RU2392376C1 - Hydrotechnical channel under conditions of permafrost soils of slope - Google Patents

Hydrotechnical channel under conditions of permafrost soils of slope Download PDF

Info

Publication number
RU2392376C1
RU2392376C1 RU2009114398/03A RU2009114398A RU2392376C1 RU 2392376 C1 RU2392376 C1 RU 2392376C1 RU 2009114398/03 A RU2009114398/03 A RU 2009114398/03A RU 2009114398 A RU2009114398 A RU 2009114398A RU 2392376 C1 RU2392376 C1 RU 2392376C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channel
water
slope
watercourse
pipe
Prior art date
Application number
RU2009114398/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Наталья Сергеевна Троян (RU)
Наталья Сергеевна Троян
Василий Петрович Ягин (RU)
Василий Петрович Ягин
Original Assignee
Наталья Сергеевна Троян
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 Наталья Сергеевна Троян filed Critical Наталья Сергеевна Троян
Priority to RU2009114398/03A priority Critical patent/RU2392376C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2392376C1 publication Critical patent/RU2392376C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: channel comprises bed formed by bottom of channel and slopes of its boards and frost screen made of ice ground in bottom board of channel. With the help of upper and lower structure channel is joined with watercourse. Channel is equipped with two pipes arranged along channel near its bottom and covered by ground. One pipe is coated with heat-insulating material, within the limits of upper structure it is provided with water-receiving socket, and provides for watercourse water passage in volume corresponding to the beginning of cold season of the year. Other pipe is equipped with perforation, is enclosed into filtering material, is hydraulically joined to seasonally thawing layer of slope, and in cold season of the year it provides for drain of seasonally thawing layer of water, which may form ice crust in channel. Upper structure comprises water-lifting dam that obstructs watercourse and entrance head equipped with overflow weir, every of which with the help of frost curtain created by seasonal cooling devices is joined with permafrost soils in a water impermeable manner. Upper structure delivers water from watercourse into channel and into water-receiving socket of pipe. In case the channel is deepened into permafrost soils of slope, the first pipe adjoins bottom side of channel, and the second one - to upper one. In case channel bed is arranged over seasonal thawing layer of slope, both pipes are located nearby and adjoin bottom side of channel.
EFFECT: increased reliability of channel as a result of reduced thermal effect of water flow at bottom and side of channel and prevention of ice crust formation in channel.
5 cl, 6 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к гидротехнике, а точнее к строительству каналов на многолетнемерзлых грунтах склона, имеющих жильные льды у поверхности склона и периодически встречающиеся незаполненные льдом глубинные трещины, в частности, при создании канала в обход накопителя промышленных отходов.The invention relates to hydraulic engineering, and more specifically to the construction of channels on permafrost slope soils that have vein ice at the surface of the slope and periodically occurring deep ice cracks unfilled with ice, in particular, when creating a channel bypassing the industrial waste storage.

Известен гидротехнический канал в условиях многолетнемерзлых грунтов склона, отводящий воду поверхностного стока от защищаемого горного объекта и содержащий ложе, образованное дном и откосами бортов канала, заглубленного в многолетнемерзлые грунты склона, и мерзлотную завесу, выполненную из ледогрунта в низовом, по отношению к склону, борту канала. Посредством верхового и низового сооружения канал сопряжен с водотоком [1, 2].A hydraulic channel is known in conditions of permafrost soils of the slope, which discharges surface runoff water from a protected mountain object and contains a bed formed by the bottom and slopes of the sides of the canal buried in permafrost soils of the slope, and a frozen curtain made of ice ground in the downstream side of the slope channel. Through the upper and lower structures, the canal is interfaced with a watercourse [1, 2].

Недостатки известного канала заключаются в следующем.The disadvantages of the known channel are as follows.

1. В криолитозоне в период похолодания в процессе одностороннего промерзания грунтов сверху, происходящего в условиях постоянного проникновения в морозобойные трещины и поры грунта воды атмосферных осадков, ниже границы сезонного оттаивания грунтов в пределах коры выветривания практически повсеместно образовалась водонепроницаемая ледогрунтовая мерзлая корка (плащ). Под этой мерзлой коркой до настоящего времени сохранились отдельные пустотелые трещины напряжений, по которым в предыдущие периоды промерзания под действием уклонов каждый раз из-под аналогичных мерзлых корок вода вытекала в ближайшие места разгрузки [3].1. In the permafrost zone during cooling during unilateral freezing of soils from above, occurring under conditions of continuous penetration of precipitation water into the frost-cracked and pores of the soil below the seasonal thawing of soils within the weathering crust, waterproof ice-crusted ice-crust (raincoat) was formed almost everywhere. Under this frozen crust, up to now, individual hollow stress cracks have been preserved, according to which in previous periods of freezing under the influence of slopes, water flowed out from under similar frozen crusts to the nearest discharge sites [3].

При выполнении канала цельность мерзлой корки часто местами нарушается, что приводит к развитию интенсивной фильтрации воды из канала и, соответственно, аномально быстрому протаиванию многолетнемерзлых грунтов. Это приводит к недопустимым деформациям канала, а фильтрующая из канала вода в недопустимом объеме, часто в виде прорыва, втекает в защищаемый горный объект: хвостохранилище Надеждинского металлургического завода в Норильске [1], хвостохранилище №8 в п. Айхал в Якутии и другие.When performing the channel, the integrity of the frozen crust is often disturbed in places, which leads to the development of intensive filtration of water from the channel and, accordingly, an abnormally fast thawing of permafrost soils. This leads to unacceptable deformations of the canal, and water filtering from the canal in an unacceptable volume, often in the form of a breakthrough, flows into the protected mountain object: the tailing pond of the Nadezhda Metallurgical Plant in Norilsk [1], tailing pond No. 8 in the village of Aikhal in Yakutia and others.

2. Наледь, образующаяся при осенне-зимнем промерзании на склоне слоя сезонного протаивания, заполняет канал со стороны его верхового борта, что препятствует промерзанию грунтов, образующих канал, и усложняет пропуск по каналу вод весенних паводков.2. The ice formed during the autumn-winter freezing on the slope of the seasonal thawing layer fills the canal from the side of its upper side, which prevents the freezing of the soils that form the canal, and complicates the passage of spring flood waters through the canal.

Указанные недостатки известного канала обуславливают его недостаточную надежность при эксплуатации. При этом экранирование ложа канала, например, полимерным рулонным материалом связано с высокими затратами на выполнение экрана с клапанами и противоналедного устройства.These shortcomings of the known channel cause its lack of reliability during operation. In this case, the shielding of the channel bed, for example, with polymer roll material is associated with high costs for performing a screen with valves and an anti-slip device.

В случае выполнения канала в насыпи [4] увеличиваются объемы земляных работ, следовательно, и затраты. Надежность такого канала также может оказаться недостаточной из-за теплового воздействия воды на дно и борта канала. При этом поток воды препятствует интенсивному промерзанию образующих канал грунтов в первую половину холодного периода года, когда грунты еще не покрыты толстым слоем снега.In the case of the implementation of the channel in the embankment [4], the volume of earthwork increases, therefore, the cost. The reliability of such a channel may also be insufficient due to the thermal effect of water on the bottom and sides of the channel. At the same time, the flow of water prevents the intensive freezing of the soils forming the channel in the first half of the cold season, when the soils are not yet covered with a thick layer of snow.

Задачей, на решение которой направлен заявляемый гидротехнический канал, является повышение надежности канала. Технический же результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в том, что в холодный (осенне-зимний) период года уменьшается тепловое воздействие потока воды на дно и борта канала и предотвращается образование наледи в канале.The task, which is aimed by the claimed hydraulic channel, is to increase the reliability of the channel. The technical result achieved during the implementation of the invention is that in the cold (autumn-winter) period of the year, the thermal effect of the water flow on the bottom and sides of the channel is reduced and the formation of ice in the channel is prevented.

Указанная задача решается, а технический результат достигается тем, что в гидротехническом канале в условиях многолетнемерзлых грунтов склона, содержащем ложе, образованное дном канала и откосами его бортов, мерзлотную завесу, выполненную из ледогрунта в низовом, по отношению к склону, борту канала, при этом канал посредством верхового и низового сооружения сопряжен с водотоком, согласно изобретению канал снабжен двумя трубами, расположенными вдоль канала у его дна и закрытыми грунтом. Одна труба, из этих двух, покрыта теплоизолирующим материалом, в пределах верхового сооружения снабжена водоприемным раструбом и обеспечивает пропуск воды водотока, по меньшей мере, в объеме начала холодного периода года. Другая труба снабжена перфорацией, заключена в фильтрующий материал, гидравлически сообщена с сезоннопротаивающим слоем склона и обеспечивает в холодный период года отвод из сезоннопротаивающего слоя воды, способной образовать в канале наледь.This problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that in the hydraulic channel under conditions of permafrost soils of a slope containing a bed formed by the bottom of the channel and the slopes of its sides, a frozen curtain made of ice ground in the lower side of the channel relative to the slope, while the channel through the upper and lower structures is connected with the watercourse, according to the invention, the channel is equipped with two pipes located along the channel at its bottom and covered with soil. One pipe, of the two, is covered with heat-insulating material, is equipped with a water inlet within the upper structure and ensures water passage of the watercourse, at least in the amount of the beginning of the cold season. Another pipe is provided with perforation, enclosed in filtering material, hydraulically connected to the seasonally spreading layer of the slope and provides in the cold season the water can be drained from the seasonally spreading layer, which can form ice in the channel.

Дополнительно:Additionally:

- верховое сооружение содержит водоподъемную плотину, перегораживающую водоток, и входной оголовок, снабженный водосливным порогом, при этом верховое сооружение направляет воду из водотока в канал и в водоприемный раструб трубы, а водоподъемная плотина и входной оголовок, каждый посредством мерзлотных завес, создаваемых сезоннодействующими охлаждающими устройствами, водонепроницаемо сопряжен с многолетнемерзлыми грунтами;- the upper structure contains a water-lifting dam blocking the watercourse, and an inlet head equipped with a spillway threshold, while the upper structure directs water from the watercourse to the canal and the water inlet of the pipe, and the water-lifting dam and inlet head, each by means of permafrost curtains created by seasonal cooling devices waterproof mating with permafrost soils;

- в случае заглубления канала в многолетнемерзлые грунты склона первая труба примыкает к низовому борту канала, а вторая - к верховому;- in the case of deepening the channel into permafrost soils of the slope, the first pipe adjoins the lower side of the channel, and the second - to the upper;

- в случае выполнения ложа канала над сезоннопротаивающим слоем склона обе трубы расположены рядом и примыкают к низовому борту канала;- in the case of the channel bed over the seasonally spreading layer of the slope, both pipes are located nearby and are adjacent to the lower side of the channel;

- мерзлотная завеса входного оголовка создана посредством сезоннодействующего охлаждающего устройства (СОУ) с изогнутыми охлаждающими трубами.- the permafrost curtain of the inlet head is created by means of a seasonally acting cooling device (SOU) with curved cooling pipes.

Именно пропуск воды водотока по теплоизолированной трубе обеспечивает уменьшение теплового воздействия потока воды на грунты ложа канала в наиболее важный начальный период их промерзания, когда грунты еще не покрыты толстым слоем снега. Одновременно с этим отвод перфорированной трубой из сезоннопротаивающего слоя склона воды предотвращает образование в канале наледи, препятствующей промерзанию грунтов ложа канала и усложняющей пропуск по каналу весеннего паводка. Все это обеспечивает решение поставленной задачи и получение ранее указанного технического результата.It is the passage of water of a watercourse through a thermally insulated pipe that reduces the thermal effect of the water flow on the soils of the channel bed during the most important initial period of freezing, when the soils are not yet covered with a thick layer of snow. At the same time, the removal of a perforated pipe from the seasonally flowing layer of the water slope prevents the formation of ice in the channel, which prevents the soil from freezing through the channel bed and complicates the passage through the spring flood channel. All this provides a solution to the problem and obtaining the previously specified technical result.

Авторам не известны технические решения, содержащие совокупность признаков, идентичную заявленной, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения критерию «новизна». Приведенные сведения, по мнению авторов, также подтверждают соответствие заявленного изобретения критерию «изобретательский уровень».The authors are not aware of technical solutions containing a combination of features identical to the claimed one, which allows us to conclude that the proposed invention meets the criterion of "novelty." The given information, according to the authors, also confirms the compliance of the claimed invention with the criterion of "inventive step".

Изобретение поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

- на фиг.1 изображен гидротехнический канал, выполненный в обход хвостохранилища в условиях многолетнемерзлых грунтов склона, схематичный план;- figure 1 shows the hydraulic channel, bypassing the tailings in the conditions of permafrost slope soils, a schematic plan;

- на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, поперечный разрез канала, пример 1;- figure 2 is a section aa in figure 1, a cross section of the channel, example 1;

- на фиг.3 - узел I на фиг.1, план верхового сооружения;- figure 3 - node I in figure 1, the plan of the horse structure;

- на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3, разрез по входному оголовку вдоль потока;- figure 4 is a section bB in figure 3, a section along the input end along the stream;

- на фиг.5 - разрез С-С на фиг.3, разрез по входному оголовку поперек потока;- figure 5 is a section CC in figure 3, a section along the inlet head across the stream;

- на фиг.6 - разрез А-А на фиг.1, поперечный разрез канала, пример 2.- figure 6 is a section aa in figure 1, a cross section of the channel, example 2.

Пример 1 (фиг.1-5) Example 1 (FIGS. 1-5)

Канал 1 (далее: канал) представляет собой искусственное русло сезоннодействующего водотока 2, проложенного в обход функционирующего или выведенного из эксплуатации «типового» наливного балочно-овражного хвостохранилища (шламохранилища) 3, грунтовая емкость которого образована русловой плотиной 4 и водоподъемной плотиной 5, создающей к тому же регулирующую емкость 6 на водотоке 2. От поверхностного стока хвостохранилище 3 защищено со стороны левобережного склона 7 нагорной канавой 8, а со стороны правобережного склона 9 - непосредственно каналом. Канал сопряжен с водотоком 2 посредством верхового сооружения 10, включающего водоподъемную плотину 5, и низового сооружения, выполненного в виде быстротока 11.Channel 1 (hereinafter: the channel) is an artificial channel of a seasonal watercourse 2 laid bypassing a functioning or decommissioned “typical” bulk gully-ravine tailing dump (sludge storage) 3, the soil capacity of which is formed by a channel dam 4 and a water-lifting dam 5, creating the same regulating capacity 6 on the watercourse 2. The tailing pond 3 is protected from surface runoff from the left-bank slope 7 by a ditch ditch 8, and from the right-bank slope 9 directly scarlet. The channel is interfaced with a watercourse 2 by means of an upper structure 10, including a water-lifting dam 5, and a lower structure, made in the form of a fast current 11.

Канал заглублен в многолетнемерзлые грунты склона 9, выполнен в полунасыпи-полувыемке и в поперечном сечении имеет трапецеидальную форму. Канал включает выработку 12, создающую дно 13 канала и его верховой, по отношению к склону 9, борт 14 с верховым откосом 15 канала, а также насыпь 16, создающую низовой борт 17 с низовым откосом 18 канала. Низовой борт 17 насыпи 16 проморожен и он образует собой ледогрунтовую мерзлотную завесу 19, сопряженную с многолетнемерзлыми грунтами правобережного склона 9. Дно 13, верховой откос 15 и низовой откос 18 - все покрыто защитным слоем 20, выполненным из несвязного фильтрующего грунта заданного зернового состава, например гравелистого песка, и образующим собой ложе канала. Кроме этого канал снабжен двумя трубами 21 и 22, расположенными вдоль канала у его дна 13 и закрытыми грунтом, аналогичным грунту защитного слоя 20. Труба 21 примыкает к низовому борту 17, покрыта теплоизоляционным слоем 23, выполненным, например, их пенополистирола, в пределах верхового сооружения 10 снабжена водоприемным раструбом 24 и обеспечивает пропуск воды водотока, по меньшей мере, в объеме начала холодного периода года - период устойчивых отрицательных температур наружного воздуха. Труба 22 примыкает к верховому борту 14, снабжена перфорацией, заключена в фильтр 25, посредством защитного слоя 20 гидравлически сообщена с сезоннопротаивающим слоем 26 склона 9 и обеспечивает в холодный период года отвод из сезоннопротаивающего слоя 26 воды, способной образовать в канале наледь.The channel is buried in the permafrost soils of slope 9, is made in a semi-half-dredge and has a trapezoidal cross section. The channel includes a development 12, creating the bottom 13 of the channel and its horse, with respect to the slope 9, the side 14 with the uphill slope 15 of the channel, as well as the embankment 16, creating the downhill 17 with the bottom slope of the 18 channel. The lower side 17 of embankment 16 is frozen and it forms an ice-ground permafrost curtain 19, conjugated with permafrost soils of the right-bank slope 9. The bottom 13, the upper slope 15 and the lower slope 18 are all covered with a protective layer 20 made of incoherent filtering soil of a given grain composition, for example gravelly sand, and forming a channel bed. In addition, the channel is equipped with two pipes 21 and 22 located along the channel at its bottom 13 and covered with soil similar to the soil of the protective layer 20. The pipe 21 adjoins the lower side 17, is covered with a heat-insulating layer 23 made, for example, of their polystyrene foam, within the upper building 10 is equipped with a water intake bell 24 and provides water passage of the watercourse, at least in the volume of the beginning of the cold period of the year - a period of stable negative outside temperatures. The pipe 22 is adjacent to the upper board 14, provided with perforations, enclosed in a filter 25, by means of a protective layer 20 is hydraulically connected to the seasonally spreading layer 26 of slope 9 and provides for the removal of water from the seasonally spreading layer 26, which can form ice in the channel during the cold season.

Верховое сооружение 10 содержит водоподъемную плотину 5, выполненную из грунтовых материалов и перегораживающую водоток 2, и входной оголовок 27, выполненный из бетона и снабженный водосливным порогом 28. Водоподъемная плотина 5 и входной оголовок 27 каждый посредством мерзлотной завесы 29, создаваемой сезоннодействующими охлаждающими устройствами (СОУ) 30 и 31, водонепроницаемо сопряжены с многолетнемерзлыми грунтами. СОУ 30 содержат вертикальные охлаждающие трубы [5], а СОУ 31 - изогнутые охлаждающие трубы [6].The upper structure 10 comprises a water-lifting dam 5 made of soil materials and blocking the watercourse 2, and an inlet head 27 made of concrete and equipped with a spillway threshold 28. The water-lifting dam 5 and the inlet head 27 are each by means of a permafrost curtain 29 created by seasonal-acting cooling devices (СОУ ) 30 and 31, watertightly interfaced with permafrost soils. СОУ 30 contain vertical cooling pipes [5], and СОУ 31 - curved cooling pipes [6].

На чертежах дополнительные позиции обозначают:In the drawings, additional items indicate:

32 - увлажнительная канава;32 - moisturizing ditch;

33 - мерзлая корка (плащ);33 - frozen crust (cloak);

34 - максимальный уровень воды;34 - maximum water level;

35 - смотровой колодец;35 - a viewing well;

36 - смотровой патрубок;36 - inspection pipe;

37 - зуб входного оголовка;37 - input head tooth;

38 - стрелка, указывающая направление движения воды в сезоннопротаивающем слое;38 - an arrow indicating the direction of movement of water in the seasonally spreading layer;

39 - геомембрана (полимерная пленка);39 - geomembrane (polymer film);

40 - плиты крепления.40 - mounting plate.

Особенностью создания канала является то, что, во-первых, низовой борт 17 промораживают преимущественно путем непосредственного воздействия на него холодного атмосферного воздуха при одновременном увлажнении этого борта 17, например, посредством увлажнительной канавы 32, во-вторых, канал в готовом виде выдерживают, по меньшей мере, один холодный период года. Последнее условие необходимо как для глубокого промерзания низового борта 17, так и для восстановления мерзлой корки 33, водонепроницаемость которой могла быть нарушена выработкой 12.A feature of the creation of the channel is that, firstly, the bottom board 17 is frozen mainly by direct exposure to cold atmospheric air while moistening this side 17, for example, by means of a humidifying ditch 32, and secondly, the channel is fully prepared to withstand at least one cold season. The latter condition is necessary both for deep freezing of the bottom side 17 and for the restoration of the frozen crust 33, the water resistance of which could be impaired by the production of 12.

Выработка 12 изменяет напряженное состояние горных пород главным образом за счет того, что верхний слой горных пород, вскрытый выработкой 12 и образующий собой дно 13 канала, впервые подвергается годовым температурным колебаниям, которые многократно превышают его прежние бытовые температурные колебания за всю его историю. В результате этого в холодный период года под воздействием температурных напряжений в породах раскрываются существующие трещины и образуются новые трещины. Обычно образование таких трещин происходит в пределах мерзлой корки 33, что в холодный период года перед началом эксплуатации канала не является опасным, поскольку водонепроницаемость мерзлой корки быстро восстанавливается.Excavation 12 changes the stress state of rocks mainly due to the fact that the upper layer of rocks, opened by excavation 12 and forming the bottom 13 of the channel, is first subjected to annual temperature fluctuations, which are many times higher than its previous household temperature fluctuations in its entire history. As a result, in the cold season, under the influence of temperature stresses in the rocks, existing cracks open and new cracks form. Typically, the formation of such cracks occurs within the frozen crust 33, which is not dangerous in the cold season before starting the operation of the channel, since the waterproofness of the frozen crust is quickly restored.

Механизм восстановления водонепроницаемости мерзлой корки 33 в холодный период года перед первым летним периодом эксплуатации канала заключается в том, что вода из сезоннопротаивающего слоя 26 по защитному слою 20 без напора входит в пустотелую трещину, где вода в соответствии с балансом тепла замерзает и, тем самым, навсегда заполняет пустотелую трещину т.н. повторно-жильным льдом.The mechanism for restoring the water tightness of the frozen crust 33 in the cold season before the first summer period of the channel’s operation is that water from the seasonally transmitting layer 26, without pressure, enters a hollow crack, where the water freezes in accordance with the heat balance and, therefore, forever fills a hollow crack the so-called re-vein ice.

Канал работает следующим образом.The channel works as follows.

В теплый период года мерзлотная завеса 19 низового борта 17 и восстановленная в период выдерживания мерзлая корка 33 у дна 13 предотвращают фильтрацию воды из канала по всему периметру его живого сечения. Вода летней межени, подогретая в регулирующей емкости 6, поступает в водоприемный раструб 24 и движется только по теплоизолированной трубе 21, поэтому в канале отсутствует интенсивное движение этой воды по дну 13, что уменьшает интенсивность протаивания в канале мерзлого грунта. Вода, перелившаяся через водосливной порог 28 входного оголовка 27, движется непосредственно по каналу только в паводки, обычно кратковременно и не более 50-70 дней, что не является опасным.In the warm season, the permafrost curtain 19 of the bottom side 17 and the frozen crust 33 restored at the bottom 13, which were restored during the period of exposure, prevent the filtering of water from the channel around the entire perimeter of its live section. The water of the summer low water, heated in the regulating tank 6, enters the water intake socket 24 and moves only through the heat-insulated pipe 21, therefore there is no intensive movement of this water along the bottom 13 in the channel, which reduces the thawing rate in the frozen soil channel. Water that has spilled over the spillway threshold 28 of the inlet head 27 moves directly along the channel into the floods, usually for a short time and not more than 50-70 days, which is not dangerous.

В холодный период года вся вода из регулирующей емкости 6 движется только по теплоизолированной трубе 21, а вода 38 из сезоннопротаивающего слоя 26 правобережного склона 9, способная образовать в канале наледь, поступает в перфорированную трубу 22 и по быстротоку 11 сбрасывается в водоток 2 ниже русловой плотины 4. Этим предотвращается образование в канале наледи, которая способна в существенной мере препятствовать промерзанию грунтов, образующих канал и, следовательно, способна препятствовать восстановлению водонепроницаемости мерзлой корки 33 в канале, а также способна усложнить пропуск по каналу воды весеннего паводка.In the cold season, all the water from the control tank 6 moves only through the heat-insulated pipe 21, and the water 38 from the seasonally flowing layer 26 of the right-bank slope 9, which can form ice in the channel, enters the perforated pipe 22 and is discharged into the watercourse 2 below the channel dam in rapid flow 11 4. This prevents the formation of ice in the channel, which is able to substantially prevent the freezing of the soil forming the channel and, therefore, is able to prevent the restoration of water resistance of the frozen crust 33 in the channel and is capable of skipping the channel complicate spring flood water.

Созданный таким образом канал является экономичным и надежным. В канале в полном объеме достигается ранее указанный технический результат.The channel created in this way is economical and reliable. In the channel, the previously indicated technical result is fully achieved.

Пример 2 (фиг.6) Example 2 (Fig.6)

Основное отличие канала от описанного в примере 1 заключается в том, что все ложе канала расположено над дневной поверхностью 41 склона 9, т.е. над сезоннопротаивающим слоем 26. В таком канале низовой борт образован насыпью 42, верховой борт канала образован частично или полностью дневной поверхностью 41 склона 9, а обе трубы 21 и 22 расположены рядом и примыкают к насыпи 42.The main difference between the channel and the one described in Example 1 is that the entire channel bed is located above the day surface 41 of slope 9, i.e. above the seasonally spreading layer 26. In such a channel, the lower side is formed by embankment 42, the upper side of the channel is partially or completely formed by day surface 41 of slope 9, and both pipes 21 and 22 are adjacent and adjoin embankment 42.

При выполнении канала не происходит нарушение цельности мерзлой корки 33, что повышает надежность канала при эксплуатации. Поэтому, несмотря на увеличение объема земляных работ при возведении насыпи 42, при благоприятных местных условиях создание такого канала может оказаться целесообразным.When executing the channel there is no violation of the integrity of the frozen crust 33, which increases the reliability of the channel during operation. Therefore, despite the increase in the volume of earthwork during the construction of embankment 42, under favorable local conditions, the creation of such a channel may be appropriate.

При осуществлении заявленного изобретения выполняются условия «промышленной применимости». Средства, воплощающие изобретение при его осуществлении, предназначены для использования в промышленности, а именно при гидротехническом строительстве; подтверждена возможность осуществления изобретения с помощью описанных или других известных до даты подачи заявки средств и методов; средства, воплощающие изобретение при его осуществлении, способны обеспечить получение указанного технического результата.When implementing the claimed invention, the conditions of "industrial applicability" are fulfilled. Means embodying the invention in its implementation are intended for use in industry, namely in hydraulic construction; the possibility of carrying out the invention using the described or other means and methods known prior to the filing date of the application is confirmed; means embodying the invention in its implementation, are able to provide the specified technical result.

Источники информацииInformation sources

1. Ягин В.П., Вайкум В.А., Поваренкин В.А., Давыдов И.А., Нейланд Н.Н. К вопросу размещения твердых водосодержащих отходов ТЭЦ и других производств // Гидротехническое строительство. 1998. №6.1. Yagin V.P., Vaikum V.A., Povarenkin V.A., Davydov I.A., Neyland N.N. On the issue of placement of solid water-containing wastes of thermal power plants and other industries // Hydrotechnical construction. 1998. No. 6.

2. Гидротехнические сооружения хвостохранилища НМЗ. Вторая очередь строительства. Система водоотводящих сооружений. Чертежи: №166-13-3, №166-13-15. Красноярск: Гидропроект, 1987.2. Hydraulic structures of the tailings of the NMZ. The second phase of construction. Drainage system. Drawings: No. 166-13-3, No. 166-13-15. Krasnoyarsk: Hydroproject, 1987.

3. Ягин В.П., Вайкум В.А. Опорная гидрогеологическая схема-гипотеза многолетней мерзлоты с учетом истории геокриологического развития территории и применительно гидротехнического строительства. Интеллектуальный продукт. Зарегистрирован ФГУП «ВНТИЦ» под номером 73200700080.3. Yagin V.P., Vaikum V.A. The basic hydrogeological scheme is the hypothesis of permafrost, taking into account the history of geocryological development of the territory and with regard to hydraulic engineering construction. Intellectual product. FGUP VNTIC is registered under the number 73200700080.

4. Гидротехнические сооружения: Учеб. для вузов: В 2 ч. Ч. 2 / Л.Н.Рассказов, В.Г.Орехов, Ю.П.Правдивцев и др.; Под ред. Л.Н.Рассказова. - М: Стройиздат, 1996. С.227, рис.26.9, д.4. Waterworks: Textbook. for universities: In 2 hours, Part 2 / L.N. Rasskazov, V.G. Orekhov, Yu.P. Pravdivtsev and others; Ed. L.N. Rasskazova. - M: Stroyizdat, 1996.P.227, Fig. 26.9, d.

5. Строительные нормы и правила. Плотины из грунтовых материалов (СНиП 2.06.05-84)/Госстрой СССР. - М: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. Черт.2.1.5. Building regulations. Dams from soil materials (SNiP 2.06.05-84) / Gosstroy of the USSR. - M: TsITP Gosstroy USSR, 1989. Damn 2.1.

6. Руководство по проектированию, строительству и эксплуатации искусственных сооружений автомобильных дорог на водотоках с наледями / Воронежский инж. строит, ин-т. М.: Транспорт, 1989. П. 4.27, рис.18 и приложение 9.6. Guidance on the design, construction and operation of artificial structures of roads on watercourses with ice / Voronezh Ing. builds, in. M .: Transport, 1989.P. 4.27, Fig. 18 and Appendix 9.

ОбозначенияDesignations

1 - канал1 - channel

2 - водоток2 - watercourse

3 - хвостохранилище3 - tailing pond

4 - русловая плотина4 - channel dam

5 - водоподъемная плотина5 - water-lifting dam

6 - регулирующая емкость6 - regulating capacity

7 - левобережный склон7 - left-bank slope

8 - нагорная канава8 - upland ditch

9 - правобережный склон9 - right bank slope

10 - верховое сооружение (сопрягающее)10 - horse structure (mating)

11 - быстроток (низовое сооружение)11 - rapid flow (lower construction)

12 - выработка12 - production

13 - дно (канала)13 - bottom (channel)

14 - верховой борт (канала)14 - horse board (channel)

15 - верховой откос15 - riding slope

16 - насыпь16 - embankment

17 - низовой борт (канала)17 - lower side (channel)

18 - низовой откос18 - downhill slope

19 - мерзлотная завеса (низовой борт)19 - permafrost curtain (bottom board)

20 - защитный слой20 - protective layer

21 - труба (теплоизолированная)21 - pipe (thermally insulated)

22 - труба (перфорированная)22 - pipe (perforated)

23 - теплоизоляционный слой23 - thermal insulation layer

24 - водоприемный раструб24 - water intake bell

25 - фильтр25 - filter

26 - сезоннопротаивающий слой26 - seasonally spreading layer

27 - входной оголовок27 - input tip

28 - водосливной порог28 - overflow threshold

29 - мерзлотная завеса29 - permafrost curtain

30 - СОУ с вертикальными охлаждающими трубами30 - SOU with vertical cooling pipes

31 - СОУ с изогнутыми охлаждающими трубами31 - SOU with curved cooling pipes

32 - увлажнительная канава32 - moisturizing ditch

33 - мерзлая корка (плащ)33 - frozen crust (cloak)

34 - максимальный уровень воды34 - maximum water level

35 - смотровой колодец35 - manhole

36 - смотровой патрубок36 - inspection pipe

37 - зуб входного оголовка37 - input head tooth

38 - стрелка, указывающая движение воды в сезоннопротаивающем слое38 - an arrow indicating the movement of water in the seasonally spreading layer

39 - геомембрана (полимерная пленка)39 - geomembrane (polymer film)

40 - плиты крепления 40 - mounting plates

Пример 2:Example 2:

41 - дневная поверхность (склона)41 - day surface (slope)

42 - насыпь42 - embankment

Claims (5)

1. Гидротехнический канал в условиях многолетнемерзлых грунтов склона, содержащий ложе, образованное дном канала и откосами его бортов, мерзлотную завесу, выполненную из ледогрунта в низовом по отношению к склону борту канала, при этом канал посредством верхового и низового сооружения сопряжен с водотоком, отличающийся тем, что он снабжен двумя трубами, расположенными вдоль канала у его дна и закрытыми грунтом, при этом одна труба покрыта теплоизолирующим материалом, в пределах верхового сооружения снабжена водоприемным раструбом и обеспечивает пропуск воды водотока, по меньшей мере, в объеме начала холодного периода года, а другая труба снабжена перфорацией, заключена в фильтрующий материал, гидравлически сообщена с сезоннопротаивающим слоем склона и обеспечивает в холодный период года отвод из сезоннопротаивающего слоя воды, способной образовать в канале наледь.1. The hydraulic channel in the conditions of permafrost soils of the slope, containing a bed formed by the bottom of the channel and the slopes of its sides, a frozen curtain made of ice in the lower side of the channel relative to the slope, while the channel through the top and bottom structures is connected to a watercourse, characterized in that it is equipped with two pipes located along the channel at its bottom and covered with soil, while one pipe is covered with heat-insulating material, equipped with a water-intake bell and a weight within the upper structure bakes the water passage of the watercourse at least in the volume of the beginning of the cold season, and the other pipe is provided with perforations, enclosed in filter material, hydraulically connected to the seasonally spreading layer of the slope and provides during the cold season the water can be drained from the seasonally flowing layer, which can form ice . 2. Канал по п.1, отличающийся тем, что верховое сооружение содержит водоподъемную плотину, перегораживающую водоток, и входной оголовок, снабженный водосливным порогом, при этом верховое сооружение направляет воду из водотока в канал и в водоприемный раструб трубы, а водоподъемная плотина и входной оголовок, каждый посредством мерзлотной завесы, создаваемой сезоннодействующими охлаждающими устройствами, водонепроницаемо сопряжен с многолетнемерзлыми грунтами.2. The channel according to claim 1, characterized in that the upper structure comprises a water-lifting dam blocking the watercourse and an inlet head equipped with a spillway threshold, while the upper structure directs water from the watercourse to the canal and to the pipe inlet, and the water-lifting dam and inlet the head, each by means of a permafrost curtain created by seasonally acting cooling devices, is waterproofly interfaced with permafrost soils. 3. Канал по п.1, отличающийся тем, что в случае заглубления канала в многолетнемерзлые грунты склона, первая труба примыкает к низовому борту канала, а вторая - к верховому.3. The channel according to claim 1, characterized in that in the case of deepening the channel into permafrost soils of the slope, the first pipe is adjacent to the lower side of the channel, and the second to the upper. 4. Канал по п.1, отличающийся тем, что в случае выполнения ложа канала над сезоннопротаивающим слоем склона, обе трубы расположены рядом и примыкают к низовому борту канала.4. The channel according to claim 1, characterized in that in the case of the channel bed above the seasonally spreading layer of the slope, both pipes are adjacent and adjacent to the lower side of the channel. 5. Канал по п.2, отличающийся тем, что мерзлотная завеса входного оголовка создана посредством сезоннодействующего охлаждающего устройства (СОУ) с изогнутыми охлаждающими трубами. 5. The channel according to claim 2, characterized in that the permafrost of the inlet head is created by means of a seasonally acting cooling device (SDA) with curved cooling pipes.
RU2009114398/03A 2009-04-15 2009-04-15 Hydrotechnical channel under conditions of permafrost soils of slope RU2392376C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009114398/03A RU2392376C1 (en) 2009-04-15 2009-04-15 Hydrotechnical channel under conditions of permafrost soils of slope

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009114398/03A RU2392376C1 (en) 2009-04-15 2009-04-15 Hydrotechnical channel under conditions of permafrost soils of slope

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2392376C1 true RU2392376C1 (en) 2010-06-20

Family

ID=42682747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009114398/03A RU2392376C1 (en) 2009-04-15 2009-04-15 Hydrotechnical channel under conditions of permafrost soils of slope

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2392376C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113705016A (en) * 2021-09-06 2021-11-26 兰州理工大学 Computing method for frost heaving resistance variable thickness lining structure of water delivery channel in cold region

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113705016A (en) * 2021-09-06 2021-11-26 兰州理工大学 Computing method for frost heaving resistance variable thickness lining structure of water delivery channel in cold region
CN113705016B (en) * 2021-09-06 2024-01-26 兰州理工大学 Computing method for frost heaving resistance thickness change lining structure of cold region water delivery channel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11274408B2 (en) Flood mitigation system
CN208039279U (en) A kind of side slope salivary flow ice systematicness punishment device
Turcotte et al. Impacts of precipitation on the cryologic regime of stream channels
RU2306384C1 (en) River flow control method
RU2394962C1 (en) Procedure for protection of mines against water inrush from side of water flow under conditions of permafrost
RU2392376C1 (en) Hydrotechnical channel under conditions of permafrost soils of slope
RU2304659C1 (en) Method for river flow regulation to provide flood control
RU2416692C1 (en) Water engineering system on permafrost soils
RU2385985C1 (en) Hydrotechnical channel on permafrost soils of slope
RU2244785C1 (en) Underground water reserve regulating method
SK592022U1 (en) Regulating system of ground water level
RU2418134C1 (en) Water-engineering system at watercourse of seasonal action under conditions of permafrost soils, cooling unit and method to operate water-engineering system
Bornschein et al. Dam break during the flood in Saxony/Germany in August 2002
RU2382139C1 (en) Riverbed-diversion structure of seasonal waterway on permafrost
RU2618336C1 (en) Method for regulating groundwater accumulations
RU2254415C1 (en) Diversion unit
Baťka Factors of formation and development of supraglacial lakes and their quantification: A review
RU2385986C1 (en) Hydrotechnical channel deepened into permafrost soils of slope and method of its development
RU2550120C1 (en) Method of protection against mud streams
CN211446834U (en) Dam crest structure of high-efficient row infiltration
RU2553738C1 (en) Surface and ground water discharge device
RU2249072C1 (en) Method for complex multilayer engineering protection of territory to be developed against underflooding
CN221218350U (en) Frozen soil roadbed heat preservation drainage structures
CN217026924U (en) Anti-seepage and anti-frost-heaving structure for earth-rock dam in cold region
RU2761272C1 (en) Drainage system for stabilising the roadway on thawed soft soils