнительные сжимакнц напряжения вдоль оси плот1Шы и пре пятствуя тем самым образованию трещин от воздействия подработки основания ; плотины горными работами. При эгом деформации удлинешш плотины компенсируются за счет введения в тело плотины новых объемов материала в ввде свай В случае продолжающихся длитель ных деформаций в плотину погружают новые промежуточные ряды свай ( . пункгдр 8 а на фиг. I и 2), Первоначальное расстояние между свайными рядами мож но принять менее или равньад двумя высотам плотины (необходимость введения дополнительных рядов и их размеры 7 определяются расчетом). Сваям в рядах можно придавать наклон в сторону ни- зового откоса, что может повысить эффективность противофильтрапионной з&шяты.- Вдоль оси клиновой забивной сваи 6 проложейа труба 10 для инъекции цементного раствора с вьшускнЫми отверстиями 11. Нагнетание раствора предназначено для дополнительного обжатия грунта тела плотины к в отдельных случаях может заменить забивку дополнительных промежуточных свай;1ых рядов. Для повышения противофильтрапионной надежности свайного ряда на поверхностях свай вьшолнекы продольные ребра 12. Если не применять инъекции и вьшускные отверстия перекрыть дренажными сетками, свая 6 может быть использована как дрена Sfj. В качестве сваи - дрены могут быть применены сваи из пористого бетона, а также фильтрованые звенья труб водозаборных и водопонизительных скважин. При необходимости ряды свай продолжаются в плане с выходом на верховой и низовой откосы плотины. На фиг. 6 показана набивная песчаная свая 8. В процессе продолжающегося удлинения плотины набивка из песка постепенно разрыхляется. Однако набивку свай можно периодически уплотнять, например, виброобработкой с помощью диб росваи. Металлическую трубу 13 вибросваи можно оставить внутри набивки и при необходимости уп- . лотнения вводить в полость трубы 13 виброштангу 14 с виброэлементами 15, что облегчает и ускоряет процесс виброобработки набивки. С целью повышения надежности защиты плотины часть набивных свай может быть снабжена постоянньпч1и глубинными виброустановками, управляемыми дистанционно. Полость для набивки может .быть вьгаолнена также призматическими и клиновыми сваями. На фиг. 7 приведена свая 6, вьшолненная в виде .гидравлического домкрата. Она состоит из двух половинок 16 и 17, полость между которыми снабжена эластичной камерой 18, заполняемой жидкостью под давлением через трубу 19. Жидкость может быть как постоянной, например вода, так и твердеющей и расщирярщейся. Стенки сваи, снабженные ребрами 2О, создаютЬостоянное давление на гсунт плотинь, надежно компенсируя деформация удлинений и обеспечивая противофильтрационную защиту плотины. Продольный стьш 21 створок сваи выполнен

.jHTsaroodpaaifbiM (в паз и гребень), что обеспечивает монолитноегь сваи при ее псгружешш в грунт и свободное раскрытие в эксплуатационный период. Во избежание выпавливанш ; камеры, с внугреа- 5 ней стороны стык створок перекрыт накладками 22.

Св)ая-домкрат может быть вьтолнеяа в железобетоне. Устройство свай (фиг. 5-7) может чередоваться в свайном ря- 10 ду в необхош1мых комбинациях в соотв . ветствии с констфукцией плотины и конкретными условиями ее зашиты. Кроме того, забивные. Например клиновые, сваи MofyT вначале погружатьсяis

лишь на часть своей длины, а затем по мере нарастания деформапии удлин«1ия

плотины забиваться полностью. Доста- , точно эффективно также периодическое

наращивание сваи по. длине,20

Если на первом этапе зашиты плотины применены набивные сваи, на втором этапе Можно произвести погружение забивных свай вдоль осей ранее вьшолненных набивных свай. Забивка свай может быть 25 успешно применена при ликвидации различного рода сосредоточенных путей фильтрации в плотине и ее основании (кгоочей, грифонов и т. п.). При вьшолнении набивных свай-дрен (типа свай 9 зо на фиг. I и 4) с цельк) исключения просьшания материала набивки в полость открываюшейся трешины набивка заключается в сетчатую оболочку, имеюшую в сечении форму эллипса и располагаемуюз длинной его стороной вдоль оси традины.

Свая-домкрат (фиг. 7) также может быть вьтолнена в варианте дрены. Для этого на ее стенки нашиваются пористые .пластины или вьшолняется система дре- о нажных отверстий. Гидравлическое домкратирование легко выполнить и при устройстве набивных свай по фиг. 6,. при этом труба 13 заменяется камерой 18, которая ставится под постоянное внутреннее давление жидкости. Возможно также заполнение оболочки более тяжелой жидкостью, ч1Го создает дополнительный распор оболочки и обеспечивает распор в тепе плотины. В качестве жид- „ кости может быть использован буровой раствор на основе бентч ниговой глины или других тяжелых компонентов.

Ф

ормулаизобре тения

1.Грунтовая плотина на подрабатываемой территории, вклаючакяцая тело плеотннй и противофильтрационные элементы размещенные в трещинах, отличающаяся тем, что, с целью повьппенкя надежности и долговечности плотины в условиях прюдолжакщейся деформа ции основания, противофильтрационные элементы разманены вдоль оси трещин

и вьтолнены в вдце свай, например набивных.

2.Плотина- по п. I, о т л и ч а ю щ. а я с я Тем, что, с целью предотвра- щеЁЕия возникновения трещин в проме жугаах между свайными рядами, половинки свай в соседних рядах соединены анкерным тягами с предварительным натяжением, например, с помощью соединительных ,муфт.

3.Плотина по п. I, отличающая с я тем, что, с целью повышения фильтрационной прочности свайного ряда, набивные сваи вьшолнены из материала с .крупностью зерен, увеличивающейся

в направлении от верхового откоса плотины к низовому, а в забивных свайных рядах со стороны низового откоса плотины установлена сва из пористого материала.

4.Плотина по п. I, отличающая с я тем, что, с целью повышения трешйносюйкости плотины сваи выполненны из двух элементов, полость между которыми снабжена эластичной камерой, заполненной жидкостью под давлением, превышающим давление воды на подошве плотины.

5.Плотина по п. I, отличающая с я тем, что, с целью исключения просьтания материала набивки свай

в полосиэ трещины , набивка заключена в сетчатую оболочку с эластическим поперечным с&ченяем, длинная ось которого расположена вдоль оси трещины. Источники информации,

принятые во вйимание при экспертизе.

I. Авторское свидетельство № 641026, кл. Е 02 В 7/06, 1975.

2. Гидротехнические сооружения. Ч. И . Под ред.М. М. Грищина М.,Высшая школа , 1979, с. 289.

LLL

±A