способ реконструкции действующего магистрального канала польдерной осушительной системы

Формула изобретения

Способ реконструкции действующего магистрального канала польдерной осушительной системы, включающий откачку воды из русла канала в водоприемник стационарной насосной станции до минимально возможного уровня, очистку русла от наносов с его уширением и углублением одноковшовым экскаватором боковой разработкой грунта в отвал с формированием надводного поперечного сечения и подводного черпанием грунта из-под воды при перемещении забоя вниз по течению, отличающийся тем, что реконструкцию канала осуществляют участками, ограниченными временными земляными перемычками, предварительно дополнительно откачивая с участка воду до минимально возможного уровня передвижной насосной станцией со сбросом воды за низовую перемычку в направлении к стационарной насосной станции, при этом реконструкцию русла канала на верховом участке производят одновременно с дополнительной откачкой воды со следующего за ним низового участка, а раскрытие перемычки между ними осуществляют по завершении реконструкции верхового участка при достижении равенства уровней воды на верховом и низовом участках, длину же каждого реконструируемого участка определяют по формуле:



где l - длина каждого реконструируемого участка, м;

Q_н.ст.i - производительность передвижной насосной станции, м³/с;

Q_бок.i - боковая сосредоточенная приточность на реконструируемый i-й участок магистрального канала, м³/с;

b _i, Н_i, m_i - средние на i-м участке характеристики живого сечения потока и русла, соответственно - ширина, глубина воды, м, заложение откосов;

q_б.i и q_d.i - удельный (на 1 п.м) приток грунтовых вод на i-й участок канала с одной его боковой стороны, соответственно, через откос и дно, м³/с;

V_доп.i - допускаемая интенсивность понижения уровня воды на i-м участке канала, при которой не происходит обрушения откосов для данных грунтовых условий, м/сут.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области водохозяйственного и гидротехнического строительства, преимущественно к способам реконструкции каналов и очистке русел водотоков от наносов одноковшовым экскаватором.

Известен способ углубления выемки (котлована) на участках с высоким уровнем грунтовых вод в пойме или русле реки с искусственным осушением открытым водоотливом, при котором все виды работ в котловане выполняются одновременно с откачкой поступающей через откосы и дно котлована воды (Н.К.Фенин, В.Г.Ясинецкий. Организация и технология гидромелиоративных работ. М., 1963, стр.422, 423).

Однако при интенсивной откачке воды из котлована, приводящей к быстрому понижению уровня воды в котловане, происходит суффузия грунта откосов и их обрушение. Для облегчения сбора и поступления воды к насосным установкам устраивают сеть водосборных канав с вертикальными стенками, что усложняет и удорожает в целом производство работ.

Данный способ непригоден для реконструкции протяженного действующего магистрального канала польдерных систем с постоянной приточностью поверхностных и грунтовых вод.

Наиболее близким техническим решением является способ реконструкции магистрального канала польдерной осушительной системы, включающий откачку воды из русла канала в водоприемник стационарной насосной станции до минимально возможного уровня, очистку русл от наносов с его уширением и углублением одноковшовым экскаватором боковой разработкой грунта в отвал при перемещении забоя вниз по течению с формированием надводного поперечного сечения и подводного - черпанием грунта из-под воды (СНиП РФ, п.п.3.54 3.57, 3.101, 3.103, стр.21-22, 2000 г.).

Недостатком этого способа является невозможность снижения уровня воды в русле реконструируемого канала ниже порога аванкамеры стационарной насосной станции, что усложняет производство работ из-за черпания грунта из-под воды. При этом значительная интенсивность откачки воды стационарной насосной станцией, особенно при низких уровнях воды, часто вызывает нарушение устойчивости откосов и их обрушение.

Устранить указанные недостатки позволяет предлагаемый способ реконструкции действующего магистрального канала польдерной осушительной системы, включающий откачку воды из русла канала в водоприемник стационарной насосной станции до минимально возможного уровня, очистку русла от наносов с его уширением и углублением одноковшовым экскаватором боковой разработкой грунта в отвал с формированием надводного поперечного сечения и подводного - черпанием грунта из-под воды при перемещении забоя вниз по течению, при котором реконструкцию канала осуществляют участками, ограниченными временными земляными перемычками, предварительно дополнительно откачивая с участка воду передвижной насосной станцией до минимально возможного уровня со сбросом воды за низовую перемычку в направлении к стационарной насосной станции, при этом реконструкцию канала на верховом участке производят одновременно с дополнительной откачкой воды со следующего за ним низового участка, а раскрытие перемычки между ними осуществляют по завершении реконструкции верхового участка при достижении равенства уровней воды на верховом и низовом участках, длину же каждого реконструируемого участка определяют по формуле:

где l - длина каждого реконструируемого участка, м;

Q_н.ст. - производительность передвижной насосной станции, м³/с;

Q_бок.i - боковая сосредоточенная приточность на реконструируемый i-ый участок магистрального канала, м³/с;

b_i, Н_i, m_i - средние на i-м участке характеристики живого сечения потока и русла, соответственно ширина, глубина воды, м, заложение откосов;

q _б.i и q_d.i - удельный (на 1 п.м.) приток грунтовых вод на i-й участок канала с одной его боковой стороны, соответственно, через откос и дно, м³/с;

V_доп.i - допускаемая интенсивность понижения уровня воды на i-м участке канала, при которой не происходит обрушения откосов для данных грунтовых условий, м/с.

V_доп. 0,1 0,25 м/сутки для мелкопесчаных грунтов.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что за счет предварительной дополнительной откачки воды на реконструируемом участке определенной длины передвижной насосной станцией, работающей с интенсивностью меньшей или равной допустимой, не происходит обрушения откосов канала, а разработка грунта одноковшовым экскаватором при формировании поперечного сечения канала осуществляется с меньшими затратами за счет сокращения объема грунта, разрабатываемого черпаньем из-под воды.

Суть предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема реконструкции действующего магистрального канала польдерной осушительной системы по предлагаемому способу; на фиг.2 - сечение 1-1 на фиг.1.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Реконструкцию действующего магистрального канала 1 польдерной осушительной системы начинают с откачки воды из русла в водоприемник 2 стационарной насосной станцией 3, максимально понижая уровень воды в канале 1 с уровня УВ_max1, до уровня УВ_min1, соответствующего отметке порога 4 аванкамеры 5 исходя из конструктивных возможностей стационарной насосной станции 3. Затем ограничивают временной земляной перемычкой 6 верховой 1-й участок, длину которого 1 устанавливают по формуле (1), и производят дополнительную откачку воды передвижной насосной станцией 7, понижая уровень с УВ_{min 1}, до УВ_{min 2} и поддерживая его на период производства работ, сбрасывая воду на низовой участок II.

После этого осуществляют реконструкцию канала 1 на верховом участке I экскаватором 8 боковой разработкой грунта в отвал 9, который впоследствии разравнивают. Одновременно с этим возводят временную земляную перемычку 10, ограничивая участок II, длину которого l₂ также определяют по формуле (1), и второй передвижной насосной станцией 11 производят дополнительную откачку воды на участке II канала 1 со сбросом воды в направлении к стационарной насосной станции 2. После окончания реконструкции 1-го (верхового) участка и достижении равенства уровней воды на I и II участках временную земляную перемычку 6 разбирают и приступают к реконструкции II участка. Одновременно определяют длину l₃ следующего низового участка, ограничивают его земляной перемычкой, дополнительно откачивая на нем воду 1-ой передвижной насосной станцией до минимально возможного уровня, и так далее по всей длине канала 1 до полного завершения работ по его реконструкции.

В процессе производства работ в зависимости от интенсивности поступления грунтовых вод при необходимости периодически включают в работу стационарную насосную станцию2 для откачки воды из нижележащих нереконструируемых еще участков канала 1.

Таким образом, предлагаемый способ реконструкции действующего магистрального канала польдерной осушительной системы за счет понижения уровня грунтовых вод с допустимой интенсивностью и поддержания его в процессе реконструкции на минимально возможном уровне на участке определенной длины позволяет повысить качество работ и производительность экскаватора при черпании грунта из-под воды с меньшей глубиной и не допустить подтопления прилегающих сельскохозяйственных земель в вегетационный период.