RU2398931C1

RU2398931C1 - Method for erection of combined drain of biopositive design

Info

Publication number: RU2398931C1
Application number: RU2009108852/03A
Authority: RU
Inventors: Салигаджи Омарович Курбанов (RU); Салигаджи Омарович Курбанов; Мухамед Музакирович Шахмурзов (RU); Мухамед Музакирович Шахмурзов; Мухамед Кадирович Кожоков (RU); Мухамед Кадирович Кожоков
Priority date: 2009-03-10
Filing date: 2009-03-10
Publication date: 2010-09-10

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: method for erection of combined drain of biopositive design includes banquet and inclined drains. Inclined drain and water-receiving part of banquet drain are made of flexible mats comprising tight rows of light fascines wrapped in geonet and laid normally towards filtration flow. Banquet prism of drain is erected from gabion mats, filler of which is made of light fascines and perforated pipes laid in alternating rows and wrapped in gabion net. Gabion mats are laid in foundation and on collar of banquet prism normally towards filtration flow, and in prism body - along with filtration flow. Binding rings of reinforced wires are arranged in areas around banquet prism of gabion mats and fixed to anchors arranged over inclined drain at the distance from each other.

EFFECT: improved operational reliability of structure and recovery of green areas along water edge in lower ponds of soil structures.

2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству и может быть использовано в качестве дренажного устройства земляных плотин и дамб обвалования.The invention relates to hydraulic engineering and environmental construction and can be used as a drainage device for earthen dams and dams.

Наиболее близким техническим решением является комбинированный дренаж земляных плотин и дамб обвалования, включающий банкетный и наслонный дренажи [1], выполненный из песчанно-гравелистых и каменных материалов. Основными недостатками данного технического решения являются:The closest technical solution is the combined drainage of earthen dams and dams, including banquet and overflow drainage [1], made of sand-gravel and stone materials. The main disadvantages of this technical solution are:

- потребность большого количества каменного и песчано-гравелистого материала;- the need for a large amount of stone and sand-gravel material;

- сложность производства работ по укладке обратных фильтров;- the complexity of the installation of reverse filters;

- низкая эффективность работы и биопозитивность конструкции.- low work efficiency and biopositive design.

Цель изобретения - снижение трудоемкости строительства, повышение эффективности и биопозитивности конструкции.The purpose of the invention is to reduce the complexity of construction, increasing the efficiency and biopositivity of the structure.

Указанная цель достигается тем, что в способе возведения комбинированного дренажа, включающем банкетный и наслонный дренажи, наслонный дренаж и водоприемную часть банкетного дренажа выполняют из гибких тюфяков, состоящих из плотных рядов легких фашин, завернутых в геосетку и уложенных нормально к направлению фильтрационного потока, а банкетную призму дренажа возводят из габионных тюфяков, заполнитель которых выполняют из легких фашин и перфорированных труб, уложенных чередующими рядами и завернутых в габионную сетку, причем габионные тюфяки укладывают в основание и на гребне банкетной призмы нормально к направлению фильтрационного потока, а в теле призмы - по направлению фильтрационного потока. Вокруг банкетной призмы из габионных тюфяков устраивают местами перевязочные кольца из арматурных проволок, которые прикрепляют к анкерам, устроенным выше верха наслонного дренажа на расстоянии друг от друга, а легкие фашины диаметром 15-20 см изготавливают из сухого камыша длиной 2-2,5 м.This goal is achieved by the fact that in the method of erecting a combined drainage, including banquet and overflow drainage, overflow drainage and the water receiving part of the banquet drainage are made of flexible mattresses consisting of dense rows of light fascia, wrapped in a geogrid and laid normally to the direction of the filtration flow, and the banquet the drainage prism is erected from gabion mattresses, the filler of which is made of light fascines and perforated pipes laid in alternating rows and wrapped in a gabion net, and gabion mattresses are placed in the base and on the crest of banquet prism normal to the direction of filtration flow, and in the body of a prism - in the direction of filtration flow. Around the banquet prism of gabion mattresses, dressing rings of reinforcing wires are arranged in places, which are attached to anchors arranged above the top of the overhead drainage at a distance from each other, and light fascias with a diameter of 15-20 cm are made from dry reeds 2-2.5 m long.

На фиг.1. показано поперечное сечение земляного сооружения (плотины или дамбы) по оси комбинированного дренажа; на фиг.2 - план комбинированного дренажа с горизонтальным разрезом по средине банкетной призмы; на фиг.3. - гибкий тюфяк из легких фашин, завернутых в геосетку; на фиг.4. - габионный тюфяк из легких фашин и перфорированных труб, завернутых в габионную сетку; на фиг.5. - легкая фашина.In figure 1. shows a cross section of an earthen structure (dam or dam) along the axis of the combined drainage; figure 2 is a plan of combined drainage with a horizontal section in the middle of the banquet prism; figure 3. - a flexible mattress made of light fascia wrapped in a geogrid; figure 4. - a gabion mattress made of light fascines and perforated pipes wrapped in a gabion net; figure 5. - light fascin.

Комбинированный дренаж состоит из наслонного дренажа 1 и банкетного дренажа 2; наслонный дренаж 1 и водоприемная часть 3 банкетного дренажа 2 возведены из гибких тюфяков 4, выполненных из легких фашин 5 и геосетки 6; призму банкетного дренажа 2 сложена из габионных тюфяков 7, выполненных из легких фашин 5, перфорированных труб 8 и габионной сетки 9. В основание 10 и на верху 11 банкетного дренажа 2 габионные тюфяки 7 уложены вдоль откоса и нормально к направлению фильтрационного потока, а в теле дренажа 2 - по направлению фильтрационного потока. Вокруг банкетной призмы местами устроены перевязочные кольца 12 из арматурных проволок, прикрепленных к анкерам 13.Combined drainage consists of overhead drainage 1 and banquet drainage 2; overhead drainage 1 and water intake part 3 of the banquet drainage 2 were erected from flexible mattresses 4 made of light fascines 5 and geogrid 6; the prism of banquet drainage 2 is composed of gabion mattresses 7 made of light fascia 5, perforated pipes 8 and gabion mesh 9. At the base 10 and on top of 11 banquet drainage 2 gabion mattresses 7 are laid along the slope and normal to the direction of the filtration flow, and in the body drainage 2 - in the direction of the filtration flow. Around the banquet prism, dressing rings 12 of reinforcing wires attached to the anchors 13 are arranged in places.

Способ возведения комбинированного дренажа биопозитивной конструкции осуществляется и работает следующим образом. По предлагаемому способу заранее заготавливаются легкие фашины 5 из сухого камыша. После у подошвы низового откоса разрабатывается котлован, и планируется площадка в основании для возведения банкетного дренажа 2. По всей площади основания и в районе водоприемной части укладывают гибкие тюфяки 4 нормально к направлению фильтрационного потока. Далее сверху гибких тюфяков 4 раскладывают на определенном расстоянии друг от друга арматурные проволоки для перевязочных колец 12. Сверху них до гребня банкетного дренажа 2 возводят банкетную призму из габионных тюфяков 7 вместе с водоприемной частью 3 из гибких тюфяков 4. После этого вокруг дренажной призмы затягивают арматурные проволоки с образованием плотных перевязочных колец 12. После чего пазухи за банкетным дренажом 2 и земляным сооружением заполняют грунтом и планируют низовой откос. Затем намечают места устройства анкеров 11 чуть выше верхней линии наслонного дренажа 1, разрабатывают ямы глубиной 0,5-0,7 м, устраивают опалубки с установкой анкеров, заливают бетоном (М-100). После набора прочности бетона заравнивают откос и возводят наслонный дренаж 1, для чего укладывают плотными рядами гибкие тюфяки 4 вдоль откоса нормально к направлению фильтрационного потока, начиная от верха водоприемной части банкетного дренажа 2 до линии выше уровня максимально возможного насыщения водой грунтов тела сооружения. Перевязочные кольца 12 с помощью арматурных проволок, проходящих поверху наслонного дренажа, прикрепляют к анкерам 13.A method of erecting a combined drainage of a biopositive structure is carried out and works as follows. According to the proposed method, light fashions 5 are prepared in advance from dry reeds. After the bottom of the lower slope, a pit is developed, and a platform is planned at the base for the construction of banquet drainage 2. Flexible mattresses 4 are laid normal to the direction of the filtration flow over the entire area of the base and in the area of the water intake part. Next, on top of the flexible mattresses 4, reinforcing wires for dressing rings 12 are laid out at a certain distance from each other 12. Above them, a banquet prism is erected from the gabion mattresses 2 from the gabion mattresses 7 together with the water receiving part 3 of the flexible mattresses 4. After that, reinforcing rings are tightened around the drainage prism wire with the formation of tight dressing rings 12. After that, the sinuses behind the banquet drainage 2 and the earthen building are filled with soil and plan downhill. Then designate the location of the anchors 11 just above the upper line of the overflow drainage 1, develop pits with a depth of 0.5-0.7 m, arrange formwork with the installation of anchors, pour concrete (M-100). After the concrete has set strength, the slope is leveled and a layered drainage 1 is erected, for which flexible mattresses 4 are laid in tight rows along the slope normally to the direction of the filtration flow, starting from the top of the water intake part of the banquet drainage 2 to the line above the level of the maximum possible saturation of the soil of the building body with water. The dressing rings 12 with the help of reinforcing wires passing over the overhead drainage are attached to the anchors 13.

Комбинированный дренаж работает следующим образом.Combined drainage works as follows.

Фильтрационная вода, двигаясь под действием гидростатического напора со стороны верхнего бьефа (ВБ) через поры грунтов тела плотины или дамбы, попадает в зону водоприемной части 3 дренажа 1. Далее гибкие тюфяки 4 свободно принимают воду из-за их высокой водопроницаемости и пропускают в водосборную часть 2 банкетной призмы, состоящей из габионных тюфяков 7. И при водонасыщении тюфяков 7 до верха вода легко потечет по трубам 8 и фашинам 5 по уклону в НБ. При высоких уровнях воды в НБ, близких и выше отметки гребня 11 банкетного дренажа, прием и отвод профильтровавшейся воды обеспечивается наслонным дренажом 1. Дренаж предлагаемой конструкции рекомендуются использовать в средне- и низконапорных грунтовых плотинах и дамбах обвалования территорий, когда в НБ возможны высокие уровни воды при обычных эксплуатационных условиях. Гибкие тюфяки 4 и 7 обеспечивают безопасный прием и отвод профильтровавшей воды через тело земляного сооружения. Устойчивость и прочность конструкции дренажа обеспечивается габионными тюфяками 7 и арматурными стержнями и кольцами 12, прикрепленными к анкерам 13.Filtration water, moving under the influence of hydrostatic pressure from the upstream side (WB) through the pores of the soils of the body of the dam or dam, falls into the zone of the water intake part 3 of drainage 1. Next, flexible mattresses 4 freely accept water due to their high permeability and are passed into the water collecting part 2 banquet prisms, consisting of gabion mattresses 7. And with water saturation of mattresses 7 to the top, water will easily flow through pipes 8 and fascines 5 along a slope in the NB. At high water levels in the National Park, close to and above the mark of crest 11 of the banquet drainage, the filtered water can be received and discharged by overflow drainage 1. Drainage of the proposed design is recommended to be used in medium- and low-pressure soil dams and dams of land debris, when high water levels are possible in the National Bank under normal operating conditions. Flexible mattresses 4 and 7 ensure the safe intake and removal of filtered water through the body of the earthworks. Stability and durability of the drainage structure is provided by gabion mattresses 7 and reinforcing rods and rings 12 attached to the anchors 13.

В конструкции дренажа основным фильтрационным материалом используется сухой камыш - достаточно стойкий и прочный природный материал, который эффективно работает в условиях водной среды и является высоко дренирующим материалом. Легкие фашины, завернутые в геосетку, образующие наслонный дренаж 1 и водоприемную часть 3 банкетного дренажа 2, предотвращают фильтрационные деформации прилегающих грунтов. При этом исключается вынос и проникновение мелких частиц грунта в гибкие тюфяки 4 и габионные тюфяки 7. В свою очередь, габионные тюфяки 7, состоящие из легких фашин 5 и перфорированных труб 8, обеспечивают накопления и свободный отвод в НБ профильтровавшей воды.Dry reeds are used in the design of the drainage with the main filtration material, which is a fairly stable and durable natural material that works effectively in an aqueous environment and is a highly draining material. Light fascines wrapped in a geogrid, forming a layered drainage 1 and water intake part 3 of the banquet drainage 2, prevent filtration deformation of adjacent soils. In this case, the removal and penetration of small particles of soil into flexible mattresses 4 and gabion mattresses 7 is excluded. In turn, gabion mattresses 7, consisting of light fascines 5 and perforated pipes 8, provide accumulation and free drainage of filtered water into the NB.

Таким образом, предлагаемая конструкция комбинированного дренажа для земляных плотин и дамб обвалования будет обеспечивать эффективный прием и безопасный отвод профильтровавшей воды через тело сооружений при нормальных и форсированных уровнях воды в ВБ и НБ. Вместе с тем комбинированный дренаж превращается в бипозитивное сооружение, которое не препятствует круговороту веществ и энергии, помогает развитию природы и включается в экосистему реки, воспринимается природой как родственный ей элемент. Комбинированный дренаж биопозитивной конструкции может эффективно работать без капитального ремонта 15-20 лет в связи с тем, что камыш является высоко дренирующим и достаточно стойким материалом, который способен держаться в водной среде 20-25 лет и более. При периодическом увлажнении и высыхании камыш сохраняет свою форму 10-15 лет и не разлагается.Thus, the proposed design of combined drainage for earthen dams and deboning dams will ensure the efficient reception and safe removal of filtered water through the body of structures at normal and forced water levels in the WB and NL. At the same time, combined drainage turns into a bipositive structure, which does not impede the circulation of substances and energy, helps the development of nature and is included in the river’s ecosystem, and is perceived by nature as a related element. Combined drainage of a biopositive design can work effectively without major repairs for 15-20 years due to the fact that bulrush is a highly draining and sufficiently resistant material that can stay in an aqueous environment for 20-25 years or more. With periodic wetting and drying, the reeds retain their shape for 10-15 years and do not decompose.

Со временем наслонный дренаж и верх банкетного дренажа 2 будут зарастать зелеными растениями. Структура легких фашин 5 из камыша способствует к эффективному зарастанию зеленых насаждений и повышению биопозитивности конструкции дренажа. При этом существенное влияние на фильтрационные качества дренажа зеленые растения не оказывают. При сильном зарастании травами и кустарниками водопроводящая способность верхних рядов фашин 5 может уменьшится. И в этом случае безопасный отвод профильтровавшей воды будет обеспечен, так как часть воды будет просачиваться на верх дренажа и по верху его уходить в НБ из-за большого уклона.Over time, overhead drainage and the top of banquet drainage 2 will overgrow with green plants. The structure of light fascia 5 from reeds contributes to the effective overgrowing of green spaces and increase the biopositivity of the drainage structure. At the same time, green plants do not significantly affect the filtration quality of drainage. With strong overgrowing with herbs and shrubs, the water supply capacity of the upper rows of fascines 5 may decrease. And in this case, a safe drainage of the filtered water will be ensured, since part of the water will leak to the top of the drainage and go to the upper part of the drainage due to the large slope.

При ухудшении со временем фильтрационных свойств гибких тюфяков 4 наслонного дренажа 1 их легко можно заменить новыми, вручную без применения строительной техники.If the filtration properties of flexible mattresses 4 of overhead drainage 1 deteriorate over time, they can easily be replaced with new ones manually without the use of construction equipment.

Предлагаемый способ возведения комбинированного дренажа биопозитивной конструкции рекомендуется использовать на равнинных участках рек при строительстве и реконструкции средненапорных и низконапорных земляных плотин и дамб обвалования территорий, где отсутствуют в достаточном количестве каменный и гравелистый материал. А также - в труднодоступных местах, где использование тяжелой техники затруднено.The proposed method of erecting a combined drainage of a biopositive structure is recommended to be used on the flat sections of rivers during the construction and reconstruction of medium-pressure and low-pressure earthen dams and dams of landslide areas where there are not enough stone and gravel material. And also - in hard-to-reach places where the use of heavy equipment is difficult.

Источник информацииThe source of information

1. Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика. / Под общей редакцией д-ра техн. наук, проф. В.П.Недриги. - М.: Стройиздат, 1983, с.172-173, с.491.1. Waterworks. Designer reference. / Under the general editorship of Dr. tech. sciences, prof. V.P. Nedrigi. - M.: Stroyizdat, 1983, p. 171-173, p. 491.

Claims

1. Способ возведения комбинированного дренажа, включающий банкетный и наслонный дренажи, отличающийся тем, что наслонный дренаж и водоприемную часть банкетного дренажа выполняют из гибких тюфяков, состоящих из плотных рядов легких фашин, завернутых в геосетку и уложенных нормально к направлению фильтрационного потока, а банкетную призму дренажа возводят из габионных тюфяков, заполнитель которых выполняют из легких фашин и перфорированных труб, уложенных чередующимися рядами и завернутых в габионную сетку, причем габионные тюфяки укладывают в основание и на гребне банкетной призмы нормально к направлению фильтрационного потока, а в теле призмы - по направлению фильтрационного потока.1. The method of construction of combined drainage, including banquet and overhead drainage, characterized in that the overflow drainage and the water intake part of the banquet drainage are made of flexible mattresses, consisting of dense rows of light fascia, wrapped in a geogrid and laid normally to the direction of the filtration flow, and a banquet prism drainage is erected from gabion mattresses, the filler of which is made of light fascines and perforated pipes, laid in alternating rows and wrapped in a gabion net, and gabion mattresses yvayut in the base and on the crest of banquet prism normal to the direction of filtration flow, and in the body of a prism - in the direction of filtration flow.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вокруг банкетной призмы из габионных тюфяков устраивают местами перевязочные кольца из арматурных проволок, которые прикрепляют к анкерам, устроенным выше верха наслонного дренажа на расстоянии друг от друга, а легкие фашины диаметром 15-20 см изготавливают из сухого камыша длиной 2-2,5 м. 2. The method according to claim 1, characterized in that around the banquet prism of gabion mattresses, dressing rings of reinforcing wires are arranged in places, which are attached to anchors arranged above the top of the overhead drainage at a distance from each other, and light fascias with a diameter of 15-20 cm made from dry reeds 2-2.5 m long.