Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА ЗАКРЫТЫХ СОБИРАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к мелиоративному строительству и может быть использовано при строительстве закрытых собирателей в Нечерноземной зоне, предназначенных для осушения средне- и тяжелосуглинистых и глинистых почвогрунтов как с атмосферным, так и с намывным типами водного питания.

Как известно, закрытые собиратели отводят воду с поверхности почвы и гравитационную воду из пахотного слоя. Засыпка траншеи закрытого собирателя, как правило, имеет коэффициент фильтрации выше коэффициента фильтрации окружающего ее почвогрунта на порядок и более.

Известен закрытый собиратель (Патент RU 2411322 C1, Кл. E02B 11/00, 2011 г.), включающий водоприемный элемент в форме призмы, размещенной в дренажной траншее с вертикальными стенками и уложенной в ней дренажной трубой, обернутой защитно-фильтрующим материалом. Призма составлена из n-го количества вертикальных правильных продольных призм, где n≥2. Призмы образуют единый блок. При этом каждые смежные призмы (для усиления контактной фильтрации) заполнены разнородным фильтрующим материалом. В качестве фильтрующего материала могут быть использованы песок, шлак, льняная костра, смесь вынутого из дренажной траншеи почвогрунта с почвой пахотного слоя либо с отощающими добавками, например песком, шлаком, доломитом и др.

Известен способ строительства закрытых собирателей (Временные рекомендации по проектированию и строительству конструкций дренажа в слабоводопроницаемых грунтах на опытно-производственных участках Нечерноземной зоны РСФСР / Коллектив авторов; СевНИИГиМ-Ленмелиорация-Ленгипроводхоз. - Л.: СевНИИГиМ-Ленгипроводхоз, 1988. - 52 с.; прототип, п.4.2), включающий рытье траншеи экскаватором-дреноукладчиком, укладку в нее дренажной трубы, обернутой защитно-фильтрующим материалом, и засыпку траншеи посредством присыпателя, движущегося синхронно с дреноукладчиком и оборудованного бункером для фильтрующего материала со спускным лотком, предназначенным для подачи фильтрующего материала в траншею. При этом укладку дренажной трубы, обернутой защитно-фильтрующим материалом, и засыпку траншеи осуществляют одновременно.

К причинам, создающим сложности при использовании этой технологии при строительстве закрытых собирателей, относится невозможность механизированного выполнения операций по засыпке дренажной траншеи, состоящей из n-го количества (n≥2) вертикальных продольных фильтрующих призм. Отечественное машиностроение не выпускает специальных приспособлений и машин.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается также в расширении технологических возможностей оборудования для строительства закрытых собирателей - строительство закрытых собирателей, засыпка траншеи которых состоит не из одной, а из n, при n≥2, вертикальных продольных фильтрующих призм.

Технический результат от решения поставленной задачи заключается в снижении стоимости строительства путем обеспечения возможности механизированного выполнения фильтрующей засыпки траншеи закрытого собирателя, имеющего в траншее n-ое количество (n≥2) вертикальных продольных фильтрующих призм, а также за счет выполнения одновременно операций по укладке дренажной трубы, присыпке ее фильтрующим материалом и засыпке траншеи, и, кроме того, - в улучшении гидрологического действия закрытых собирателей и повышении эколого-экономической эффективности дренирования слабоводопроницаемых средне- и тяжелосуглинистых и глинистых почвогрунтов.

Поставленная задача решена тем, что в способе строительства закрытых собирателей, содержащих водоприемный элемент в виде единого блока из n-го количества (n≥2) вертикальных продольных фильтрующих призм, включающем рытье траншеи экскаватором-дреноукладчиком, укладку в нее дренажной трубы, обернутой защитно-фильтрующим материалом, и засыпку траншеи посредством присыпателя, движущегося синхронно с экскаватором-дреноукладчиком и оборудованного бункером для фильтрующего материала со спускным лотком, причем укладку дренажной трубы, обернутой защитно-фильтрующим материалом, и засыпку траншеи осуществляют одновременно, дренажную трубу, обернутую защитно-фильтрующим материалом, одновременно с укладкой ее в траншею присыпают фильтрующим материалом по всей ширине траншеи на 15 см над ее шелыгой из короба, представляющего собой прямоугольный параллелепипед, имеющий ширину, равную ширине траншеи, а высоту, несколько большую, чем глубина траншеи, при этом низ короба располагают выше дна траншеи на толщину слоя присыпки дренажной трубы относительно дна траншеи, передней стенкой короб жестко присоединен к корпусу экскаватора-дреноукладчика, а на задней его стенке с внешней стороны установлены (n-1) вертикальные, параллельные между собой и стенкам траншеи с возможностью изменения расстояния между ними в соответствии с толщиной призм перегородки, высота каждой из которых равна высоте короба, кроме того, бункер для фильтрующего материала разделен на секции посредством перегородок с возможностью изменения расстояния между ними и их количества таким образом, чтобы количество секций бункера было на одну больше количества вертикальных продольных фильтрующих призм закрытого собирателя, при этом каждая секция бункера снабжена своим спускным лотком, из которого каждую смежную вертикальную продольную призму заполняют разнородным фильтрующим материалом. Вертикальные перегородки, установленные на задней стенке короба с внешней его стороны, снабжены полозьями в их нижней части. Засыпку начального участка траншеи, длина которого равна длине короба с перегородками, производят с учетом конкретных условий. Вeрх единого блока из n-го производят с учетом конкретных условий. Верх единого блока из n-го количества (n≥2) вертикальных продольных фильтрующих призм закрытого собирателя на пахотных угодьях размещают на уровне плужной подошвы пахотного слоя, а на сенокосах и пастбищах размещают на уровне поверхности почвы.

Заявленный способ строительства закрытых собирателей, содержащих водоприемный элемент в виде единого блока из n-го количества (n≥2) вертикальных продольных фильтрующих призм, благодаря расширению технологических возможностей оборудования для строительства закрытых собирателей позволяет механизировать выполнение операций по засыпке дренажной траншеи. Выполнение одновременно операций по укладке дренажной трубы, присыпке ее фильтрующим материалом и засыпке траншеи также способствует снижению стоимости строительства закрытого собирателя. Возможность механизировать выполнение операций по засыпке дренажной траншеи с водоприемным элементом в виде единого блока из n-го количества (n≥2) вертикальных продольных фильтрующих призм скажется и на улучшении гидрологического действия закрытых собирателей и повышении эколого-экономической эффективности дренирования слабоводопроницаемых средне- и тяжелосуглинистых и глинистых почвогрунтов.

Изобретение иллюстрируется чертежами, поясняющими предложенный способ.

На фиг.1 приведено поперечное сечение траншеи по Б-Б (фиг.2) в процессе ее засыпки с применением короба с перегородками траншеи (при n=3), а на фиг.2 - вид короба и перегородок в плане по стрелке А (фиг.1).

Закрытый собиратель включает водоприемный элемент в форме призмы, размещенный в траншее с вертикальными стенками 1 и уложенной в ней дренажной трубой 2, обернутой защитно-фильтрующим материалом. Призма составлена из 3-х вертикальных правильных призм 3, образующих единый блок и заполняемых фильтрующим материалом, отличающимся по разнородности в каждой смежной призме 3 и призме 4. Верх каждой из призм размещают в зависимости от сельскохозяйственного использования осушаемой почвы: на пахотных угодьях (показано на фиг.1) - на уровне нижней границе пахотного слоя 5 (на уровне его плужной подошвы), в случае сенокосов и пастбищ - на уровне поверхности почвы 6.

Способ строительства закрытых собирателей, содержащих водоприемный элемент в виде единого блока из n-го количества (n≥2) вертикальных продольных фильтрующих призм, включает следующие операции.

1. Подготовку экскаватора-дреноукладчика к работе, установку на нем короба, представляющего собой прямоугольный параллелепипед, имеющий ширину, равную ширине траншеи, а высоту, несколько большую, чем глубина траншеи. Низ короба располагают выше дна траншеи на толщину слоя присыпки дренажной трубы 2 относительно дна траншеи. Передней стенкой 7 короб жестко присоединяют к корпусу 8 экскаватора-дреноукладчика. На задней 9 стенке короба с внешней его стороны установлены вертикальные, параллельные между собой и стенкам 1 траншеи с возможностью изменения расстояния между ними в соответствии с толщиной призм 3 перегородки 10, высота каждой из которых равна высоте короба. Верх 11 короба выше поверхности почвы 6, что исключает попадание фильтрующего материала в корзину экскаватора-дреноукладчика. Перегородки 10 в нижней их части снабжены полозьями 12. Благодаря полозьям 12, размещенным по низу перегородок 10 и передвигающимся по поверхности присыпки 4 дренажной трубы, обернутой защитно-фильтрующим материалом, и небольшой длине короба с перегородками короб легко перемещается вслед за экскаватором-дреноукладчиком. При этом обеспечивается устойчивое его положение в траншее между ее стенками 1.

2. Подготовку присыпателя к работе: установка в бункере для фильтрующего материала перегородок с возможностью изменения расстояния между ними и их количества таким образом, чтобы количество секций бункера было на одну больше количества вертикальных продольных фильтрующих призм 3 закрытого собирателя, при этом каждая секция бункера снабжена своим спускным лотком.

3. Рытье траншеи экскаватором-дреноукладчиком.

4. Укладку в траншею экскаватором-дреноукладчиком дренажной трубы, обернутой защитно-фильтрующим материалом.

5. Засыпку, с учетом конкретных условий, начального участка траншеи с дренажной трубой, обернутой защитно-фильтрующим материалом, длина которого равна длине короба с перегородками.

6. Присыпку дренажной трубы, обернутой защитно-фильтрующим материалом, фильтрующим материалом по всей ширине траншеи на 15 см над ее шелыгой из короба, в который по спускному лотку поступает фильтрующий материал из бункера.

7. Засыпку траншеи посредством присыпателя, движущегося синхронно с дреноукладчиком и оборудованного бункером для фильтрующего материала. Каждую смежную вертикальную продольную призму заполняют со спускного лотка разнородным фильтрующим материалом. Верх единого блока из n-го количества (n≥2) вертикальных продольных фильтрующих призм закрытого собирателя на пахотных угодьях размещают на уровне плужной подошвы пахотного слоя, а на сенокосах и пастбищах размещают на уровне поверхности почвы.

Укладку дренажной трубы, присыпку ее фильтрующим материалом и засыпку траншеи производят одновременно.

Предлагаемый способ строительства закрытых собирателей промышленно применим. Предложенное усовершенствование в конструкцию бункера для фильтрующего материала не вызывает сложности в изготовлении. Прост в изготовлении и короб с перегородками. Способ гарантирует снижение стоимости строительства путем обеспечения возможности механизированного выполнения фильтрующей засыпки траншеи закрытого собирателя, имеющего в траншее n-е количество (n≥2) вертикальных продольных фильтрующих призм, а также улучшение гидрологического действия закрытых собирателей, заключающееся в ускорении отвода поверхностной воды и гравитационной воды верховодки, что способствует интенсификации сельскохозяйственного освоения избыточно увлажненных земель и повышению эколого-экономической эффективности дренирования слабоводопроницаемых средне- и тяжелосуглинистых и глинистых почвогрунтов.

Полевые опыты, проведенные на опытно-производственных участках Карельской и Калининской опытно-мелиоративных станций, показали, что коэффициент фильтрации по контакту естественного суглинистого почвогрунта и засыпки дренажной траншеи оказались до двух порядков выше, чем в середине засыпки.