ГРУНТОВАЯ ПЛОТИНА

Предлагаемая полезная модель относится к области гидротехнического строительства и может быть использована в конструкциях энергетических гидроузлов, возводимых из гравийно-галечниковых грунтов в районах горных рек с высокой среднегодовой температурой и сейсмичностью до 9 баллов включительно.
Известны грунтовые плотины, включающие противофильтрационное устройство, образованное диафрагмой, выполненной из композитного материала с заданными характеристиками, непереходными зонами. При этом самым распространенным материалом для диафрагм грунтовых плотин является асфальтобетон, литой или укатанный (см., например, патенты РФ №№2460846, 2470111).
Прототипом заявляемой полезной модели выбрана грунтовая плотина, включающая противофильтрационное устройство, образованное диафрагмой, выполненной из композитного материала, и переходными зонами, расположенными по обе стороны от диафрагмы (см. патент РФ №2265693).
Прототипу, равно как и вышеназванным аналогам, присущи недостатки, проявляющиеся при строительстве плотин в климатических условиях с высокими среднегодовыми температурами. В этом случае возведение асфальтобетонной диафрагмы из литого бетона затруднено ввиду долгого остывания асфальтобетонной смеси, а технология укатанного бетона к настоящему времени недостаточно освоена. Кроме того, технологии укладки указанных видов бетона требуют параллельного ведения работ по отсыпке тела плотины, что затруднительно в условиях нешироких створов горных рек и неизбежно приводит к увеличению сроков строительства плотины.
Предлагаемая полезная модель направлена на решение задачи сокращения сроков возведения грунтовой плотины с противофильтрационным элементом из композитного материала в районах с высокими среднегодовыми температурами и высокой сейсмичностью за счет разнесения во времени процессов по отсыпке тела плотины и возведению диафрагмы.
Для достижения указанного технического результата в грунтовой плотине, включающей противофильтрационное устройство, образованное диафрагмой, выполненной из композитного материала, и переходными зонами, расположенными по обе стороны от диафрагмы, последняя выполнена из буросекущих свай, установленных поярусно по высоте плотины.
Кроме того, буросекущие сваи могут быть размещены в песчаном слое, расположенном между переходными зонами.
Заявителю не известны какие-либо технические решения, обладающие такой же совокупностью признаков, что и заявляемое. Это позволяет сделать вывод о том, что предлагаемая полезная модель удовлетворяет условию «новизна».
Благодаря реализации отличительных признаков заявляемого технического решения в совокупности с признаками, общими с прототипом, у заявляемого объекта появляются новые свойства - обеспечивается возможность разнесения во времени процессов отсыпки тела плотины и возведения диафрагмы: диафрагма выполняется после отсыпки тела плотины, в несколько ярусов по ее высоте. При этом использование технологии возведения буросекущих свай с помощью современного высокопроизводительного оборудования позволяет значительно ускорить весь процесс строительства плотины.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где фиг.1 и фиг.2 иллюстрируют соответственно продольный и поперечный разрезы предлагаемой грунтовой плотины.
Грунтовая плотина содержит тело 1 из галечника и проходящий вдоль продольной оси плотины противофильтрационный элемент в виде диафрагмы (отдельной позицией не обозначена). Диафрагма выполнена из буросекущих свай 2, уложенных в 2 яруса по высоте плотины через форшахты 3. В общем случае количество и высота ярусов определяются высотой плотины и возможностями оборудования, используемого для возведения свай. В данном конкретном примере высота яруса - 30 метров. Буросекущие сваи 2 размещены в песчаном слое 4, расположенном между переходными зонами 5 из сортированного галечника. При этом состав песчаного слоя подобран так, что он позволяет минимизировать отклонения при бурении и обеспечивает возможность самозалечивания при открытии трещин между сваями 2 (кольматаж трещин).
Буросекущие сваи 2 изготовлены из композитного материала (в данном конкретном случае - из глиноцементобетона с добавками), обладающего заданными характеристиками, близкими к материалу отсыпки тела 1 плотины (галечнику). Примыкание диафрагмы к бортам (берегам) 6 осуществляется с помощью подушек 7, выполненных из того же материала, что и буросекущие сваи 2. Борта 6 предварительно выравнены монолитным бетоном.
В процессе реализации предлагаемой конструкции возведение диафрагмы осуществляется после отсыпки тела 1 плотины.
Заявляемая грунтовая плотина работает следующим образом. Диафрагма из буросекущих свай 2, образующих глиноцементобетонную стену, воспринимает действующий на плотину напор, а переходные зоны 5 выполняют защитную функцию, уменьшая опасные деформации диафрагмы, которые могут нарушить ее целостность. Возможность кольматажа трещин между сваями 2 также способствует надежной работе противофильтрационного устройства и плотины в целом.
Таким образом, выполнение диафрагмы противофильтрационного устройства плотины из буросекущих свай с использованием современного высокопроизводительного оборудования позволяет значительно сократить сроки возведения плотины в целом и исключает необходимость параллельного ведения работ по отсыпке плотины и возведению противофильтрационного устройства, что особенно важно в стесненных условиях горных рек. Соответственно сокращаются трудоемкость и стоимость строительных работ.
Для осуществления заявляемой полезной модели могут быть использованы известные строительные материалы и технологии, что, по мнению заявителя, свидетельствует о соответствии предлагаемого технического решения условию «промышленная применимость».