PL223609B1 - Sposób wykonania ciągłej cienkościennej przesłony przeciwfiltracyjnej i kształtownik do wykonania przesłony przeciwfiltracyjnej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wykonania cienkościennej przesłony przeciwfiltracyjnej i kształtownik do wykonania przesłony przeciwfiltracyjnej.

Przesłony przeciwfiltracyjne, wykonywane jako przegrody pionowe usytuowane w koronie lub u podnóża wałów przeciwpowodziowych i budowli hydrotechnicznych, służą do ograniczenia filtracji wód cieków i zbiorników wodnych przy wysokich stanach. Przesłony te przeznaczone są także do odgradzania zbiorników i składowisk odpadów, w celu zabezpieczeniu przed przenikaniem do gruntu cieczy, znajdującej się w zbiorniku, lub niebezpiecznych toksyn oraz do odizolowania skażonych gruntów.

Przesłony przeciwfiltracyjne w postaci ścianek szczelnych są wykonywane z pali lub grodzic, ewentualnie z pali prowadzących i grodzic, połączonych z sobą zaczepami różnego typu. Pale kierujące w kształcie dwuteowników mają elementy zamkowe, uformowane wzdłuż brzegów półek dwuteowników, mogące łączyć się w sposób analogiczny, jaki jest zastosowany w grodzicach typu LARSEN. Różne rozwiązania tego typu są przedstawione w wielu opisach patentowych, np. PL/EP 1689939, PL/EP 1974101, PL 185213.

W opisie patentowym PL/EP 1862596 przedstawiony jest sposób i urządzenie do spajania gru ntu przez wstrzykiwanie cieczy wiążącej do gruntu. Sposób polega na tym, że ciecz spajająca jest wstrzykiwana w grunt przez przewód, doprowadzony na odpowiednią głębokość przy użyciu żerdzi wiertniczej z oprzyrządowaniem, wykonującej otwór, w który wtłaczany jest materiał wiążący, formujący kolumnę o przekroju zbliżonym do koła. Ściana uszczelniająca jest utworzona z tych kolumn, uformowanych obok siebie.

Sposób wykonywania przesłony przeciwfiltracyjnej, opisany w polskim zgłoszeniu patentowym P. 389949, polega na wstrzykiwaniu w podłoże mieszanki wiążąco-uszczelniającej przez pionowe lub ukośne rurki z zaworkami zwrotnymi. Uformowane w ten sposób kolumny, jedna za drugą w takiej odległości, aby zachodziły na siebie, tworzą wodoszczelną komorę.

W polskim opisie patentowym nr 169345 przedstawiono sposób wytwarzania ściany szczelinowej, pełniącej funkcję przesłony przeciwfiltracyjnej, który polega na wydrążeniu w gruncie hydrofrezem szczeliny z jednoczesnym odpompowaniem urobku i zawiesiny samoutwardzającej na zewnątrz, gdzie po odsianiu grubych frakcji i uzupełnieniu świeżą zawiesiną ponownie kieruje się ją do wykopu szczelinowego. Zawiesina po stwardnieniu w wykopie tworzy wodoszczelną przesłonę.

Znany jest także sposób wykonania przesłony przy użyciu kształtowników walcowanych, które służą do formowania szczeliny, wypełnianej następnie zawiesiną wiążącą, tworzącą po stwardnieniu przesłonę. Kształtownik z zamocowaną do niego rurką iniekcyjną z wylotem w dolnej części kształtownika pogrążany jest wibracyjnie lub udarowo w grunt na wymaganą głębokość. W trakcie wyciągania kształtownika z gruntu pompuje się przez rurkę iniekcyjną zawiesinę twardniejącą która wypełnia szczelinę uformowaną po wyciągnięciu kształtownika. Do produkcji zawiesiny stosuje się różne skła dniki, np. cement, bentonit, zawiesinę tężejącą na bazie bentonitu, mączkę wapienną popioły lotne i inne. W celu wykonania ciągłej przesłony kształtownik w kolejnym etapie jest pogrążany w grunt na zakład z wcześniej wykonanym fragmentem przesłony. Sposób ten nie zapewnia utrzymania zakładu na dużych głębokościach i tym samym uzyskania ciągłości i szczelności przesłony w pionie i w poziomie.

Wykonanie przesłon przeciwfiltracyjnych w postaci ściany szczelnej z tworzywa wiążącego jest wielokrotnie tańsze niż przesłony skonstruowanej z kształtowników walcowanych w postaci pali i grodzic połączonych zamkami. Z tego powodu celowe jest udoskonalenie metod wykonywania przesłon z tworzywa wiążącego, formowanych w szczelinach wykonanych w gruncie, które umożliwią uzyskanie szczelnych i ciągłych ścianek, spełniających rolę przegrody przeciwfiltracyjnej. Ten pozytywny efekt można uzyskać metodą która stanowi przedmiot przedstawionego niżej wynalazku.

Zgodnie z wynalazkiem szczelinę w gruncie formuje się przez pogrążenie kształtowników, wyposażonych w połączenie na zamek i co najmniej jedną rurkę iniekcyjną stanowiącą element zamka. Po zagłębieniu w grunt na wymaganą głębokość dwóch kształtowników, połączonych z sobą rozłąc znym zamkiem, formuje się szczelinę pod jednym z kształtowników wyciągając go z gruntu z jednoczesnym wypełnianiem uformowanej szczeliny materiałem wiążącym. Po całkowitym wyciągnięciu kształtownika i wypełnieniu szczeliny materiałem wiążącym kształtownik ten umieszcza się obok kształtownika już wbitego w grunt tak, aby kształtowniki były połączone zamkiem. Wyciąganie z gruntu kształtownika, pod którym formuje się kolejny segment przesłony rozpoczyna się po połączeniu na odp owiedniej długości obu kształtowników osadzonych w gruncie. Kolejne segmenty formuje się w sposób taki sam, przestawiając kształtowniki i łącząc je z sobą zamkiem z rurką do iniekcji.

PL 223 609 B1

Kształtownik do formowania szczelin w gruncie i doprowadzenia tworzywa szczelnego ma postać teownika wyposażonego w prowadnicę uformowaną na półce i rurkę do iniekcji, zaślepioną na jednym końcu, która jest zamocowana na końcu środnika. Rurka ma otwory w pobliżu zaślepionego końca i służy do doprowadzenia tworzywa szczelnego. Prowadnica ma kształt niepełnego koła o średnicy umożliwiającej umieszczenie w niej rurki do iniekcji sąsiedniego kształtownika. Prowadnica może być zamocowana centralnie na półce, tj. w osi stopki i wtedy służy do formowania przesłon us ytuowanych wzdłuż linii łamanej o kątach rozwarcia większych od 90° lub na jednym z końców półki i wtedy służy do formowania przesłon załamanych pod kątem około 90°.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku, można uzyskać przegrodę przeciwfiltracyjną ciągłą i szczelną co jest zapewnione poprzez wymuszenie uformowanym zamkiem położenia kolejnych, pogrążanych kształtowników obok siebie na styk na całej wysokości formowanej ścianki, czego nie można osiągnąć stosując znane sposoby formowania przesłon z tworzywa wiążącego przy użyciu jednego elementu, pogrążanego w grunt.

Wynalazek jest uwidoczniony w przykładowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój poprzeczny kształtownika do wykonania przesłony z prowadnicą zamocowaną do półki i rurką iniekcyjną zamocowana do środnika, fig. 2 widok z boku tego kształtownika z prowadnicą zamocowaną do półki w osi środnika, fig. 3 - kolejność pogrążania i wyciągania kształtowników oraz formowania przesłony w widoku z góry i z boku, fig. 4 - uformowana przesłona o kształcie wielokąta nieforemnego w widoku z góry.

Kształtownik do wykonania ciągłej cienkościennej przesłony przeciwfiltracyjnej ma postać teownika wyposażonego w prowadnicę 3 o kształcie wycinka okręgu, zamocowaną do półki 2 kształtownika i w rurkę do iniekcji 4, zamocowaną do końca środnika 1 kształtownika. Rurka 4 jest zaślepiona od dołu i ma dysze iniekcyjne 5 w ściance bocznej nad dnem rurki. Prowadnica 3 może być zamocowana do półki 2 nad środnikiem 1 z wycięciem skierowanym wzdłuż środnika, jak to pokazano na fig. 1 a). Taki kształtownik służy do formowania odcinka przesłony o kącie rozwarcia większym od kąta prostego. W innym rozwiązaniu prowadnica 3 może być zamocowana do bocznej ściany półki z wycięciem skierowanym wzdłuż osi podłużnej półki 2, jak to przedstawiono na fig. 1 b) oraz c) i wtedy służy do formowania odcinków przesłony, usytuowanych względem siebie pod kątem zbliżonym do kąta prostego. W innym wariancie wykonania kształtownika, pokazanym na fig. 1 d) oraz 1 e) prowadnica 3 może być przytwierdzona do półki 2 nad środnikiem 1 z wycięciem skierowanym tak, że jego oś tworzy kąt prosty z osią tego środnika. Taki kształtownik służy także do formowania odcinków przesłony, tworzących kąt zbliżony do prostego.

Prowadnica 3 może stanowić fragmentem rurki stalowej o średnicy wewnętrznej odpowiednio większej od średnicy rurki do iniekcji 4, co umożliwia umieszczenie jej w prowadnicy 3.

Wykonanie przesłony przeciwfiltracyjnej według wynalazku polega na wprowadzeniu udarowo lub wibracyjnie w grunt, na odpowiednią głębokość, kształtownika a następnie wprowadzenie w grunt kolejnego kształtownika, umieszczając jego rurkę do iniekcji 4 w prowadnicy 3 poprzednio umieszczonego kształtownika, jak to pokazano na fig. 3 a) w widoku z góry i z boku. Pogrążanie kształtowników może się odbywać z jednoczesnym ich podpłukiwaniem poprzez iniekcję tworzywa szczelnego 6 przez rurki 4 połączonych dwóch kształtowników oraz dysze iniekcyjne 5. Formowanie przesłony przeciwfiltracyjnej rozpoczyna się poprzez jednoczesną iniekcję z odpowiednim ciśnieniem tworzywa szczelnego 6 przez rurkę iniekcyjną 4 z otworami iniekcyjnymi 5 kształtownika osadzonego w gruncie oraz przez rurkę do iniekcji 4 kształtownika usuwanego z gruntu w trakcie wyciągania.

Po całkowitym wyciągnięciu z gruntu kształtownika jest on ponownie wprowadzany w grunt po przestawieniu jego położenia tak, aby rurka do iniekcji 4 znajdowała się w prowadnicy 3 kształtownika, który pozostał w gruncie po wypełnieniu tworzywem wiążącym 6 szczeliny uformowanej pod wyciągniętym wcześniej kształtownikiem. Formowanie kolejnego odcinka przesłony przeciwfiltracyjnej ro zpoczyna się także przez jednoczesną iniekcję z odpowiednim ciśnieniem tworzywa szczelnego 6 przez dwie rurki do iniekcji 4 z dyszami iniekcyjnymi 5 połączonych kształtowników, osadzonych w gruncie, w trakcie wyciągania jednego z nich z gruntu. Na fig. 3 c) pokazano jeden odcinek przesłony uformowanej z tworzywa wiążącego w szczelinie po wyjęciu kształtownika i pozostawiony w gru ncie kształtownik do połączenia z kolejnym kształtownikiem, natomiast na fig. 3 d) przedstawiono kolejny fragment wykonania przesłony prostoliniowej po uformowaniu dwóch odcinków przesłony z pozostawionym kształtownikiem do połączenia z następnym.

Rozwiązanie według wynalazku umożliwia wykonywanie przesłon o dowolnym kształcie, np. prostoliniowych lub w kształcie dowolnego wielokąta ewentualnie w kształcie linii łamanej. Na fig. 4

PL 223 609 B1 uwidoczniona jest w widoku z góry przesłona w kształcie wielokąta zamkniętego. Uzyskanie takiego kształtu możliwe było przez wykorzystanie kształtowników z prowadnicami 3 zamocowanymi tak, że oś wycięcia w prowadnicy znajdowała się pod kątem zbliżonym do prostego w stosunku do osi środnika, co pokazano na fig. 1 b-c. Wycięty fragment prowadnicy 3 umożliwia odchylenie środnika kolejnego kształtownika od linii prostej, ale tylko o kąt zależny od kąta tego wycięcia, który powinien zape wniać pewną obejmę rurki do iniekcji 4 przez prowadnicę 3. Zaleca się, aby kąt wycinka prowadnicy wynosił około 100°.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wykonania ciągłej cienkościennej przesłony przeciwfiltracyjnej z tworzywa szczelnego, polegający na wtłaczaniu tworzywa rurką iniekcyjną w przestrzeń uformowaną w gruncie przez usuwany z gruntu kształtownik, znamienny tym, że w gruncie osadza się dwa połączone ze sobą rozłącznie, na zamek, kształtowniki, formujące odcinki przesłony i w trakcie usuwania jednego z kształtowników wtłacza się w przestrzeń uformowaną pod tym kształtownikiem tworzywo szczelne (6) jednocześnie przez dwie rurki do iniekcji (4), stanowiące element zamka, utworzonego przez prowadnicę (3) zamocowaną do jednego końca kształtownika i rurkę do iniekcji (4), zamocowaną do przeciwległego końca kształtownika, przy czym jedna z rurek do iniekcji (4), doprowadza tworzywo (6) od dołu a druga z rurek (4), umieszczona w prowadnicy (3) drugiego kształtownika, przesuwa się do góry w trakcie wyciągania tego kształtownika, który następnie, po jego wyciągnięciu, służy do połączenia poprzez zamek z pozostawionym w gruncie kształtownikiem, wyciąganym z gruntu z jednoczesnym wtłaczaniem tworzywa wiążącego (6), formującego kolejny odcinek przesłony.
2. 2. Kształtownik do wykonania przesłony przeciwfiltracyjnej, znamienny tym, że na jednym z końców ma zamocowaną rurową prowadnicę (3) z wzdłużnym wycięciem, stanowiącą element zamka, w którym osadza się rurkę do iniekcji (4), a przeciwległy koniec jest w kształcie rurki do iniekcji (4), zaślepionej z jednej strony i mającej otwory dysz iniekcyjnych (5).
3. 3. Kształtownik, według zastrz. 2, znamienny tym, że ma kształt teownika, którego środnik (1) zakończony jest rurką do iniekcji (4) a do półki (2) zamocowana jest rurowa prowadnica (3) z wycięciem wzdłużnym do osadzenia w niej rurki do iniekcji (4), stanowiącej koniec środnika kolejnego kształtownika.
4. 4. Kształtownik według zastrz. 3, znamienny tym, że prowadnica jest zamocowana do półki (2), nad środnikiem (1).
5. 5. Kształtownik według zastrz. 4, znamienny tym, że prowadnica (3) ma wycięcie wzdłuż osi środnika (1).
6. 6. Kształtownik według zastrz. 4, znamienny tym, że prowadnica ma wycięcie o osi prostopadłej do osi środnika (1).
7. 7. Kształtownik według zastrz. 3, znamienny tym, że prowadnica jest zamocowana do ściany bocznej półki (2) i ma wycięcie o osi prostopadłej do półki (1).