RU2675497C1 - Method for draining geocomposite mats - Google Patents

Abstract

FIELD: construction.SUBSTANCE: method using a draining element in the form of a hollow cylinder with a valve is that beneath the geocomposite mats a branch pipe 2 with a perforated flange 3 is laid, on which a cylindrical cap 4 with an opening is mounted. The draining element is equipped with lobe diaphragms 5 of an elastic polymeric material with weightings 6. The valve operates at P<P, where Pis hydrostatic pressure, Pis backwater pressure.EFFECT: free groundwater discharge through geocomposite mats at their high standing.3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству, может быть использовано для дренирования и противофильтрационной защиты каналов и водоемов гидромелиоративных систем, выполняемых в сложных инженерных условиях с противофильтрационными экранами из геокомпозитных матов.The invention relates to hydraulic engineering and environmental construction, can be used for drainage and antifiltration protection of canals and reservoirs of irrigation and drainage systems, performed in difficult engineering conditions with antifiltration screens made of geocomposite mats.

При устройстве противофильтрационных экранов в сложных инженерных условиях на них действует ряд сил, включая подпор грунтовыми водами, что может привести к последующему отрыву, всплытию и дрейфу противофильтрационного полотнища. В данном случае возникает необходимость устройства мощного защитного покрытия (например, из каменной наброски, габионов), которое в свою очередь может нарушить целостность противофильтрационного экрана или привести к выносу защитного слоя водным потоком. Кроме этого, под действием гидростатического давления геокомпозитное покрытие будет подниматься, что может привести к нарушению герметичности швов с последующим выходом фильтрационного потока.When the anti-filter screens are installed in difficult engineering conditions, a number of forces act on them, including support by groundwater, which can lead to subsequent separation, ascent and drift of the anti-filter sheet. In this case, there is a need for a powerful protective coating (for example, from stone sketches, gabions), which in turn can violate the integrity of the impervious screen or lead to the removal of the protective layer by the water flow. In addition, under the influence of hydrostatic pressure, the geocomposite coating will rise, which can lead to a violation of the tightness of the seams with the subsequent exit of the filtration stream.

Все это и обуславливает ограниченность применения геокомпозитных матов и других геосинтетических противофильтрационных элементов при подпоре и инфильтрации грунтовыми водами.All this determines the limited use of geocomposite mats and other geosynthetic antifiltration elements for backwater and groundwater infiltration.

Известна бетонопленочная одежда откосов гидротехнических сооружений (авторское свидетельство SU 1138448, опубл. 07.02.1985), включающая противофильтрационный экран из гибкой пленки, поверх которой установлены железобетонные плиты, траншею, заполненную крупнозернистым материалом, дренажную систему, сообщающуюся с каналом.Known concrete film clothing slopes of hydraulic structures (copyright certificate SU 1138448, publ. 02/07/1985), including an anti-filter screen of flexible film, on top of which are reinforced concrete slabs, a trench filled with coarse-grained material, a drainage system that communicates with the channel.

Недостатком бетоноплечной одежды является низкая эффективность ее работы, а также высокая повреждаемость пленочного элемента. Кроме того, данное техническое решение не будет обеспечивать свободный отвод грунтовых вод через бетонопленочную облицовку, поскольку на нее будет воздействовать избыточное давление грунтовых вод, что может привести к выпору бетонных плит и нарушению целостности всего покрытия.The disadvantage of concrete shoulder clothing is the low efficiency of its work, as well as the high damage to the film element. In addition, this technical solution will not provide free drainage of groundwater through concrete-film cladding, since it will be affected by excessive pressure of groundwater, which can lead to the discharge of concrete slabs and the integrity of the entire coating.

Известно противофильтрационное геокомпозитное покрытие (патент RU 2595174, опубл. 20.08.2016), включающее полимерный каркас, состоящий из двух слоев геотекстиля (нетканого и тканого) между которыми помещен слой бентонитовой глины, балластовый слой песка, крепление полотнищ иглопробивным способом, два слоя плечных полотнищ, которые запаяны или заклеены водонепроницаемым клеем по периметру покрытия. Также противофильтрационные геокомпозитное покрытие включает щелевые надрезы на одной из сторон пленочных полотнищ, клеящиеся ленты из растворимого в воде полимерного материала.Known antifiltration geocomposite coating (patent RU 2595174, publ. 08.20.2016), including a polymer frame, consisting of two layers of geotextiles (non-woven and woven) between which a layer of bentonite clay, a ballast layer of sand, fastening panels with needle-punched method, two layers of shoulder panels that are sealed or sealed with waterproof glue around the perimeter of the coating. Also, the antifiltration geocomposite coating includes slotted cuts on one of the sides of the film panels, adhesive tapes made of water-soluble polymer material.

Недостатком вышеприведенного аналога является то, что применение данного технического решения не позволит обеспечить свободный отвод грунтовых вод через противофильтрационное покрытие при их высоком стоянии.The disadvantage of the above analogue is that the use of this technical solution will not allow for the free drainage of groundwater through the antifiltration coating when they are high standing.

Известна бетонопленочная одежда откосов гидротехнических сооружений (авторское свидетельство SU 1041621, опубл. 15.09.1983, включающая противофильтрационный экран из гибкой пленки, железобетонные плиты, траншею с гибкой пленкой и крупнозернистым наполнителем, трубчатые выпуски.Known concrete film clothing slopes of hydraulic structures (copyright certificate SU 1041621, publ. 09/15/1983, including an anti-filter screen of flexible film, reinforced concrete slabs, a trench with a flexible film and coarse-grained filler, tubular outlets.

Недостатком данного технического решения является сложность производства работ по устройству траншеи с дренажными трубами и фильтрующим материалом под швами бетонных плит.The disadvantage of this technical solution is the complexity of the work on the device trenches with drainage pipes and filter material under the seams of concrete slabs.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является устройство для дренирования бетонопленочной облицовки (авторское свидетельство SU 1477818, опубл. 07.05.1989), включающее плиты с отверстиями, дренирующий элемент в виде пустотелого цилиндра с клапаном.The closest technical solution to the claimed invention is a device for drainage of concrete film cladding (copyright certificate SU 1477818, publ. 05/07/1989), including plates with holes, a drainage element in the form of a hollow cylinder with a valve.

Основной недостаток прототипа - сложность производства работ по выполнению отверстий в бетонных блоках и приклеивание пленочного полотнища к плите. Представленное устройство не будет функционировать должным образом, а многие из используемых в техническом решении материалов морально устарели, характеризуются низкой надежностью, малым сроком службы и в настоящее время не применяются.The main disadvantage of the prototype is the complexity of the production of holes in concrete blocks and the gluing of the film panel to the plate. The presented device will not function properly, and many of the materials used in the technical solution are obsolete, characterized by low reliability, short service life, and are not currently used.

Цель данного изобретения - повышение эффективности работы геокомпозитных матов в сложных инженерных условиях, в частности при подпоре грунтовыми водами и инфильтрации.The purpose of this invention is to increase the efficiency of geocomposite mats in difficult engineering conditions, in particular with backwater and infiltration.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа дренирования геокомпозитных матов.An object of the present invention is to provide a method for draining geocomposite mats.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявленное изобретения является обеспечение свободного отвода грунтовых вод через геокомпозитные маты при их высоком стоянии.The technical result, the achievement of which the claimed invention is directed, is to ensure free drainage of groundwater through geocomposite mats at their high standing.

Технический результат достигается за счет того, что для обеспечения дренирования и свободного отвода фильтрационных вод через противофильтрационное покрытие под геокомпозитные маты укладывают укладывают патрубок с перфорированной полкой, на который монтируется цилиндрический колпак с отверстием, дренирующий элемент оборудован лепестковыми диафрагмами из эластичного полимерного материала с утяжелителями, а работа клапана осуществляется при Р_гс<Р_под, где Р_гс - гидростатическое давление, Р_под - давление подпора. При этом патрубок с полкой выполняется из жесткого полимерного материала высокой плотности, а крепление клапана и полимерного лепестка к полке осуществляется экструзионной сваркой или методом горячего клина.The technical result is achieved due to the fact that to ensure drainage and free drainage of filtration water through an antifiltration coating, a pipe with a perforated shelf is mounted under the geocomposite mats, on which a cylindrical cap with a hole is mounted, the drainage element is equipped with petal diaphragms made of elastic polymer material with weighting agents, and valve operation is carried out at P _gc <P _under , where P _gs is the hydrostatic pressure, P _under is the back pressure. At the same time, the branch pipe with the shelf is made of high-density rigid polymeric material, and the valve and polymer lobe are fastened to the shelf by extrusion welding or the hot wedge method.

Изобретение поясняется следующими чертежами:The invention is illustrated by the following drawings:

Фиг. 1 - работа клапана при отсутствии подпора грунтовыми водами;FIG. 1 - valve operation in the absence of subsoil groundwater;

Фиг. 2 - работа клапана при подпоре грунтовыми водами.FIG. 2 - valve operation during groundwater abatement.

Цифрами на чертеже обозначено:The numbers in the drawing indicate:

1 - геокомпозитный материал; 2 - патрубок; 3 - перфорированная полка; 4 - цилиндрический колпак; 5 - лепестковая диафрагма; 6 - утяжелитель.1 - geocomposite material; 2 - pipe; 3 - perforated shelf; 4 - cylindrical cap; 5 - flap diaphragm; 6 - weighting agent.

Способ дренирования геокомпозитных матов осуществляется следующим образом (фиг. 1 - фиг. 2).The method of drainage of geocomposite mats is as follows (Fig. 1 - Fig. 2).

При выполнении противофильтрационного экрана из геокомпозитных материалов 1 в сложных инженерных условиях (например, при инфильтрации) производится устройство дренирующих элементов для свободного отвода грунтовых вод через противофильтрационное покрытие. Для этого под геокомпозитный материал 1 укладывают патрубок 2 с перфорированной полимерной полкой 3, на который монтируется цилиндрический колпак 4 с отверстием. В свою очередь дренирующий элемент в виде пустотелого цилиндра с клапаном оборудован лепестковой диафрагмой 5, выполненной из эластичного полимерного материала с утяжелителями 6.When performing an anti-filter screen from geocomposite materials 1 in difficult engineering conditions (for example, during infiltration), drainage elements are installed for free drainage of groundwater through an anti-filter coating. For this, a pipe 2 with a perforated polymer shelf 3 is placed under the geocomposite material 1, onto which a cylindrical cap 4 with a hole is mounted. In turn, the drainage element in the form of a hollow cylinder with a valve is equipped with a flap diaphragm 5 made of an elastic polymer material with weighting materials 6.

Дренирование геокомпозитных матов осуществляется следующим образом.Drainage of geocomposite mats is as follows.

При отсутствии подпора грунтовыми водами или меньшем давлении при подпоре (фиг. 1), чем гидростатическое давление в канале (при Р_гс<Р_под, где Р_гс - гидростатическое давление, Р_под - давление подпора), лепестковая гибкая диафрагма 5 в пустотелом цилиндре с клапаном препятствует фильтрации воды из канала (за счет прижатия полимерных лепестков с утяжелителями 6 гидростатическим давлением к нижней части полки 3).In the absence of backwater by groundwater or less pressure during backwater (Fig. 1) than the hydrostatic pressure in the channel (at P_gf<P_underwhere R_gf - hydrostatic pressure, P_under - back pressure), flap flexible diaphragm 5 in a hollow cylinder with a valve prevents the filtering of water from the channel (due to the pressure of polymer petals with weighting agents 6 by hydrostatic pressure to the bottom of the shelf 3).

При подпоре грунтовыми водами (фиг. 2) лепестковая диафрагма 5 отжимается фильтрационным потоком и обеспечивается свободный отвод грунтовых вод через клапан в канал (водоем), что способствует снижению избыточного давления на геокомпозитный материал до безопасных значений, исключая его выпор.When it is supported by groundwater (Fig. 2), the petal diaphragm 5 is squeezed out by the filtration flow and free drainage of groundwater through the valve into the channel (reservoir) is ensured, which helps to reduce excess pressure on the geocomposite material to safe values, excluding its outflow.

Claims (3)

1. Способ дренирования геокомпозитных матов, включающий дренирующий элемент в виде пустотелого цилиндра с клапаном, отличающийся тем, что под геокомпозитные маты укладывают патрубок с перфорированной полкой, на который монтируется цилиндрический колпак с отверстием, дренирующий элемент оборудован лепестковыми диафрагмами из эластичного полимерного материала с утяжелителями, а работа клапана осуществляется при Р_гс<Р_под, где Р_гс - гидростатическое давление, Р_под - давление подпора.1. A method of drainage of geocomposite mats, including a drainage element in the form of a hollow cylinder with a valve, characterized in that a pipe with a perforated shelf is mounted under the geocomposite mats, on which a cylindrical cap with a hole is mounted, the drainage element is equipped with lobe diaphragms made of elastic polymer material with weighting agents, and the valve is operated at P _gc <P _under , where P _gs is the hydrostatic pressure, P _under is the back pressure. 2. Способ дренирования геокомпозитных матов по п.1, отличающийся тем, что патрубок с полкой выполняется из жесткого полимерного материала высокой плотности.2. The method of drainage of geocomposite mats according to claim 1, characterized in that the nozzle with a shelf is made of high density rigid polymeric material. 3. Способ дренирования геокомпозитных матов по п.1, отличающийся тем, что крепление клапана и полимерного лепестка к полке осуществляется экструзионной сваркой или методом горячего клина.3. The method of draining geocomposite mats according to claim 1, characterized in that the fastening of the valve and the polymer lobe to the shelf is carried out by extrusion welding or the hot wedge method.

Images