способ возведения противофильтрационной диафрагмы в насыпной грунтовой плотине

Формула изобретения

Способ возведения противофильтрационной диафрагмы в насыпной грунтовой плотине, включающий образование полости в виде траншеи, расположенной в пределах толщины водоупорного элемента противофильтрационной диафрагмы между двумя рядами опалубочных блоков, заполнение этой полости материалом водоупорного элемента, укладку в боковые призмы плотины очередных слоев грунта, извлечение опалубочных блоков и формирование переходных слоев - фильтров водоупорного элемента - путем засыпки фракционированного материала, отличающийся тем, что в качестве опалубочных блоков используют сквозные, без днищ, инвентарные металлические кассеты с расположенными на их внутренних перегородках навесными вибраторами, а формирование переходных слоев-фильтров водоупорного элемента осуществляют путем засыпки фракционированного сыпучего материала в указанные кассеты, одновременно уплотняя его с помощью навесных вибраторов, при этом сначала формируют переходные слои-фильтры при временно скрепленных между собой торцевых стенках инвентарных металлических кассет, затем после укладки в боковые призмы плотины очередных слоев грунта заполняют полость в виде траншеи, образованную между двумя рядами металлических кассет, материалом водоупорного элемента, после чего разъединяют торцевые стенки инвентарных металлических кассет и последние поочередно извлекают при включенных навесных вибраторах.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, в частности к технологическим приемам возведения в насыпной грунтовой плотине противофильтрационной диафрагмы.

Известен способ возведения противофильтрационной диафрагмы с использованием самоходного агрегата, позволяющего одновременно производить послойную укладку и уплотнение прицепными катками материалов водоупорного элемента этой диафрагмы и ее переходных слоев (Asphaltic Concrete Cores for Embankment Dans. Norwegian Geotechnical Institute, 1993 г., с. 15, 29-33).

Недостатком аналога является то, что он во многих случаях оказывается неприемлемым из-за высокой стоимости самоходного агрегата и обслуживающих его механизмов, с помощью которых производят загрузку расходных материалов в бункерные емкости.

Известен технологически более простой способ возведения в насыпной плотине противофильтрационной диафрагмы, при котором водоупорный элемент послойно формируют заливкой асфальтобетоном или отсыпкой глинистого материала в полость в виде траншеи между парными опалубочными блоками, например, в виде железобетонных брусьев, предварительно укладываемых вдоль створа диафрагмы, затем отсыпают с уплотнением, вровень с верхом блоков, грунтовый материал упорных призм плотины, после чего блоки извлекают и в образовавшиеся траншеи засыпают, также с уплотнением, материал переходного слоя-фильтра (Касаткин Ю.Н., Пирбудагов К.С. Особенности работы и опыт контроля возведения диафрагмы из литового асфальтобетона в грунтовой плотине Ирганайской ГЭС. Гидротехническое строительство № 4, 2004 г., с. 13-17).

Недостаток способа заключается в том, что после извлечения опалубочных блоков на дно траншеи с ее наружного откоса осыпаются обычно содержащиеся в грунтовом материале призм крупные включения, из которых образуются отрицательно влияющие на фильтрационную прочность сооружения крупнозернистые прослои. Производимая вручную очистка траншей от этих включений обычно малоэффективна, а уширения опалубочных блоков приводят к увеличению расхода фракционированного материала переходных слоев-фильтров, что соответственно увеличивает стоимость строительства сооружения.

Данный способ выбран в качестве прототипа предлагаемого нами технического решения.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в повышении фильтрационной прочности противофильтрационной диафрагмы и экономии материала ее переходных слоев-фильтров.

Для достижения указанного технического результата в способе возведения противофильтрационной диафрагмы в насыпной грунтовой плотине, включающем образование полости в виде траншеи, расположенной в пределах толщины водоупорного элемента противофильтрационной диафрагмы между двумя рядами опалубочных блоков, заполнение этой полости материалом водоупорного элемента, укладку в боковые призмы плотины очередных слоев грунта, извлечение опалубочных блоков и формирование переходных слоев-фильтров водоупорного элемента путем засыпки фракционированного материала, в качестве опалубочных блоков используют сквозные, без днищ, инвентарные металлические кассеты с расположенными на их внутренних перегородках навесными вибраторами, а формирование переходных слоев-фильтров водоупорного элемента осуществляют путем засыпки фракционированного сыпучего материала в указанные кассеты, одновременно уплотняя его с помощью навесных вибраторов, при этом сначала формируют переходные слои-фильтры при временно скрепленных между собой торцевых стенках инвентарных металлических кассет, затем, после укладки в боковые призмы плотины очередных слоев грунта, заполняют полость в виде траншеи, образованную между двумя рядами металлических кассет, материалом водоупорного элемента, после чего разъединяют торцевые стенки инвентарных металлических кассет и последние поочередно извлекают при включенных навесных вибраторах.

Отличительными признаками предлагаемого способа возведения противофильтрационной диафрагмы в насыпной грунтовой плотине от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, являются наличие сквозных, без днищ, инвентарных металлических кассет для ограждения переходных слоев-фильтров противофильтрационной диафрагмы, торцевые стенки которых временно скрепляют между собой, заполнение этих кассет фракционированным сыпучим материалом с одновременным его уплотнением с помощью навесных вибраторов, расположенных на их внутренних перегородках.

Благодаря наличию этих признаков происходит формирование переходных слоев-фильтров не в траншеях, образовавшихся после извлечения опалубочных блоков, а в размещаемых по одной низовой или обеим сторонам водоупорного элемента сквозных, без днищ, инвентарных металлических кассетах, скрепленных между собой на время укладки фракционированного сыпучего материала, например гравия или щебня, болтовыми соединениями, а также снабженных навесными вибраторами, обеспечивающими уплотнение фракционированного сыпучего материала, засыпанного в опалубочные металлические кассеты, и облегчающими их извлечение.

Предлагаемый способ поясняется чертежом, на котором изображен фрагмент противофильтрационной диафрагмы в процессе ее возведения.

На чертеже показаны сквозные, без днищ, инвентарные металлические кассеты 1, водоупорный элемент 2 противофильтрационной диафрагмы из асфальтобетона или глинистого материала, переходные слои-фильтры 3 из фракционированного сыпучего материала, навесные вибраторы 4 на внутренних перегородках опалубочных металлических кассет 1, слои насыпи 5 боковых призм плотины из грунтового материала.

Способ осуществляется следующим образом.

Выполненные из листового металла инвентарные металлические кассеты 1 с внутренними перегородками устанавливают по направлениям наружных граней водоупорного элемента 2 возводимой противофильтрационной диафрагмы, временно скрепляя при этом болтовыми соединениями торцевые стенки этих кассет 1, и заполняют их фракционированным сыпучим материалом, например мелким гравием или щебнем, уплотняя его с помощью навесных вибраторов 4, расположенных на внутренних перегородках инвентарных металлических кассет 1, формируя таким образом переходные слои-фильтры 3.

Затем, после укладки в обе боковые призмы насыпной грунтовой плотины очередного слоя насыпи 5 из грунта, сформированную между двумя рядами инвентарных металлических кассет 1 полость в виде траншеи заполняют материалом водоупорного элемента 2 противофильтрационной диафрагмы, например асфальтобетоном или глинистым материалом, который также уплотняют малогабаритным виброкатком (на чертеже не показан). И, наконец, после предварительного разъединения инвентарных металлических кассет 1 их поочередно извлекают при одновременно включенных навесных вибраторах 4, в связи с чем данная операция заметно облегчается и происходит доуплотнение фракционированного сыпучего материала переходного слоя-фильтра 3.

Таким образом, обеспечивается повышение фильтрационной прочности противофильтрационной диафрагмы грунтовой плотины и экономия материала ее переходных слоев-фильтров.

Кроме того, благодаря технологическим особенностям данного способа в случае необходимости существенно упрощается укладка на боковых гранях диафрагмы возводимой плотины дополнительных пленочных полотнищ - фартуков, назначение которых состоит в обеспечении водоупорных свойств диафрагмы при наличии в ней зон разуплотнения или сквозных трещин, какие предположительно могут образоваться вследствие криогенной деструкции материала диафрагмы или зависания верхних ее частей на упорных призмах плотины при консолидации материала диафрагмы.