Результат интеллектуальной деятельности: Способ поддержания влажностного режима переходных слоев грунтовой плотины при твердении глиноцементобетона диафрагмы

Изобретение относится к области речной гидротехники и может быть использовано при создании необходимых условий твердения и набора заданных характеристик по прочности и водонепроницаемости глиноцементобетона в диафрагмах грунтовых плотин и дамб.

Результаты исследований свидетельствуют, что устройство диафрагм из глиноцементобетона в грунтовых плотинах требует обеспечения определенного влажностного режима, и что в условиях жаркого, сухого климата мероприятий по увлажнению грунта упорных призм плотин и материалов обратного фильтра оказывается недостаточным в связи с испарением влаги. Влажность, получаемая при возведении грунтовых плотин в подобных условиях, составляет 2-3%, в то время как требуемая влажность для нормального набора прочности глиноцементобетона - 13-16%.

Известен способ ухода за бетоном после набора им прочности не менее 1,5 МПа, заключающийся в обеспечении постоянного влажного состояния поверхности путем устройства влагоемкого покрытия и его постоянного увлажнения, выдерживания открытых поверхностей бетона под слоем воды или непрерывного распыления влаги над поверхностью конструкций с помощью распылителя для газонов или перфорированного шланга (СП 70.13330.2012. Несущие и ограждающие конструкции. Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87, п. 5.12, С. 33).

Недостатками аналога являются: необходимость наличия доступной открытой поверхности бетона, невозможность устройства на ней влагоемкого покрытия, например, войлока или минваты, невозможность выдерживать поверхность увлажняемого материала под слоем воды или непрерывно распылять по поверхности воду.

Известен способ осушения или увлажнения почвогрунтов (способ двустороннего действия), включающий, предварительную разработку траншеи, отсыпку песчаной подготовки на дно траншеи, укладку дренажно-оросительных труб на песчаную подготовку, обратную засыпку траншеи вынутым грунтом, после чего соединяют дренажно-оросительные трубы с водосборными коллекторами, соединяют водосборные коллекторы с магистральным каналом, устраивают шлюзы на водосборных коллекторах и магистральном канале для регулирования подачи или сброса воды, отведенной с помощью дренажно-оросительных труб из почвогрунтов, таким образом осушая или увлажняя последние (Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь. - М., Советская энциклопедия, 1989, С. 368).

По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является необходимость устройства коллекторов, магистрального канала и шлюзов для подачи воды в дренажно-оросительные трубы и использование для этого местного поверхностного стока осадков.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в обеспечении влажностного режима для нормального твердения глиноцементобетона диафрагмы грунтовой плотины и набора ею заданных характеристик по прочности и водонепроницаемости.

Для достижения указанного технического результата в способе поддержания влажностного режима переходных слоев грунтовой плотины при твердении глиноцементобетона диафрагмы, включающем предварительную разработку траншеи, отсыпку песчаной подготовки, укладку оросительной трубы, обратную засыпку траншеи вынутым грунтом, после завершения работ по возведению грунтовой плотины или устройству ее очередного яруса разрабатывают траншею в грунтах переходных слоев, расположенных между грунтами упорной призмы грунтовой плотины, защищают оросительную трубу геосинтетическим фильтрующим материалом плотностью 100-150 г/м², например, дорнитом и укладывают трубу в траншею, которую засыпают песком с уплотнением так, чтобы толщина слоя над верхом оросительной трубы была не менее 0,2 м, после этого подают воду из цистерны в оросительную трубу, контролируют подачу воды запорным вентилем и расходомером, с гребня грунтовой плотины или уровня ее очередного яруса пробуривают наблюдательные скважины, контролируют в них влажность грунтов переходных слоев, поддерживая ее в пределах 13-16%, например, нейтронным глубинным влагомером, после выполнения работ по устройству форшахты и диафрагмы, а также набора проектной прочности и водонепроницаемости глиноцементобетона диафрагмы демонтируют оросительную трубу, а наблюдательные скважины тампонируют.

Отличительными признаками предлагаемого способа от указанного выше прототипа являются: разработка траншеи в грунтах переходных слоев, расположенных между грунтами упорной призмы грунтовой плотины, после завершения работ по возведению грунтовой плотины или устройству ее очередного яруса; защита оросительной трубы геосинтетическим фильтрующим материалом плотностью 100-150 г/м², например, дорнитом; укладка оросительной трубы в траншею и засыпка трубы песком с уплотнением так, чтобы толщина слоя над верхом оросительной трубы была не менее 0,2 м; подача воды из цистерны в оросительную трубу и ее контроль запорным вентилем и расходомером; бурение наблюдательных скважин с гребня грунтовой плотины или уровня ее очередного яруса и контроль в них влажности грунтов переходных слоев, например, нейтронным глубинным влагомером, поддержка влажности грунтов переходных слоев в пределах 13-16%; демонтаж оросительной трубы; тампонирование наблюдательных скважин.

Благодаря наличию этих признаков появляется возможность контролировать и обеспечивать необходимую влажность грунтов переходных слоев грунтовой плотины, поддерживая ее в пределах 13-16%, отсутствует необходимость устройства коллекторов, магистрального канала, шлюзов и использования грунтовых вод для увлажнения грунтов переходных слоев плотины.

Предлагаемый способ поддержания влажностного режима переходных слоев грунтовой плотины при твердении глиноцементобетона диафрагмы иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-2.

На фиг. 1 показан поперечный профиль грунтовой плотины с диафрагмой из глиноцементобетона.

На фиг. 2 - схема поддержания влажностного режима переходных слоев грунтовой плотины при твердении глиноцементобетона диафрагмы.

На чертежах показаны: грунтовая плотина, состоящая из грунтов упорной призмы 1, грунтов переходных слоев 2 и 3, глиноцементобетонной диафрагмы 4 и форшахты 5, траншея 6 в грунтах переходных слоев 2 и 3, песчаная подготовка 7, оросительная труба 8, наблюдательная скважина 9, нейтронный глубинный влагомер 10, расходомер 11, запорный вентиль 12, цистерна 13 с водой, верхний (ВБ) и нижний (НБ) бьефы.

Способ осуществляется следующим образом.

Для поддержания влажностного режима грунтов переходных слоев 2 и 3 грунтовой плотины, расположенных между грунтами упорной призмы 1, при твердении глиноцементобетона диафрагмы 4 прибегают к увлажнению грунтов переходных слоев 2 и 3, которое происходит за счет вытекания, смачивания и образования пересекающихся куполов растекания воды из оросительной трубы 8 под действием силы тяжести. После возведения грунтовой плотины или устройства ее очередного яруса отрывают траншею 6, отсыпают песчаную подготовку 7, укладывают оросительную трубу 8, защищенную геосинтетическим фильтрующим материалом плотностью 100-150 г/м², например, дорнитом, выполняют обратную засыпку траншеи 6 песком с уплотнением так, чтобы толщина слоя над верхом оросительной трубы 8 была не менее 0,2 м, далее выполняют обратную засыпку оставшейся части траншеи 6 вынутым грунтом, с гребня плотины или уровня очередного яруса пробуривают наблюдательные скважины 9, подают и контролируют воду в оросительную трубу 8 из цистерны 13 с помощью расходомера 11 и запорного вентиля 12, влажность грунтов переходных слоев 2 и 3 контролируют с помощью нейтронного глубинного влагомера 10 и поддерживают в пределах 13-16%. После выполнения работ по устройству форшахты 5 и диафрагмы 4 и набора проектной прочности и водонепроницаемости глиноцементобетона демонтируют оросительную трубу 8 и тампонируют наблюдательные скважины 9.

Таким образом, предлагаемый способ поддержания влажностного режима переходных слоев грунтовой плотины при твердении глиноцементобетона диафрагмы позволяет после возведения грунтовой плотины или устройства ее очередного яруса в условиях жаркого сухого климата обеспечить требуемую влажность грунтов переходных слоев.