МНОГОСЛОЙНОЕ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЕ ПОКРЫТИЕ
MULTI-LAYER ANTI-FILTRATION COATING

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для противофильтрационной защиты каналов и водоемов.
Известна конструкция многослойного противофильтрационного покрытия (US 2771745, кл. 61-7, 1956 г., опубл. Мелиорация и водное хозяйство за рубежом. Применение пластических материалов в орошении (По зарубежным патентам). - М.; ЦБНТИ. - 1970 г., стр.21-22.), состоящая из двух слоев армирующего материала, между которыми находится слой асфальта особого состава. Армирующим материалом могут служить стекловолокно, термопластик, или металлическая сетка. Особый состав асфальта 70%, минеральных добавок - 20% и волокнистых материалов (волокно+органическое вещество) - 10%. Соотношения составляющих могут меняться в широких пределах. При проведении работ слои покрытия укладываются вразбежку, что обеспечивает более надежный шов и прочное соединение. Канал покрывается по всему периметру многослойной, гибкой одеждой предлагаемой конструкции.
Недостатком конструкции являются низкая экологическая безопасность вследствие применения асфальта, конструкция не применима при низких температурах, не представляется возможным ее использование на просадочных и пучинистых грунтах и в районах распространения карста. Части облицовки, выходящие на дамбы канала («заплечники») никак к ней не крепятся, что существенно понижает прочность покрытия и может вызвать сползание облицовки с откоса в канал.
Известна конструкция противофильтрационного покрытия для магистральных каналов сложного состава (US 3113435, кл. 61-7, 1956 г., опубл. Мелиорация и водное хозяйство за рубежом. Применение пластических материалов в орошении (По зарубежным патентам). - М.; ЦБНТИ. - 1970 г., стр.21-25.), которое состоит из листов жести, покрытой с двух сторон слоями битума или асфальта. Между слоями прокладывают бумагу, сверху и снизу накладывают пластмассовую пленку. При соединении отдельных полотнищ такой многослойной одежды листы жести сваривают между собой для устранения утечки воды в местах соединения. Шов после сварки заполняют асфальтом или битумом и покрывают пленкой.
К недостаткам данной конструкции можно отнести низкую экологическую безопасность, высокую материалоемкость и, как следствие, высокую стоимость конструкции. Бумажные прослойки при воздействии сил трения обеспечат конструкции повышенный износ. Сварные швы жестяных листов, заполненные асфальтом при воздействии циклов «замораживания-оттаивания» постепенно разойдутся.
Наиболее близким техническим решением является многослойная облицовка (US 6755596 В2, 29.06.2004, E02B 5/02), из бетонного покрытия к которому крепятся жесткие пластиковые листы, к ним выше по поперечному сечению канала крепятся гибкие пластиковые листы, обеспечивающие крепление на дамбах канала с помощью заплечиков. Конструкция крепится к ложу канала (анкерами) шпурами с гидроизоляцией при помощи шпонок, что обеспечивает дополнительную устойчивость.
К недостаткам можно отнести разрушение бетона и расхождение бетонных плит при воздействии циклов «замораживания-оттаивания» и просадок грунта основания, вследствие этого будут проседать жесткие пластиковые листы и отрываться от удерживающих шпуров. Под действием морозного пучения гидроизоляционные шпонки выдавливаются из облицовки и при последующем наполнении канала появляются локальные очаги фильтрации из канала.
Сущность изобретения заключается в разработки вариантов конструкции многослойного противофильтрационного покрытия, отличающегося высокой водонепроницаемостью, долговечностью, способного надежно эксплуатироваться на просадочных и пучинистых грунтах основания.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение потерь воды из каналов и водоемов, возможность применения противофильтрационных покрытий на просадочных и пучинистых грунтах основания без снижения их эффективности и надежности, развитие вторичного использования полимеров.
Технический результат достигается за счет устройства в канале многослойного противофильтрационного покрытия, состоящего из армирующего слоя (геосетка, геотекстиль) и водонепроницаемого слоя, выполненного из гибких листов, толщиной 3-5 мм, при этом гибкие листы термически соединены с компонентами армирующего слоя путем расплавления поверхности листа на глубину 0,5-1,0 мм.
Предлагается ряд вариантов конструкции многослойного противофильтрационного покрытия:
Вариант 1. Конструкция многослойного противофильтрационного покрытия состоит из уложенного на подготовленное основание ложа и откосов канала армирующего слоя из геосетки, изготовленной из отходов полиэтилена (ТУ 2291-003-96266783-07), поверх которой укладывают гибкие листы, изготовленные из отходов полиэтилена, при этом поверхность гибкого листа соприкасающаяся с геосеткой, подвергается расплавлению, далее гибкие листы соединяют встык с образованием сварного шва.
Вариант 2. Конструкция многослойного противофильтрационного покрытия состоит из уложенного на подготовленное основание ложа и откосов канала армирующего слоя - нетканого геотекстиля («Дорнит» по ТУ 8397-003-21506643-2003), плотностью 250-400 г/м, поверх которого укладывают гибкие листы, изготовленные из отходов полиэтилена, при этом поверхность гибкого листа соприкасающаяся с нетканым геотекстилем, подвергается расплавлению, далее гибкие листы соединяют встык с образованием сварного шва. Устройство заплечиков производится на дамбах канала.
Вариант 3. Многослойное противофильтрационное покрытие, выполненное из геокомпозитного листового материала, изготовленного с применением нетканого геотекстиля, плотностью 250-400 г/м, на который сверху и снизу напаяны гибкие листы, выполненные из отходов полиэтилена. При устройстве противофильтрационного покрытия изготовленный в заводских условиях геокомпозитный листовой материал укладывают на дно и откосы канала и соединяют его полотнища между собой при помощи сварки.
Вариант 4. Многослойное противофильтрационное покрытие, выполненное из сваренных внахлест гибких листов, изготовленные из отходов полиэтилена, на которые напаян сверху и снизу нетканый геотекстиль плотностью 250-400 г/м, изготовленный из отходов текстильной промышленности, при этом гибкие листы укладывают на подготовленное основание с нахлестом 20-30 см.
Монтаж многослойного противофильтрационного покрытия при малой ширине канала (менее 4-5 метров) допускается устраивать при помощи ручной лебедки (ЛР-1 или УТМ-0,8 или талевых систем типа СТ-135-25), при ширине канала более 5,0 метров монтаж ведут трактором малой мощности (например, ХТ3-3510) или же секции облицовки, собранные на дамбах канала прикрепляют посредством строп к подъемному крану (например КС-45-71 7 К-1 «Ивановец», длина стрелы 9,21 м, вылет стрелы 2,0-20,0 м, грузоподъемность 25 т, колесное шасси) и укладывают в русло канала, где производят их сварку ультразвуковым сварочным аппаратом для сварки пленки и гибких листов К-100 (www.piaterka.ru/images/oborud-vesv/cas/CAS_ruk/CK-100.pdf). Контроль качества производят акустическим импедансным дефектоскопом ИД-91М (http://www.fela-nk.ru).
Многослойное противофильтрационное покрытие сохраняет устойчивое положение за счет собственного веса, силы тяжести воды, сцепления с подготовленным дном и заплечиков, устраиваемых на дамбах канала.
Предлагаемые конструкции многослойного противофильтрационного покрытия характеризуются повышенной надежностью, при эксплуатации (70 и более лет), они не снижают прочности при воздействии циклов «замораживания-оттаивания», гибкие листы не крепятся к анкерам шпурам, что ускоряет процесс возведения конструкции и экономит материал, процесс возведения полностью механизирован при любой ширине канала. Варианты 1 и 3 допускается использовать на пучинистых и просадочных грунтах, а также в условиях наличия карста. При устройстве облицовок подобного типа за счет устройства многослойного покрытия практически полностью исключаются (до 1%) потери воды из канала.
Изобретение поясняется иллюстрированным материалом.
На Фиг.1 - Многослойное противофильтрационное покрытие (вариант 1); На Фиг.2 - Многослойное противофильтрационное покрытие (вариант 2); На Фиг.3 - Многослойное противофильтрационное покрытие (вариант 3); На Фиг.4 - Многослойное противофильтрационное покрытие (вариант 4).
Многослойное противофильтрационное покрытие состоит из следующих основных конструктивных элементов (Фиг.1-4): гибкие листы из отходов полиэтилена 1, термоскрепленные 2 с армирующим слоем - геосеткой 3, нетканым геотекстилем 4.