RU2415997C1 - Ground dam on permafrost soils - Google Patents

Ground dam on permafrost soils Download PDF

Info

Publication number
RU2415997C1
RU2415997C1 RU2010104270/21A RU2010104270A RU2415997C1 RU 2415997 C1 RU2415997 C1 RU 2415997C1 RU 2010104270/21 A RU2010104270/21 A RU 2010104270/21A RU 2010104270 A RU2010104270 A RU 2010104270A RU 2415997 C1 RU2415997 C1 RU 2415997C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dam
ice
prism
ground
geomembrane
Prior art date
Application number
RU2010104270/21A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Петрович Ягин (RU)
Василий Петрович Ягин
Геннадий Алексеевич Чупин (RU)
Геннадий Алексеевич Чупин
Дмитрий Николаевич Макаров (RU)
Дмитрий Николаевич Макаров
Татьяна Витальевна Лейманн (RU)
Татьяна Витальевна Лейманн
Надежда Романовна Папко (RU)
Надежда Романовна Папко
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 RU2010104270/21A priority Critical patent/RU2415997C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2415997C1 publication Critical patent/RU2415997C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: ground dam comprises a body made of soil, an antifiltration device in the form of a water impermeable geomembrane from polymer material, arranged within the limits of the central part of the dam body and tightly coupled with permafrost soils by means of an ice-ground prism, a freezing system and a layer of heat insulation. The ice-ground prism is made of moist cohesive soil, is arranged under the central part of the dam body on the natural surface of permafrost soils and is frozen to them. Cooling elements of the freezing system are arranged in the ice-ground prism and during the dam operation provide for keeping this prism in ice-ground condition, frozen to permafrost soils. Each cooling element of the freezing system is arranged in the form of a metal pipe of large diametre, providing for visual inspection and repair of such cooling pipe from inside, and by means of inlet and outlet section the cooling pipe is communicated to atmosphere. The layer of heat insulation is made of cellular plastic with tightly closed pores, is arranged underneath the dam body foot on the prepared surface of frozen season-thawing layer at the top side from the geomembrane and above the ice-ground prism, and adjoins it tightly. At the same time the lower part of the geomembrane is tightly jammed in the ice-ground prism.
EFFECT: increased reliability of the ground dam due to higher quality of antifiltration device coupling with base and moderation of frozen soils thawing in the base.
7 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении на многолетнемерзлых (вечномерзлых) грунтах грунтовой плотины, перегораживающей малорасходный водоток, и высота которых обычно не превышает 20-25 метров.The invention relates to hydraulic engineering and can be used in the construction on permafrost (permafrost) soil of an earth dam blocking a low-flow watercourse, and the height of which usually does not exceed 20-25 meters.

Грунтовые плотины на многолетнемерзлых грунтах в условиях Крайнего Севера, создающие водохранилища на малорасходных, перемерзающих в холодный период года водотоках, практически всегда возводят с сохранением отрицательных температур в основании плотины и в ее противофильтрационной ледогрунтовой части на весь период эксплуатации - принцип строительства 1. Такие общеизвестные плотины часто называют мерзлыми или нефильтрующими.Soil dams on permafrost soils in the Far North, creating reservoirs on low-flowing watercourses freezing during the cold season, are almost always erected with the preservation of negative temperatures at the dam base and in its antifiltration ice-soil part for the entire period of operation - the construction principle 1. Such well-known dams often called frozen or non-filtering.

Противофильтрационное устройство в такой грунтовой плотине расположено в пределах центральной части ее тела, выполнено посредством замораживающих колонок в виде ледогрунтовой завесы, водонепроницаемо сопряженной с многолетнемерзлыми грунтами посредством глубокого зуба, заполняемого суглинком, и путем погружения нижних частей замораживающих колонок через этот зуб на заданную величину в многолетнемерзлые грунты [1].The antifiltration device in such a soil dam is located within the central part of its body, made by freezing columns in the form of an ice-soil curtain, watertightly paired with permafrost soils by means of a deep tooth filled with loam, and by immersing the lower parts of the freezing columns through this tooth by a predetermined amount in the permafrost soils [1].

Основным и общеизвестным недостаткам такой грунтовой плотины является непредсказуемое, часто интенсивное оттаивание грунтов, особенно в месте сопряжения противофильтрационного устройства с многолетнемерзлыми грунтами [1 и 2]. Этому способствует то, что в процессе выполнения зуба коренные породы разуплотняются с образованием трещин, в результате чего водонепроницаемость контакта суглинка с такими коренными породами не обеспечивается. Все это снижает надежность грунтовой плотины.The main and well-known shortcomings of such a soil dam is the unpredictable, often intense thawing of soils, especially at the interface between the anti-filter device and permafrost soils [1 and 2]. This is facilitated by the fact that during the tooth process, the bedrock decompresses with the formation of cracks, as a result of which watertight contact of the loam with such bedrock is not ensured. All this reduces the reliability of the soil dam.

Низкая надежность грунтовой плотины объясняется так же тем, что при выполнении зуба и бурении скважин под замораживающие колонки происходит нарушение верхнего водогазонепроницаемого ледогрунтового слоя многолетнемерзлых грунтов (то же: плащ, панцирь, корка). Такой мерзлый, насыщенный льдом плащ образовался в начальный период последнего похолодания (ледникового периода) при одностороннем промерзании грунтов сверху вниз в условиях постоянного проникновения в его морозобойные трещины и поры воды атмосферных осадков. При этом толщина плаща местами увеличивалась снизу вверх за счет отложения дисперсных грунтов и их обильного обводнения осадками и последующего промерзания. Одновременно с этим по наиболее крупным трещинам напряжений, образовавшимся в предыдущие геологические периоды, под действием гидравлического уклона вода из-под плаща вытекала в ближайшие места разгрузки - талики водотоков и водоемов, источники подземных вод, термокарсты и другие. В результате этого по мере дальнейшего опускания нижней границы многолетнемерзлых грунтов под плащом часть глубинных трещин навсегда, до следующего глобального потепления, осталась свободной ото льда и дисперсных грунтов - пустотелые промытые трещины [3].The low reliability of the soil dam is also explained by the fact that when a tooth is drilled and wells are drilled under freezing columns, the upper water-gas-tight ice-primer layer of permafrost is violated (the same: a raincoat, shell, crust). Such a frozen, ice-saturated cloak was formed in the initial period of the last cooling (ice age) during unilateral freezing of soils from top to bottom under the conditions of continuous penetration of precipitation into its frost-cracked pores and water pores. At the same time, the thickness of the cloak increased in places from the bottom up due to the deposition of dispersed soils and their abundant flooding with sediments and subsequent freezing. At the same time, along the largest stress cracks formed in previous geological periods, under the influence of a hydraulic slope, water from the cloak flowed to the nearest discharge sites - taliks of watercourses and reservoirs, groundwater sources, thermokarsts and others. As a result of this, as the lower boundary of permafrost soils further lowers below the cloak, part of the deep cracks remained free from ice and dispersed soils — hollow washed cracks [3] forever, until the next global warming.

В соответствии с законами теплотехники на растепление искусственно созданным водоемом насыщенного льдом мерзлого плаща естественным путем требуется длительное время. При выполнении же зуба и бурении скважин цельность плаща нарушается, что приводит к развитию интенсивной фильтрации воды из водохранилища и соответственно аномально быстрому оттаиванию многолетнемерзлых грунтов с участием системы незаполненных льдом разного порядка полых трещин [2].In accordance with the laws of heat engineering, it takes a long time to naturally thaw an artificially created pond of an ice-saturated frozen coat in a natural way. When performing a tooth and drilling wells, the integrity of the cloak is violated, which leads to the development of intensive filtration of water from the reservoir and, accordingly, an abnormally fast thawing of permafrost soils with the participation of a system of unfilled ice of different order hollow cracks [2].

Известна грунтовая плотина мерзлого типа, которая возведена на предварительно промороженном за счет постоянной очистки от снежного покрова основании из промороженных несвязных грунтов. При этом ее верховая призма покрыта со стороны верхнего бьефа эластичным противофильтрационным элементом (геомембрана из полимерного материала), сопряженным с мерзлым основанием посредством зуба, заполненного суглинком [4].A frozen soil dam is known, which was erected on a base previously frozen from the frozen cover of the frozen from incoherent soil. At the same time, its upper prism is covered on the upstream side by an elastic antifiltration element (a geomembrane made of polymer material) coupled to the frozen base by means of a tooth filled with loam [4].

Недостатком этой известной плотины является ее недостаточная надежность из-за того, что сопряжение геомембраны с мерзлым основанием осуществлено посредством зуба, причем без искусственного промораживания сопряжения при эксплуатации. Это, особенно в случае нарушения зубом цельности верхнего водонепроницаемого мерзлого слоя (плаща), не исключает опасное непрогнозируемое оттаивание грунтов в месте сопряжения.The disadvantage of this known dam is its lack of reliability due to the fact that the geomembrane is mated to a frozen base by means of a tooth, and without artificially freezing the mating during operation. This, especially in case of violation by the tooth of the integrity of the upper waterproof frozen layer (cloak), does not exclude dangerous unpredictable thawing of soils at the interface.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности грунтовой плотины.The problem to which the invention is directed, is to increase the reliability of the soil dam.

Технический результат от использования изобретения заключается в следующем:The technical result from the use of the invention is as follows:

- полностью предотвращено нарушение водонепроницаемости верхнего слоя многолетнемерзлых грунтов (плаща) при возведении грунтовой плотины и ее эксплуатации;- completely impaired water resistance of the upper layer of permafrost soils (raincoat) during the construction of the soil dam and its operation;

- повышено качество сопряжения противофильтрационного устройства с многолетнемерзлыми грунтами;- improved the quality of the interface of the anti-filtration device with permafrost soils;

- замедлено оттаивание многолетнемерзлых грунтов под плотиной до безопасного уровня;- slow thawing of permafrost soils under the dam to a safe level;

- повышена точность прогнозирования оттаивания многолетнемерзлых грунтов.- increased accuracy of prediction of thawing of permafrost soils.

Указанная задача решается, а технический результат достигается тем, что грунтовая плотина на многолетнемерзлых грунтах содержит тело, выполненное из грунта, противофильтрационное устройство в виде водонепроницаемой геомембраны из полимерного материала, расположенной в пределах центральной части тела плотины и водонепроницаемо сопряженной с многолетнемерзлыми грунтами посредством ледогрунтовой призмы, замораживающую систему и слой теплоизоляции. Ледогрунтовая призма выполнена из влажного связного грунта, расположена под центральной частью тела плотины на естественной поверхности многолетнемерзлых грунтов и приморожена к ним. Охлаждающие элементы замораживающей системы расположены в ледогрунтовой призме и обеспечивают в период эксплуатации плотины поддержание этой призмы в ледогрунтовом, примороженном к многолетнемерзлым грунтам состоянии. Нижняя часть геомембраны водонепроницаемо защемлена в ледогрунтовой призме, а каждый охлаждающий элемент замораживающей системы выполнен в виде металлической трубы большого диаметра, обеспечивающего осмотр и ремонт такой охлаждающей трубы изнутри, а посредством входного и выходного участка охлаждающая труба сообщена с атмосферой. Слой теплоизоляции выполнен из ячеистой пластмассы с герметически закрытыми порами, расположен под подошвой тела плотины на подготовленной поверхности сезоннооттаивающего слоя с верховой стороны от геомембраны и над ледогрунтовой призмой к ней примыкает.This problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that the soil dam on permafrost soils contains a body made of soil, an antifiltration device in the form of a waterproof geomembrane of polymeric material located within the central part of the dam body and watertightly coupled with permafrost soils by means of an ice-ground prism, freezing system and thermal insulation layer. The ice-ground prism is made of moist cohesive soil, located under the central part of the dam body on the natural surface of permafrost soils, and is frosted towards them. The cooling elements of the freezing system are located in an ice-ground prism and ensure that this prism is maintained in an ice-ground state, frozen to permafrost soils during the operation of the dam. The lower part of the geomembrane is watertightly pinched in an ice-soil prism, and each cooling element of the freezing system is made in the form of a large diameter metal pipe that provides inspection and repair of such a cooling pipe from the inside, and the cooling pipe is connected to the atmosphere through the inlet and outlet sections. The thermal insulation layer is made of cellular plastic with hermetically closed pores, located under the sole of the dam body on the prepared surface of the seasonally thawing layer on the upper side of the geomembrane and adjoins it above the ice primer.

Дополнительно:Additionally:

- геомембрана в поперечном сечении плотины по высоте имеет ломаный вид;- the geomembrane in the cross section of the dam in height has a broken appearance;

- входные участки охлаждающих труб замораживающей системы выполнены с теплоизоляцией или из полиэтилена;- the inlet sections of the cooling pipes of the freezing system are made with heat insulation or polyethylene;

- размер внутреннего диаметра охлаждающей трубы более 120 см;- the size of the inner diameter of the cooling pipe is more than 120 cm;

- слой теплоизоляции расположен на поверхности промороженного в водонасыщенном состоянии сезоннооттаивающего слоя;- the thermal insulation layer is located on the surface of the seasonally thawing layer frozen in a water-saturated state;

- слой теплоизоляции выполнен сплошным из заливочной ячеистой пластмассы, т.е. из заливочного пенопласта, и образует собой противофильтрационный элемент в виде понура, водонепроницаемо сопряженного с геомембраной;- the thermal insulation layer is made of continuous casting cellular plastic, i.e. from pouring polystyrene, and forms an anti-filtration element in the form of a ponur, watertightly interfaced with a geomembrane;

- толщина слоя теплоизоляции не менее 5 см.- the thickness of the insulation layer is not less than 5 cm.

Именно введение в состав плотины ледогрунтовой призмы, выполненной по ранее указанным правилам, позволяет выполнить сопряжение противофильтрационного устройства с многолетнемерзлыми грунтами без его углубления в многолетнемерзлые грунты, следовательно, без нарушения водонепроницаемости плаща, а выполнение слоя теплоизоляции замедляет оттаивание многолетнемерзлых грунтов под плотиной, причем в пределах их безопасной глубины. Дополнительно, слой теплоизоляции, выполненный из заливочного пенопласта сплошным покрытием, способен при нештатной работе плотины выполнить функцию понура плотины. Все это обеспечивает достижение ранее указанного технического результата.It is the introduction of an ice primer prism, made according to the previously mentioned rules, that allows the antifiltration device to be paired with permafrost soils without deepening it into permafrost soils, therefore, without impairing the waterproofness of the cloak, and the performance of the thermal insulation layer will slow down the thawing of permafrost soils under the dam, and within their safe depths. In addition, a thermal insulation layer made of a continuous-flow filling foam is capable of performing the function of a dam during abnormal operation of the dam. All this ensures the achievement of the previously specified technical result.

На фиг.1 изображен поперечный разрез руслового участка грунтовой плотины; на фиг.2 - вид на плотину со стороны нижнего бьефа.Figure 1 shows a cross section of the channel section of the soil dam; figure 2 is a view of the dam from the downstream side.

Плотина содержит тело 1, выполненное из грунта, противофильтрационное устройство в виде водонепроницаемой геомембраны 2 из полимерного материала, ледогрунтовую призму 3, замораживающую систему, охлаждающие элементы которой расположены в ледогрунтовой призме и выполнены в виде металлических труб (охлаждающих труб) 4 большого диаметра, и теплоизоляционный слой 5.The dam contains a body 1 made of soil, an antifiltration device in the form of a waterproof geomembrane 2 made of polymer material, an ice primer 3, a freezing system, the cooling elements of which are located in an ice primer and made in the form of metal pipes (cooling pipes) 4 of large diameter, and heat insulation layer 5.

Геомембрана 2 расположена в пределах центральной части тела 1 плотины и по высоте имеет ломаный вид. Нижняя часть 6 геомембраны 2 на заданную величину водонепроницаемо защемлена в ледогрунтовой призме 3. Эта призма 3 выполнена из влажного связного грунта, расположена под центральной частью тела 1 плотины на естественной поверхности 7 многолетнемерзлых грунтов 8 и приморожена к ним, что обеспечивает водонепроницаемое сопряжение геомембраны 2 с многолетнемерзлыми грунтами 8.The geomembrane 2 is located within the central part of the dam body 1 and has a broken line in height. The lower part 6 of the geomembrane 2 is waterproofed to a predetermined amount in a frozen soil prism 3. This prism 3 is made of moist cohesive soil, located under the central part of the dam body 1 on the natural surface 7 of permafrost soils 8 and is frosted to them, which provides a waterproof connection of the geomembrane 2 s permafrost soils 8.

Замораживающая система выполнена сезоннодействующей с принудительной посредством вентиляторов 9 циркуляцией холодного воздуха по одной или двум металлическим охлаждающим трубам 4 в каждом поперечном сечении плотины на 3-х ее участках: русловом 10, правобережном 11 и левобережном 12. Каждая охлаждающая труба 4 входным участком 13 и выходным участком 14 через соответственно воздухозаборный раструб 15 и работающий в режиме всасывания вентилятор 9 сообщена с атмосферой. Размер внутреннего диаметра охлаждающей трубы 4 более 1, 2 метра, что обеспечивает осмотр и ремонт такой большой трубы 4 изнутри. Входные участки 13 охлаждающих труб 4 целесообразно выполнить с теплоизоляцией или из полиэтилена, имеющего относительно низкую теплопроводность. Такие охлаждающие трубы 4 обеспечивают в период эксплуатации плотины поддержание призмы 3 в ледогрунтовом примороженном к многолетнемерзлым грунтам 8 состоянии.The freezing system is seasonally operated with forced circulation of cold air through fans 9 through one or two metal cooling pipes 4 in each cross section of the dam in 3 of its sections: channel 10, right-bank 11 and left-bank 12. Each cooling pipe 4 has an inlet section 13 and an outlet section 14 through respectively the air inlet 15 and the suction fan 9 is in communication with the atmosphere. The size of the inner diameter of the cooling pipe 4 is more than 1.2 meters, which allows inspection and repair of such a large pipe 4 from the inside. The inlet sections 13 of the cooling pipes 4 are expediently made with thermal insulation or of polyethylene having a relatively low thermal conductivity. Such cooling pipes 4 provide during the operation of the dam maintenance of the prism 3 in the ice-soiled state frozen to permafrost 8.

Слой теплоизоляции 5 выполнен из ячеистой пластмассы с герметически закрытыми порами (пенополистирол, пенополиуретан, пенофенолформальдегид и другие вспененные пластмассы), расположен под подошвой 16 тела 1 плотины на подготовленной поверхности промороженного в водонасыщенном состоянии сезоннооттаивающего слоя 17 с верховой стороны от геомембраны 2, к которой над ледогрунтовой призмой 3 слой теплоизоляции примыкает. Толщина слоя теплоизоляции 5 не менее 5 см и он может быть выполнен сплошным из заливочной ячеистой пластмассы, т.е. из заливочного пенопласта, и образовать собой противофильтрационный элемент в виде понура, водонепроницаемо сопряженного с геомембраной 2.The thermal insulation layer 5 is made of cellular plastic with hermetically sealed pores (expanded polystyrene, polyurethane foam, foamed phenol formaldehyde and other foamed plastics), located under the sole 16 of the dam body 1 on the prepared surface of the seasonally thawing layer 17 frozen in a water-saturated state on the upper side of the geomembrane 2, to which ice primer prism 3 layer of thermal insulation adjacent. The thickness of the thermal insulation layer 5 is not less than 5 cm and it can be made continuous of pouring cellular plastic, i.e. from pouring polystyrene foam, and form an anti-filter element in the form of a ponur, watertightly interfaced with a geomembrane 2.

При прогнозируемом конечном положении нулевой изотермы 18 геомембрана 2 в изображенном на фиг.1 варианте находится в пределах талой части тела 1 плотины, а в возможном варианте, изображенном пунктиром - в пределах ее промерзающей части.With the predicted final position of the zero isotherm 18, the geomembrane 2 in the embodiment depicted in FIG. 1 is within the thawed part of the dam body 1, and in the possible embodiment shown by the dotted line within its freezing part.

На чертежах дополнительно позициями обозначены:In the drawings, in addition, the positions indicated:

19 - водохранилище;19 - reservoir;

20 - водонепроницаемый плащ;20 - waterproof raincoat;

21 - русловой талик;21 - channel talik;

22 - берма.22 - berm.

При возведении плотины основные работы выполняют в один холодный период года, точнее: до подъема уровня воды в водохранилище 19 в первой половине теплого периода года, т.е. за 8-9 месяцев. При этом особое внимание уделяют качеству примораживания ледогрунтовой призмы 3 непосредственно к ледонасыщенным многолетнемерзлым грунтам 8, точнее - к их водонепроницаемому (ледогрунтовому) плащу 20, особенно в пределах руслового талика 21 (фиг.2). Для этого в проекте применительно конкретных условий предусматривают известные технологические приемы и технические средства для осуществления качественного примораживания ледогрунтовой призмы 3.During the construction of the dam, the main work is carried out in one cold season, more precisely: until the water level in the reservoir 19 rises in the first half of the warm season, i.e. for 8-9 months. In this case, special attention is paid to the quality of the freezing of the primer prism 3 directly to the ice-saturated permafrost soils 8, more precisely, to their waterproof (ice primer) cloak 20, especially within the channel talik 21 (Fig. 2). To do this, the project, with regard to specific conditions, provides for well-known technological methods and technical means for the implementation of high-quality freezing of an ice-soil prism 3.

В эксплуатационный период ведут наблюдения за температурой грунтов, особенно в месте примораживания ледогрунтовой призмы 3 к водонепроницаемому плащу 20. При этом в проекте предусматривают средства для ведения этого наблюдения, а также средства для понижения температуры грунтов в указанном месте на случай возникновения необходимости, например, с бермы 22. Целесообразно с наступлением теплого периода года в охлаждающие трубы 4 периодически помещать твердую двуокись углерода СО2, так называемый «сухой лед», который при возгонке поглощает 140 ккал/кг.During the operational period, the temperature of the soil is monitored, especially in the place where the ice-prism 3 is frozen to a waterproof raincoat 20. In this case, the project provides means for conducting this observation, as well as means for lowering the temperature of the soil in the indicated place in case of need, for example, with berm 22. It is advisable with the onset of the warm period of the year in the cooling pipes 4 to periodically place solid carbon dioxide CO 2 , the so-called "dry ice", which when sublimated absorbs 140 kcal / kg.

По мере оттаивания многолетнемерзлых грунтов 8 их водонепроницаемый плащ 20 опускается вниз без нарушения своей водонепроницаемости [3]. При этом слой теплоизоляции 5 и промороженный в водонасыщенном состоянии сезоннооттаивающий слой 17 замедляют оттаивание многолетнемерзлых грунтов 8 под плотиной и ограничивают глубину опускания конечного положения нулевой изотермы 18, что предотвращает опасные деформации в теле 1 плотины. В случае же работы плотины в нештатном режиме слой теплоизоляции 5 может выполнить противофильтрационную функцию понура плотины.As thawing permafrost soils 8 are thawed, their waterproof raincoat 20 goes down without violating its water resistance [3]. In this case, the thermal insulation layer 5 and the seasonally thawing layer 17 frozen in a water-saturated state slow down the thawing of permafrost soils 8 under the dam and limit the lowering depth of the final position of the zero isotherm 18, which prevents dangerous deformations in the body 1 of the dam. In the case of the dam in abnormal mode, the thermal insulation layer 5 can perform the anti-filter function of the dam dam.

Как сопряжение противофильтрационного устройства плотины с многолетнемерзлыми грунтами основания посредством выполненной на их естественной поверхности ледогрунтовой призмы, так и свойство слоя теплоизоляции, способного в особых случаях выполнить в плотине функцию понура, не известны из установленного уровня техники. Это позволяет заявителю сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию как «новизна», так и «изобретательский уровень».Both the conjugation of the anti-filtration device of the dam with permafrost soils of the base by means of an ice-ground prism made on their natural surface, and the property of the thermal insulation layer, which in special cases can perform the ponur function in the dam, are not known from the established prior art. This allows the applicant to conclude that the claimed technical solution meets the condition of both “novelty” and “inventive step”.

Предлагаемая грунтовая плотина может быть реализована с помощью известных строительных материалов и технологий их использования, что свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения условию «промышленная применимость».The proposed soil dam can be implemented using well-known building materials and technologies for their use, which indicates the compliance of the proposed technical solution with the condition "industrial applicability".

Предлагаемое изобретение в полной мере соответствует заповеди Павла Флоренского: «…не трогай мерзлоты ороченов… Не надо копаться в ее недрах».The present invention fully complies with the commandment of Pavel Florensky: "... do not touch the frozen permafrost ... Do not dig into its bowels."

Источники информацииInformation sources

1.Биянов Г. Ф. Плотины на вечной мерзлоте. - М.: Энергоиздат, 1983. С.64-101.1. Biyanov G.F. Dam on permafrost. - M .: Energoizdat, 1983. S.64-101.

2. Алешин Д.В., Шишов И.Н., Федосеев В.И. Восстановление напорного фронта гидроузла на реке Сытыкан. // Гидротехническое строительство. 2004. №12.2. Aleshin D.V., Shishov I.N., Fedoseev V.I. Restoration of the pressure head of the hydroelectric complex on the Sytykan River. // Hydraulic engineering. 2004. No. 12.

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. Патент РФ №2310035, кл. Е02В 7/06, опубл. 10.11.2007.4. RF patent No. 2310035, cl. ЕВВ 7/06, publ. 11/10/2007.

Claims (7)

1. Грунтовая плотина на многолетнемерзлых грунтах, характеризующаяся тем, что она содержит тело, выполненное из грунта, противофильтрационное устройство в виде водонепроницаемой геомембраны из полимерного материала, расположенной в пределах центральной части тела плотины и водонепроницаемо сопряженной с многолетнемерзлыми грунтами посредством ледогрунтовой призмы, выполненной из влажного связного грунта, расположенной под центральной частью тела плотины на естественной поверхности многолетнемерзлых грунтов и примороженной к ним, замораживающую систему, охлаждающие элементы которой расположены в ледогрунтовой призме и обеспечивают в период эксплуатации плотины поддержание этой призмы в ледогрунтовом, примороженном к многолетнемерзлым грунтам состоянии, и слой теплоизоляции, который выполнен из ячеистой пластмассы с герметически закрытыми порами, расположен под подошвой тела плотины на подготовленной поверхности сезоннооттаивающего слоя с верховой стороны от геомембраны и над ледогрунтовой призмой к ней примыкает, при этом нижняя часть геомембраны водонепроницаемо защемлена в ледогрунтовой призме, а каждый охлаждающий элемент замораживающей системы выполнен в виде металлической трубы большого диаметра, обеспечивающего осмотр и ремонт такой охлаждающей трубы изнутри, а посредством входного и выходного участка охлаждающая труба сообщена с атмосферой.1. Soil dam on permafrost soils, characterized in that it contains a body made of soil, an antifiltration device in the form of a waterproof geomembrane of polymeric material located within the central part of the dam body and watertightly interfaced with permafrost soils by means of an ice-prism made of wet cohesive soil located under the central part of the dam body on the natural surface of permafrost soils and frozen to them, a freezing system, the cooling elements of which are located in an ice primer and ensure that this prism is maintained in an ice primer frozen to permafrost soils during operation of the dam, and a thermal insulation layer made of cellular plastic with hermetically closed pores is located under the sole of the dam body on the prepared surface a seasonally thawing layer is adjacent to it on the upper side of the geomembrane and above the ice-ground prism, while the lower part of the geomembrane is waterproof it is tightly pinched in an ice-ground prism, and each cooling element of the freezing system is made in the form of a metal pipe of large diameter, which provides inspection and repair of such a cooling pipe from the inside, and through the inlet and outlet sections the cooling pipe is in communication with the atmosphere. 2. Плотина по п.1, отличающаяся тем, что геомембрана в поперечном сечении плотины имеет ломаный вид.2. The dam according to claim 1, characterized in that the geomembrane in the cross section of the dam has a broken shape. 3. Плотина по п.1, отличающаяся тем, что входные участки охлаждающих труб замораживающей системы выполнены с теплоизоляцией или из полиэтилена.3. The dam according to claim 1, characterized in that the inlet sections of the cooling pipes of the freezing system are made with thermal insulation or polyethylene. 4. Плотина по п.1, отличающаяся тем, что размер внутреннего диаметра охлаждающей трубы более 120 см.4. The dam according to claim 1, characterized in that the size of the inner diameter of the cooling pipe is more than 120 cm 5. Плотина по п.1, отличающаяся тем, что слой теплоизоляции расположен на поверхности промороженного в водонасыщенном состоянии сезоннооттаивающего слоя.5. The dam according to claim 1, characterized in that the thermal insulation layer is located on the surface of the seasonally thawing layer frozen in a water-saturated state. 6. Плотина по п.1, отличающаяся тем, что слой теплоизоляции выполнен сплошным из заливочной ячеистой пластмассы, т.е. из заливочного пенопласта, и образует собой противофильтрационный элемент в виде понура, водонепроницаемо сопряженного с геомембраной.6. The dam according to claim 1, characterized in that the thermal insulation layer is made of continuous casting cellular plastic, i.e. from pouring polystyrene foam, and forms an anti-filtration element in the form of a ponur, watertightly interfaced with a geomembrane. 7. Плотина по п.1, отличающаяся тем, что толщина слоя теплоизоляции не менее 5 см. 7. The dam according to claim 1, characterized in that the thickness of the insulation layer is not less than 5 cm
RU2010104270/21A 2010-02-08 2010-02-08 Ground dam on permafrost soils RU2415997C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010104270/21A RU2415997C1 (en) 2010-02-08 2010-02-08 Ground dam on permafrost soils

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010104270/21A RU2415997C1 (en) 2010-02-08 2010-02-08 Ground dam on permafrost soils

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2415997C1 true RU2415997C1 (en) 2011-04-10

Family

ID=44052169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010104270/21A RU2415997C1 (en) 2010-02-08 2010-02-08 Ground dam on permafrost soils

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2415997C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104631461A (en) * 2015-01-16 2015-05-20 长江勘测规划设计研究有限责任公司 Improved method for construction of reserved slot at downstream dam surface for cooling pipe installation
RU2752948C1 (en) * 2020-11-17 2021-08-11 Михаил Иванович Лоскин Earth dam on permafrost base with anti-filtration berm

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104631461A (en) * 2015-01-16 2015-05-20 长江勘测规划设计研究有限责任公司 Improved method for construction of reserved slot at downstream dam surface for cooling pipe installation
RU2752948C1 (en) * 2020-11-17 2021-08-11 Михаил Иванович Лоскин Earth dam on permafrost base with anti-filtration berm

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lin et al. Thermal regime of a thermokarst lake and its influence on permafrost, Beiluhe Basin, Qinghai‐Tibet Plateau
Mackay The world of underground ice
CN105545355B (en) The discharge structure of tunnel bottom suitable for rich water lithostratigraphy
Sivakumar Reclamation of land and improve water productivity of Jaffna Peninsula of northern Sri Lanka by improving the water quality of the lagoons
CN205477742U (en) Drainage structures suitable for tunnel bottom in rich water rock stratum
CN102733405A (en) Method for reducing temperature of frozen earth and preventing water catchment in pit for permafrost region
RU2602538C1 (en) Method for reduction of action of forces of frost boil and increasing stability of pile foundations in permafrost zone
Romanovsky et al. Permafrost: changes and impacts
RU2415997C1 (en) Ground dam on permafrost soils
Murton Global warming and thermokarst
RU2416692C1 (en) Water engineering system on permafrost soils
CN102587399B (en) Salivary flow ice prevention and management structure in cold zone
RU187757U1 (en) Culvert culvert
RU2416693C1 (en) Ground dam on permafrost soils
RU2381327C1 (en) Culvert under banked earth in conditions of permanently frozen grounds in periodic water course
Guglielmin et al. Lake‐ice blisters, terra nova bay area, northern victoria land, antarctica
RU2418134C1 (en) Water-engineering system at watercourse of seasonal action under conditions of permafrost soils, cooling unit and method to operate water-engineering system
JP2013087554A (en) Liquefaction measure structure and liquefaction measure construction method
RU2592113C2 (en) Ground dam on permafrost base and method for creation thereof
RU78815U1 (en) UNDERGROUND WEIR UNDER HARVEST CLIMATE CONDITIONS
Baťka Factors of formation and development of supraglacial lakes and their quantification: A review
RU2553738C1 (en) Surface and ground water discharge device
Yu et al. Cut-slope icing prevention: Case study of the seasonal frozen area of western China
Alter Water supply in Alaska
RU2392376C1 (en) Hydrotechnical channel under conditions of permafrost soils of slope