ГРУНТОВАЯ ПЛОТИНА МЕРЗЛОГО ТИПА

ГРУНТОВАЯ ПЛОТИНА МЕРЗЛОГО ТИПА


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2029016 (13) C1

(51) 6 E02B7/06 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 29.04.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5055185/15 
(22) Дата подачи заявки: 1992.07.17 
(45) Опубликовано: 1995.02.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство СССР N 1714030, кл. E 02B 7/06, 1992. 2. Рекомендации по проектированию и строительству плотин из грунтовых материалов для производственного и питьевого водоснабжения в условиях Крайнего Севера и вечной мерзлоты. М.: Стройиздат, 1976, с.18, рис.2г. 
(71) Заявитель(и): Якутский научно-исследовательский и проектный институт алмазодобывающей промышленности 
(72) Автор(ы): Букатников В.Д.; Мауль В.К.; Шамайтис Ю.И. 
(73) Патентообладатель(и): Якутский научно-исследовательский и проектный институт алмазодобывающей промышленности 

(54) ГРУНТОВАЯ ПЛОТИНА МЕРЗЛОГО ТИПА 

Использовавние: в области гидротехнического строительства и относится к грунтовым плотинам мерзлого типа. Сущность изобретения: грунтовая плотина мерзлого типа содержит противофильтрационное ядро из малофильтрующего связного грунта, упорные верховую и низовую призмы из каменной наброски, переходный слой между ядром и упорными призмами и мерзлотную завесу. Плотина снабжена дополнительно насыпью из малофильтрующих грунтов высотой не менее глубины сезонного протаивания грунта, отсыпанной вдоль подошвы низового откоса, с гребня которой установлены колонки мерзлотной завесы, и плащом из связного грунта, расположенным под низовой упорной призмой 3. Переходный слой и низовая призма имеют минимальную толщину. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области гидротехнического строительства в суровых климатических условиях и может быть использовано при строительстве плотин мерзлого типа.

Известна плотина из грунтовых материалов на мерзлом основании с мерзлым противофильтрационным центральным ядром, верховой и низовой упорными призмами. Низовая призма имеет внутреннюю зону из каменной крупнопористой наброски, прикрытой грунтом из более мелких фракций, а гребень плотины и низовой откос покрыты водонепроницаемым глинистым слоем. Плотина оборудована трубами-выпусками по гребню и низовой берме, а также вентиляционной системой, по которым осуществляется естественная и принудительная конвекция воздуха в порах внутренней зоны низовой призмы из каменной наброски [1].

Недостаток плотины данной конструкции - невысокая надежность при эксплуатации. Во-первых, конструкция плотины не предусматривает глубокого промораживания основания, обеспечивающего его водонепроницаемость. Во-вторых, покрытие поверхности гребня и низового откоса плотины более мелким грунтом и экраном из глины препятствует естественной конвекции воздуха и создает условия образования конденсата и морозного куража в порах каменной наброски, что может привести к полной закупорке льдом пор и выходу из строя всей системы охлаждения. То же самое может произойти и в горизонтальных трубах - выпусках, которыми снабжена плотина, причем очистке они практически не поддаются и выходят из строя в первый же год эксплуатации.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является каменно-земляная плотина с мерзлым ядром из связного грунта [2]. Плотина содержит также верховую и низовую упорные призмы из каменной наброски, переходные зоны между ядром и призмами и замораживающую завесу по оси ядра, обеспечивающую проморозку ядра и основания плотины, создавая единую водонепроницаемую льдогрунтовую стену.

Наиболее ответственным и дорогостоящим элементом плотины является мерзлотная завеса. Но при высоте плотины 25 м и более невозможно обеспечить вертикальность колонок меpзлотной завесы. Это приводит к изменению заданного расстояния между ними по глубине и возникает опасность несмыкания мерзлых цилиндров, т.е. сплошной льдогрунтовой стенки не будет. Монтаж колонок мерзлотной завесы глубиной более 10 м производится обычно при их установке опусканием в скважины секций со сваркой стыков секций у устья скважины. При ведении монтажных работ в холодный период года менее -20о гарантировать качество сварки проблематично. При принятии напора на недостаточно промороженное ядро возможны его горизонтальные сдвижки с повреждением целостности замораживающих колонок. Все это скажется на качестве и надежности работы плотины.

Цель изобретения - повышение надежности работы плотины за счет поддержания основания и ядра плотины в мерзлом состоянии с одновременным снижением объема работ и трудоемкости по возведению.

Поставленная цель достигается в грунтовой плотине мерзлого типа, содержащей противофильтрационное ядро из малофильтрующего связного грунта, упорные верховую и низовую призмы из каменной наброски, переходные зоны между ядром и упорными призмами и мерзлотную завесу, которая дополнительно снабжена насыпью из малофильтрующих грунтов, высотой не менее глубины сезонного протаивания грунта, отсыпанной вдоль подошвы низового откоса, с гребня которой установлены колонки мерзлотной завесы, и плащом из связного грунта, расположенным под низовой упорной призмой, а переходная зона низовой призмы имеет минимальную толщину.

В процессе возведения плотины ядро, возводимое в теплый период года, в холодный период года будет промерзать как с низовой, так и с верховой стороны. Для уменьшения теплового воздействия водоема на ядро после принятия напора ширина переходного слоя между ядром и верховой призмой принимается возможно большей (не менее 3 м) в зависимости от наличия в зоне строительства необходимого вида грунта (песчано-гравийная смесь или дресвяно-щебнистый грунт).

В процессе эксплуатации под тепловым воздействием водоема верховая сторона ядра будет оттаивать и нулевая изотерма 9 со временем займет свое равновесное стационарное положение внутри ядра. Такой же процесс будет происходить и в плаще, соединяющем ядро с насыпью мерзлотной завесы.

Отсыпка насыпи из малофильтрующих грунтов вдоль подошвы низового откоса обеспечивает поднятие нулевой изотермы сезонной оттайки в нижнем бьефе выше уровня естественного рельефа. Установка колонок мерзлотной завесы с гребня насыпи вдоль подошвы низового откоса позволяет сократить их длину до минимума, что гарантирует сохранение расчетного расстояния между колонками по всей глубине, обеспечивает поддержание основания в мерзлом состоянии, экономит потребность в трубах и уменьшает объем работ по возведению меpзлотной завесы.

Отсыпка плаща из связного грунта под низовой упорной призмой обеспечивает соединение ядра плотины с мерзлотной завесой, создавая единый противофильтрационный фронт плотины и основания. Необходимая толщина ядра плотины и плаща определяется расчетом из условия конечного положения нулевой изотермы внутри ядра и плаща с обеспечением необходимой толщины мерзлой зоны малофильтрующих грунтов. Толщина переходной зоны низовой призмы принимается минимально возможной, чтобы максимально снизить ее теплоизоляционные свойства, препятствующие промерзанию ядра и плаща, что позволяет поддерживать основание и ядро плотины в мерзлом состоянии.

На фиг.1 показана плотина, поперечное сечение (стрелками показано направление воздуха в порах низовой упорной призмы); на фиг.2 - плотина, продольный профиль.

Плотина состоит из ядра 1 из связного грунта, верховой упорной призмы 2 из каменной наброски и низовой упорной призмы 3. Между ядром 1 и верховой призмой 2 уложен переходный слой 4, а между ядром 1 и низовой упорной призмой 3 - переходной слой 5. По подошве низового откоса выполнена насыпь 6 из связных грунтов. С гребня насыпи 6 установлены на расчетную глубину колонки 7 мерзлотной завесы. Между переходным слоем 5 и ядром плотины 1 уложен соединительный плащ 8 из связного грунта.

В процессе эксплуатации образуются нулевая изотерма 9 верхнего бьефа и нулевая изотерма 10 в нижнем бьефе.

Плотина возводится следующим образом.

С контура естественного рельефа 13 роется котлован, глубина 15 которого определяется геологическими условиями. Отсыпается насыпь 6 из связного грунта. Для этой цели возможно использование грунта выемки котлована. Высота насыпи - не менее сезонного протаивания грунта.

Низ мерзлотной завесы 14, определяющий заглубление колонок, назначается на основе теплотехнического расчета многолетнего ряда. Практически необходимое заглубление колонок 7 мерзлотной завесы не превышает 8-10 м. Устанавливаются колонки 7. Отсыпается плащ 8 из связного грунта и часть ядра 1 на уровень гребня 12 насыпи под мерзлотную завесу. Затем отсыпается часть верховой упорной призмы 2 из каменной наброски и часть переходного слоя 4 из песчано-гравийной смеси или дресвяно-щебнистого грунта, ярус низовой призмы 3 с переходным слоем 5. И так далее, цикл повторяется до завершения отсыпки гребня 11 плотины до проектной отметки.

Основное тело плотины возводится обычным способом, регламентированным СНиПом. Укладка связного грунта производится преимущественно в теплый период года, а каменной наброски - круглогодично. В зимний период низовой и верховой откосы возведенной части плотины очищаются от снега для лучшей промерзаемости. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ГРУНТОВАЯ ПЛОТИНА МЕРЗЛОГО ТИПА, содержащая ядро из малофильтрующего связного грунта, упорные верховую и низовую призмы из каменной наброски, переходные зоны между ядром и упорными призмами и колонки мерзлотной завесы, заглубленные нижней частью в основании плотины, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена насыпью из малофильтрующих грунтов, выполненной высотой не менее глубины сезонного протаивания грунта, отсыпанной вдоль подошвы низового откоса, с гребня которой установлены колонки мерзлотной завесы, и примыкающим к насыпи со стороны ядра плащом из связного грунта, расположенными под низовой упорной призмой.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru