СПОСОБ УСТРОЙСТВА ЗИГЗАГООБРАЗНОЙ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЙ ДИАФРАГМЫ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМИ ШВАМИ ИЗ БЕНТОНИТОВЫХ МАТОВ (ГЛИНОМАТОВ)
METHOD TO ARRANGE ZIGZAG ANTIFILTRATION DIAPHRAGM WITH INTERMEDIATE SEAMS FROM BENTONITE MATS (CLAY MATS)

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при строительстве противофильтрационных диафрагм грунтовых плотин высотой до 30 м.
Известен способ укладки бентонитовых матов (глиноматов) в качестве экранов, на заранее спланированную поверхность откоса (Рекомендации по укладке геосинтетических бентонитовых материалов Bentomat, ООО «ПСМ групп» Yousef Hammamji, extract from Geoglobe №6, 1999), включающий крепление бентонитовых матов с помощью анкеровки в специальной траншее, предусмотренной на гребне плотины, при этом конец рулона бентонитового мата должен быть положен в траншею полностью покрывая дно, не заходя на ее противоположную стенку. После выполнения работ по анкеровке, выполняют отсыпку защитного слоя грунта с трамбовкой для исключения сползания аккуратно уложенных бентонитовых матов и покрывающего грунта.
Недостатки аналога заключаются в следующем: грунтовую плотину необходимо возводить на полную высоту перед установкой противофильтрационного экрана; в течение суток, с момента укладки бентонитовых матов (глиноматов), необходимо полностью выполнить отсыпку защитного слоя (исходя из требований производителя материала), что может быть весьма затруднительно при больших объемах работ.
Известен способ возведения противофильтрационной диафрагмы из геомембраны, включающий обустройство промежуточных швов геомембраны на гребне отсыпаемых слоев грунтовой плотины при помощи сварки (The 1ST international symposium on rockfill dams Gibe III: A zigzag geomembrane core for a 50 m high rockfill cofferdam in Ethiopia, Pietrangeli G, Pietrangeli A., Scuero A., Vaschetti G.). При производстве работ, укладка геомембраны осуществляется на заранее спланированный откос уложенным защитным слоем геотекстиля, после чего производится укладка покрывающего защитного слоя геотекстиля и последующая отсыпка нового слоя упорных призм (присыпка). После укладки очередного слоя грунта, на него аналогичным образом укладывается геотекстиль и геомембрана, после чего выполняется герметизация шва сваркой и защитой оного загибом геотекстиля, далее операции повторяются по необходимости.
По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого изобретения.
Недостатком прототипа является то, что в ходе строительства возникает необходимость в выполнении дополнительных защитных слоев и в необходимости сварочных работ при стыковке полотнищ геомембраны.
Предлагаемым изобретением решается задача упрощения технологического обустройства при возведении зигзагообразной противофильтрационной диафрагмы, исключения необходимости в дополнительных защитных слоях и, в итоге, уменьшения материальных и финансовых затрат.
Для достижения указанного технического результата в способе устройства зигзагообразной противофильтрационной диафрагмы с промежуточными швами из бентонитовых матов (глиноматов), включающем обустройство промежуточных швов противофильтрационной диафрагмы на гребне отсыпаемых слоев грунтовой плотины, по заранее спланированным откосам, в невысоких грунтовых плотинах высотой ≤30 м, в качестве противофильтрационной диафрагмы используют бентонитовый мат (глиномат), с помощью которого устраивают зигзагообразную противофильтрационную диафрагму, зигзагообразность этой диафрагмы обусловлена условиями производства работ по отсыпке упорных призм слоями толщиной не менее 3 м, с организацией промежуточных горизонтальных швов внахлест параллельно склону, водонепроницаемость которых обеспечивают конструкцией узла стыковки, давлением грунта упорных призм и гидростатическим давлением воды.
Кроме того, заявленное решение имеет факультативный признак, характеризующий его частный случай, а именно:
- дополнительно для удобства монтажа узла стыковки бентонитовых матов (глиноматов) применяют 10 мм скобы.
Благодаря наличию этих признаков происходит упрощение способа устройства зигзагообразной противофильтрационной диафрагмы, увеличение производительности, что в итоге приводит к снижению затрат строительства, использование другого вида гидроизоляционных геосинтетических материалов, отсутствие необходимости в дополнительных мероприятиях по гидроизоляции и соединении стыковочных швов, отсутствие необходимости в обустройстве дополнительных защитных слоев из геотекстиля.
Предлагаемый способ устройства зигзагообразной противофильтрационной диафрагмы с промежуточными швами из бентонитовых матов (глиноматов) иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-8.
На фиг.1 изображена схема грунтовой плотины с зигзагообразной противофильтрационной диафрагмой, в рабочем состоянии.
На фиг.2 - узел 1, стыковка бентонитовых матов, вариант выпуклости противофильтрационной диафрагмы в сторону нижнего бьефа.
На фиг.3 - узел 2, стыковка бентонитовых матов, вариант выпуклости противофильтрационной диафрагмы в сторону верхнего бьефа.
На фиг.4 изображен отсыпанный первый ярус наращивания с уложенным бентонитовым матом.
На фиг.5 изображена финальная часть 2 стадии - отсыпан второй ярус наращивания, на который уложен бентонитовый мат.
На фиг.6 изображена последовательность действия для создания узла 1.
На фиг.7 изображена последовательность действий для создания узла 2 (1 этап) сразу же после отсыпки третьего яруса наращивания.
На фиг.8 изображена последовательность действия для создания узла 2 (2 этап).
На схеме показаны упорная призма 1, песчаное ядро 2, бентонитовый мат (глиномат) 3.
Способ осуществляется следующим образом.
Отсыпку упорных призм 1 и песчаного ядра 2 плотины ведут пионерным способом слоями толщиной не менее 3 м (фиг.1).
После отсыпки первого яруса наращивания песчаного ядра 2 (фиг.4) на всю длину, образовавшийся откос разравнивают (планируют) и по нему в продольном направлении укладывают бентонитовый мат (глиномат) 3 таким образом, чтобы на «гребне» отсыпанного яруса наращивания оставалась полоса материала бентонитового мата 3 шириной 500-800 мм. После чего отсыпают второй ярус наращивания (фиг.5) на двукратную высоту от первого, последовательность работ повторяется: отсыпается упорная призма 1, выравнивается откос, укладывается бентонитовый мат 3. Перед отсыпкой третьего яруса наращивания полотнища бентонитовых матов 3 стыкуют вручную, как показано на фиг.6, образуя узел 1 (фиг.2). Третий ярус наращивания отсыпают таким образом, чтобы не нарушить созданный узел 1 и одновременно выполнить его равномерную пригрузку. После отсыпки данного яруса, операции с разравниванием откоса, укладкой бентонитового мата 3 повторяются. После чего отсыпают четвертый ярус наращивания, откос которого планируют, затем укладывают бентонитовый мат 3 (аналогично предыдущим операциям) и организуют узел 2 (фиг.3). Далее операции по наращиванию повторяются по мере необходимости, в зависимости от высоты сооружения.
К организации узлов и стыков полотнищ существуют дополнительные требования, заключающиеся в размотке и укладке бентонитовых матов 3, которые производят специально оборудованными строительными машинами или вручную. В случае если длина отсыпаемых ярусов наращивания больше, чем длина бентонитового мата 3 в рулоне, допускается организация вертикальных стыковочных швов, при этом полотнища бентонитовых матов 3 должны укладываться внахлест с минимальной шириной шва - 300 мм, места нахлестов должны быть чистыми и идти параллельно склону. Для удобства монтажа места нахлестов могут дополнительно скрепляться 10 мм скобами.
Предлагаемый способ позволяет в сжатые сроки возводить грунтовые плотины с диафрагмой из бентонитовых матов (глиноматов). Работы на верхних отметках могут выполняться одновременно с наполнением водохранилища. Данный способ позволяет выполнять строительные работы в любое время года, со значительным сокращением сроков строительства, а также избежать образования складок при перекатке рулона с одного отсыпанного яруса на последующий.