RO117114B1

RO117114B1 - Ansamblu de elemente de protectie, impermeabil, pentru constructii hidrotehnice, si metoda de realizare a ansamblului

Info

Publication number: RO117114B1
Application number: RO96-00066A
Authority: RO
Inventors: Alberto Scuero
Original assignee: Sibelon Srl
Priority date: 1995-01-13
Filing date: 1996-01-12
Publication date: 2001-10-30
Also published as: DE69624598T2; EP0722016B1; BG100279A; IT1272902B; US5720576A; FI116693B; KR100416570B1; ITMI950063A0; DE69624598D1; KR960029550A; CN1139722A; BR9600441A; AU706164B2; HRP960013B1; SK284139B6; FI960148A0; AU4092496A; IN187261B; SK4696A3; ITMI950063A1

Abstract

Inventia se refera la un ansamblu de elemente de protectie, pentru constructii hidrotehnice si pentru drenajul apei prezente in corpul beton (10) al digurilor si constructiilor hidrotehnice, realizat prin metoda uscata sau in submersie, ansamblu ce consta dintr-un invelis protector (12), format dintr-un set de foi flexibile, impermeabile, ce sunt ancorate etans pe suprafata (11) corpului de beton (10), prin intermediul unor segmente metalice profilate si a unor mijloace de fixare. Metoda de realizare a ansamblului de protectie consta in definirea cel putin a unei linii de referinta, pe suprafata (11) ce trebuie protejata, construirea invelisului protector (12) prin pozitionarea fiecarei foi flexibile din material impermeabil peste suprafata (11), mentinand o margine laterala a fiecarei foi aliniata cu linia de referinta; etansarea ermetica a foilor flexibile de-a lungul marginilor suprapuse; ancorarea invelisului protector (12) pe corpul de beton (10) al structurii hidrotehnice prin intermediul unor dispozitive de ancorare mecanica.

Description

Prezenta invenție se referă la un ansamblu de protecție pentru construcții hidrotehnice, de exemplu, diguri, canale, rezervoare, tuneluri, turnuri de apă și altele asemenea, ce operează direct, atât prin metoda uscată ,cât și în submersie, chiar la adâncimi considerabile, fără a fi necesară golirea de apă a bazinului sau eliminarea apei aflată în contact cu suprafața structurii hidrotehnice ce trebuie protejată. De asemenea, invenția se referă la o metodă de realizare a ansamblului de elemente.

Este cunoscut faptul că suprafețele în contact cu apa ale digurilor , rezervoarelor, canalelor sau altor structuri hidrotehnice similare sunt supuse în timp uzurii și deteriorării datorită acțiunii erozive a apei și gheții și prin alte mecanisme fizice legate de climatul și variațiile de temperatură în zona unde este localizată structura hidrotehnică. Mai mult, structurile hidrotehnice din beton pot fi excesiv de permeabile la apă, cu consecința pierderilor de apă prin infiltrație și a distrugerii structurii însăși.

Pentru a se remedia aceste inconveniente sunt folosite frecvent materiale tradiționale, de exemplu, reaplicarea de beton, straturi de torcret armat, membrane bituminoase sau alte tipuri de membrane, plăci de oțel, acoperiri pe bază de rășini, tencuire de consolidare cu ciment sau mortar.

Aceste metode ridică totuși probleme de construcție, rezultatele nefiind sigure și durabilitatea îndoielnică. Datorită problemelor legate de metodele tradiționale prezentate mai sus, au fost propuse diferite soluții alternative pentru a se obține impermeabilitatea suprafețelor structurilor hidrotehnice care vin în contact cu apa.

Brevetul US 4913583 prezintă o metodă de impermeabilizare a structurilor hidraulice prin intermediul unei acoperiri cu foi de material plastic, de exemplu, geomembrane sau geocompozite ancorate prin metoda uscată, de suprafața ce trebuie protejată. Conform acestei soluții, nu este posibilă hidratarea și nici drenajul la presiune atmosferică al apei din corpul structurii hidraulice în cazul folosirii acoperirii de protecție respective.

Problema tehnică, pe care o rezolvă invenția, constă în obținerea unei deshidratări eficiente prin condensare și drenaj la presiunea atmosferică a apei prezente în interiorul corpului structurii hidrotehnice.

Această problemă tehnică se rezolvă prin realizarea unui ansamblu de elemente de protecție ce constă dintr-un înveliș protector format dintr-un set de foi flexibile din materiale, impermeabile, ce sunt ancorate etanș pe suprafața corpului de beton a structurii hidrotehnice prin intermediul unor segmente metalice profilate verticale și a unor mijloace de fixare.

Conform unei prime aplicații practice a invenției, învelișul de protecție este în general instalat prin metoda uscată, după golirea bazinului de apă, expunându-se în totalitate suprafața ce trebuie acoperită și permițându-se eventuala reparare a suprafeței de protejat înainte de instalarea învelișului de protecție.

Golirea bazinului sau întreruperea curgerii apei printr-un canal, pot ridica probleme. De exemplu, întreruperea procedurii de energie electrică sau a apei pentru irigații sau consum casnic. Impactul asupra mediului poate fi la fel de important în cazul rezervoarelor sau canalelor utilizate în scopuri recreaționale. însăși golirea de apă poate constitui o problemă: în cazul straturilor hidrotehnice constituite cu ani în urmă, golirea nu este totdeauna posibil de realizat, de exemplu, datorită absenței gurilor de evacuare sau imposibilității funcționării lor, etc.

RO 117114 Bl

La instalarea geomembranelor sub apă trebuie să se țină cont și de adâncimea și turbiditatea apei, de prezența curenților, de dificultatea efectuării unor operații care sunt ușor realizate pe uscat. Aceste elemente afectează condițiile de lucru în vecinătatea structurii hidrotehnice, făcând ca poziționarea foilor de plastic ce constituie geomembrana și executarea izolației impermeabile dintre foile alăturate și de-a lungul peri- 50 metrului zonei de protejat să reprezinte o sarcină dificilă și uneori imposibil de îndeplinit.

Conform unei alte aplicații practice a invenției, învelișul de protecție impermeabil, cu geomembrane sau geocompozite, pentru protecția structurilor hidrotehnice cum ar fi, digurile și anexele lor, rezervoare, canale și altele asemenea, este instalat 55 în submersie, chiar la adâncimi mari, fără a fi necesară îndepărtarea prealabilă a apei, asigurându-se o poziționare corectă a geomembranei sau geocompozitului și etanșarea adecvată în orice condiții de lucru.

Invenția se referă și la o metodă de realizare a ansamblului de elemente de protecție impermeabil pentru construcții hidrotehnice, prin construirea unui înveliș de 60 protecție, pe cel puțin o parte a corpul de beton al structurii hidrotehnice, înveliș de protecție ce cuprinde niște foi flexibile din material impermeabil ce sunt ancorate pe suprafața corpului de beton, astfel, încât marginile aflate față în față ale foilor adiacente să se suprapună.

Metoda constă în definirea unei suprafețe pe corpul de beton ce trebuie pro- 65 tejat, definirea cel puțin a unei linii de referință pe această suprafață, construirea învelișului protector prin poziționarea fiecărei foi flexibile din material impermeabil, menținând o margine laterală a fiecărei foi flexibile din material impermeabil paralelă cu linia de referință, etanșarea ermetică a foilor flexibile din material impermeabil de-a lungul marginilor suprapuse, ancorarea învelișului protector pe corpul de beton al 70 structurii hidrotehnice prin intermediul unor dispozitive de ancorare mecanică ce cuprind segmente metalice profilate verticale ce sunt fixate prin mijloacele de fixare și de-a lungul perimetrului de bază prin prevederea cel puțin a unei grinzi de întărire, interioară și/sau exterioară față de structura hidrotehnică, tensionarea învelișului protector prin întinderea fiecărei foi flexibile din material impermeabil folosind mijloace 75 de tensionare care conlucrează cu dispozitivele de ancorare mecanică și etanșarea împotriva pătrunderii apei a interfeței dintre grinda de întărire și, cel puțin una dintre suprafețele corespunzătoare ale corpului de beton și solului subiacent.

Aplicarea geomembranelor și/sau geocompozitelor adecvate este posibilă, atât prin metoda uscată, cât și în prezența apei, asigurând o poziționare perfectă a 80 învelișului fără a produce solicitări excesive asupra foilor ce constituie geomembrana la momentul instalării lor, în același timp, fiind garantată siguranța execuției și deshidratarea prin condensarea și drenajul la presiunea atmosferică a apei din corpul de beton al structurii hidrotehnice.

Metoda de realizare a ansamblului de elemente de protecție utilizează mai 85 multe elemente care facilitează condensarea apei pe suprafața din amonte și atragerea din corpul digului a apei prezente, sub formă de vapori și umezeală. Principala caracteristică a metodei constă din prezența pe suprafața din amonte sau suprafața expusă a structurii, a unei bariere pentru vapori, constând dintr-o acoperire impermeabilă la apă.

RO 117114 Bl

Fenomenul de condensare se produce, în general, pe suprafața internă a barierei pentru vapori datorită diferenței de temperatură dintre învelișul de protecție și corpul de beton al structurii hidrotehnice «atunci când se modifică nivelul apei. Cu timpul, temperatura corpului de beton tinde să o egalizeze pe cea a apei și astfel, frecvent în cazul bazinelor din climatele alpine, tinde să atingă temperaturi apropiate, de O° C.

învelișul de protecție sau bariera pentru vapori atinge deci, temperaturi apropiate de cea a apei și corpului de beton al structurii hidrotehnice. Atunci când nivelul apei la un perete al structurii hidrotehnice este redus, în urma utilizării, învelișul rămâne expus direct radiației solare și temperaturii ambientale. Datorită conductivității termice a materialului folosit pentru construcția acoperirii și grosimii sale limitate în comparație cu cea a corpului de beton al structurii, în special, în timpul lunilor călduroase acoperirea atinge rapid temperaturi mult mai ridicate decât acele temperaturi ale peretelui structurii hidrotehnice și, în consecință, ale vaporilor prezenți în porii și interstițiile peretelui.

Printr-un fenomen fizic cunoscut, apa prezentă în corpul de beton al structurii hidrotehnice tinde să migreze către bariera pentru vapori a învelișului protector impermeabil deoarece, se va evapora de pe fața peretelui structurii hidrotehnice în timpul zilei .când temperaturile sunt înalte, iar vaporii formați se vor condensa pe suprafața interioară a barierei pentru vapori în timpul nopții, când temperatura e joasă, revenind la starea lichidă.

Apa de condens, în stare lichidă, este colectată la baza peretelui datorită prezenței sau formării unei camere de aer între suprafețele opuse ale învelișului protector impermeabil ce formează bariera pentru vapori, și suprafața corpului de beton. Formarea camerei de aer respective este posibilă deoarece învelișul protector este fixat de peretele corpului de beton prin intermediul mijloacelor mecanice de prindere care permit variația dimensiunilor sale, în timp ce îl mențin în poziție. Evident, avantajul maxim este obținut prin utilizarea, ca barieră pentru vapori, a unei acoperiri care este în același timp, impermeabilă fața de apa din bazin, cât și deformabilă elastic pentru a absorbi variațiile dimensionale determinate de apa de condens ce curge către baza corpului structurii hidrotehnice, respectivele variații dimensionale fiind anulate de către mijloacele mecanice de prindere și de pretensionare. Curgerea apei de condens este facilitată dacă este folosit și un strat de drenaj constând din una sau mai multe structuri combinate fabricate dintr-un material permeabil pentru apă, de exemplu, geotextil sau/și geonet, și un set de elemente de canalizare verticale și uniform distanțate extinzându-se pe fața din amonte, de la marginea superioară la baza corpului de beton al structurii.

Prin urmare, conform unei aplicații practice generale a invenției, un ansamblu de elemente de protecție impermeabil și pentru drenajul la presiune atmosferică a apei prezente în structurile de beton ale digurilor și altor construcții hidrotehnice similare, la care este prevăzut un spațiu cu aer la presiune atmosferică între învelișul protector și suprafața peretelui corpului de beton al structurii hidrotehnice ce trebuie protejată, determină eliminarea la presiune atmosferică a apei din spațiul respectiv.

Ansamblul de protecție este prevăzut cu mijloace pentru tensionarea învelișului protector și prinderea sa de suprafața peretelui corpului de beton, astfel, încât acest înveliș executat dintr-o foaie de material sintetic impermeabil și elastic, definește o barieră pentru aburi și delimitează spațiul cu aer, respectiv, prin poziționarea învelișului protector la distanță de suprafața peretelui, de exemplu prin interpunerea unui material permeabil pentru apă.

RO 117114 Bl

140

Atunci când învelișul protector este încălzit datorită condițiilor de mediu cum ar fi, radiația solară sau temperatura mai ridicată a aerului sau lichidului reținut de către structura hidrotehnică, atragerea apei din corpul de beton al structurii se face prin migrarea vaporilor în spațiul cu aer la presiune atmosferică, iar când învelișul protector s-a răcit datorită temperaturilor joase nocturne, vaporii se vor condensa pe suprafața răcită a învelișului, iar apa este colectată în spațiul cu aer. Prin niște mijloace de canalizare apa de condens din spațiul cu aer este eliminată în exterior printr-un sistem ce cuprinde elemente de canalizare distanțate și extinse pe verticală pe suprafața corpului de beton al structurii hidrotehnice ce trebuie protejată.

Instalarea în submersie a geomembranelor impermeabile pentru apă trebuie să țină cont de mai mulți factori cum ar fi, mărimea suprafeței ce trebuie protejată, dificultatea și intervalul lung de timp necesar pentru pregătirea suprafeței pentru a se înlătura toate punctele proeminente sau alte neregularități care ar implica riscul perforării sau ruperii membranei. Mai mult, în timpul instalării membranei trebuie ca aceasta să fie menținută în asemenea condiții, încât să poată rezista solicitărilor din timpul instalării însăși.

în cadrul instalării ansamblului de elemente de protecție în submersie, învelișul protector este realizat prin delimitarea unei zone a suprafeței structurii hidrotehnice ce trebuie protejată și definirea unei linii de referință pe suprafața respectivă, urmată de coborârea în submersie a foilor flexibile din material impermeabil, poziționarea și tensionarea fiecărei foi de-a lungul zonei suprafeței de protejat prin menținerea unei margini a foii de-a lungul liniei de referință și unor condiții de echilibrare a presiunilor pe fețele anterioară și cea posterioară ale foii. Foile tensionate sunt apoi conectate etanș față de apă și prinse de-a lungul marginilor lor prin ancorarea mecanică de suprafața ce trebuie protejată. Ancorarea mecanică a foilor de structura hidrotehnică este, de asemenea, realizată de-a lungul perimetrului învelișului protector. Presiunea acționând pe fața posterioară a membranei poate fi apoi înlăturată prin drenajul apei, dintre membrana de protecție și suprafața astfel protejată a structurii.

în cele ce urmează, se prezintă un exemplu de realizare a invenției, în legătură și cu fig. 1-9, care reprezintă:

- fig.1, vedere schematică a corpului de beton al unui dig prevăzut cu un înveliș protector, conform invenției:

- fig.2, secțiune transversală de-a lungul traseului 2-2, din fig. 1;

- fig.3, detaliu la scară mărită a fig. 2;

- fig.4, secțiune transversală de-a lungul traseului 4-4, din fig. 3;

- fig.5, un alt detaliu al fig. 2 ilustrând un sistem de conectare;

-fig.6, vedere din față a elementelor profilate într-un punct de conectare, dintre profilul vertical și profilul de fund, conform primei soluții constructive;

- fig.7, vedere din față a elementelor profilate într-un punct de conectare, dintre profilul vertical și profilul de fund, conform unei alte soluții constructive;

- fig.8, o altă soluție constructivă a invenției;

- fig.9, o altă soluție constructivă a invenției.

Protecția construcțiilor hidrotehnice și drenajul apei dintr-un corp de beton 10 al unei structuri hidrotehnice, de exemplu un dig, a cărui suprafață 11 vine în contact cu apa, se realizează cu un ansamblu de elemente de protecție prezentat în fig. 1 și

2, ce constă dintr-un înveliș protector 12 impermeabil format dintr-un set de foi

145

150

155

160

165

170

175

180

RO 117114 Bl flexibile din material impermeabil, sintetic, ce sunt ancorate etanș pe suprafața 11 a corpului de beton 10 ,prin intermediul unor segmente metalice profilate verticale și a unor mijloace de fixare.

Foile flexibile pot fi realizate, de exemplu, din policlorură de vinii, polipropilenă, polietilenă de densitate înaltă sau polietilenă de densitate foarte joasă. Ansamblul de segmente metalice profilate 13 constituie un sistem de canale de evacuare la presiune atmosferică către exterior a apei de condens provenite din corpul de beton 10 al structurii hidrotehnice, apă care este colectată într-un spațiu plin cu aer reprezentat de stratul de drenaj 26 dintre fața posterioară a învelișului de protecție 12 și suprafața ce trebuie protejată. Stratul de drenaj 26 colectează și apa provenită din rupturile sau imperfecțiunile eventuale ale învelișului impermeabil. într-o poziție inferioară este instalat un sistem de colectare a apei drenate ce constă din straturi adiționale de drenaj sau dintr-o conductă de drenaj. Modul de operare al învelișului protector 12, constituie un fel de barieră pentru vapori care permite extragerea apei de condens din interiorul corpului de beton 10 al structurii hidrotehnice.

Conform acestei soluții constructive, sunt folosite profite verticale și un profil de fund ancorate de corpul de beton, în vederea ancorării etanșe față de apă a învelișului protector impermeabil 12, adică a foilor care îl compun, pentru a se permite construcția în submersie a întregului ansamblu de protecție. Un exemplu de construcție al ansamblului și al profilelor este ilustrat mai jos, cu referire la fig.3 - 6.

Așa cum este ilustrat în fig. 2 și în detaliu din fig.5, pentru a se obține ancorarea etanșă față de apă a învelișului protector impermeabil 12, de-a lungul perimetrului inferior sau de-a lungul marginii inferioare a zonei ce trebuie protejată, este posibilă ancorarea și presarea învelișului protector 12 pe corpul de beton 10, prin intermediul unui profil metalic 27, ce constă din mai multe segmente aliniate.

în cazul în care corpul de beton 10 nu oferă o ancorare satisfăcătoare, este posibil ca de-a lungul perimetrului inferior al corpului de beton 10 al structurii să fie prevăzut, ca alternativă la alte sisteme de ancorare ale învelișului protector 12, un locaș 16 în care să fie turnată o grindă de întărire 17 din beton - cu tehnicile de lucru în submersie - pentru a ancora profilul de ancorare de bază 15. în acest caz .trebuie etanșată interfața dintre grinda de întărire 17 și suprafața internă a locașului 16. Aceasta se poate realiza ,de exemplu, prin prevederea în timpul construcției grinzii de întărire 17, a unor găuri de străpungere 18, prin care va fi apoi posibilă injectarea de rășini impermeabilizante pentru apă, de exemplu, rășini epoxi sau acrilice, folosindu-se presiunile de injectare necesare.

După ancorarea marginii inferioare a învelișului de protector 12 la suprafața de beton 11, prin intermediul profilului de ancorare de bază 15, învelișul protector este atașat suprafeței 11 prin elemente de ancorare corespunzătoare, de exemplu, segmentele metalice profilate 13, perforate și poziționate la distanțe adecvate. Forma și poziția acestor elemente sunt sugerate numai cu titlu, de exemplu.

Așa cum se poate vedea în secțiunile din fig. 3 și 4, segmentele metalice 13 pot avea formă rectangulară sau tubulară, sau formă Ω, fiind poziționate adecvat pe suprafața 11 pentru a constitui un sistem de conducte verticale de evacuare a apei de condens ce se infiltrează în stratul de drenaj. în cazul prezentei invenții, pentru a

RO 117114 Bl

230 instala în submersie învelișul protector impermeabil 12, fiecare segment metalic 13 este construit cu găurile 19 și 19' aliniate pentru a se permite inserarea elementelor de ancorare 20, găurile 19 fiind poziționate pe o parte, iar corespondentele lor 19' pe cealaltă parte, în poziții predeterminate , fiind prevăzute știfturile filetate 21, în poziții adecvate pe fața anterioară a segmentelor metalice 13, pentru a permite ancorarea ulterioară etanșă a foilor ce constituie învelișul protector 12, așa cum se va explica mai jos. Știfturile 21, sunt sudate direct sau fixate în alt mod de segmentele metalice 13, așa cum este prezentat schematic.

în mod similar, profilul de ancorare de bază 15 este prevăzut cu știfturile filetate identice 21' pentru ancorarea etanșă față de apă a marginii inferioare de fund a învelișului protector 12.

Mai detaliat, așa cum este ilustrat în secțiunile transversale la scară mărită din fig. 3 și 5, la segmentul metalic vertical 13 marginile opuse 12a și 12b a două foi alăturate se suprapun parțial, permițând posibila interpunere a unor garnituri de etanșare, între foi și segment; ancorarea etanșă dintre marginile suprapuse 12a și 12b ale celor două foi vecine poate fi făcuta prin intermediul segmentelor metalice plane 23, blocate în poziție prin piulițele 24 înfiletate pe știfturile 21. în plus, așa cum se prezintă schematic în fig. 4, un profil 25 în formă de canal poate fi instalat cu aripile către suprafața 11, pentru a împinge și a determina aderarea marginilor 12a și 12b ale foilor la un strat de drenaj 26, ce determină o cameră sau un spațiu cu aer pentru colectarea apei de condens prevenită din corpul de beton 10 al structurii hidrotehnice, respectiv, a apei ce se poate infiltra prin fisurile apărute în timp în învelișul protector 12. în afară de conexiunile mecanice dintre marginile opuse ale foilor alăturate ale învelișului protector 12, sau putându-le substitui, poate fi folosită și o conexiune etanșă față de apă obținută prin sudură în submersie.

într-un mod similar celui prezentat în fig.4 și 5, marginea inferioară de fund a învelișului protector 12 este fixată etanș pentru apă de profilul de ancorare de bază 15 prin intermediul unui al doilea profil 27, plan sau profilat, cu interpunerea unor garnituri adecvate de etanșeizare față de apă.

Pentru a obține o conexiune taluzată între fiecare segment metalic vertical 13 și profilele de ancorare de bază 15 și pentru a poziționa adecvat învelișul protector 12 în zona de tranziție, profilul de ancorare de bază 15 sau diferitele segmente care 11 constituie poate avea, în corespondență cu fiecare segment metalic vertical 13, un element de legătura scurt 15' ,în formă de pană, care este înclinat de la partea inferioară a segmentului metalic 13 către marginea superioară a profilului de ancorare de bază 15, așa cum este prezentat. Elementele de legătură 15', în formă de pană, pot fi instalate la unul sau ambele capete ale profilului de ancorare de bază 15 , ca în fig. 6, sau într-o poziție intermediară, ca în fig, 7. Elementele de legătură 15' vor avea găuri adecvate pentru trecerea mijloacelor de ancorare și a știfturilor filetate 21' pentru învelișul protector impermeabil 12.

Realizarea ansamblului de elemente de protecție impermeabil prin metoda uscată constă în construirea învelișului protector, pe cel puțin o parte a corpului de beton a structurii hidrotehnice și, cuprinde următoarele faze: definirea unei suprafețe pe corpul de beton 10 ce trebuie protejat, definirea cel puțin a unei linii de

235

240

245

250

255

260

265

270

RO 117114 Bl referință pe această suprafață, construirea învelișului protector 12 prin poziționarea fiecărei foi flexibile din material impermeabil menținând o margine laterală a fiecărei foi flexibile paralelă cu linia de referință, etanșarea ermetică a foilor flexibile din material impermeabil de-a lungul marginilor 12A, 12B suprapuse, ancorarea învelișului protector 12 pe corpul de beton 10 al structurii hidrotehnice, prin intermediul unor dispozitive de ancorare mecanică ce cuprind segmentele metalice profilate verticale 13, 25 și/sau 23 ce sunt fixate prin mijloacele de fixare 20, 21 și 24 și de-a lungul perimetrului de bază prin prevederea cel puțin a unei grinzi de întărire 17 .interioară și/sau exterioară față de structura hidrotehnică, tensionarea învelișului protector prin întinderea fiecărei foi flexibile folosind mijloace de tensionare care conlucrează cu dispozitivele de ancorare mecanică și etanșarea împotriva pătrunderii apei a interfeței dintre grinda de întărire 17 și cel puțin una dintre suprafețele corespunzătoare ale corpului de beton și solului subiacent. Segmentele metalice profilate 13 și 25 definesc un sistem de canalizare nepresurizat pe suprafața corpului de beton 10, în vederea evacuării la presiune atmosferică a apei condensate în spațiul cu aer al stratului de drenaj 26. Conectarea segmentelor metalice profilate 25 la segmentele metalice 13 este realizată prin intermediul unui dispozitiv ajustabil conectat la elementele de fixare 20 și apoi, segmentele metalice profilate 25 sunt acoperite de fâșii din același material plastic ce sunt sudate etanș față de apă de învelișul protector.

Realizarea ansamblului de elemente de protecție în submersie se realizează conform următoarelor faze: după ce s-au făcut explorările necesare și pregătirea suprafeței structurii hidrotehnice ce trebuie protejată, definind limitele sau perimetrul zonei unde va fi instalat învelișul protector, se stabilește cel puțin o linie de referință prin poziționarea unui cablu vertical de aliniere paralel și apropiat de o latură a zonei ce trebuie acoperită de către înveliș. Apoi, sunt ancorate diferitele segmente metalice profilate 13 și profilul de ancorare de bază 15, prin intermediul unor echipamente adecvate, apoi sunt desfășurate diferitele foi ce alcătuiesc învelișul protector 12 și poziționate în submersie peste suprafața de protejat, menținându-se o margine laterală a fiecărei foi aliniată cu cablul de referință. în timpul și/sau desfășurării în submersie a fiecărei foi, trebuie menținut cu grijă echilibrul între presiunile apei pe cele două fețe ale fiecărei foi și ale învelișului protector în construcție.

Practic instalarea se face în felul următor: fiecare foaie, de mărimea dorită, cu găuri perforate la margini pentru trecerea știfturilor filetate pentru ancorare, este pregătită. Menținând complet închisă supapa 14' a conductelor de evacuare 14 construite în prealabil, foile ce alcătuiesc învelișul protector 12 sunt desfășurate gradat și coborâte de-a lungul suprafeței 11a structurii hidrotehnice, paralel cu linia de referință, suprapunându-se marginile opuse ale foilor alăturate și poziționându-se garniturile etanșe fașă de apă între acestea. Marginile foilor sunt apoi fixate etanș pentru apă prin intermediul segmentelor metalice 23 și/sau profilelor 27, procedându-se la acoperirea gradată a întregii suprafețe 11. în loc de a desfășura și coborî fiecare foaie din partea superioară, conform unei proceduri alternative desfășurarea foii se poate face în sus de la fund către suprafață. Deoarece, supapele conductelor de evacuare 14 sunt închise, operațiunile vor decurge în condiții de compensare perfectă a presiunilor apei asupra celor două fețe ale fiecărei foi, adică pe suprafețele anterioară și posterioară ale învelișului în construcție, evitându-se ca acesta să

RO 117114 Bl

320 fie presat brusc peste suprafața 11a structurii hidrotehnice făcând imposibilă instalarea sa, evitându-se supunerea învelișului protector la eforturi mari care ar putea duce la ruperea lui în punctele critice. După ce etanșarea învelișului protector de-a lungul marginii perimetrele și profilelor verticale a fost complet îndeplinită, presiunea pe fața posterioare a învelișului protector poate fi redusă gradat prin drenajul apei între învelișul protector 12 și corpul de beton 10 al structurii hidrotehnice, de exemplu, prin deschiderea supapelor 14’ și evacuarea completă a apei rămase. Drenajul și evacuarea apei pot fi realizate și cu alte sisteme, de exemplu, prin intermediul unor pompe de la suprafață sau, alternativ, de la marginea învelișului protector în contact cu apa prin prevederea unei găuri sau serii de găuri de-a lungul marginii inferioare a învelișului protector, conectate cu conducte de evacuare orientate spre marginea rezervorului. în acest caz capacitatea de drenaj a apei trebuie crescută prin interpunerea unuia sau mai multor straturi suprapuse de geonet, sau prin instalarea unei serii de profile orizontale destinate a sprijini învelișul protector impermeabil la o distanță mai mare față de suprafața de protejat, în acest fel putându-se transporta apa drenată către punctul de evacuare.

în aceste moduri, între cele două suprafețe opuse este formată o cameră cu aer ce corespunde stratului de drenaj 26, care se găsește practic la presiune atmosferică și este destinată evacuării apei de condens și infiltrație; în cazul în care învelișul protector acoperă numai o parte a suprafeței structurii hidrotehnice, cu o etanșare pentru apă de-a lungul perimetrului zonei protejate, presiunea atmosferică din camera de drenaj formată între învelișul protector și suprafața structurii hidrotehnice protejate poate fi menținută prin orice sistem de ventilație adecvat acestui scop. Deoarece, evacuarea apei dintre învelișul protector impermeabil 12 și suprafața 11 a structurii hidrotehnice este făcută prin conductele de evacuare 14 care sunt poziționate la fund, se va obține o reducere gradată a presiunii, de la partea superioară către fund, excluzându-se variațiile bruște de presiune sau eforturile asupra învelișului protector, care se va sprijini de structura în formă de rețea 26, ce formează camera cu aer sau stratul de drenaj.

Este evident că în orice caz este posibilă construcția în submersie a unui înveliș protector, fără a fi necesară evacuarea completă a apei pentru executarea lucrărilor, operându-se în siguranță deplină fără a supune învelișul protector unor eforturi excesive.

Fig. 8 prezintă soluția în cazul în care trebuie construit un element de întărire la baza digului, care să constituie o grindă pentru ancorarea de fund. în acest caz este mai bine ca înainte de turnarea grinzii de întărire 17 să se instaleze de-a lungul perimetrului un înveliș impermeabil 28, a cărui margine superioară este întoarsă peste grinda de întărire 17. Chiar și în acest caz, grinda de întărire 17 poate fi echipată cu găuri 18 pentru injectarea de rășini impermeabilizante pentru apă și cu un profil 15, pentru ancorarea marginilor învelișului, în modul prezentat mai sus.

în diferitele figuri și în descrierea de mai sus sunt prezentate configurații posibile ale profilelor și sistemului de ancorare mecanică al foilor impermeabile ce constituie învelișul protector 12. Profilele pot fi însă diferite sau chiar pot lipsi, în acest caz învelișul protector 12 fiind ancorat de suprafața de protejat prin alte mijloace mecanice de ancorare, de exemplu, cuie sau șuruburi prinse direct în corpul de beton 10 al structurii hidrotehnice, în cazul când acestea formează o asamblare adecvată etanșă pentru apă.

325

330

335

340

345

350

355

360

RO 117114 Bl

Stratul în formă de rețea 26 are funcții de drenaj și antiperforație și poate fi formată din geonet, geotextil sau materiale similare. Stratul 26 poate fi cuplat cu învelișul protector 12 în timpul producției, constituind astfel un geocompozit.

în fig.9 se prezintă un sistem diferit de ancorare etanș pentru apă al foilor de acoperire prin atașarea cu rășini de grinda de ancorare localizată de-a lungul porțiunii de fund a perimetrului structurii hidrotehnice. Mai precis, marginea inferioară 12' a foilor ce constituie învelișul protector impermeabil 12 este inserat într-un șanț 30 localizat longitudinal, în interiorul grinzii de întărire 17, și care include conductele 31 pentru injectarea rășinii epoxi sau alte rășini adecvate unei polimerizări în submersie, astfel, încât să ancoreze solid și etanș pentru apă marginea inferioară 12' a foilor; în porțiunile neorizontale ale grinzii de întărire 17, la introducerea capătului marginii inferioare 12' al foilor în șanțul 30 înainte de injectarea rășinii, este posibil a se forma un opritor din rășină epoxi, întărită pe ambele fețe ale foilor și de-a lungul secțiunilor corespondente ale șanțului 30, care să evite scurgerea rășinii ce va ancora învelișul protector impermeabil.

Claims

Revendicări

1. Ansamblu de elemente de protecție pentru construcții hidrotehnice și pentru drenajul apei prezente în corpul de beton (10) al digurilor și structurilor hidrotehnice similare, conform căruia este prevăzut un strat de drenaj (26) pe suprafața (11) a corpului de beton (10), caracterizat prin aceea că, constă dintr-un înveliș protector (12) format dintr-un set de foi flexibile, din material impermeabil, ce sunt ancorate etanș pe suprafața (11) a corpului de beton (10) prin intermediul unor segmente metalice profilate verticale (13, 23 și 25) și a unor mijloace de fixare (20, 21 și 24).
2. Ansamblu de elemente de protecție, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, segmentele metalice profilate (13, 23 și 25) se extind vertical pe suprafața (11) a corpului de beton (10) constituind un sistem de canale nepresurizat pentru evacuarea apei.
3. Ansamblu de elemente de protecție, conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că, segmentele metalice cuprind un segment interior (13) vertical, de canalizare, un profil plan (23) și un segment exterior (25) de canalizare care le acoperă pe cele de dinainte.
4. Ansamblu de elemente de protecție, conform revendicării 3, caracterizat prin aceea că, între învelișul protector (12) și segmentele metalice (13 și 25) sunt poziționate niște mijloace de etanșare și niște benzi de acoperire din material plastic sudate etanș de foile învelișului protector (12).
5. Ansamblu de elemente de protecție, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că învelișul protector (12) este tensionat prin segmentul exterior (25) ce acționează în colaborare cu mijloacele de fixare (20, 21 și 24).
6. Ansamblu de elemente de protecție, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că marginea perimetrală a învelișului protector (12) este ancorată de corpul de beton (10) al structurii hidrotehnice sau de o grindă de întărire (17), dispusă în interiorul sau în exteriorul corpului de beton (10).

RO 117114 Bl

410
7. Ansamblu de elemente de protecție, conform revendicării 6, caracterizat prin aceea că o interfață de contact (16 și 29], dintre grinda de întărire (17) și suprafața corespondentă a zidăriei și/sau solului subiacent se etanșează hidraulic.
8. Ansamblu de elemente de protecție, conform revendicării 7, caracterizat prin aceea că etanșarea este realizată prin injectarea de rășini prin niște găuri străpunse (18), prevăzute în grinda de întărire (17).
9. Ansamblu de elemente de protecție, conform revendicării 7, caracterizat prin aceea că etanșarea interfeței de contact (29) este realizată printr-o foaie impermeabilă (28), de-a lungul interfeței.
10. Ansamblu de elemente de protecție, conform revendicării 6, caracterizat prin aceea că grinda de întărire (17) include un profil de ancorare de bază (15), la marginea inferioară a învelișului protector (12), la capătul de bază al segmentelor metalice de ancorare interioare verticale (13) fiind prevăzute niște elemente de conectare (15'), în formă de pană, astfel, încât învelișul protector (12), ce se apropie de suprafața (11) a corpului de beton (10) al structurii hidrotehnice, să fie protejat.
11. Metodă de realizare a ansamblului de elemente de protecție impermeabil pentru construcții hidrotehnice, de la revendicarea 1, prin construirea unui înveliș protector pe cel puțin o parte a corpul de beton (10) al structurii hidrotehnice, înveliș protector (12) ce cuprinde niște foi flexibile din material impermeabil ce sunt ancorate una lângă alta peste suprafața corpului de beton (10), astfel, încât marginile aflate față- în- față, ale foilor adiacente, se suprapun, caracterizată prin aceea că, cuprinde următoarele faze: definirea unei suprafețe (11) pe corpul de beton (10) ce trebuie protejat, definirea cel puțin a unei linii de referință pe suprafața (11), construirea învelișului protector (12) prin poziționarea fiecărei foi flexibile din material impermeabil, menținând o margine laterală a fiecărei foi flexibile din material impermeabil paralelă cu linia de referință, etanșarea ermetică a foilor flexibile din material impermeabil de-a lungul marginilor (12A și 12B) suprapuse, ancorarea învelișului protector (12) pe corpul de beton (10) al structurii hidrotehnice prin intermediul unor dispozitive de ancorare mecanică cuprinzând segmente metalice profilate verticale (13, 23 și 25), ce sunt fixate prin mijloacele de fixare (20, 21 și 24) și de-a lungul perimetrului de bază, prin prevederea cel puțin a unei grinzi de întărire (17), interioară și/sau exterioară față de structura hidrotehnică, tensionarea învelișului protector (12) prin întinderea fiecărei foi flexibile din material impermeabil folosind mijloace de tensionare care conlucrează cu dispozitivele de ancorare mecanică și etanșarea împotriva pătrunderii apei a interfeței dintre grinda de întărire (17) și, cel puțin una dintre suprafețele corespunzătoare ale corpului de beton (10) și solului subiacent.
12. Metodă, conform revendicării 11, caracterizată prin aceea că se etanșează ermetic marginea perimetrului de bază al învelișului protector (12) .față de profilul de ancorare de bază (15) al dispozitivelor de ancorare mecanică, care este fixat de grinda de întărire (17), și față de elementele de legătură (15'), în formă de pană ,de la capătul de bază al segmentelor metalice de ancorare verticale (13), înclinate către suprafață.

415

420

425

430

435

440

445

450

RO 117114 Bl
13. Metodă, conform revendicării 11, caracterizată prin aceea că foile flexibile din material impermeabil sunt legate de grinda de întărire (17) de-a lungul perimetrului de bază al corpului de beton (10) al structurii hidrotehnice, prin încastrare cu rășini.
14. Metodă de realizare a ansamblului de elemente de protecție impermeabil pentru construcții hidrotehnice, de la revendicrea 1, caracterizată plin aceea că, construirea învelișului protector (12) se realizează în submersie prin poziționarea succesivă a fiecărei foi flexibile din material impermeabil, una lângă alta peste suprafața corpului de beton (10), etanșarea ermetică a marginilor (12A și 12B) suprapuse ale foilor flexibile din material impermeabil, în timp ce se mențin condiții echilibrate hidrostatic între presiunile ce acționează pe fețele frontală și posterioară ale fiecărei foi flexibile din material impermeabil, ancorarea fiecărei foi flexibile din material impermeabil pe corpul de beton (10) al structurii hidrotehnice, prin intermediul unor dispozitive de ancorare mecanică cuprinzând segmente metalice profilate și mijloace de fixare, pentru a construi învelișul protector (12) impermeabil, în submersie, pe cel puțin o parte a structurii hidrotehnice, prevederea unei camere de colectare a apei, între fața posterioară a învelișului protector (12) și suprafața structurii hidrotehnice și reducerea presiunii în spatele învelișului protector (12) ,în timpul construcției prin drenarea gradată a apei colectată în camera de colectare dintre fața posterioară a învelișului protector (12) și suprafață.
15. Metodă, conform revendicării 14, caracterizată prin aceea că se reduce presiunea pe fața posterioară a învelișului protector (12) impermeabil, care este orientată spre suprafața ce trebuie protejată, prin reducerea gradată a nivelului apei de la partea superioară către partea inferioară a camerei.
16. Metodă, conform revendicării 14, caracterizată prin aceea că drenarea apei din camera de colectare a apei se realizează prin intermediul unor elemente profilate tubular, care definesc un sistem de conducte de evacuare la presiune atmosferică, pentru a evacua apa colectată într-un spațiu dintre suprafața structurii hidrotehnice și foile flexibile din material impermeabil, ancorarea foilor flexibile la structura hidrotehnică, prin intermediul dispozitivelor de ancorare mecanică incluzând profile de ancorare verticale și profile de ancorare, la marginea inferioară a învelișului protector (12) de-a lungul perimetrului de la bază al structurii hidrotehnice ce trebuie protejată, profilele de ancorare fiind fixate sau încastrate, unde este necesar, într-o grindă de întărire (17), legarea etanșată ermetic a foilor flexibile din material impermeabil fiind realizată prin ancorarea lor la profile, menținând condițiile echilibrate hidrostatic și aderarea învelișului protector (12) la un strat de drenaj de pe suprafață, fiind realizată prin reducerea gradată a presiunii apei dintre învelișul protector (12) și suprafața structurii hidrotehnice.
17. Metodă, conform revendicării 14, caracterizată prin aceea că etanșarea se realizează prin intermediul cel puțin al unuia dintre dispozitivele de ancorare mecanică și prin sudare în submersie.
18. Metodă, conform revendicării 14, caracterizată prin aceea că se reduce presiunea apei de pe fața posterioară a învelișului protector (12) prin evacuarea gradată a apei dintre suprafața structurii hidrotehnice și învelișul protector (12), cel puțin printr-un efect de gravitație și prin pompare.

RO 117114 Bl
19. Metodă, conform revendicărilor 11 și 14, caracterizata prin aceea că interfața dintre grinda de întărire (17) și suprafața corespunzătoare a structurii hidrotehnice și solul subiacent se etanșează împotriva pătrunderii apei prin intermediul injecției de rășini prin țevile (14 și 31) de injecție, instalate în grinda de întărire (17).
20. Metodă, conform revendicărilor 11 și 14, caracterizată prin aceea că etanșarea interfeței se asigură prin intermediul învelișului protector (12) impermeabil, care se extinde de-a lungul interfeței.