устройство для предотвращения прорыва завальной плотины

Формула изобретения

Устройство для предотвращения прорыва завальной плотины, включающее трубопроводы, отличающееся тем, что трубопроводы расположены в горных выемках на противоположном от предполагаемого схода оползня берегу выше отметки максимально возможного уровня воды в реке, при этом длина трубопроводов больше прогнозируемой ширины языка оползня, способного выйти на противоположный берег, чтобы входные и выходные отверстия труб оставались свободными, а количество и диаметр трубопроводов определены из условия пропуска максимального расхода реки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области гидротехнических сооружений, в частности к устройствам, предотвращающим прорывы завальных плотин, образованных оползнями, обвалами и т.п.

Известен траншейный водосброс, выполняемый в виде траншеи с небольшим уклоном, в которую вода из верхнего бьефа поступает через водослив (см. Гришин М.М. и др. Гидротехнические сооружения. М.: Высшая школа, 1979. Ч.1, с.589). Из траншеи вода по водосбросному тракту отводится в нижний бьеф.

Данная конструкция относится к береговым водосбросам и ее затруднительно использовать для отвода воды, накапливающейся перед завальной плотиной. Во-первых, траншейный водосброс включается в работу только после подъема уровня в верхнем бьефе на определенную высоту. В то время, как при возникновении из-за оползня или обвала завальной плотины воду из верхнего бьефа необходимо начать отводить немедленно. В противном случае вследствие быстрого подъема уровня воды в верхнем бьефе и фильтрации через тело завальной плотины возникает опасность прорыва последней и в этом случае образовавшаяся волна прорыва может снести расположенные ниже по течению реки населенные пункты, хвостохранилища и др. Во-вторых, очень сложно определить месторасположение такого водосброса по высоте, а при неправильном определении месторасположения он может вообще не включиться в работу (при завышении отметок), или его может завалить оползень (при занижении отметок).

Известен также способ понижения уровня воды горного завального озера (см. авторское свидетельство СССР №1771499 ФЗ, МПК Е 02 В 8/06, опубликованное 23.10.1992), подпружиненного плотиной в виде оползневого массива из скальных пород, с естественной фильтрацией воды по трещинам, образованным монолитными блоками, включающий разработку грунта плотины, производимую в затопленной части верхового откоса путем целенаправленных взрывов в местах выходов трещин на откос с частичным обрушением осыпного и осажденного грунта в пределах трещины и контроль расхода воды.

Использовать данный способ для предотвращения прорыва завальных плотин можно только для уже сформированных плотин из скального грунта, хотя и в этом случае очень сложно предугадать, как поведет себя процесс промыва тела плотины после взрыва экрана из мелкого грунта, что снижает возможность контроля над процессом спуска и понижения уровня воды, снижая тем самым надежность способа, впрочем, как и то, что производить взрывы можно только после завершения процесса оползня и после соответствующих изысканий. Как показывает практика, оползневые явления в основном протекают очень быстро и времени для таких изысканий может попросту не быть.

Для плотин из связных грунтов воспользоваться вышеуказанным способом невозможно, что значительно сужает область его применения.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности его работы.

Указанная цель достигается тем, что устройство для предотвращения прорыва завальной плотины выполнено в виде трубопроводов, расположенных в горных выемках на противоположном от предполагаемого схода оползня берегу выше отметки уровня воды в реке при прохождении максимально возможного расхода, при этом длина трубопроводов больше прогнозируемой ширины языка оползня, способного выйти на противоположный берег, а количество и диаметр трубопроводов определяется из условия пропуска максимального расхода реки.

Выполнение вышеуказанного устройства в виде трубопроводов, расположенных на противоположном от предполагаемого схода оползня берегу выше отметки максимально возможного уровня воды в реке позволяет резко увеличить его надежность, т.к. оно включается в работу практически сразу после начала возникновения оползня при перекрытии последним русла реки. Помимо этого такое расположение трубопроводов позволит избежать мероприятий по отводу русла реки в период строительства устройства, качественно выполнить строительные работы по монтажу трубопроводов и обеспечить их регулярный осмотр, а в случае необходимости - проводить ремонтно-восстановительные работы.

Изготовление трубопроводов длиной, превышающей прогнозируемую ширину оползня, способного выйти на противоположный берег, обеспечивает надежную и устойчивую работу устройства, т.к. в этом случае входные и выходные отверстия труб остаются свободными и не могут быть засыпаны при сходе оползня, при этом количество и диаметр трубопроводов определяется из условия пропуска максимального расхода реки.

Повышает надежность устройства и расположение трубопроводов на противоположном берегу в горных выемках, которые являются препятствием от сдвига труб и их возможного разрушения при схождении оползня. Это позволяет также избежать в устройстве отдельных конструкций, предотвращающих смещение трубопроводов.

На фиг.1 изображен общий вид устройства в плане, а на фиг.2 - в поперечном разрезе по оползню.

Конструкция устраивается в месте возможного схода оползня и состоит из трубопроводов 1, расположенных в выемках на противоположном от возникновения оползня берегу 2. Длина трубопроводов должна быть больше прогнозируемой ширины языка оползня 3, способного выйти на противоположный берег, чтобы входные и выходные отверстия труб оставались свободными, и не были засыпаны при сходе оползня. Располагаются трубопроводы выше максимально возможного уровня реки 4. Количество и диаметр трубопроводов определяются из условия пропуска максимального расхода реки. Материал трубопроводов выбирается исходя из предъявляемых к ним требований: изготовления, доставки, монтажа, надежности и долговечности их работы, а так же мобильности при проведении ремонтно-восстановительных работ. На наш взгляд, в большей мере этим требованиям отвечают металлические и/или железобетонные трубы.

Работает устройство следующим образом. При сходе оползня 3 и перекрытия им русла реки 5 возникшей завальной плотиной начинается повышение существовавшего до этого уровня в реке 6 и накопление воды в верхнем бьефе. Т.к. длина трубопроводов превышает ширину оползня, то входные и выходные отверстия труб остаются свободными. Во входные отверстия начинает поступать вода, которая отводится по трубопроводам в нижний бьеф. В результате вся проходящая по реке вода отводится через батарею трубопроводов, предотвращая подъем воды в верхнем бьефе, а значит и разрушение образовавшейся завальной плотины. После стабилизации ситуации и понижения в реке уровня воды последняя будет отводиться через нижнюю трубу. Вышерасположенные трубопроводы могут быть осмотрены, проведены необходимые ремонтно-восстановительные работы, их наращивание и т.п.