СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ КРОТОВЫХ ДРЕН
METHOD OF FORMATION OF MOLE DRAINS

Изобретение относится с гидротехническому строительству и может быть использовано при прокладке кротового дренажа, а также при осушении строительных площадок.
Известен способ образования кротовых дрен, включающий прорезание щели в толще грунта  формы, формирование главной центральной полости дрены в месте пересечения вертикальной и горизонтальной частей щели и двух дополнительных полостей дрен по концам горизонтальной части щели, причем поперечные сечения полостей дрен выполнены в виде круга (см. авторское свидетельство СССР на изобретение №1656064, МПК Е02В 11/02, 1991 г.).
Основным недостатком указанного способа является относительно ограниченная устойчивость кротовых дрен с круглым поперечным сечением.
Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому является способ образования кротовых дрен, включающий прорезание щели в толще грунта Ш-образной формы с охватом дрены по бокам и снизу, формирование полости дрен с уплотнением ее стенок, причем вертикальная центральная часть щели подводится к дрене снизу, центральную часть щели выполняют длиной не менее двух диаметров полости дрены, а свод дрены дополнительно уплотняют путем придания ей в сечении грушевидной формы (см. авторское свидетельство СССР на изобретение №1634751, МПК Е02В 11/02, 1991 г.).
Основным недостатком способа-прототипа является недостаточная устойчивость свода и стенок кротовой дрены.
Для решения поставленной задачи в способе образования кротовых дрен, включающем прорезание щели в толще грунта Ш-образной формы с охватом дрены по бокам и снизу, формирование полости дрены с уплотнением ее стенок, причем вертикальная центральная часть щели подводится к дрене, полость дрены в поперечном сечении формируется в виде треугольника Рело, при этом один из углов треугольника Рело располагается в верхней сводной части полости дрены.
Сущность изобретение заключается в том, что полость дрены в поперечном сечение формируется в виде треугольника Рело, при этом один из углов треугольника Рело располагается в верхней сводной части полости дрены.
Такой новый признак, как формирование полости дрены в поперечном сечении в виде треугольника Рело, позволяет предложенному техническому решению приобрести новое свойство, заключающееся в том, что поперечное сечение полости дрены, выполненного в виде треугольника Рело, при одинаковых площадях сечения с полостью дрены в виде круга, повышается поверхность кротовой дрены, кроме этого релоидное сечение полости дрены обладает повышенной устойчивостью и прочностью, свойственной циклоидным геометрическим структурам. Второй новый признак, заключающейся в расположении одного из углов треугольного релоидного сечения полости кротовой дрены в верхней сводной части полости дрены, позволяет предложенному техническому решению приобрести новое свойство, заключающееся в том, что одна из наиболее жестких зон (угловая зона) треугольника располагается в наиболее напряженной сводной части кротовой дрены.
Вышеуказанные новые признаки и свойства отсутствуют в известных технических решениях и позволяют предложенному техническому решению достигнуть положительного эффекта, заключающегося в повышении устойчивости свода и стенок кротовой дрены. Все это позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения «новизна» и «изобретательский уровень».
На фиг. 1 показано поперечное сечение кротового дренажа.
В толще грунта 1 прорезают по трассе дренажа Ш-образную щель 2, формируют дрену 3 со сводом 4, придавая поперечному сечению дрены форму треугольника Рело. Причем снизу полость дрены соединена с центральной частью Ш-образной щели.
Рабочий орган для выполнения предложенного способа из жесткого Ш-образного ножа, к центральному ребру которого неподвижно прикреплен дренер и уширитель, которые в поперечном сечении выполнены в виде треугольника Рело, причем один из углов дренера и уширителя направлены вертикально вверх.
При заглублении рабочего органа в грунт и его продвижении вперед Ш-образный нож прорезает щель 1, дренер формирует предварительную полость кротовой дрены, которая затем расширяется до проектных размеров уплотнителем, придавая дрене 3 в поперечном сечении форму треугольника Рело.
В связи с тем, что дренер и уплотнитель установлены посередине между крайними стойками дренажного ножа, свод и боковые стенки кротовой дрены формируются в грунте ненарушенного сложения.
а
а
Треугольник Рело представляет собой фигуру постоянной ширины, образованную пересечением трех дуг радиуса , центры которого находятся в вершинах равностороннего треугольника со стороной .
а
Из всех фигур заданной постоянной ширины треугольник Рело обладает наименьшей площадью. Если ширина его равна , то его площадь равна  Следовательно, при равных площадях, треугольник Рело имеет большую ширину по сравнению с кругом. По сравнению с кротовой дреной, имеющей круглое поперечное сечение, кротовая дрена, имеющая поперечное сечение в виде треугольника Рело, имеет большой периметр, а следовательно, большую поверхность, что имеет существенное значение для более эффективного рассеяния поверхностных напряжений и большего водозахвата.
Поверхность кротовой дрены с поперечным сечением в виде треугольника Рело, по сравнению с кротовой дреной с круглым поперечным сечением, увеличивается более чем на 5%.
У треугольника Рело, по сравнению с кругом той же площади, диаметр почти во всех направлениях, проходящих через центр тяжести фигуры, больше на 5%, за исключением нескольких направлений, где они равны. Следовательно, прочность стенок кротовой дрены увеличивается.
Наиболее жесткие участки в релообразной полости кротовой дрены формируются в ее угловых зонах. Поэтому наиболее рационально один из углов в сечении дрены располагать в ее сводной 4 части.
Свод, образованный в виде угла треугольника Рело, по результатам модельных исследований, оказался на 15-25% устойчивее полукруглого свода, который образуется не только в круглом сечении дрены, но и в грушевидном сечение кротовой дрены в прототипе.
Наличие щелей с боков и снизу дрены способствует интенсивному притоку к ней как грунтовых, так и поверхностных вод.
Технико-экономическая эффективность предложенного технического решения, по сравнению со способом-прототипом, заключается в том, что свод кротовой дрены, образованный в виде угла треугольника Рело, оказался устойчивее грушевидного (свод тоже полукруглый или похожий на него) свода, причем устойчивость свода кротовой дрены достигается без дополнительного уплотнения (возможно иногда переуплотнения) с локальным уменьшением проницаемости сводной части дрены (как в прототипе).
Кроме этого стены кротовой дрены с сечением в виде треугольника Рело отличаются относительной равноустойчивостью, а в кротовой дрене-прототипе проявляется относительная слабость в боковых стенках. На основе вышеизложенного можно заключить, что в предложенном техническом решении, по сравнению с прототипом, достигается повышение устойчивости свода и стенок кротовой дрены, без локальных изменений проницаемости дрены.