Результат интеллектуальной деятельности: КАСКАДНЫЙ СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЙ ЗАВЕСЫ (ПФЗ), СООРУЖАЕМОЙ СПОСОБОМ "СТЕНА В ГРУНТЕ" НА ОТКОСЕ С УКЛОНОМ БОЛЕЕ 3°

Изобретение относится к области строительства, в частности, для создания ПФЗ способом «стена в грунте» и может быть использовано в гидротехническом строительстве для защиты подземных и поверхностных вод от загрязнения в районах, прилегающих к золоотвалам тепловых электростанций и шламонакопителям промышленных сточных вод.

Из отечественной и зарубежной практики известно, что создание ПФЗ большой протяженности способом «стена в грунте» экономически выгодно на строго горизонтальных площадках, через которые проходит трасса траншейной завесы. В противном случае даже при небольшом уклоне или подъеме площадки, через которую проходит траншейная завеса, необходимо производить подсыпку или срезку грунта. Таким образом, увеличиваются объемы земляных работ, что в конечном итоге приводит к удорожанию проекта в целом.

Известен способ создания ПФЗ из заглинизированного грунта с образованием траншеи экскаватором Э-1252-обратная лопата, состоящий из разбивки трассы завесы на местности, планировки поверхности в пределах трассы и устройства форшахты, после разбивки трассы завесы и устройства форшахты осуществляют проходку траншеи на глубину 9,0 м экскаватором-обратная лопата, далее после разработки траншеи на длину, равную 5Н+10 м, ее заполняют заглинизированным грунтом, образовывая ПФЗ (Разработка технологических карт на отдельные строительные процессы и объекты ТЭС. Раздел 3. Возведение заглубленных сооружений и противофильтрационных устройств способом «стена в грунте». Тема №5620. Раздел 3. План Ц.О. Москва, 1981 г. Технологическая карта №8 лист 54, №9 лист 60).

Недостатком технологии создания ПФ3 - карта №8 и форшахты - карта №9 является ограничение области ее применения. Указанная технология может применяться при высотном положении верха форшахты выше уровня грунтовых вод на 1-1,5 м (СП 45.13330.2012. Земляные сооружения, основания и фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87) и на строго горизонтальном участке трассы ПФЗ.

Известен способ создания ПФЗ способом «стена в грунте» в условиях, когда отметка уровня грунтовых вод расположена ниже отметки поверхности земли менее чем на 1 м и уклон поверхности земли трассы траншейной завесы более 3°, состоящий в дополнительной подсыпке грунта и его уплотнении, которые обеспечат возможность устройства форшахты выше уровня грунтовых вод на 1 м и более и ее горизонтальность по трассе траншейной завесы (А.Г. Абызов, Н.В. Писанко, А.Л. Филахтов и др. Возведение сооружений методом «стена в грунте». - Киев: Будивельник, 1976. С. 194).

По числу сходных признаков и достигаемому результату указанное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого способа.

Недостатками прототипа являются увеличение объемов земляных работ и стоимости объекта в целом. При крайне неблагоприятных гидрогеологических и рельефных условиях объемы земляных работ достигают таких значений, при которых способ «стена в грунте» может стать неконкурентоспособным. Кроме того, указанные недостатки сужают область применения способа «стена в грунте» при создании ПФЗ и несущих конструкций.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в упрощении технологии создания ПФЗ на уклонах поверхности земли более 3°, а также при высоких отметках уровня грунтовых вод на расстоянии ≤1 м от поверхности земли и в снижении стоимости сооружения ПФЗ.

Для достижения указанного технического результата в предлагаемом каскадном способе, включающем разбивку трассы завесы и проходку траншеи под форшахту и под ПФЗ, в заполненную противофильтрационным материалом траншею, после его консолидации в предыдущей захватке, устанавливают в следующую по трассе завесы захватку металлическую форшахту многоразового использования, выполненную в форме прямоугольного короба в плане, сваренного, например, из стальных листов шириной b на 0,15 м больше ширины разрабатывающего грунт механизма и длиной, равной длине захватки l+0,3 м, высотное положение, горизонтальность и угол наклона металлической форшахты фиксируют опорными металлическими фиксаторами, закрепленными по ее периметру, при этом поддерживают уровень глинистого тиксотропного раствора в ней выше уровня грунтовых вод более чем на 1 м и ниже верха металлической форшахты не более чем на 0,3 м, обеспечивая тем самым устойчивость стенок траншеи при ее проходке и возможность создания траншейной ПФЗ на откосе.

Отличительными признаками предложенного способа являются: установка после консолидации противофильтрационного материала в первой захватке металлической форшахты многоразового использования в следующую по трассе завесы захватку, выполнение металлической форшахты многоразового использования в форме прямоугольного короба сваренного, например, из стальных листов шириной b на 0,15 м больше ширины разрабатывающего грунт механизма и длиной, равной длине захватки l+0,3 м, фиксирование высотного положения, горизонтальности и угла наклона металлической форшахты опорными металлическими фиксаторами, закрепленными по ее периметру, поддержание уровня глинистого тиксотропного раствора в металлической форшахте выше уровня грунтовых вод более чем на 1 м и ниже верха металлической форшахты не более чем на 0,3 м, обеспечение на откосе устойчивости стенок траншеи при ее проходке и возможности создания траншейной ПФЗ на откосе.

Благодаря наличию этих признаков значительно снижаются объем земляных работ, сроки создания ПФЗ и в конечном счете стоимость строительства объекта в целом, расширяются технологические возможности использования прогрессивного способа «стена в грунте» и область его применения при строительстве завес и несущих конструкций.

Предлагаемый каскадный способ иллюстрируется чертежами.

На фиг. 1 показана металлическая форшахта, представляющая собой металлический короб.

На фиг. 2 - поперечный разрез металлической форшахты.

На чертежах позициями обозначены:

1 - металлическая форшахта,

2 - боковая стенка металлической форшахты,

3 - опорные металлические фиксаторы металлической форшахты на наклонной поверхности,

4 - наклонная плоскость,

5 - откос земли (пригрузка верхней части металлической форшахты),

6 - пройденная траншея через металлическую форшахту,

7 - водоупор,

8 - отметка уровня глинистого тиксотропного раствора,

9 - грунт, в котором проходит траншея,

b - ширина металлической форшахты,

l - длина захватки.

Способ осуществляется следующим образом.

На первом этапе (фиг. 1) на откосе 4 с уклоном более 3° в грунте 9 трассы проходят траншею глубиной не менее 0,5÷0,8 м под металлическую форшахту 1 шириной b на 0,15 м больше ширины разрабатывающего грунт механизма, например ковша грейфера или фрезы, и длиной, равной длине захватки ковша грейфера l+0,3 м. Затем в подготовленную траншею устанавливают металлическую форшахту 1, боковые стенки 2 которой сварены, например, из стальных листов, образующих прямоугольный короб в плане, и фиксируют их на наклонной поверхности 4 опорными металлическими фиксаторами 3 таким образом, чтобы верхняя плоскость металлической форшахты 1 была строго горизонтальна.

После установки металлической форшахты 1 ее верхнюю часть над поверхностью земли пригружают грунтом 5. Затем через установленную металлическую форшахту 1 начинают проходку траншеи 6, которая проходится на проектную глубину с заглублением в водоупор 7. Проходку траншеи 6 грейфером осуществляют под глинистым тиксотропным раствором 8, уровень которого должен поддерживаться в траншее 6 на ≤0,3 м ниже верхней плоскости металлической форшахты 1.

Благодаря этому можно поддерживать необходимое превышение (≥1,0 м) уровня глинистого тиксотропного раствора 8 в захватке над уровнем грунтовых вод и тем самым обеспечивать устойчивость стенок траншеи 6 от обрушения.

Далее после заполнения траншеи 6 противофильтрационным материалом металлическую форшахту 1 не демонтируют, а отводят время, необходимое для его консолидации. После этого на трассе завесы через одну захватку устанавливают следующую металлическую форшахту 1 для проходки траншеи.

Таким образом, на наклонной поверхности земли завесу сооружают каскадным способом, чередуя проходку сначала четных захваток, а затем нечетных.

Применение предлагаемого способа позволяет создавать эффективные ПФЗ, трассы которых проходят по наклонным поверхностям земли при высоких уровнях грунтовых вод.