RU141223U1

RU141223U1 - HYDROTECHNICAL STRUCTURE FACING DESIGN

Info

Publication number: RU141223U1
Application number: RU2013148249/03U
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Киселёв; Вадим Вячеславович Петров
Original assignee: Открытое акционерное общество "Ленгидропроект"
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2014-05-27

Abstract

1. Ограждающая конструкция гидротехнического сооружения, включающая грунтовое тело и расположенный внутри него противофильтрационный элемент, сопряжённый с основанием конструкции и выполненный из буросекущихся свай, изготовленных из материала, физические характеристики которого близки по величине к соответствующим характеристикам материала грунтового тела, отличающаяся тем, что противофильтрационный элемент заглублён в основание.2. Ограждающая конструкция по п.1, отличающаяся тем, что буросекущиеся сваи изготовлены из глиноцементобетона с добавлением фибры.1. The enclosing structure of the hydraulic structure, including the soil body and the antifiltration element located inside it, paired with the base of the structure and made of bisected piles made of a material whose physical characteristics are close in magnitude to the corresponding characteristics of the soil body material, characterized in that the antifiltration element buried in the base. 2. The building envelope according to claim 1, characterized in that the bisected piles are made of clay cement with the addition of fiber.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области гидротехнического строительства в любой строительно-климатической зоне и может быть использована как при реконструкции действующих, так и при проектировании и строительстве новых гидротехнических объектов.The proposed utility model relates to the field of hydraulic engineering in any climatic zone and can be used both in the reconstruction of existing and in the design and construction of new hydraulic structures.

Ограждающие конструкции гидротехнических сооружений (перемычки) служат для предохранения указанных сооружений от затопления во время строительства или ремонта. По конструктивным признакам грунтовые перемычки сходны с грунтовыми плотинами.The enclosing structures of hydraulic structures (lintels) serve to protect these structures from flooding during construction or repair. In terms of design, soil bridges are similar to soil dams.

Известны грунтовые ограждающие конструкции, включающие противофильтрационное устройство, образованное диафрагмой, выполненной из композитного материала. При этом самым распространенным материалом для диафрагм подобных сооружений является асфальтобетон, литой или укатанный (см., например, патенты РФ №№2460846, 2470111).Known soil walling, including an anti-filtration device formed by a diaphragm made of composite material. The most common material for the diaphragms of such structures is asphalt concrete, cast or rolled (see, for example, RF patents Nos. 2460846, 2470111).

Недостаток указанных аналогов заключается в необходимости одновременного ведения работ по отсыпке грунтового тела и возведению диафрагмы, что объясняется технологией укладки материала противофильтрационного устройства. Это особо ощутимо в стесненных условиях горных рек, тем более в отсутствии или недоступности местных строительных материалов, и неизбежно приводит к увеличению сроков строительства.The disadvantage of these analogues is the need for simultaneous work on filling the soil body and the construction of the diaphragm, which is explained by the technology of laying the material of the antifiltration device. This is especially noticeable in the cramped conditions of mountain rivers, especially in the absence or inaccessibility of local building materials, and inevitably leads to an increase in construction time.

Прототипом заявляемой полезной модели выбрана ограждающая конструкция гидротехнического сооружения, включающая грунтовое тело и расположенный внутри него противофильтрационный элемент, сопряженный с основанием конструкции и выполненный из буросекущихся свай, изготовленных из материала, заданные физические характеристики которого по величине близки к соответствующим характеристикам материала грунтового тела ограждающей конструкции (см. патент России на полезную модель №130322). Буросекущиеся сваи образуют «стену в грунте». Прототип представляет собой грунтовую плотину. В указанной плотине по обе стороны от диафрагмы расположены переходные зоны, выполняющие защитную функцию, уменьшая в процессе работы плотины опасные деформации диафрагмы, могущие нарушить ее целостность.The prototype of the claimed utility model is the enclosing structure of a hydraulic structure, including a soil body and an anti-filtration element located inside it, paired with the base of the structure and made of bisected piles made of material whose specified physical characteristics are close in magnitude to the corresponding characteristics of the material of the soil body of the enclosing structure ( see the patent of Russia for utility model No. 130322). Borossekayuschie piles form a "wall in the ground." The prototype is a soil dam. In this dam on either side of the diaphragm there are transitional zones that perform a protective function, reducing the damaging dangerous deformation of the diaphragm during operation of the dam, which may violate its integrity.

Данное техническое решение обеспечивает возможность разнесения во времени процессов отсыпки тела плотины и возведения диафрагмы: диафрагма выполняется после отсыпки тела плотины, возможно в несколько ярусов по ее высоте. При этом использование технологии возведения буросекущихся свай с помощью современного высокопроизводительного оборудования позволяет значительно ускорить и удешевить процесс строительства плотины.This technical solution provides the possibility of spreading in time the processes of dumping the body of the dam and the construction of the diaphragm: the diaphragm is performed after dumping the body of the dam, possibly in several tiers along its height. At the same time, the use of technology for the construction of boulevard piles using modern high-performance equipment can significantly speed up and reduce the cost of the dam construction process.

Однако для обеспечения сопряжения противофильтрационного элемента плотины с основанием необходима цементация зоны сопряжения, что неизбежно увеличивает материальные и трудовые затраты, связанные со строительством ограждающей конструкции.However, in order to ensure the anti-filtering element of the dam is mated with the base, cementation of the mating zone is necessary, which inevitably increases the material and labor costs associated with the construction of the enclosing structure.

Предлагаемая полезная модель направлена на решение задачи снижения материальных и трудовых затрат на строительство ограждающей конструкции за счет исключения необходимости цементации зоны сопряжения противофильтрационного элемента конструкции с ее основанием.The proposed utility model is aimed at solving the problem of reducing material and labor costs for the construction of the building envelope by eliminating the need for cementation of the interface zone of the anti-filtering structural element with its base.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в ограждающей конструкции гидротехнического сооружения, включающей грунтовое тело и расположенный внутри него противофильтрационный элемент, выполненный из буросекущихся свай, изготовленных из материала, физические характеристики которого близки по величине к соответствующим характеристикам материала грунтового тела, противофильтрационный элемент заглублен в основание.The specified technical result is achieved due to the fact that in the building envelope of the hydraulic structure, including the soil body and the antifiltration element located inside it, made of bisected piles made of a material whose physical characteristics are close in magnitude to the corresponding characteristics of the soil body material, the antifiltration element is buried at the base.

Кроме того, буросекущиеся сваи могут быть изготовлены из глиноцементобетона.In addition, bisected piles can be made of clay cement.

Заявителю не известны какие-либо технические решения, обладающие такой же совокупностью признаков, как и заявляемое. Это позволяет сделать вывод о том, что предлагаемая полезная модель удовлетворяет условию «новизна».The applicant is not aware of any technical solutions having the same set of features as claimed. This allows us to conclude that the proposed utility model satisfies the condition of "novelty."

Благодаря реализации отличительных признаков заявляемого технического решения в совокупности с признаками, общими с прототипом, у заявляемого объекта появляются новые свойства - заглубление противофильтрационного элемента, выполненного в виде буросекущихся свай, в основание обеспечивает надежное сопряжение указанных элементов заявляемой конструкции; кроме того, свойства «стены в грунте» из буросекущихся свай, изготовленных из материала с заданными физическими характеристиками, позволяют обеспечить фильтрационную устойчивость ограждающей конструкции без устройства в ней кольматирующих переходных слоев.Due to the implementation of the distinctive features of the claimed technical solution in conjunction with the features common to the prototype, the claimed object has new properties - the penetration of the anti-filter element, made in the form of boules, into the base ensures reliable coupling of these elements of the claimed design; in addition, the properties of the “wall in the ground” of bisected piles made of material with predetermined physical characteristics make it possible to ensure filtration stability of the building envelope without creating coiling transition layers in it.

Сущность полезной модели иллюстрируется чертежом, где представлен поперечный разрез заявляемой ограждающей конструкции гидротехнического сооружения.The essence of the utility model is illustrated in the drawing, which shows a cross section of the claimed enclosing structure of a hydraulic structure.

Ограждающая конструкция содержит грунтовое тело 1 и противофильтрационный элемент 2, выполненный из буросекущихся свай (отдельной позицией не обозначены), образующих «стену в грунте». Буросекущиеся сваи выполнены через направляющий элемент 3 с верхней отметки грунтового тела 1 ограждающей конструкции. Грунтовое тело 1 отсыпано непосредственно на донные отложения 4, залегающие на водоупорном основании 5. Буросекущиеся сваи пересекают грунтовое тело 1, донные отложения 4 и заглублены на 0,5 м в водоупорное основание 5 для сопряжения противофильтрационного элемента 2 с водоупорным основанием 5. В общем случае величина заглубления противофильтрационного элемента определяется фильтрующими свойствами основания и расчетными характеристиками «стены в грунте». При этом технология возведения буросекущихся свай позволяет легко осуществить заглубление противофильтрационого элемента на заданную глубину. Со стороны верхнего бьефа выполнено крепление 6 ограждающей конструкции.The enclosing structure contains a soil body 1 and an anti-filtration element 2 made of bisected piles (not denoted by a separate position) forming a “wall in the ground”. The bisected piles are made through the guide element 3 from the upper mark of the soil body 1 of the enclosing structure. Soil body 1 is sprinkled directly on bottom sediments 4, which lie on a water-resistant base 5. Burr-cutting piles intersect soil body 1, bottom sediments 4 and are buried by 0.5 m in water-resistant base 5 to interface the anti-filter element 2 with a water-resistant base 5. In general, the depth of the antifiltration element is determined by the filtering properties of the base and the design characteristics of the "wall in the ground." At the same time, the technology of erecting bore-cutting piles makes it easy to deepen the antifiltration element to a predetermined depth. From the side of the upstream, the fastening 6 of the enclosing structure is made.

Грунтовое тело 1 ограждающей конструкции отсыпается из руслового или карьерного материала без переходных слоев до проектных отметок и габаритов в межпаводковый период с последующим устройством противофильтрационного элемента 2.The soil body 1 of the enclosing structure is poured from the channel or quarry material without transition layers to the design marks and dimensions in the inter-flood period with the subsequent installation of the anti-filter element 2.

Для отсыпки тела 1 может использоваться любой сыпучий материал, удовлетворяющий требованию по коэффициенту фильтрации - до 1000 м в сутки. В данном конкретном случае использован гравийно-галечниковый грунт с коэффициентом фильтрации 200 м в сутки. Буросекущиеся сваи изготовлены из композитного материала. Заданные физические параметры указанного материала, прежде всего модуль деформации его, близкий по величине к модулю деформации материала тела ограждающей конструкции, обеспечивают совместную работу тела и противофильтрационного элемента и соответственно - фильтрационную устойчивость ограждающей конструкции. В данном примере буросекущиеся сваи изготовлены из глиноцементобетона с добавлением фибры. Этот материал суффозионно устойчив и ремонтопригоден, что позволяет исключить необходимость кольматажа выполненного из него противофильтрационноного устройства.For filling body 1, any bulk material that meets the requirement for a filtration coefficient of up to 1000 m per day can be used. In this particular case, gravel-pebble soil with a filtration coefficient of 200 m per day was used. Bored piles are made of composite material. The specified physical parameters of the specified material, first of all, its deformation modulus, which is close in magnitude to the deformation modulus of the body material of the enclosing structure, ensure the joint operation of the body and the anti-filtration element and, accordingly, the filtration stability of the enclosing structure. In this example, bisected piles are made of clay cement with the addition of fiber. This material is suffusion-resistant and maintainable, which eliminates the need for mating made of an anti-filter device made from it.

В процессе работы предлагаемой ограждающей конструкции гидротехнического сооружения она защищает указанные сооружения от затопления во время строительства или ремонта. При этом противофильтрационный элемент 2 из буросекущихся свай, образующих глиноцементобетонную «стену в грунте», воспринимает действующий на ограждающую конструкцию напор.During the operation of the proposed building envelope of a hydraulic structure, it protects these structures from flooding during construction or repair. At the same time, the antifiltration element 2 of boughed piles forming an clay-cement "wall in the ground" perceives the pressure acting on the enclosing structure.

Ограждающая конструкция предназначена как для временного, так и для постоянного использования.The building envelope is designed for both temporary and permanent use.

Реализация предлагаемого технического решения обеспечивает следующие технико-экономические преимущества по сравнению с известными ограждающими конструкциями:The implementation of the proposed technical solution provides the following technical and economic advantages in comparison with the known enclosing structures:

- исключается необходимость цементации зоны сопряжения противофильтрационного элемента с основанием ограждающей конструкции;- eliminates the need for cementation of the interface zone of the impervious element with the base of the enclosing structure;

- фильтрационная устойчивость конструкции обеспечивается без наличия в ней кольматирующих переходных слоев;- filtrational stability of the structure is ensured without the presence of clogging transition layers in it;

- повышаются технологичность и интенсивность по отсыпке грунтового тела конструкции, т.к. в отсутствии переходных слоев грунтовое тело отсыпается из однородного материала;- increased manufacturability and intensity of filling the soil body of the structure, because in the absence of transition layers, the soil body is poured from a homogeneous material;

- процессы проведения работ по отсыпке грунтового тела и возведению противофильтрационного устройства заявляемой конструкции разнесены во времени и не зависят от выбранного материала противофильтрационного устройства, а также - от наличия или доступности местных строительных материалов;- the processes of filling the soil body and the construction of an anti-filter device of the claimed design are spaced in time and do not depend on the selected material of the anti-filter device, and also on the availability or availability of local building materials;

- использование технологии возведения буросекущихся свай с помощью современного высокопроизводительного оборудования позволяет значительно ускорить и удешевить процесс строительства ограждающей конструкции.- the use of technology for the construction of bored piles with the help of modern high-performance equipment can significantly accelerate and reduce the cost of the building construction process.

Предлагаемое техническое решение особенно актуально при сооружении гидротехнических объектов в стесненных условиях горных рек.The proposed technical solution is especially relevant for the construction of hydraulic facilities in the cramped conditions of mountain rivers.

Для осуществления заявляемой полезной модели могут быть использованы известные строительные материалы и технологии, что, по мнению заявителя, свидетельствует о соответствии предлагаемого технического решения условию «промышленная применимость».For the implementation of the claimed utility model, well-known building materials and technologies can be used, which, according to the applicant, indicates that the proposed technical solution meets the condition of “industrial applicability”.

Claims

1. The enclosing structure of the hydraulic structure, including the soil body and the antifiltration element located inside it, paired with the base of the structure and made of bisected piles made of a material whose physical characteristics are close in magnitude to the corresponding characteristics of the soil body material, characterized in that the antifiltration element buried in the base.

2. The enclosing structure according to claim 1, characterized in that the bisected piles are made of clay cement with the addition of fiber.