ПЛОТИНА

ПЛОТИНА 


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2123556 (13) C1

(51) 6 E02B7/06, E02B3/16 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.10.2007 - прекратил действие 

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

(14) Дата публикации: 1998.12.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 97105461/13 
(22) Дата подачи заявки: 1997.04.02 
(45) Опубликовано: 1998.12.20 
(56) Аналоги изобретения: SU 1613531 A1, 15.12.90. SU 1613530 A1, 15.12.90. SU 1006577 A, 23.03.83. 
(71) Имя заявителя: Акционерное общество Красноярский проектно-изыскательский институт "Гидропроект" 
(72) Имя изобретателя: Ягин В.П.; Давыдов И.А.; Гришин В.А.; Поваренкин В.А.; Вайкум В.А. 
(73) Имя патентообладателя: Акционерное общество Красноярский проектно-изыскательский институт "Гидропроект" 

(54) ПЛОТИНА 

Изобретение предназначено для использования в области гидротехнического строительства, в частности при возведении плотин из местных материалов в суровых климатических условиях. Плотина содержит ядро (1), фильтры (2-5) с верховой и низовой стороны, верховую (6) и низовую (7) боковые призмы, оголовок (8) из фильтрующего непучинистого грунта, водонепроницаемый элемент (9) и водосборную канавку (10). Водонепроницаемый элемент (9) выполнен из рулонных материалов и своей верховой частью, крутонаклоненной в сторону верхнего бьефа, образует в пределах оголовка плотины противофильтрационную диафрагму, а своей низовой частью, пологонаклоненной в сторону нижнего бьефа, образует покрытие гребня ядра (1) и низового фильтра (4). На гребне (13) плотины в фильтрующем оголовке (8) и над верховой частью водонепроницаемого элемента (9) выполнена водосборная канава (10), а поверхность гребня (13) плотины выполнена с уклоном в сторону водосборной канавы (10). По длине канава (10) грунтовыми перегородками (14) разделена на питательные участки, а высота ho оголовка (8) превышает глубину hм его сезонного промерзания. Данная конструкция плотины позволяет повысить ее надежность и ремонтопригодность, а также снизить затраты на прогрев оголовка плотины. 2 з.п.ф-лы, 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении плотин из местных материалов в суровых климатических условиях, а также при реконструкции оголовков таких плотин.

Известна плотина с грунтовым противофильтрационным элементом, покрытым от промерзания грунтовым защитным слоем (Чугаев Р.Р. Гидротехнические сооружения. Глухие плотины. Учеб. для втузов. - М.: Высшая школа, 1975, с. 52).

Недостатком такой плотины является то, что при ее эксплуатации в районах с отрицательной среднегодовой температурой воздуха, даже если толщина защитного слоя существенно превышает глубину сезонного промерзания, в верхней части грунтового противофильтрационного элемента может возникнуть и развиться многолетняя мерзлота, что снижает надежность плотины.

Известна также плотина, включающая грунтовый противофильтрационный элемент, выполненный с уклоном поверхности гребня в сторону нижнего бьефа, боковые призмы, оголовок из фильтрующего непучинистого грунта, водонепроницаемый элемент из рулонного материала, покрывающий гребень грунтового противофильтрационного элемента и выведенный за пределы гребня в сторону нижнего бьефа, и водоподающее устройство, выполненное в виде перфорированной трубы, расположенной вдоль плотины в верхней ее части (на гребне грунтового противофильтрационного элемента) над водонепроницаемым элементом из рулонного материала и соединенной посредством трубы и насоса с водоисточником теплой воды (SU, авторское свидетельство N 1613531, кл. E 02 B 7/06, 1990).

Недостатки такой плотины следующие:

- низкие надежность и ремонтопригодность вследствие подачи под давлением воды в грунтовой материал оголовка из трубы, размещенной на гребне грунтового противофильтрационного элемента;

- высокие затраты на создание плотины вследствие вынужденного завышения отметки гребня плотины из-за промерзания оголовка при обязательном размещении гребня грунтового противофильтрационного элемента выше максимального форсированного уровня воды в верхнем бьефе, а также на прогрев оголовка плотины вследствие неэффективного использования естественного тепла окружающей среды в летнее время.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении надежности и ремонтопригодности плотины и в снижении затрат на создание плотины и на прогрев ее оголовка.

Этот технический результат достигается тем, что в плотине, включающей грунтовый противофильтрационный элемент, выполненный с уклоном поверхности гребня в сторону нижнего бьефа, боковые призмы, оголовок из фильтрующего непучинистого грунта, водонепроницаемый элемент из рулонного материала, покрывающий гребень грунтового противофильтрационного элемента и выведенный в сторону нижнего бьефа за пределы гребня, и водоподающее устройство, обеспечивающее подачу отепляющей воды на водонепроницаемый элемент из рулонного материала, согласно изобретению конец водонепроницаемого элемента из рулонного материала своей частью, обращенной в сторону верхнего бьефа, выведен выше уровня воды в верхнем бьефе с образованием из этого элемента в оголовке плотины противофильтрационной диафрагмы, наклоненной в сторону верхнего бьефа и сопряженной с грунтовым противофильтрационным элементом, а водоподающее устройство выполнено в виде водосборной канавы, размещенной на гребне плотины в фильтрующем оголовке и над противофильтрационной диафрагмой, при этом поверхность гребня плотины выполнена с уклоном в сторону водосборной канавы. Дополнительно, в водосборной канаве выполнены перегородки, делящие канаву на участки, а высота оголовка превышает глубину сезонного промерзания его грунта.

Сущность технического решения заключается в том, что выполнение в пределах оголовка плотины водонепроницаемого элемента из рулонного материала частично в виде противофильтрационной диафрагмы и частично в виде покрытия гребня грунтового противофильтрационного элемента позволяет безвредно для плотины принять из водосборной канавы теплую дождевую воду в основание оголовка и этой водою прогреть основание оголовка, что, в свою очередь, позволяет предотвратить в зимнее время промерзание грунтового противофильтрационного элемента без завышения отметки гребня плотины.

На чертеже показана плотина, поперечный разрез.

Плотина содержит грунтовый противофильтрационный элемент в виде ядра 1, выполненного с уклоном поверхности гребня в сторону нижнего бьефа, фильтры 2 и 3 с верховой стороны, фильтры 4 и 5 с низовой стороны, верховую 6 и низовую 7 боковые призмы из каменной наброски, оголовок 8 из фильтрующего непучинистого грунта, водонепроницаемый элемент 9 и водосборную канаву 10. Водонепроницаемый элемент своей верховой частью, крутонаклоненной в сторону верхнего бьефа, образует в пределах оголовка плотины противофильтрационную диафрагму, а своей низовой частью, пологонаклоненной в сторону нижнего бьефа, образует покрытие гребня ядра 1 и низового фильтра 4. В конструктивном отношении водонепроницаемый элемент 9 выполнен многослойным из рулонных материалов: нижние слои 11, собственно образующие собою противофильтрационную диафрагму, выполнены, например, из стеклорубероида, а верхний слой 12, перекрывающий в поперечном сечении плотины оба конца слоев 11, выполнен из полимерной пленки. Нижние слои 11 своими низовыми концами водонепроницаемо сопряжены с грунтовым противофильтрационным элементом, а их верховые концы выведены выше максимального форсированного уровня (max ФУ) воды в верхнем бьефе. На гребне 13 плотины в фильтрующем оголовке и над верховой частью слоя 12 выполнена водосборная канава 10, поверхность гребня 13 плотины выполнена с уклоном в сторону водосборной канавы 10.

По длине водосборная канава 10 грунтовыми перегородками 14 разделена на питательные участки, а высота ho оголовка 8 превышает глубину hм его сезонного промерзания.

Плотина работает следующим образом.

В период эксплуатации плотины практически весь напор воды со стороны верхнего бьефа при нормальном подпорном уровне НПУ воспринимается ядром 1, а при более высоком (форсированном) уровне включается в работу противофильтрационная диафрагма - водонепроницаемый элемент 9. Уже в первый год эксплуатации плотины ее оголовок 8 в зимнее время промерзает на глубину hм, превышающую глубину сезонного оттаивания hm, происходящего под воздействием только теплого летнего воздуха, при этом граница 15 мерзлого грунта в оголовке 8 не достигает поверхности гребня ядра 1. В летнее же время теплые дождевые воды из водосборной канавы 10 инфильтруют в оголовок 8 и по водонепроницаемому элементу 9 скатываются в низовой фильтр 5 и далее по контакту фильтров 4 и 5 в основание плотины. В результате оттаивание оголовка 8 в летнее время происходит как сверху со стороны гребня 13 плотины, так и снизу, со стороны гребня ядра 1, что обеспечивает полное оттаивание грунта оголовка 8 в течение теплого периода года или по меньшей мере отодвигает границу 15 мерзлого грунта от гребня ядра 1. Одновременно с этим происходит накопление тепла как у гребня ядра 1, так и по высоте низовых фильтров 4 и 5, что уменьшает промерзание как оголовка 8, так и фильтров 4 и 5 в последующую зиму.

При сезонном промерзании оголовка 8 водонепроницаемый элемент 9 предотвращает миграцию влаги из ядра 1 к границе 15, в результате чего в оголовке 8 образуется "сухая" мерзлота, что не препятствует инфильтрации воды из канавы 10. При недостаточности водопроницаемости материала оголовка 8 водонепроницаемый элемент 9 с безнапорной стороны может быть покрыт слоем (на чертеже не показан) из более проницаемого сыпучего материала.

В случае малой величины превышения max ФУ над НПУ выполнение условия превышения высоты оголовка ho над глубиной его сезонного промерзания hм может привести к завышению отметки гребня плотины, определенной из обычных гидравлических условий. В этом случае может оказаться оправданным устройство в оголовке дополнительного слоя (на чертеже не показан) из высокоэффективного теплоизоляционного материала, который только при совместном воздействии с отепляющим потоком воды, движущейся по водонепроницаемому элементу 9, может способствовать предотвращению образования и накопления многолетней мерзлоты в оголовке плотины.

Контроль за температурным режимом у подошвы оголовка 8 осуществляется с помощью дистанционных преобразователей температуры, размещаемых в трубах 16, которые закладываются в основании оголовка 8 при его создании. При необходимости в водосборную траншею 10 подается дополнительная теплая вода, например летом - из верхнего слоя водохранилища, а зимою - по трубам 17 из системы охлаждения оборудования предприятия.

При реконструкции оголовка плотины, содержащего зону многолетней мерзлоты, например, в случае просадки гребня грунтового противофильтрационного элемента ниже НПУ использование изобретения после частичной разборки оголовка плотины позволяет надежно восстановить работоспособность плотины без завышения отметки ее гребня и одновременно навсегда ликвидировать в верхней части грунтового противофильтрационного элемента мерзлую зону, возникшую до реконструкции оголовка. В результате последнего обстоятельства ликвидируется мерзлое "перекрытие" над ядром, а следовательно, увеличивается вертикальная нагрузка на ядро. Это уменьшает опасность трещинообразования в виде гидравлического разрыва в ядре, склонном к зависанию на фильтрах, а в случае возникновения такой трещины способствует ее закрытию. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Плотина, включающая грунтовый противофильтрационный элемент, выполненный с уклоном поверхности гребня в сторону нижнего бьефа, боковые призмы, оголовок из фильтрующего непучинистого грунта, водонепроницаемый элемент из рулонного материала, покрывающий гребень грунтового противофильтрационного элемента и выведенный в сторону нижнего бьефа за пределы гребня, и водоподающее устройство, обеспечивающее подачу отепляющей воды на водонепроницаемый элемент из рулонного материала, отличающаяся тем, что водонепроницаемый элемент из рулонного материала своей частью, обращенной в сторону верхнего бьефа, выведен выше уровня воды в верхнем бьефе с образованием из этого элемента в оголовке плотины противофильтрационной диафрагмы, наклоненной в сторону верхнего бьефа и сопряженной с грунтовым противофильтрационным элементом, а водоподающее устройство выполнено в виде водосборной канавы, размещенной на гребне плотины в фильтрующем оголовке и над противофильтрационной диафрагмой, при этом поверхность гребня плотины выполнена с уклоном в сторону водосборной канавы.

2. Плотина по п.1, отличающаяся тем, что в водосборной канаве выполнены перегородки, делящие канаву на участки.

3. Плотина по п.1, отличающаяся тем, что высота оголовка превышает глубину сезонного промерзания его грунта.




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