Грунтовая плотина

Грунтовая плотина относится к области гидротехнического строительства и может быть использована в конструкциях энергетических гидроузлов, возводимых из гравийно-галечниковых грунтов в районах горных рек с высокой среднегодовой температурой и сейсмичностью до 9 баллов включительно. Полезная модель решает задачу сокращения сроков возведения грунтовой плотины с противофильтрационным элементом из композитного материала в районах с высокими среднегодовыми температурами и высокой сейсмичностью за счет разнесения во времени процессов отсыпки тела плотины и возведения диафрагмы. Грунтовая плотина содержит тело 1 и противофильтрационный элемент в виде диафрагмы. Диафрагма выполнена из буросекущих свай 2, уложенных в 2 яруса по высоте плотины через форшахты 3. Буросекущие сваи 2 размещены в песчаном слое 4, расположенном между переходными зонами 5 из сортированного галечника. При этом состав песчаного слоя подобран так, что он позволяет минимизировать отклонения при бурении и обеспечивает возможность самозалечивания при открытии трещин между сваями 2 (кольматаж трещин). Диафрагма выполняется после отсыпки тела плотины. При этом использование технологии возведения буросекущих свай с помощью современного высокопроизводительного оборудования позволяет значительно ускорить весь процесс строительства плотины.

Предлагаемая полезная модель относится к области гидротехнического строительства и может быть использована в конструкциях энергетических гидроузлов, возводимых из гравийно-галечниковых грунтов в районах горных рек с высокой среднегодовой температурой и сейсмичностью до 9 баллов включительно.

Известны грунтовые плотины, включающие противофильтрационное устройство, образованное диафрагмой, выполненной из композитного материала с заданными характеристиками, непереходными зонами. При этом самым распространенным материалом для диафрагм грунтовых плотин является асфальтобетон, литой или укатанный (см., например, патенты РФ 2460846, 2470111).

Прототипом заявляемой полезной модели выбрана грунтовая плотина, включающая противофильтрационное устройство, образованное диафрагмой, выполненной из композитного материала, и переходными зонами, расположенными по обе стороны от диафрагмы (см. патент РФ 2265693).

Прототипу, равно как и вышеназванным аналогам, присущи недостатки, проявляющиеся при строительстве плотин в климатических условиях с высокими среднегодовыми температурами. В этом случае возведение асфальтобетонной диафрагмы из литого бетона затруднено ввиду долгого остывания асфальтобетонной смеси, а технология укатанного бетона к настоящему времени недостаточно освоена. Кроме того, технологии укладки указанных видов бетона требуют параллельного ведения работ по отсыпке тела плотины, что затруднительно в условиях нешироких створов горных рек и неизбежно приводит к увеличению сроков строительства плотины.

Предлагаемая полезная модель направлена на решение задачи сокращения сроков возведения грунтовой плотины с противофильтрационным элементом из композитного материала в районах с высокими среднегодовыми температурами и высокой сейсмичностью за счет разнесения во времени процессов по отсыпке тела плотины и возведению диафрагмы.

Для достижения указанного технического результата в грунтовой плотине, включающей противофильтрационное устройство, образованное диафрагмой, выполненной из композитного материала, и переходными зонами, расположенными по обе стороны от диафрагмы, последняя выполнена из буросекущих свай, установленных поярусно по высоте плотины.

Кроме того, буросекущие сваи могут быть размещены в песчаном слое, расположенном между переходными зонами.

Заявителю не известны какие-либо технические решения, обладающие такой же совокупностью признаков, что и заявляемое. Это позволяет сделать вывод о том, что предлагаемая полезная модель удовлетворяет условию «новизна».

Благодаря реализации отличительных признаков заявляемого технического решения в совокупности с признаками, общими с прототипом, у заявляемого объекта появляются новые свойства - обеспечивается возможность разнесения во времени процессов отсыпки тела плотины и возведения диафрагмы: диафрагма выполняется после отсыпки тела плотины, в несколько ярусов по ее высоте. При этом использование технологии возведения буросекущих свай с помощью современного высокопроизводительного оборудования позволяет значительно ускорить весь процесс строительства плотины.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где фиг.1 и фиг.2 иллюстрируют соответственно продольный и поперечный разрезы предлагаемой грунтовой плотины.

Грунтовая плотина содержит тело 1 из галечника и проходящий вдоль продольной оси плотины противофильтрационный элемент в виде диафрагмы (отдельной позицией не обозначена). Диафрагма выполнена из буросекущих свай 2, уложенных в 2 яруса по высоте плотины через форшахты 3. В общем случае количество и высота ярусов определяются высотой плотины и возможностями оборудования, используемого для возведения свай. В данном конкретном примере высота яруса - 30 метров. Буросекущие сваи 2 размещены в песчаном слое 4, расположенном между переходными зонами 5 из сортированного галечника. При этом состав песчаного слоя подобран так, что он позволяет минимизировать отклонения при бурении и обеспечивает возможность самозалечивания при открытии трещин между сваями 2 (кольматаж трещин).

Буросекущие сваи 2 изготовлены из композитного материала (в данном конкретном случае - из глиноцементобетона с добавками), обладающего заданными характеристиками, близкими к материалу отсыпки тела 1 плотины (галечнику). Примыкание диафрагмы к бортам (берегам) 6 осуществляется с помощью подушек 7, выполненных из того же материала, что и буросекущие сваи 2. Борта 6 предварительно выравнены монолитным бетоном.

В процессе реализации предлагаемой конструкции возведение диафрагмы осуществляется после отсыпки тела 1 плотины.

Заявляемая грунтовая плотина работает следующим образом. Диафрагма из буросекущих свай 2, образующих глиноцементобетонную стену, воспринимает действующий на плотину напор, а переходные зоны 5 выполняют защитную функцию, уменьшая опасные деформации диафрагмы, которые могут нарушить ее целостность. Возможность кольматажа трещин между сваями 2 также способствует надежной работе противофильтрационного устройства и плотины в целом.

Таким образом, выполнение диафрагмы противофильтрационного устройства плотины из буросекущих свай с использованием современного высокопроизводительного оборудования позволяет значительно сократить сроки возведения плотины в целом и исключает необходимость параллельного ведения работ по отсыпке плотины и возведению противофильтрационного устройства, что особенно важно в стесненных условиях горных рек. Соответственно сокращаются трудоемкость и стоимость строительных работ.

Для осуществления заявляемой полезной модели могут быть использованы известные строительные материалы и технологии, что, по мнению заявителя, свидетельствует о соответствии предлагаемого технического решения условию «промышленная применимость».

1. Грунтовая плотина, включающая противофильтрационное устройство, образованное диафрагмой, выполненной из композитного материала, и переходными зонами, расположенными по обе стороны от диафрагмы, отличающаяся тем, что диафрагма выполнена из буросекущих свай, установленных поярусно по высоте плотины.

2. Грунтовая плотина по п.1, отличающаяся тем, что буросекущие сваи установлены в песчаном слое, расположенном между переходными зонами.