RU2377363C1 - Soil non-homogenuous fill dam - Google Patents

Soil non-homogenuous fill dam Download PDF

Info

Publication number
RU2377363C1
RU2377363C1 RU2008130431/03A RU2008130431A RU2377363C1 RU 2377363 C1 RU2377363 C1 RU 2377363C1 RU 2008130431/03 A RU2008130431/03 A RU 2008130431/03A RU 2008130431 A RU2008130431 A RU 2008130431A RU 2377363 C1 RU2377363 C1 RU 2377363C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soil
layer
dam
basket
transition
Prior art date
Application number
RU2008130431/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Петрович Ягин (RU)
Василий Петрович Ягин
Original Assignee
Василий Петрович Ягин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Василий Петрович Ягин filed Critical Василий Петрович Ягин
Priority to RU2008130431/03A priority Critical patent/RU2377363C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2377363C1 publication Critical patent/RU2377363C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Revetment (AREA)
  • Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)

Abstract

FIELD: hydraulic engineering construction.
SUBSTANCE: invention refers to hydraulic engineering construction of soil non-homogeneous fill dams. In cross section the dam consists of a transitive zone crossing the body of the dam by height and of the zone separating part of the dam body out of fine grain sand from the part of the dam body out of large-sized soil. The transitive zone is made of two layers out of soil of specified grain composition in form of a two-layer gabion wall out of tied gabions. The basket of each gabion is of a box shape, is made out of wire mesh and is divided into cells with one or more diaphragms. Certain cells are filled with soil of the first transitive layer and form the first layer of the gabion wall, while other sells are filled with soil of the second transitive layer and form the second layer of the gabion wall. Soil of at least the first transitive layer in the cell of the basket is enclosed in a flexible shell; while a dividing layer out of geo-synthetic material is made between a gabion wall and fine grain of the dam body. The flexible shell is made out of geo-textile canvas and has a box shape; the dimensions of the shell are at least equal to dimensions of the basket cell and facilitate tight fit of enclosed in the basket soil to the wire mesh of the cell. The dividing layer is made in form of a counter-suffosion element out of water-proof fibre material, mainly of geo-textile canvas and/or mineral-fibre plates, calculated diametre of water conducting holes of which is limited with mathematic dependence. The dividing layer can be made in form of a counter-filter element containing a water-proof membrane.
EFFECT: invention decreases volume of soil of transitive layer and enhances dam reliability.
4 cl, 9 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к грунтовым неоднородным насыпным плотинам.The invention relates to hydraulic engineering, in particular to heterogeneous unpaved bulk dams.

Известна неоднородная насыпная плотина, тело которой состоит из грунтов двух или более видов. При сопряжении части тела плотины из мелкозернистого грунта с частью тела из крупнообломочного грунта плотина в своем поперечном сечении содержит переходную зону (то же: фильтр), который выполняют из грунта заданного зернового состава. В случае выполнения центральной части плотины из мелкозернистого грунта (ядро) или с диафрагмой, в том числе пленочной, переходный слой пересекает по высоте тело плотины и имеет вид, близкий к вертикальному, и может состоять из последовательно расположенных, по отношению к мелкозернистому грунту ядра или к диафрагме, первого переходного слоя и второго переходного слоя. Каждый из этих слоев выполняют из грунта заданного зернового состава (Гидротехнические сооружения: Учеб. для вузов: В 2 ч. Ч.1 / Л.Н.Рассказов, В.Г.Орехов, Ю.П.Правдивцев и др.; Под ред. Л.Н.Рассказова. - М.: Стройиздат, 1999. С.270-271, рис.11.1, б и е, с.350, рис.13.22).A heterogeneous bulk dam is known whose body consists of soils of two or more types. When pairing a part of the body of the dam from fine-grained soil with a part of the body from coarse soil, the dam in its cross section contains a transition zone (the same: filter), which is made from soil of a given grain composition. If the central part of the dam is made of fine-grained soil (core) or with a diaphragm, including a film, the transition layer crosses the dam body in height and has a view that is close to vertical and can consist of cores located in series with respect to fine-grained soil or to the diaphragm, the first transition layer and the second transition layer. Each of these layers is made of soil of a given grain composition (Hydrotechnical structures: Textbook for high schools: At 2 h. Part 1 / L.N. Rasskazov, V.G. Orekhov, Yu.P. Pravdivtsev et al .; Ed. L.N. Rasskazova. - M .: Stroyizdat, 1999. S.270-271, Fig. 11.1, b and f, p. 350, Fig. 13.22).

Из условия производства работ толщина переходного слоя обычно принимается не менее 4-х метров, а сопрягается такой слой со смежными грунтами ступенчатыми поверхностями, образующими «елочку». Известные по авторскому свидетельству СССР №1802034 и №1802035 предложения по плоскому сопряжению грунтов (без «елочки») с использованием переставных щитов технологически сложны и до настоящего времени не нашли применение.From the conditions of production, the thickness of the transition layer is usually taken at least 4 meters, and such a layer is mated with stepped surfaces with stepped surfaces forming a herringbone. Known for USSR author's certificate No. 1802034 and No. 1802035 proposals for the flat pairing of soils (without "herringbone") using removable shields are technologically complex and have not yet been applied.

Все это обуславливает следующие недостатки известной плотины.All this leads to the following disadvantages of the known dam.

1. Большой объем обычно дефицитного грунта переходного слоя при выполнении его толстым и при его сопряжении со смежными грунтами «елочкой», что обуславливает высокие затраты на возведение плотины.1. A large volume of usually scarce soil of the transitional layer when it is thick and when it is combined with adjacent soils “herringbone”, which leads to high costs for the construction of the dam.

2. Недостаточная надежность плотины из-за:2. The lack of reliability of the dam due to:

- расслоения (сегрегации) грунта переходного слоя при его выполнении;- stratification (segregation) of the soil of the transition layer during its implementation;

- увеличения выходных градиентов фильтрации в нише «елочки»;- increase of output filtration gradients in the “herringbone” niche;

- зависания грунта ядра плотины на «елочке», что может создать опасный «арочный» эффект;- freezing of the soil of the core of the dam on the "Christmas tree", which can create a dangerous "arched" effect;

- сложности качественного выполнения как противосуффозионного элемента из водопроницаемого волокнистого материала (геотекстильное полотно и/или минераловолокнистые плиты), так и противофильтрационного элемента в виде водонепроницаемой геомембраны (далее: мембраны), как при сопряжении грунтов «елочкой», так и при их плоском сопряжении с использованием переставных щитов;- difficulties in the quality performance of both an anti-suffusion element made of a water-permeable fibrous material (geotextile fabric and / or mineral fiber plates), and an anti-filter element in the form of a waterproof geomembrane (hereinafter: membranes), both when pairing herringbones and when they are flatly paired with the use of interchangeable shields;

- слабой трещеностойкости ядра плотины в бортах, особенно при сейсмическом сотрясении.- weak crack resistance of the dam core in the sides, especially during seismic shaking.

Эти недостатки увеличивают затраты на возведение плотины и снижают ее надежность.These shortcomings increase the cost of dam construction and reduce its reliability.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является снижение затрат и повышение надежности плотины.The problem to which the invention is directed, is to reduce costs and increase the reliability of the dam.

Технический же результат от использования изобретения заключается:The technical result from the use of the invention is:

- в уменьшении объема грунта переходного слоя;- in reducing the soil volume of the transition layer;

- в предотвращении образования «елочки» при сопряжении переходного слоя со смежными грунтами;- in preventing the formation of "Christmas trees" when pairing the transition layer with adjacent soils;

- в предотвращении расслоения грунта переходного слоя;- in preventing soil stratification of the transition layer;

- в выравнивании выходных градиентов фильтрации;- in alignment of output filtration gradients;

- в предотвращении зависания ядра на переходном слое;- in preventing the core from hanging on the transition layer;

- в повышении технологичности и качества выполнения противосуффозионного или противофильтрационного элемента плотины;- to improve the manufacturability and quality of the implementation of the anti-suffusion or anti-filter element of the dam;

- в повышении трещеностойкости ядра плотины.- to increase the crack resistance of the dam core.

Указанная задача решается, а технический результат достигается тем, что в грунтовой неоднородной насыпной плотине, содержащей в поперечном сечении переходную зону, пересекающую по высоте тело плотины и отделяющую часть тела плотины из мелкозернистого грунта от части тела плотины из крупнообломочного грунта, причем переходная зона выполнена двухслойной и состоит из последовательно расположенных, по отношению к мелкозернистому грунту, первого переходного слоя и второго переходного слоя, каждый из которых выполнен из грунта заданного зернового состава, согласно изобретению переходная зона выполнена в виде двухслойной габионной стенки из связанных между собой габионов. Каждая корзина габиона имеет коробчатую форму, выполнена из проволочной сетки и одной или более диафрагмой разделена на ячейки. Одни ячейки заполнены грунтом первого переходного слоя и образуют первый слой габионной стенки, а другие ячейки заполнены грунтом второго переходного слоя и образуют второй слой габионной стенки. По меньшей мере, грунт первого переходного слоя в ячейке корзины заключен в гибкую оболочку, а между габионной стенкой и мелкозернистым грунтом тела плотины выполнен разделительный слой из геосинтетического и/или минераловолокнистого материала.This problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that in a non-uniform ground bulk dam containing in cross section a transition zone intersecting the height of the dam body and separating the part of the dam body from fine-grained soil from the part of the dam body from coarse soil, and the transition zone is made of two-layer and consists of sequentially arranged, in relation to fine-grained soil, the first transition layer and the second transition layer, each of which is made of soil of a given rnovogo composition according to the invention, a transition zone is formed as a double-layer wall of the gabion interconnected gabions. Each gabion basket is box-shaped, made of wire mesh and is divided into cells by one or more diaphragms. Some cells are filled with soil of the first transition layer and form the first layer of the gabion wall, while other cells are filled with soil of the second transition layer and form the second layer of the gabion wall. At least the soil of the first transition layer in the cell of the basket is enclosed in a flexible shell, and a separation layer of geosynthetic and / or mineral fiber material is made between the gabion wall and the fine-grained soil of the dam body.

Дополнительно:Additionally:

- гибкая оболочка выполнена из геотекстильного полотна, имеет коробчатую форму, при этом ее размеры, по меньшей мере, равны размерам ячейки корзины и обеспечивают плотное прилегание грунта порции к проволочной сетке ячейки корзины;- the flexible sheath is made of geotextile fabric, has a box-shaped shape, while its dimensions are at least equal to the dimensions of the basket cell and provide a snug fit of the portion soil to the wire mesh of the basket cell;

- разделительный слой выполнен в виде противосуффозионного элемента из водопроницаемого волокнистого материала, преимущественно из геотекстильного полотна и/или минераловолокнистых плит, при этом расчетный диаметр водопроводящих отверстий в водопроницаемом волокнистом материале

Figure 00000001
удовлетворяет условию:- the separation layer is made in the form of an anti-suffusion element of a water-permeable fibrous material, mainly of a geotextile web and / or mineral fiber plates, while the estimated diameter of the water-conducting holes in the water-permeable fibrous material
Figure 00000001
satisfies the condition:

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

где dмaкc - максимальный диаметр частиц грунта, перемещение фильтрационным потоком которых в направлении противосуффозионного элемента при эксплуатации плотины временно возможно и допустимо;where d max is the maximum diameter of soil particles, the movement of which by filtration flow in the direction of the anti- suffusion element during the operation of the dam is temporarily possible and permissible;

- разделительный слой выполнен в виде противофильтрационного элемента, содержащего водонепроницаемую мембрану.- the separation layer is made in the form of an anti-filter element containing a waterproof membrane.

Именно выполнение переходного слоя в виде двухслойной габионной стенки по указанным правилам позволяет экономно и без расслоения укладывать грунт переходных слоев при одновременном создании поярусно вертикальной и относительно ровной, обычно со стороны верхнего бьефа, поверхности. Эта поверхность создает благоприятные условия для выполнения из геосинтетических материалов экономичного и высококачественного разделительного слоя в виде противосуффозионного или противофильтрационного элемента между мелкозернистым грунтом (ядром) и грунтом первого слоя переходной зоны (то же: первым слоем габионной стенки). При этом под противосуффозионным элементом понимается особый частный случай противофильтрационного элемента, временно обладающего водопроницаемым свойством, а под геосинтетическим материалом - синтетический материал, предназначенный для работы в грунте. Дополнительно, заключение грунта переходного слоя в гибкую оболочку позволяет не увязывать размеры ячеек проволочной сетки корзины с заданным зернистым составом грунта этого переходного слоя.It is the implementation of the transition layer in the form of a two-layer gabion wall according to the above rules that allows the soil of the transition layers to be laid economically and without delamination while creating a tiered vertical and relatively even surface, usually from the upstream side. This surface creates favorable conditions for making an economical and high-quality separation layer from geosynthetic materials in the form of an anti-suffusion or anti-filter element between fine-grained soil (core) and soil of the first layer of the transition zone (the same: the first layer of the gabion wall). In this case, the anti-suffusion element is understood as a special special case of the anti-filter element, which temporarily has a water-permeable property, and under the geosynthetic material is a synthetic material intended for work in the ground. Additionally, the conclusion of the soil of the transition layer into a flexible shell allows you not to link the cell sizes of the wire mesh of the basket with a given granular composition of the soil of this transition layer.

Все это обеспечивает достижение ранее указанного технического результата, а в конечном счете - снижения затрат при возведении плотины и повышения ее надежности при эксплуатации.All this ensures the achievement of the previously specified technical result, and ultimately - cost reduction during the construction of the dam and increase its reliability during operation.

Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых представлены 2 примера плотины.The invention is illustrated by drawings, in which 2 examples of a dam are presented.

На фиг.1-8 изображена каменно-земляная плотина на скальном основании с супесчаным ядром и с разделительным слоем в виде противосуффозионного элемента, пример 1, а именно: на фиг.1 - показан поперечный разрез плотины; на фиг.2 - конструктивная схема коробчатой с двумя ячейками корзины из проволочной сетки; на фиг.3 - схема шестиугольных ячеек сетки; на фиг.4 - схема коробчатой гибкой оболочки; на фиг.5 - конструктивная схема коробчатой с четырьмя ячейками корзины из проволочной сетки; на фиг.6 - развертка корзины с четырьмя ячейками (перегородки изготовляются отдельно и устанавливаются по месту); на фиг.7 - схема возведения габионной стенки плотины и ее противосуффозионного элемента; на фиг.8 - разрез А-А на фиг.1, принципиальная схема работы противосуффозионного элемента и его превращения естественным путем в противофильтрационный элемент.Figure 1-8 shows a stone-earthen dam on a rocky base with a sandy loam core and with a separation layer in the form of an anti-suffusion element, example 1, namely: figure 1 - shows a transverse section of the dam; figure 2 is a structural diagram of a box with two cells of a basket of wire mesh; figure 3 is a diagram of hexagonal mesh cells; figure 4 - diagram of a box-shaped flexible shell; figure 5 is a structural diagram of a box with four mesh baskets of wire mesh; figure 6 - scan baskets with four cells (partitions are made separately and installed in place); 7 is a diagram of the construction of the gabion wall of the dam and its anti-suffusion element; in Fig.8 is a section aa in Fig.1, a schematic diagram of the operation of the anti-suffusion element and its conversion in a natural way into an anti-filter element.

На фиг.9 изображена каменная плотина на нескальном основании с разделительным слоем в виде противофильтрационного элемента, пример 2, поперечный разрез.Figure 9 shows a stone dam on a rock base with a separation layer in the form of an anti-filter element, example 2, cross section.

Пример 1 (фиг.1-7). Каменно-земляная плотина расположена на скальном основании 1. В своем поперечном сечении плотина содержит ядро 2, выполненное из супеси (мелкозернистый грунт), упорные призмы верховую 3 и низовую 4, выполненные из каменной наброски (крупнообломочный грунт) с зональным распределением камня по крупности (на фиг.2 распределение показано пунктиром), и переходные зоны верховую 5 и низовую 6, выполненные из грунтов заданного зернового состава. Переходные зоны 5 и 6 пересекают по высоте тело плотины и отделяют ядро 2 от упорных призм 3 и 4.Example 1 (FIGS. 1-7). The stone-earthen dam is located on a rock foundation 1. In its cross section, the dam contains a core 2 made of sandy loam (fine-grained soil), thrust prisms of the top 3 and bottom 4 made of stone sketches (coarse soil) with a zonal distribution of the size of the stone ( in Fig. 2, the distribution is shown by a dashed line), and transition zones of the top 5 and bottom 6, made of soils of a given grain composition. Transitional zones 5 and 6 intersect the dam body in height and separate the core 2 from the thrust prisms 3 and 4.

Низовая переходная зона 6 выполнена в виде габионной стенки 7 и в два переходных слоя: первый, по отношению к ядру 2, слой 8 и второй слой 9. Габионная стенка 7 выполнена из связанных между собой габионов 10, каждая корзина 11 которых имеет коробчатую форму (фиг.2), выполнена из проволочной сетки 12 (фиг.2 и 3) и диафрагмой 13 разделена на две ячейки 14, образующих одну пару ячеек. Одни ячейки 14 пар расположены, по отношению к оси 15 габионной стенки 7, со стороны верхнего бьефа, заполнены грунтом первого переходного слоя 8 и образуют первый слой 16 габионной стенки 7. Другие ячейки 14 пар расположены со стороны нижнего бьефа, заполнены грунтом второго переходного слоя 9 и образуют второй слой 17 габионной стенки 7. При этом грунты переходных слоев 8 и 9 имеют заданные зерновые составы. По меньшей мере, грунт первого переходного слоя 8 в каждой ячейке 14 первого слоя 16 габионной стенки 7 заключен в гибкую оболочку 18 (фиг.4). Между габионной стенкой 7 и ядром 2 расположен разделительный слой 19, который выполнен из композиционных материалов и плотно прилегает к плоской верховой боковой поверхности 20 габионной стенки 7.The bottom transition zone 6 is made in the form of a gabion wall 7 and in two transition layers: the first, with respect to the core 2, layer 8 and the second layer 9. The gabion wall 7 is made of interconnected gabions 10, each basket 11 of which has a box shape ( figure 2), made of wire mesh 12 (figure 2 and 3) and the diaphragm 13 is divided into two cells 14, forming one pair of cells. Some cells 14 pairs are located, relative to the axis 15 of the gabion wall 7, from the side of the upstream side, filled with soil of the first transition layer 8 and form the first layer 16 of the gabion wall 7. Other cells 14 pairs are located on the side of the downstream side, filled with soil of the second transition layer 9 and form the second layer 17 of the gabion wall 7. The soils of the transition layers 8 and 9 have predetermined grain compositions. At least the soil of the first transition layer 8 in each cell 14 of the first layer 16 of the gabion wall 7 is enclosed in a flexible shell 18 (Fig. 4). Between the gabion wall 7 and the core 2 is a separation layer 19, which is made of composite materials and fits snugly to the flat upper side surface 20 of the gabion wall 7.

Гибкая оболочка 18 выполнена из геотекстильного полотна, имеет коробчатую форму, а ее размеры, по меньшей мере, равны размерам ячейки 14 корзины 11 и обеспечивают плотное прилегание грунта порции к проволочной сетке 12 корзины 7.The flexible sheath 18 is made of geotextile fabric, has a box shape, and its dimensions are at least equal to the dimensions of the cell 14 of the basket 11 and provide a snug fit of the portion soil to the wire mesh 12 of the basket 7.

Разделительный слой 19 выполнен в виде противосуффозионного элемента из водопроницаемых волокнистых материалов и состоит из полотна 21 и выравнивающей прокладки 22. Полотно 21 выполнено из геотекстиля, например два слоя «Дорнит-500», а выравнивающая прокладка 22 выполнена из минераловолокнистых плит и придает мягкость верховой боковой поверхности 20 габионной стенки 7. При этом расчетный диаметр водопроводящих отверстий в водопроницаемом композиционном волокнистом материале (полотно 20 и прокладка 22)

Figure 00000003
удовлетворяет условию:
Figure 00000004
, где dмaкc - максимальный диаметр частиц супеси ядра 2, перемещение фильтрационным потоком 23 которых в направлении разделительного слоя 19 (то же: противосуффозионного элемента) при эксплуатации плотины временно возможно и допустимо.The separation layer 19 is made in the form of an anti-suffusion element made of permeable fibrous materials and consists of a web 21 and a leveling pad 22. The web 21 is made of geotextiles, for example two layers of Dornit-500, and the leveling pad 22 is made of mineral fiber boards and gives softness to the upper side the surface 20 of the gabion wall 7. In this case, the estimated diameter of the water-conducting holes in the permeable composite fibrous material (web 20 and gasket 22)
Figure 00000003
satisfies the condition:
Figure 00000004
, where d max is the maximum particle diameter of the sandy loam of core 2, the movement of which by filtration flow 23 in the direction of the separation layer 19 (the same: anti-suffusion element) during the operation of the dam is temporarily possible and permissible.

Зерновой состав переходных слоев 8 и 9, а также диаметры

Figure 00000005
и dмaкc устанавливаются проектом по известным математическим формулам и исследованиям в соответствии с нормативными требованиями.Grain composition of transition layers 8 and 9, as well as diameters
Figure 00000005
and d max are set by the project according to well-known mathematical formulas and studies in accordance with regulatory requirements.

Корзина 11 может делиться диафрагмами 13 на число ячеек больше чем две, но всегда на четное число в зависимости от заданного количества пар ячеек 14 в одной корзине 11. В качестве примера на фиг.5 и 6 изображена корзина 11 с четырьмя ячейками 14, т.е. с двумя парами ячеек.Basket 11 can be divided by diaphragms 13 by the number of cells more than two, but always by an even number depending on the given number of pairs of cells 14 in one basket 11. As an example, FIGS. 5 and 6 show a basket 11 with four cells 14, i.e. e. with two pairs of cells.

Количество пар ячеек 14 в корзине 11, необходимость выполнения в них крышек 24 (фиг.2), диаметр проволоки кромки 25 и основной проволоки 26, размеры ячеек в проволочной сетке 12 (фиг.3), необходимость выполнения замыкающих фартуков 27 в гибкой оболочке 18 (фиг.4) устанавливаются проектом.The number of pairs of cells 14 in the basket 11, the need to make covers 24 (FIG. 2) in them, the diameter of the wire of the edge 25 and the main wire 26, the mesh sizes in the wire mesh 12 (FIG. 3), the need to make closing aprons 27 in a flexible shell 18 (figure 4) are set by the project.

В верхней части плотины в пределах верховой переходной зоны 5 к ядру 2 примыкает (с разделительным слоем 19 или без него) однослойная габионная стенка 28, ячейки корзин которой заполнены грунтом первого переходного слоя этой переходной зоны 5 (фиг.1).In the upper part of the dam within the upper transition zone 5, a single-layer gabion wall 28 is adjacent to the core 2 (with or without a separation layer 19), the basket cells of which are filled with soil of the first transition layer of this transition zone 5 (Fig. 1).

Оголовок 29 плотины снабжен противофильтрационным элементом в виде водонепроницаемой мембраны (геомембраны) 30.The tip 29 of the dam is equipped with an anti-filter element in the form of a waterproof membrane (geomembrane) 30.

Сопряжение плотины со скальным основанием 1 осуществлено посредством бетонной плиты 31 и цементации 32.The dam is connected with the rock base 1 by means of a concrete slab 31 and cementation 32.

В низких плотинах разделительный слой 19 может состоять только из полотна 21 или из прокладки 22.In low dams, the separation layer 19 may consist only of the web 21 or of the gasket 22.

На чертежах обозначены и другие элементы плотины, а именно:In the drawings, other elements of the dam are indicated, namely:

33 - технологический слой (низовая упорная призма)33 - technological layer (bottom thrust prism)

34 - технологический слой (ядро)34 - technological layer (core)

35 - переходный слой (микрослой перед полотном 21)35 - transition layer (microlayer in front of the canvas 21)

36 - противофильтрационный слой (тонкий слой перед переходным слоем 35).36 - antifiltration layer (a thin layer in front of the transition layer 35).

Плотину возводят поярусно в следующей последовательности.The dam is erected in a belt in the following sequence.

Сначала выполняют сопряжение плотины с основанием 1. Для чего выполняют бетонную плиту 31 и цементацию 32 основания 1. Затем возводят первый (нижний) ярус габионной стенки 7 высотой Ня=3Нк, где Нк - высота габиона 10. Каждый габион 10 образуют путем заполнения ячеек 14 корзин 11 грунтом низовой переходной зоны 6. Ячейки 14, расположенные по отношению к оси 15 габионной стенки 7 со стороны верхнего бьефа, заполняют грунтом первого переходного слоя 8, а ячейки 14, расположенные со стороны нижнего бьефа - грунтом второго переходного слоя 9. При этом каждую порцию грунта первого переходного слоя 8, предназначенную для заполнения ячейки 14, заключают в гибкую оболочку 18.First, the dam is mated with the base 1. For this, a concrete slab 31 and cementation 32 of the base 1 are made. Then, the first (lower) tier of the gabion wall 7 is built with a height of H i = 3H k , where N k is the height of the gabion 10. Each gabion 10 is formed by filling the cells 14 of the baskets 11 with the soil of the lower transition zone 6. The cells 14, located with respect to the axis 15 of the gabion wall 7 from the side of the upper pool, fill the ground with the first transition layer 8, and the cells 14 located on the side of the lower pool with the soil of the second transition layer 9 . Moreover, each n soil rtsiyu first transition layer 8, intended to fill the cell 14 is enclosed in a flexible casing 18.

В случае заполнения грунтом ячеек 14 корзины 11 непосредственно в габионной стенке 7 одна из корзин 11 сопрягаемой пары может быть выполнена с открытым торцом, т.е. без боковины - проволочной сетки 12 на сопрягаемом торце.If the cells 14 of the basket 11 are filled with soil directly in the gabion wall 7, one of the baskets 11 of the mating pair can be made with an open end, i.e. without sidewall - wire mesh 12 at the mating end.

В случае использования корзин 11 с одной парой ячеек 14 (фиг.2) образовывать габионы 10 целесообразно на специальных площадках, а транспортировать их и осуществлять габионную кладку посредством приспособленных для этой цели погрузчиков с вилочным подхватом или челюстным захватом. Габионы 10 в ярусе связывают между собой, после чего с низовой стороны габионной стенки 7 на высоту яруса Ня слоями 33 укладывают грунт в низовую упорную призму 4, а на вертикальной боковой поверхности 20 габионной стенки 7 из прокладки 22 и полотна 21 выполняют разделительный слой 19. Затем слоями 34 укладывают грунт в ядро 2.In the case of using baskets 11 with one pair of cells 14 (Fig. 2), it is advisable to form gabions 10 on special platforms, and transport them and carry out gabion masonry by means of forklifts adapted for this purpose with forks or jaws. Gabions 10 in tier associated with each other, after which the downstream side of the gabion wall 7 to the height of storey H I layers 33 deposited soil in grassroots abutment prism 4, and the vertical side surface 20 of the gabion wall 7 of the gasket 22 and the blade 21 operate spacer layer 19 Then, layers 34 lay the soil in the core 2.

Аналогично возводят второй и последующие яруса габионной стенки и укладывают грунт в низовую упорную призму 4 и ядро 2, а также выполняют все другие элементы плотины.Similarly, the second and subsequent tiers of the gabion wall are erected and the soil is laid in the lower thrust prism 4 and core 2, and all other elements of the dam are also performed.

После подъема уровня воды перед плотиной сооружение работает следующим образом.After raising the water level in front of the dam, the structure works as follows.

Фильтрационный поток 23 воды через плотину первоначально имеет наиболее высокий расход, а его скорость, особенно на выходе из ядра 2, имеет максимальную величину. Мелкие частицы грунта на выходе из ядра 2 перемещаются к разделительному слою 19. Частицы, диаметр которых менее диаметра водопроводящих отверстий D0 в геотекстиле полотна 21 и прокладке 22, в большинстве случаев проходят через разделительный слой 19 и вместе с водой сливаются в нижний бьеф. Более крупные частицы задерживаются полотном 21 и они создают первый микрослой переходного слоя 35 (фиг.8). В последующем происходит задержание последовательно уменьшающихся частиц, включая коллоидные частицы. Этим заканчивается создание естественным путем переходного слоя 35, толщина которого обычно не превышает 1 миллиметр и в котором вымыты мелкие частицы, не создающие несущего скелета грунта. Этот слой 35 покрывает с верховой стороны полотно 21, в котором поры грунта, изначально прилегающего к полотну 21, закольматированы несвязным грунтом, а размеры частиц по мере удаления от полотна 21 резко уменьшаются по принципу обратного фильтра. Поэтому переходный слой 35 задерживает все мелкие, в том числе и коллоидные частицы, и не пропускает их через себя даже при сильном сейсмическом сотрясении.The filtration flow of water 23 through the dam initially has the highest flow rate, and its speed, especially at the exit from the core 2, has a maximum value. Small particles of soil at the exit from the core 2 are moved to the separation layer 19. Particles whose diameter is less than the diameter of the water holes D 0 in the geotextile of the web 21 and the gasket 22, in most cases pass through the separation layer 19 and merge with the downstream together with water. Larger particles are retained by the web 21 and they create the first microlayer of the transition layer 35 (Fig. 8). Subsequently, sequentially decreasing particles, including colloidal particles, are retained. This ends the natural creation of a transition layer 35, the thickness of which usually does not exceed 1 millimeter, and in which small particles are washed that do not create a bearing skeleton of the soil. This layer 35 covers on the upper side of the web 21, in which the pores of the soil, originally adjacent to the web 21, are coiled with incoherent soil, and the particle size decreases sharply as the distance from the web 21 by the principle of the inverse filter. Therefore, the transition layer 35 retains all small, including colloidal particles, and does not pass them through itself even with a strong seismic shock.

В результате высокого силового воздействия фильтрационного потока 23 на скелет грунта со временем происходит создание высококачественного противофильтрационного слоя 36. В этом тонком, но исключительно плотном слое 36 поры закольматированы связным грунтом, поэтому скорости фильтрации потока 23 со временем уменьшаются, а наращивание толщины противофильтрационного слоя 36 замедляется. В результате всего этого естественным путем в плотине происходит преобразование противосуффозионного элемента в дополнительный к ядру 2 противофильтрационный элемент в виде противофильтрационного слоя 36.As a result of the high force impact of the filtration stream 23 on the soil skeleton, a high-quality anti-filtration layer 36 is created over time. In this thin but exceptionally dense layer 36, the pores are colmatized with cohesive soil, therefore, the filtration rates of the flow 23 decrease over time, and the build-up of the thickness of the antifiltration layer 36 slows . As a result of all this, the anti-suffusion element is transformed naturally into the dam into an additional anti-filter element to the core 2 in the form of an anti-filter layer 36.

Высокие деформативные свойства габионной стенки 7, полотна 21 и прокладки 22, а также высокое качество противофильтрационного слоя 36 обеспечивают высокую эксплуатационную надежность плотины, которая сохраняется и при сейсмическом сотрясении.The high deforming properties of the gabion wall 7, the web 21 and the gasket 22, as well as the high quality of the impervious layer 36 provide high operational reliability of the dam, which is preserved during seismic shaking.

Зерновой состав грунта первого переходного слоя 8, заключенный в гибкую оболочку 18, подобран из условия недопущения опасного отслаивания глинистых частиц противофильтрационного слоя 36 и из условия его фильтрационной прочности на контакте с грунтом второго переходного слоя 9. Поэтому плотина сохраняет надежность и в случае полной утраты со временем прочностных свойств в элементах разделительного слоя 19, гибкой оболочке 18 и проволочной сетке 12 корзин 11. К тому же к этому времени в плотине произойдет консолидация всего ее тела.The grain composition of the soil of the first transition layer 8, enclosed in a flexible shell 18, is selected from the condition of preventing dangerous peeling of clay particles of the antifiltration layer 36 and from the condition of its filtration strength in contact with the soil of the second transition layer 9. Therefore, the dam remains reliable even in the event of complete loss of the time of the strength properties in the elements of the separation layer 19, the flexible sheath 18 and the wire mesh 12 baskets 11. In addition, by this time the consolidation of the entire body will take place in the dam.

Настоящая конструкция плотины предлагается как вариант для намеченной к строительству Тувинской (Уюкской) ГЭС, расположенной на реке Б. Енисей в 70 километрах выше города Кызыл. Одна из особенностей строительства ТГЭС заключается в том, что в створе плотины запасы песчано-гравийного грунта ограничены, а ближайшее месторождение связных грунтов расположено на расстоянии 25 километров и представлено супесями.The present dam design is proposed as an option for the Tuva (Uyuk) hydroelectric power plant planned for construction, located on the B. Yenisei River 70 kilometers above the city of Kyzyl. One of the features of the construction of a thermal power plant is that in the dam site, the reserves of sand and gravel soil are limited, and the nearest cohesive soil deposit is located at a distance of 25 kilometers and is represented by sandy loam.

Пример 2 (фиг.9). Каменная плотина возведена на нескальном основании 37, содержит аналогичную габионную стенку 7 и, в отличие от примера 1, имеет следующие конструктивные особенности.Example 2 (Fig.9). A stone dam was erected on a non-rock base 37, contains a similar gabion wall 7 and, unlike example 1, has the following design features.

1. Разделительный слой 19 выполнен в виде противофильтрационного элемента, который состоит из водонепроницаемой мембраны (геомембрана гидроизоляционная полимерная рулонная) 38, прилегающей к выравнивающей прокладке 39. Эта мембрана 38 представляет собой заключенную в геотекстиль полимерную пленку, а выравнивающая прокладка 39 выполнена из минераловолокнистых плит и аналогична прокладке 22.1. The separation layer 19 is made in the form of an anti-filtration element, which consists of a waterproof membrane (waterproofing polymer roll geomembrane) 38 adjacent to the leveling pad 39. This membrane 38 is a polymer film enclosed in geotextile, and the leveling pad 39 is made of mineral fiber plates and similar to gasket 22.

2. В верхней части плотины верховая переходная зона 5 выполнена в два переходных слоя верхового 40 и низового 41 - без устройства габионной стенки.2. In the upper part of the dam, the upper transitional zone 5 is made in two transitional layers of the upper 40 and the lower 41 without a gabion wall.

3. Сопряжение плотины с основанием 37 осуществлено посредством горизонтально расположенной такой же мембраны 38 и элемента 42, выполненного из связного грунта.3. The coupling of the dam with the base 37 is carried out by means of a horizontally located same membrane 38 and an element 42 made of cohesive soil.

Основное отличие работы такой плотины заключается в том, что в ее теле практически отсутствует фильтрационный поток.The main difference between the operation of such a dam is that there is practically no filtration flow in its body.

ОбозначенияDesignations

1 - основание (скальное)1 - base (rocky)

2 - ядро2 - core

3 - верховая упорная призма3 - riding thrust prism

4 - низовая упорная призма4 - bottom persistent prism

5 - верховая переходная зона5 - horse transition zone

6 - низовая переходная зона6 - lower transition zone

7 - габионная стенка (низовая переходная зона)7 - gabion wall (lower transition zone)

8 - первый слой (низовая переходная зона)8 - the first layer (lower transition zone)

9 - второй слой (низовая переходная зона)9 - second layer (lower transition zone)

10 - габион10 - gabion

11 - корзина (габиона)11 - basket (gabion)

12 - проволочная сетка12 - wire mesh

13 - диафрагма (в корзине)13 - aperture (in the basket)

14 - ячейка (корзины)14 - cell (baskets)

15 - ось (габионной стенки)15 - axis (gabion wall)

16 - первый слой (габионной стенки 7)16 - the first layer (gabion wall 7)

17 - второй слой (габионной стенки)17 - second layer (gabion wall)

18 - гибкая оболочка18 - flexible shell

19 - разделительный слой (геосинтетический и/или минераловолокнистый материал)19 - separation layer (geosynthetic and / or mineral fiber material)

20 - верховая боковая поверхность (габионной стенки 7)20 - upper side surface (gabion wall 7)

21 - полотно (из геотекстиля)21 - canvas (geotextile)

22 - прокладка (минераловолокнистые плиты)22 - gasket (mineral fiber boards)

23 - фильтрационный поток23 - filtration flow

24 - крышка (корзины)24 - cover (baskets)

25 - проволока кромки25 - edge wire

26 - основная проволока26 - the main wire

27 - замыкающий фартук27 - locking apron

28 - габионная стенка (перед ядром)28 - gabion wall (in front of the core)

29 - оголовок плотины29 - tip of the dam

30 - водонепроницаемая мембрана (геомембрана)30 - waterproof membrane (geomembrane)

31 - бетонная плита31 - concrete slab

32 - цементация32 - cementation

33 - технологический слой (низовая упорная призма)33 - technological layer (bottom thrust prism)

34 - технологический слой (ядро)34 - technological layer (core)

35 - переходный слой (микрослой перед полотном 19)35 - transition layer (microlayer in front of the canvas 19)

36 - противофильтрационный слой (тонкий слой перед переходным слоем)36 - antifiltration layer (thin layer in front of the transition layer)

37 - основание (нескальное)37 - base (non-rock)

38 - водонепроницаемая мембрана (геомембрана гидроизоляционная полимерная рулонная)38 - waterproof membrane (geomembrane waterproofing polymer roll)

39 - прокладка (минераловолокнистые плиты)39 - gasket (mineral fiber boards)

40 - первый переходный слой (верх плотины, верховая переходная зона)40 - the first transitional layer (top of the dam, upper transition zone)

41 - второй переходный слой (верх плотины, верховая переходная зона)41 - second transition layer (top of the dam, upper transition zone)

42 - элемент (из связного грунта).42 - element (from cohesive soil).

Claims (4)

1. Грунтовая неоднородная насыпная плотина, содержащая в поперечном сечении переходную зону, пересекающую по высоте тело плотины и отделяющую часть тела плотины из мелкозернистого грунта от части тела плотины из крупнообломочного грунта, при этом переходная зона выполнена двухслойной и состоит из последовательно расположенных, по отношению к мелкозернистому грунту, первого переходного слоя и второго переходного слоя, каждый из которых выполнен из грунта заданного зернового состава, отличающаяся тем, что переходная зона выполнена в виде двухслойной габионной стенки из связанных между собой габионов, каждая корзина которых имеет коробчатую форму, выполнена из проволочной сетки и одной или более диафрагмой разделена на ячейки, при этом одни ячейки заполнены грунтом первого переходного слоя и образуют первый слой габионной стенки, а другие ячейки заполнены грунтом второго переходного слоя и образуют второй слой габионной стенки, причем, по меньшей мере, грунт первого переходного слоя в ячейке корзины заключен в гибкую оболочку, а между габионной стенкой и мелкозернистым грунтом тела плотины выполнен разделительный слой из геосинтетического материала и/или минераловолокнистого материала.1. Soil heterogeneous bulk dam containing in the cross section a transition zone intersecting the height of the dam body and separating the part of the dam body from fine-grained soil from the part of the dam body from coarse soil, while the transition zone is made of two-layer and consists of sequentially arranged, relative to fine-grained soil, the first transition layer and the second transition layer, each of which is made of soil of a given grain composition, characterized in that the transition zone is made in the form e of a two-layer gabion wall of interconnected gabions, each basket of which is box-shaped, made of wire mesh and is divided into cells by one or more diaphragms, while some cells are filled with soil of the first transition layer and form the first layer of the gabion wall, and other cells are filled the soil of the second transition layer and form the second layer of the gabion wall, and at least the soil of the first transition layer in the cell of the basket is enclosed in a flexible shell, and between the gabion wall and fine-grained the soil body of the dam made a separation layer of geosynthetic material and / or mineral fiber material. 2. Плотина по п.1, отличающаяся тем, что гибкая оболочка выполнена из геотекстильного полотна, имеет коробчатую форму, при этом ее размеры, по меньшей мере, равны размерам ячейки корзины и обеспечивают плотное прилегание заключенного в нее грунта к проволочной сетке ячейки.2. The dam according to claim 1, characterized in that the flexible sheath is made of geotextile fabric, has a box shape, while its dimensions are at least equal to the dimensions of the basket cell and provide a snug fit of the soil enclosed in it to the wire mesh of the cell. 3. Плотина по п.1, отличающаяся тем, что разделительный слой выполнен в виде противосуффозионного элемента из водопроницаемого волокнистого материала, преимущественно из геотекстильного полотна и/или минераловолокнистых плит, при этом расчетный диаметр водопроводящих отверстий в водопроницаемом волокнистом материале
Figure 00000001
удовлетворяет условию:
Figure 00000002
,
где dмакс - максимальный диаметр частиц грунта, перемещение фильтрационным потоком которых в направлении противосуффозионного элемента при эксплуатации плотины временно возможно и допустимо.
3. The dam according to claim 1, characterized in that the separation layer is made in the form of an anti-suffusion element of a permeable fibrous material, mainly of geotextile fabric and / or mineral fiber plates, while the calculated diameter of the water-conducting holes in the permeable fibrous material
Figure 00000001
satisfies the condition:
Figure 00000002
,
where d max is the maximum diameter of soil particles, the movement of which by the filtration flow in the direction of the anti-suffusion element during the operation of the dam is temporarily possible and permissible.
4. Плотина по п.1, отличающаяся тем, что разделительный слой выполнен в виде противофильтрационного элемента, содержащего водонепроницаемую мембрану. 4. The dam according to claim 1, characterized in that the separation layer is made in the form of an anti-filter element containing a waterproof membrane.
RU2008130431/03A 2008-07-22 2008-07-22 Soil non-homogenuous fill dam RU2377363C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008130431/03A RU2377363C1 (en) 2008-07-22 2008-07-22 Soil non-homogenuous fill dam

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008130431/03A RU2377363C1 (en) 2008-07-22 2008-07-22 Soil non-homogenuous fill dam

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2377363C1 true RU2377363C1 (en) 2009-12-27

Family

ID=41643025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008130431/03A RU2377363C1 (en) 2008-07-22 2008-07-22 Soil non-homogenuous fill dam

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2377363C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106013193A (en) * 2016-07-12 2016-10-12 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 Geomembrane cofferdam top structure and cofferdam heightening method
CN115162281A (en) * 2022-07-20 2022-10-11 中水北方勘测设计研究有限责任公司 Rubber core wall grating gabion dam and rapid damming method thereof
WO2024045245A1 (en) * 2022-08-29 2024-03-07 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所 Method for designing clay core wall dam with flow regulation in case of overtopping failure, and clay core wall dam

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106013193A (en) * 2016-07-12 2016-10-12 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 Geomembrane cofferdam top structure and cofferdam heightening method
CN115162281A (en) * 2022-07-20 2022-10-11 中水北方勘测设计研究有限责任公司 Rubber core wall grating gabion dam and rapid damming method thereof
WO2024045245A1 (en) * 2022-08-29 2024-03-07 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所 Method for designing clay core wall dam with flow regulation in case of overtopping failure, and clay core wall dam

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202718138U (en) Self-locking type ecological retaining wall structure
CN109610435B (en) Loess high fill valley foundation drainage structure and laying method thereof
CN202577349U (en) Large immersed tube tunnel dry dock floor structure
CN111593742B (en) Construction method for rectifying and improving tailing pond based on rubble silt squeezing method
CN109653049A (en) The construction method in approach fill section in a kind of soft ground treatment
RU2366782C1 (en) Method for erection of earthfill structure, of dam type with inspection path on soft ground
RU2377363C1 (en) Soil non-homogenuous fill dam
CN101250864A (en) Drainage system in sluicing-siltation dam and uses thereof
JP5097249B2 (en) Drain structure and construction method of drain structure
RU2376416C1 (en) Ground heterogeneous rock-fill dam
CN111074847A (en) Frame type bank protection and slope protection prefabricated block and using method thereof
CN106149640A (en) Improve method and the double-drainage body rock of rock infiltration security
CN206916686U (en) A kind of subgrade protection system in debris flow gully
CN103821104A (en) Soil engineering sea sand sludge ecological bag (tube) reinforced retaining wall
CN105544598B (en) Assembly concrete tubulose building block ecology retaining wall
CN105421486B (en) Assembly concrete tubulose building block ecology retaining wall and its construction method
CN211228563U (en) Assembled groundwater drainage blind ditch drainage system that oozes
CN210368867U (en) Superimposed structure of homogeneity earth dam and rock-fill dam
CN112854131A (en) Ecological revetment for water source protection area and construction method thereof
CN104947630A (en) Over-current slag collecting weir for water conservancy and hydropower engineering and construction method thereof
CN206477347U (en) The water storage structure of basement
CN203546693U (en) Field block
CN204875703U (en) A cross adfluxion sediment weir for hydraulic and hydroelectric engineering
RU2601818C1 (en) Erection method of combined drainage earth structures
CN211057725U (en) Ecological embankment adopting original-state block stone protective surface