RU2419705C1 - Method to clear defects in dams of homogeneous soil - Google Patents
Method to clear defects in dams of homogeneous soil Download PDFInfo
- Publication number
- RU2419705C1 RU2419705C1 RU2009147689/21A RU2009147689A RU2419705C1 RU 2419705 C1 RU2419705 C1 RU 2419705C1 RU 2009147689/21 A RU2009147689/21 A RU 2009147689/21A RU 2009147689 A RU2009147689 A RU 2009147689A RU 2419705 C1 RU2419705 C1 RU 2419705C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- additive
- cement
- mixture
- ash
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области гидромелиоративного строительства и предназначено для ремонта защитных и регулирующих дамб с высотой до 10 м из однородного слабоводопроницаемого грунта посредством заделки трещин, фильтрационных ходов и нор грунтоматериалами.The invention relates to the field of irrigation and drainage construction and is intended for the repair of protective and regulatory dams with a height of up to 10 m from a homogeneous low-permeable soil by filling cracks, filtration passages and burrows with soil materials.
Известен способ заделки трещин, фильтрационных ходов и нор землеройных животных, включающий отрывку на гребне дамбы траншей с превышением глубины над высотой трещины или хода, заполнение траншей грунтом того же состава, что и тело дамбы, послойное его уплотнение (Ачкасов Г.П., Иванов Е.С. Технология и организация ремонта мелиоративных гидротехнических сооружений. - М.: Колос, 1984. - С.49-52, рис.13). Недостатком данного способа является то, что из-за низкой водо- и морозостойкости гидроизоляционные свойства используемого для заделки трещин, фильтрационных ходов и нор грунта со временем будут утрачены, а трещины, фильтрационные ходы и норы появятся вновь. Кроме того, из-за незащищенности верхового откоса и гребня защитным (морозозащитным) покрытием произойдет промерзание слабоводопроницаемого (суглинистого, пучинистого) грунта откоса и гребня, способствующее разуплотнению, разрыхлению и осадке грунта, появлению фильтрационных ходов и просачиванию воды через тело дамбы.A known method of sealing cracks, filtration passages and burrows of digging animals, including extracting trenches on the crest of a dam with exceeding depth above the height of a crack or passage, filling trenches with soil of the same composition as the dam body, layer-by-layer compaction (G. Achkasov, Ivanov ES Technology and organization of repair of reclamation hydraulic structures. - M .: Kolos, 1984. - S.49-52, Fig. 13). The disadvantage of this method is that due to the low water and frost resistance, the waterproofing properties of the soil used to seal cracks, filtration passages and burrows will be lost over time, and cracks, filtration passages and burrows will reappear. In addition, due to the insecurity of the uphill slope and ridge with a protective (frost protection) coating, free-permeable (loamy, heaving) soil of the slope and ridge will freeze, contributing to softening, loosening and sedimentation of the soil, the appearance of filtration passages and water leakage through the dam body.
Известен также способ устранения дефектов в насыпных дамбах из однородного слабоводопроницаемого грунта грунтоцементом (Ачкасов Г.П., Иванов Е.С. Технология и организация ремонта мелиоративных гидротехнических сооружений. - М.: Колос, 1984. - С.44-47, рис.12, и Иванов Е.С., Ачкасов Г.П. Организация и технология ремонтных работ на мелиоративных системах. - Колос, 1997. - С.88). Недостатком этого способа является низкая прочность и низкая морозостойкость грунтоцемента, что отрицательно скажется на его гидроизоляционных свойствах и со временем вновь будет способствовать появлению дефектов (трещин, ходов). Кроме того, ввиду незащищенности верхового откоса и гребня дамбы произойдет промерзание слабоводопроницаемого грунта откоса и гребня, способствующее появлению фильтрационных ходов и просачиванию воды через тело дамбы.There is also a method for eliminating defects in bulk dams from homogeneous poorly permeable soil with cement cement (Achkasov G.P., Ivanov E.S. Technology and organization of repair of reclamation hydraulic structures. - M .: Kolos, 1984. - P. 44-47, Fig. 12, and Ivanov ES, Achkasov GP Organization and technology of repair work on reclamation systems. - Kolos, 1997. - P.88). The disadvantage of this method is the low strength and low frost resistance of cement, which will adversely affect its waterproofing properties and will again contribute to the appearance of defects (cracks, passages). In addition, due to the insecurity of the upper slope and ridge crest, free-permeable soil of the slope and ridge will freeze, contributing to the appearance of filtration passages and seepage of water through the dam body.
Наиболее близким к предлагаемому является способ устранения дефектов в дамбах из однородного пучинистого (суглинистого, слабоводопроницаемого) грунта, включающий устройство защитного (морозозащитного) покрытия по откосам и гребню и ликвидацию дефектов грунтоцементом с добавкой песка (А.И.Мурашко. Мелиорация: Энциклопедический справочник. - Минск: Белорусская советская энциклопедия, 1985. - С.147, рис. «Поперечные профили дамб», е.; Иванов B.C., Ачкасов Г.П. Организация и технология ремонтных работ на мелиоративных системах. - М.: Колос, 1997. - С.162, 208).Closest to the proposed is a method for eliminating defects in dams from a homogeneous heaving (loamy, poorly permeable) soil, including a protective (frost protection) coating on slopes and ridges and eliminating defects with cement cement with added sand (A.I. Murashko. Reclamation: Encyclopedic Handbook. - Minsk: Belorussian Soviet Encyclopedia, 1985. - P.147, Fig. “Cross profiles of dams”, е .; Ivanov BC, Achkasov GP Organization and technology of repair work on reclamation systems. - M .: Kolos, 1997. - S.162, 208) .
Недостатком указанного способа является выполнение защитного (морозозащитного) покрытия откосов и гребня из слоя песка, что хотя и защищает откосы и гребень от промерзания, но не защищает (из-за непрочности слоя) их от вредного воздействия землеройных животных - ондатр, кротов, мышей и др., устраивающих норы (ходы) в надводной части верхового откоса, что часто становится очагами размыва. Чрезмерна и толщина защитного покрытия из песка, обусловленная сравнительно низкой (судя по высокому коэффициенту теплопроводности, см. формулу ниже) теплоизолирующей способностью песка. Кроме того, из-за относительно низкой прочности и морозостойкости гидроизоляционная эффективность используемого для заделки трещин и ходов грунтоцемента с добавкой (с песком) окажется недостаточной, и просачивание воды возобновится вновь.The disadvantage of this method is the implementation of a protective (frost protection) coating of the slopes and the crest of the sand layer, which although protects the slopes and crest from freezing, but does not protect (due to the fragility of the layer) them from the harmful effects of earth-moving animals - muskrats, moles, mice and etc., arranging holes (passages) in the surface of the upper slope, which often becomes focal points of erosion. The thickness of the protective coating of sand is also excessive, due to the relatively low (judging by the high coefficient of thermal conductivity, see the formula below) heat-insulating ability of sand. In addition, due to the relatively low strength and frost resistance, the waterproofing efficiency of soil cement used to seal cracks and passages with an additive (with sand) will be insufficient, and water leakage will resume again.
Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение эффективности гидроизоляции.The technical result achieved by the present invention is to increase the effectiveness of waterproofing.
Данный технический результат достигается тем, что защитное покрытие выполняют из грунтосмеси в виде грунтоцемента с добавкой, причем толщина покрытия не меньше глубины его промерзания, а в качестве добавки для повышения прочности и морозостойкости используют смесь золы и высевки в количестве соответственно 4-6% и 20-35% от массы грунтосмеси.This technical result is achieved by the fact that the protective coating is made of soil mixtures in the form of soil cement with an additive, and the coating thickness is not less than the depth of freezing, and as an additive to increase strength and frost resistance, a mixture of ash and seed are used in amounts of 4-6% and 20, respectively -35% by weight of the soil mixture.
В качестве одного из компонентов добавки используют золу-унос ГРЭС, представляющей собой побочный продукт сжигания в топках котлоагрегатов измельченного до пылевидного состояния Донецкого антрацита. Зола-унос выносится из топок дымовыми газами и осаждается на электрофильтрах. Зола в основном представлена фракцией 0,01-0,1 мм. Средняя крупность ее изменяется незначительно в пределах 0,03-0,07 мм. Удельная поверхность золы находится в пределах 2500-3000 см2/г.As one of the components of the additive, fly ash of a state district power station is used, which is a by-product of combustion in the furnaces of boiler units crushed to a dusty state of Donetsk anthracite. Fly ash is removed from the furnaces by flue gases and deposited on electrostatic precipitators. Ash is mainly represented by a fraction of 0.01-0.1 mm. Its average size varies slightly in the range of 0.03-0.07 mm. The specific surface of the ash is in the range of 2500-3000 cm 2 / g.
Другим компонентом добавки служит высевка - отход камнедробления кварцита фракции до 5 мм с модулем крупности 2,48, содержащий 18,4% пылевидных и глинистых частиц, определяемых отмучиванием.Another component of the additive is seeding - waste of stone crushing of quartzite fractions up to 5 mm with a particle size modulus of 2.48, containing 18.4% of dusty and clay particles determined by elutriation.
Благодаря высокой удельной поверхности зольных, пылевидных и глинистых частиц, содержащихся в добавке, существенно возрастает поверхность соприкосновения составляющих грунтосмеси, что интенсифицирует силы адсорбционного, молекулярного и капиллярного взаимодействия и повысит степень связности грунтосмеси. Это, в свою очередь, ускорит ход процессов гидролиза и твердения цемента и обеспечит существенное повышение прочности и морозостойкости грунтоцемента с предложенной добавкой.Due to the high specific surface area of the ash, dust and clay particles contained in the additive, the contact surface of the components of the soil mixture increases significantly, which intensifies the forces of adsorption, molecular and capillary interaction and increases the degree of connectivity of the soil mixture. This, in turn, will accelerate the process of hydrolysis and hardening of cement and will provide a significant increase in the strength and frost resistance of cement with the proposed additive.
Для оценки влияния золы и высевки на прочность и морозостойкость проведены лабораторные исследования.In order to assess the effect of ash and sowing on strength and frost resistance, laboratory tests were carried out.
В качестве грунта использован легкий слабоводопроницаемый суглинок. Вяжущим служил Новороссийский портландцемент марки 500. В состав грунтосмеси входили также зола и высевка. Для сравнения готовили грунтосмеси из грунтоцементов без добавок и грунтосмеси из грунтоцементов с добавкой кварцевого речного песка с модулем крупности 1,67, содержащего 2,7% пылевидных и глинистых частиц. Количество воды в каждом случае подбирали с учетом оптимальной влажности и максимальной плотности грунтосмесей. Из приготовленных грунтосмесей в цилиндрических формах с двумя вкладышами изготавливали образцы-цилиндры с высотой и диаметром 50 мм, которые подвергали прочностным испытаниям: а) после 28 суток твердения и полного водонасыщения; б) после 50 циклов замораживания - оттаивания. Результаты испытаний представлены в таблице 1. Там же для сравнения приведены данные принятого в качестве аналога грунтоцемента без добавки и принятого в качестве прототипа грунтоцемента с добавкой кварцевого речного песка.As a soil, light, slightly permeable loam was used. The Novorossiysk Portland cement of grade 500 served as binders. The composition of the soil mixture also included ash and sowing. For comparison, soil mixtures were prepared from soil cement without additives and soil mixtures from soil cement with the addition of quartz river sand with a particle size modulus of 1.67, containing 2.7% of dusty and clay particles. The amount of water in each case was selected taking into account the optimal humidity and maximum density of soil mixtures. Samples of cylinders with a height and diameter of 50 mm were made from prepared soil mixtures in cylindrical forms with two inserts, which were subjected to strength tests: a) after 28 days of hardening and complete water saturation; b) after 50 cycles of freezing and thawing. The test results are presented in table 1. The data for accepted as an analogue of cement without additives and accepted as a prototype of cement with the addition of quartz river sand are also given for comparison.
ментGruntoc
the cop
смесиThe proportion of cement,% by weight of soil
mixtures
Как видно из приведенных в таблице данных, добавление к грунтоцементу золы и высевки в количестве соответственно 4-6% и 20-35% от общей массы составляющих грунтосмеси обеспечивает повышение прочности на 25-30%, а морозостойкости - на 10-15%. Уменьшение количества золы ниже 4% (или увеличение доли цемента свыше 10%) не дает существенного прироста прочности и морозостойкости, а увеличение ее (золы) доли свыше 6 % не обеспечивает превышения соответствующих показателей по прототипу. Не обеспечивает преимуществ перед прототипом и уменьшение количества высевки ниже 20% (см. при доле цемента и золы соответственно 8% и 6%).As can be seen from the data in the table, the addition of ash and sowing to soil cement in an amount of 4-6% and 20-35% of the total mass of soil mixture components, respectively, provides an increase in strength by 25-30%, and frost resistance - by 10-15%. A decrease in the amount of ash below 4% (or an increase in the proportion of cement in excess of 10%) does not give a significant increase in strength and frost resistance, and an increase in its (ash) share in excess of 6% does not exceed the corresponding figures for the prototype. It does not provide advantages over the prototype and the decrease in the number of seeding below 20% (see, with the proportion of cement and ash, respectively, 8% and 6%).
На фиг.1 показаны операции по устранению продольной трещины в дамбе; на фиг.2 - то же, поперечной трещины; на фиг.3 - защитное (морозозащитное) покрытие верхового откоса и гребня, фильтрационный ход и выполненная поперек траншея с замком из грунтоцемента с добавкой золы и высевки.Figure 1 shows the operation to eliminate a longitudinal crack in the dam; figure 2 is the same, transverse cracks; figure 3 - protective (frost protection) coating of the upper slope and ridge, the filtration course and made across the trench with a castle of soil cement with the addition of ash and sowing.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
С поверхности верхового откоса 1 и гребня 2 дамбы 3 в период отсутствия или минимального уровня воды в бьефе (или после устройства шпунтового ограждения) удаляют разуплотненный после промерзания в зимний период грунт. Для устранения продольной трещины 4 на гребне 2 вдоль нее отрывают траншею 5 с превышением глубины над высотой трещины 4 и длиной, приблизительно на 1 м большей с каждой стороны, чем длина трещины. В случае поперечных трещин 6 (или фильтрационных ходов 8, нор землеройных животных) траншею 7 отрывают и поперек их для устройства замка перпендикулярно трещине 6 (или хода 8). Затем для обратной засыпки траншей (ликвидации трещин, ходов, нор) и устройства защитного покрытия 9 верхового откоса 1 и гребня 2 в грунтосмесительной машине приготавливают грунтосмесь из грунтоцемента с добавлением золы и высевки и укладывают ее слоями с последующим уплотнением в траншеи 5, 7, а также по верховому откосу и гребню. Толщину защитного покрытия 9 верхового откоса и гребня принимают не меньше глубины его (покрытия) промерзания (hпром), приведенной по условиям теплопроводности, к толщине песчаного морозо-защитного покрытия, по формулеFrom the surface of the uphill
, ,
где hп - толщина защитного (морозозащитного) покрытия из песка, 50-70 см;where h p - the thickness of the protective (frost protection) coating of sand, 50-70 cm;
λп - коэффициент теплопроводности песка, 1,65 ккал/(м·ч·град);λ p - the coefficient of thermal conductivity of sand, 1.65 kcal / (m · h · deg);
λгц - коэффициент теплопроводности грунтоцемента с добавкой, 0,95 ккал/(м·ч·град).λ Hz - coefficient of thermal conductivity of soil cement with additive, 0.95 kcal / (m · h · deg).
При пологом верховом откосе 1 смешивание грунта с высевкой, золой и цементом может производиться и на месте укладки - откосе 1. Для этого грунт на откосе 1 измельчают, подвозят и равномерно распределяют по нему высевку, спецдозаторами (типа, например, туковых сеялок для распределения удобрений) по принятым дозировкам вносят золу и цемент, перемешивают, увлажняют смесь до оптимальной влажности и уплотняют. При пологом низовом откосе, в случае проливных дождей или «высоком» положении кривой депрессии, будет насыщена водой и часть низового откоса, что потребует устройства защитного покрытия 9 и по нему.With a gentle
Применение изобретения позволит исключить фильтрационные просачивания воды через тело защитных и регулирующих дамб, так как образовавшиеся в процессе эксплуатации трещины, фильтрационные ходы и норы будут заделаны высокопрочным и морозостойким с жесткой структурой грунтоматериалом, который, будучи к тому же уложенным на откос и гребень, надежно защитит тело дамбы (в наиболее опасных местах - верховой откос, гребень) от вредного воздействия землеройных животных, устраивающих ходы и норы в надводной части верхового откоса, что часто становится причиной размыва дамб. Кроме того, устройство предлагаемого защитного покрытия обеспечит лучший теплоизолирующий эффект по сравнению с аналогичными покрытиями из песчаных материалов, что позволяет не только эффективнее осуществить защиту слабоводопроницаемых (пучинистых, суглинистых) грунтов дамб от промерзания и дальнейшего появления фильтрационных ходов, но и уменьшить толщину защитного покрытия, а также широко использовать местные грунты при отсутствии в районе проводимых работ песчаных материалов.The use of the invention will allow to exclude filtering water seepage through the body of the protective and regulating dams, since cracks, filtration passages and holes formed during operation will be sealed with high-strength and frost-resistant soil material with a rigid structure, which, being also laid on the slope and comb, will reliably protect the body of the dam (in the most dangerous places - the uphill slope, ridge) from the harmful effects of earth-moving animals, arranging passages and burrows in the surface part of the uphill slope, which often becomes It causes the erosion of dams. In addition, the device of the proposed protective coating will provide a better heat-insulating effect compared to similar coatings made of sand materials, which allows not only to more effectively protect the low-permeable (heaving, loamy) soils of dams from freezing and the further occurrence of filtering passages, but also to reduce the thickness of the protective coating, and also to widely use local soils in the absence of sand materials in the area of ongoing work.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009147689/21A RU2419705C1 (en) | 2009-12-21 | 2009-12-21 | Method to clear defects in dams of homogeneous soil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009147689/21A RU2419705C1 (en) | 2009-12-21 | 2009-12-21 | Method to clear defects in dams of homogeneous soil |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2419705C1 true RU2419705C1 (en) | 2011-05-27 |
Family
ID=44734901
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009147689/21A RU2419705C1 (en) | 2009-12-21 | 2009-12-21 | Method to clear defects in dams of homogeneous soil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2419705C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108130890A (en) * | 2017-12-27 | 2018-06-08 | 天津森聚柯密封涂层材料有限公司 | A kind of dam waterproof and thermal insulation structure and manufacturing method |
-
2009
- 2009-12-21 RU RU2009147689/21A patent/RU2419705C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
А.И.МУРАШКО. Мелиорация. Энциклопедический справочник. - Минск: Белорусская советская энциклопедия, 1985, с.147. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108130890A (en) * | 2017-12-27 | 2018-06-08 | 天津森聚柯密封涂层材料有限公司 | A kind of dam waterproof and thermal insulation structure and manufacturing method |
CN108130890B (en) * | 2017-12-27 | 2023-06-30 | 天津森聚柯密封涂层材料有限公司 | Dam waterproof heat-insulating structure and manufacturing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7841806B2 (en) | Soil stabilization system | |
Archibong et al. | A review of the principles and methods of soil stabilization | |
Herrier et al. | The Friant-Kern canal: a forgotten example of lime-treated structure in hydraulic conditions | |
RU2455414C1 (en) | Method to manufacture building material and method to erect motor road beds and surface structures on its basis | |
RU2419705C1 (en) | Method to clear defects in dams of homogeneous soil | |
Puppala et al. | Soil modification by admixtures: concepts and field applications | |
CN107513992B (en) | continuous construction method for solidifying curing agent on shallow surface layer of sludge | |
RU2520145C1 (en) | Man-made peaty soil for reclamation of oil-contaminated and disturbed lands | |
CN103806434B (en) | A kind of level joins the method building the slag soil engineering bag front saturated over-wet soil ground of engineering of process brill | |
Bisanal et al. | Study on stabilization of soil using sea shell and bitumen emulsion | |
RU2349758C2 (en) | Method of protecting flat dumps from self-ignition | |
CN108797520A (en) | A kind of method that eco-concrete administers falling zone | |
Vasiya et al. | An experimental investigation on black cotton soil using terrazyme | |
JP2014110811A (en) | Method for constructing weed-proof material using steel slag | |
Wilson et al. | The use of low grade rockfill at Roadford Dam | |
Eqyaabal et al. | Construction of a road in the black cotton soil using fly ash | |
Mykhailovska et al. | Drilling Waste Disposal Technology Using Soil Cement Screens | |
Butalia et al. | The utilization of flue-gas desulfurization materials | |
Radzi et al. | Evaluation of soil stabilizer in oil palm plantation road construction | |
JP6631945B2 (en) | Purification promoting material for oil-contaminated soil and purification treatment method using the same | |
Saidu | Performance Evaluation of Full Depth Reclaimed Surface-Dressed Pavement Treated with Cement and Calcium Carbide Residue as Road Base | |
KR101210365B1 (en) | The soil-cement land stabilization method by retarding basin used sedimentary bad spoil | |
Kumar et al. | Black Cotton Soil in Highway Construction | |
Choudari et al. | Effect of FlyAsh on Compaction Characteristics of Expansive Soils, Near Anandapuram, Visakhapatnam, Andhra Pradesh, India | |
Choudhary et al. | Construction of an Ash Pond with Waste Recycled Product, Fly Ash And Locally Available Soil—A Case Study |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121222 |