RU2274707C1

RU2274707C1 - Method and device for drainage building in water-saturated soil

Info

Publication number: RU2274707C1
Application number: RU2004135878/03A
Authority: RU
Inventors: Га р Хамз нович Бедретдинов (RU); Гаяр Хамзянович Бедретдинов; Александр Андреевич Левчиков (RU); Александр Андреевич Левчиков; Иван Сергеевич Карпушкин (RU); Иван Сергеевич Карпушкин
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2006-04-20

Abstract

FIELD: land reclamation, particularly to lay drain collection system in zones having ground water level above drainage laying level.

SUBSTANCE: method involves loosening fertile ground layer along drain laying axis; digging out channel; forming kerbs of excavated fertile ground; developing trench with chain working tool performing reverse rotation without ground lifting to surface; laying drainage pipe; backfilling the trench and the channel. Pulp consisted of crashed ground and water is extracted from lower trench part during drainage laying and the extracted pulp is supplied into channel or to surface of material used for trench backfilling. Device comprises basic machine, active working tool rotated in reverse direction, drainage pipe tray, box-like hopper with front cutting part, namely knife including post and plowshare. Suction dredge is installed inside the plowshare. Suction dredge has suction line communicated with zone between active working tool and knife through windows formed in front plowshare section. Pressure supply pipeline is communicated with distribution pipelines through intermediate pipeline and bypass gate operated by lever mechanism.

EFFECT: increased productivity and quality of drainage laying in water-saturated ground.

2 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к мелиоративному строительству и может быть использовано при прокладке коллекторно-дренажной сети с уровнем грунтовых вод выше линии укладки дренажа.The present invention relates to reclamation construction and can be used when laying a collector-drainage network with a groundwater level above the drainage laying line.

Известны способы строительства дренажа при высоком уровне грунтовых вод (В.А. Духовный, М.В. Баклушин, Е.Д. Томин, В.Ф. Серебренников «Горизонтальный дренаж орошаемых земель» - М.: Колос, 1979, стр.173-180), включающие предварительное водопонижение и последующую укладку дренажа полумеханизированным (метод «полки»), траншейным и узкотраншейным способами.Known methods of building drainage at a high level of groundwater (V.A. Dukhovny, M.V.Baklushin, E.D. Tomin, V.F. Serebrennikov "Horizontal drainage of irrigated lands" - M .: Kolos, 1979, p. 173 -180), including preliminary dewatering and subsequent laying of drainage by semi-mechanized (“shelf” method), trench and narrow trench methods.

Недостатком применения данных способов является необходимость выполнения трудоемких работ по предварительному водопонижению.The disadvantage of using these methods is the need for time-consuming preliminary water reduction works.

Известен также способ (В.М. Темченко «Технология подготовки трасс дрен в Ставропольском крае» в сб. Перспективные технологии строительства и эксплуатации мелиоративных систем, В/О Агропромиздат, 1990, стр.130...134, рис.5; и Е.Н. Соломатин, В.М. Темченко «Обеспечение узкотраншейных дреноукладчиков фильтрующим материалом», см. там же стр.129...130, рис.1), включающий снятие растительного слоя с устройством котлованов вдоль трасс дрен, укладку дренажа вдоль оси котлованов с обратной засыпкой траншей минеральным грунтом и обратную засыпку котлованов растительным грунтом.There is also a method (V. M. Temchenko “Technology for the preparation of drainage routes in the Stavropol Territory” in the collection of Prospective Technologies for the Construction and Operation of Reclamation Systems, V / O Agropromizdat, 1990, pp. 130 ... 134, Fig. 5; and E .N. Solomatin, VM Temchenko “Provision of narrow-trench drain drains with filter material”, see ibid. P. 129 ... 130, Fig. 1), including removal of the vegetation layer with pits along the drain paths, laying drainage along the axis pits with backfilling of trenches with mineral soil and backfilling of pits with rast tion ground.

Недостатком применения данного способа, предусматривающего разработку траншеи узкотраншейным дреноукладчиком с прямым вращением, является налипание грунта на транспортирующие элементы, что снижает выносную способность рабочего органа и производительность укладки дренажа при высоком уровне грунтовых вод.The disadvantage of using this method, which involves the development of a trench with a narrow trench drainage stacker with direct rotation, is the adhesion of soil to the transporting elements, which reduces the carrying capacity of the working body and the performance of laying drainage at a high level of groundwater.

Наиболее близким к предлагаемому является способ строительства дренажа (решение о выдаче патента на изобретение по заявке №2002102902/03, Е 02 В 11/00, 11/02), при котором за один проход устройства выполняют рыхление плодородного слоя почвы по оси укладки дрен, отрывку канала с отсыпкой извлеченной плодородной почвы валиками на бровки канала, разработку траншеи цепным рабочим органом обратного вращения узкотраншейного дреноукладчика без выноса грунта на поверхность, укладку дренажной трубы, обратную засыпку траншеи и обратную засыпку канала плодородным грунтом.Closest to the proposed method is the construction of drainage (the decision to grant a patent for an invention according to application No. 2002102902/03, E 02 B 11/00, 11/02), in which a fertile layer of soil is loosened in a single pass along the axis of drainage, a fragment of the canal with filling the extracted fertile soil with rollers on the canal edges, development of a trench with a chain working body for reverse rotation of a narrow trench drainage stacker without carrying soil to the surface, laying of a drainage pipe, backfilling of the trench and backfilling of the fruit channel odnym ground.

Недостатком применения данного способа при высоком уровне грунтовых вод является образование в траншее пульпы, представляющей смесь разрыхленного активным рабочим органом грунта и воды, поступающей в траншею. Укладка дрен в пульпу приводит к интенсивной кольматации фильтра уже на стадии строительства, что приводит к преждевременному выходу из строя уложенного дренажа.The disadvantage of using this method with a high level of groundwater is the formation of pulp in the trench, which is a mixture of soil loosened by the active working body and the water entering the trench. Stacking of drains into the pulp leads to intense colmatation of the filter already at the construction stage, which leads to premature failure of the laid drainage.

Устранить указанные недостатки позволяет предлагаемый способ, включающий рыхление плодородного слоя почвы по оси укладки дрен, отрывку канала с отсыпкой извлеченной плодородной почвы валиками на бровки, разработку траншеи цепным рабочим органом обратного вращения узкотраншейного дреноукладчика без выноса грунта на поверхность, укладку дренажной трубы, обратную засыпку траншеи и обратную засыпку канала, в котором в процессе укладки дренажа из нижней части траншеи проводят откачку пульпы, образуемой смесью измельченного рабочим органом грунта и воды, поступающей в траншею, и подают ее в канал или на поверхность грунта обратной засыпки траншеи.These disadvantages are eliminated by the proposed method, which includes loosening the fertile soil layer along the axis of draining, tearing off the channel with filling the extracted fertile soil with rollers on the edges, developing a trench with a chain working body for the reverse rotation of the narrow trench drainage layer without removing soil to the surface, laying the drainage pipe, backfilling the trench and backfilling of the channel, in which, during the laying of drainage from the lower part of the trench, the pulp is evacuated, formed by a mixture of ground organ ohm soil and water flowing into the trench, and fed to the channel or to the surface of backfilling the trench.

Известен узкотраншейный дреноукладчик (патент РФ №2206670, Е 02 F 5/10), принятый в качестве прототипа для выполнения предлагаемого способа, включающий базовую машину, активный рабочий орган с обратным вращением, лоток дренажной трубы и бункер в виде короба с передней режущей частью.Known narrow trench drainage machine (RF patent No. 2206670, E 02 F 5/10), adopted as a prototype for the implementation of the proposed method, including the base machine, an active working body with reverse rotation, the drainage pipe tray and the hopper in the form of a box with a front cutting part.

Недостатком известной конструкции, осуществляющей разработку грунта без выноса на поверхность, является ее недостаточная производительность и низкая эффективность при работе с грунтами различной степени прочности; при наличии в траншее более прочного сухого слоя производительность укладки зависит от соотношения прочности сухого и влажного грунтов; с повышением уровня грунтовых вод толщина сухого слоя уменьшается, прочность приближается к прочности влажного грунта; производительность дреноукладчика с обратным вращением в таких условиях повышается, однако с повышением уровня грунтовых вод увеличивается вероятность образования пульпы в траншее, что приводит к кольматации фильтра и преждевременному выходу из строя уложенного дренажа.A disadvantage of the known design, carrying out the development of soil without removal to the surface, is its lack of productivity and low efficiency when working with soils of varying degrees of strength; if there is a more durable dry layer in the trench, laying performance depends on the strength ratio of dry and wet soils; with increasing groundwater level, the dry layer thickness decreases, the strength approaches the strength of wet soil; the productivity of the reverse rotation drainer increases in such conditions, however, with an increase in the level of groundwater, the likelihood of pulp formation in the trench increases, which leads to filter clogging and premature failure of the laid drainage.

Устранить указанные недостатки позволяет предлагаемое устройство, включающее базовую машину, активный рабочий орган с обратным вращением, лоток дренажной трубы, бункер в виде короба с передней режущей частью - ножом, состоящим из стойки и лемеха, в котором внутри лемеха установлен грунтовый насос, всасывающая магистраль которого через окна в передней стенки лемеха сообщается с зоной между активным рабочим органом и ножом, а нагнетающая магистраль соединена с распределительными трубопроводами через промежуточный трубопровод и перепускную заслонку, управляемую рычажным механизмом.To eliminate these disadvantages allows the proposed device, which includes the base machine, the active working body with reverse rotation, the drainage pipe tray, the hopper in the form of a box with a front cutting part - a knife, consisting of a rack and ploughshare, in which a soil pump is installed inside the ploughshare, the suction line of which through the windows in the front wall of the share, it communicates with the zone between the active working body and the knife, and the discharge line is connected to the distribution pipelines through an intermediate pipeline and bypass a new flap controlled by a linkage.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в процессе укладки дрены проводят откачку пульпы из нижней части траншеи, освобождая тем самым зону укладки фильтрующей обсыпки и фильтра от воздействия мелких частиц пульпы, образуемой смесью разрабатываемого активным рабочим органом грунта и воды, поступающей в траншею. Это позволяет снизить вероятность кольматации и преждевременного выхода из строя дренажа. При уровнях грунтовых вод ниже плодородного слоя подачу пульпы проводят в канал перед рабочим органом дреноукладчика, это позволяет выполнить доувлажнение сухой части грунта в траншее, снизить прочность разрабатываемого грунта до уровня увлажненного и повысить производительность укладки. При уровне грунтовых вод в пределах нижней границы плодородного слоя пульпу подают на поверхность грунта обратной засыпки траншеи. Это позволяет провести осаждение мелких частиц преимущественно в верхней части траншеи, что снижает вероятность кольматации дренажа.The essence of the invention consists in the fact that during the laying process the drains pump out the pulp from the lower part of the trench, thereby freeing the laying area of the filtering dust and filter from the influence of small particles of pulp formed by the mixture of soil and water developed by the active working body entering the trench. This allows you to reduce the likelihood of clogging and premature failure of the drainage. At groundwater levels below the fertile layer, the pulp is fed into the canal in front of the working body of the drainer, this makes it possible to re-moisten the dry part of the soil in the trench, reduce the strength of the developed soil to the level of moistened and increase the laying performance. At a groundwater level within the lower boundary of the fertile layer, the pulp is fed to the surface of the backfill of the trench. This allows the deposition of small particles mainly in the upper part of the trench, which reduces the likelihood of clogging of the drainage.

На фиг.1 представлено устройство для осуществления предлагаемого способа строительства дренажа. На фиг.2 - схема и последовательность выполнения предлагаемого способа.Figure 1 shows a device for implementing the proposed method for the construction of drainage. Figure 2 - diagram and sequence of the proposed method.

Устройство для осуществления предлагаемого способа строительства дренажа включает базовый трактор 1, активный рабочий орган 2 с обратным вращением, смонтированный на раме 3, лоток дренажной трубы 4, бункер 5 с передним режущим элементом - ножом, состоящим из стойки 6 и лемеха 7. Внутри лемеха 7 установлен грунтовый насос 8, всасывающая магистраль которого сообщается с зоной образования пульпы 9 между рабочим органом и ножом через окна 10 в передней стенке лемеха. Нагнетающая магистраль грунтового насоса состоит из промежуточного трубопровода 11, перепускной заслонки 12 с рычажным механизмом управления 13 и распределительных трубопроводов 14 и 15.A device for implementing the proposed method for the construction of drainage includes a base tractor 1, an active working body 2 with reverse rotation mounted on a frame 3, a drain pipe tray 4, a hopper 5 with a front cutting element - a knife, consisting of a stand 6 and a share 7. Inside the share 7 a soil pump 8 is installed, the suction line of which communicates with the formation zone of the pulp 9 between the working body and the knife through the windows 10 in the front wall of the share. The discharge line of the soil pump consists of an intermediate pipe 11, a bypass damper 12 with a linkage control mechanism 13, and distribution pipelines 14 and 15.

Предлагаемый способ строительства дренажа с помощью предлагаемого устройства осуществляют следующим образом: перед укладкой дрен проводят рыхление плодородного слоя рыхлителем 16, каналокопателем 17 выполняют канал 18 с глубиной, равной толщине плодородного слоя. Укладку дрен выполняют вдоль оси котлована дреноукладчиком 20 с обратным вращением рабочего органа, позволяющего выполнять обратную засыпку траншеи без выноса грунта на поверхность. В процессе укладки дрены осуществляют подачу фильтроматериала в бункер 5 с помощью перегружателя 21. При уровнях грунтовых вод ниже плодородного слоя грунта укладку дрены проводят с подачей пульпы в канал 18. Это позволяет доувлажнить сухой грунт 19, выравнить влажность и снизить прочность грунта в зоне активного рабочего органа. При уровне грунтовых вод в пределах нижней границы плодородного слоя пульпу перепускают на поверхность обратной засыпки траншеи, где осаждаются мелкие частицы. После обезвоживания пульпы канал 18 засыпают ранее вынутым плодородным грунтом, например, с помощью засыпателя 22.The proposed method for the construction of drainage using the proposed device is as follows: before laying the drains, the fertile layer is loosened with a cultivator 16, the canal digger 17 channel 18 is made with a depth equal to the thickness of the fertile layer. Stacking of drains is performed along the axis of the pit by draenerator 20 with reverse rotation of the working body, which allows backfilling of the trench without removing the soil to the surface. In the process of laying the drains, the filter material is fed into the hopper 5 with the help of a reloader 21. At groundwater levels below the fertile soil layer, the drains are laid with the pulp being fed into channel 18. This makes it possible to moisten dry soil 19, equalize moisture and reduce soil strength in the area of the active worker body. At a groundwater level within the lower boundary of the fertile layer, the pulp is passed onto the backfill surface of the trench, where fine particles are deposited. After dehydration of the pulp, the channel 18 is covered with previously removed fertile soil, for example, using a sleeper 22.

Таким образом, предлагаемый способ строительства дренажа в водонасыщенных грунтах и устройство для его осуществления позволяют исключить влияние пульпы на кольматацию дрен, выравнить влажность и снизить прочность разрабатываемого грунта, что обеспечивает повышение производительности и качества укладки дренажа.Thus, the proposed method for the construction of drainage in water-saturated soils and a device for its implementation can eliminate the influence of pulp on the mudding of drains, equalize moisture and reduce the strength of the developed soil, which improves the productivity and quality of the laying of drainage.

Claims

1. A method of constructing drainage in water-saturated soils, including loosening the fertile soil layer along the axis of drainage, fragmenting the channel with filling the extracted fertile soil with rollers on the edges, developing a trench with a chain working body for the reverse rotation of the narrow trench drainage layer without removing the soil to the surface, laying the drainage pipe, reverse backfilling of the trench and backfilling of the channel, characterized in that during the laying of drainage from the lower part of the trench, the pulp is pumped out, formed by a mixture of crushed working Body soil and water flowing into the trench, and fed to the channel or to the surface of backfilling the trench.

2. A device for the construction of drainage in water-saturated soils, including a base machine, an active working body with reverse rotation, a drainage pipe tray, a hopper in the form of a box with a front cutting part - a knife consisting of a rack and a ploughshare, characterized in that a soil is installed inside the ploughshare a pump, the suction line of which is connected through the windows in the front wall of the share with the area between the active working body and the knife, and the discharge line is connected to the distribution pipelines through an intermediate pipeline and bypass valve controlled by a linkage.