RU2465395C1 - Dam from soil materials - Google Patents
Dam from soil materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2465395C1 RU2465395C1 RU2011125931/13A RU2011125931A RU2465395C1 RU 2465395 C1 RU2465395 C1 RU 2465395C1 RU 2011125931/13 A RU2011125931/13 A RU 2011125931/13A RU 2011125931 A RU2011125931 A RU 2011125931A RU 2465395 C1 RU2465395 C1 RU 2465395C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dam
- soil
- core
- crest
- road surface
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении и эксплуатации плотин из грунтовых материалов в северной строительно-климатической зоне.The invention relates to hydraulic engineering and can be used in the construction and operation of dams of soil materials in the northern climatic zone.
Общеизвестна плотина из грунтовых материалов, которая содержит противофильтрационный элемент в виде ядра из глинистого грунта, верховую и низовую боковые призмы из крупнообломочных грунтов, оголовок из непучинистого грунта (то же: защитный слой) и дорожное покрытие проезжей части гребня плотины [1].It is a well-known dam made of soil materials, which contains an anti-filtration element in the form of a core made of clay soil, upper and lower side prisms from coarse soil, a head made of non-porous soil (the same: a protective layer) and road surface of the carriageway of the dam crest [1].
Недостатком такой плотины является ее недостаточная надежность в северной строительно-климатической зоне. При отрицательных среднегодовых температурах наружного воздуха на местности в верхней части ядра может развиться многолетняя мерзлота, часто слоистой текстуры. Так, верхние части плотин с ядром, построенных в северной строительно-климатической зоне, уже проморожены до 8 м и более, т.е. значительно ниже НПУ, с образованием в верхней части ядра мерзлого «перекрытия», опертого на слабодеформируемые боковые призмы плотины. Все это обуславливает образование трещин и разуплотненных зон в этой части ядра плотины [2].The disadvantage of such a dam is its lack of reliability in the northern building and climatic zone. At negative average annual outdoor temperatures in the area in the upper part of the core, permafrost can develop, often with a layered texture. So, the upper parts of the core dams built in the northern climatic zone are already frozen up to 8 m or more, i.e. significantly lower than the NPU, with the formation in the upper part of the core of the frozen "overlap", supported by weakly deformed lateral prisms of the dam. All this leads to the formation of cracks and unconsolidated zones in this part of the dam core [2].
Основные конструктивно-технологические особенности известных технических решений (как реализованных, так и нереализованных), направленных на устранение указанного недостатка общеизвестной плотины, заключаются в следующем [3]:The main structural and technological features of well-known technical solutions (both implemented and unrealized), aimed at eliminating the indicated drawback of a well-known dam, are as follows [3]:
- высота оголовка (защитного слоя) достаточна для предотвращения промерзания ядра сверху (экономически оправдано при среднегодовой температуре наружного воздуха не ниже минус 2-3°C);- the height of the tip (protective layer) is sufficient to prevent freezing of the core from above (economically justified at an average annual outdoor temperature of at least minus 2-3 ° C);
- ядро выше НПУ выполнено из слабопучинистого мерзлого грунта;- the core above the NPU is made of weakly grained frozen soil;
- оголовок плотины содержит жесткую или гибкую противофильтрационную диафрагму;- the tip of the dam contains a rigid or flexible impervious diaphragm;
- верхняя часть ядра снабжена пленкой, препятствующей миграции воды снизу в промерзающий оголовок;- the upper part of the core is equipped with a film that prevents the migration of water from below into the freezing head;
- верхняя часть ядра обогревается водою или электрическим током;- the upper part of the core is heated by water or electric current;
- верхняя часть ядра содержит траншею, заполненную сыпучим или кольматирующим материалом;- the upper part of the core contains a trench filled with loose or clogging material;
- ядро выше НПУ создают путем заполнения связным грунтом траншеи, выполненной в оголовке;- the core above the NPU is created by filling in a trench with cohesive soil made in the tip;
- верхняя часть ядра содержит траншею, заполненную тугопластичным гелеобразным материалом - криофилактиком с низкой температурой замерзания [4];- the upper part of the core contains a trench filled with a refractory gel-like material - a cryophylactic with a low freezing temperature [4];
- в оголовке над ядром выполнена ремонтно-смотровая обогреваемая галерея [5].- in the head above the core, a repair and inspection heated gallery was made [5].
Общий недостаток этих известных технических решений (средств) заключается в том, что, во-первых, их реализация на находящейся в эксплуатации плотине связана со сложными и затратными работами по реконструкции оголовка плотины, во-вторых, при среднегодовой температуре наружного воздуха ниже минус 7°C работоспособность плотины с реконструированным оголовком может оказаться недостаточной (кроме последнего наиболее затратного оголовка [5]). При этом возможность комбинации двух или более этих технических решений в одной плотине не просматривается.A common drawback of these well-known technical solutions (means) is that, firstly, their implementation on an existing dam is associated with complex and costly reconstruction of the dam head, and secondly, at an average annual outdoor temperature below
Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении надежности плотины и экономии средств на ее возведение и эксплуатацию в северной строительно-климатической зоне за счет упрощения и удешевления работ, направленных на предотвращение промерзания верхней части ядра плотины, а также за счет способности предлагаемого технического средства работать совместно с известными техническими решениями.The problem to which the invention is directed, is to increase the reliability of the dam and save money on its construction and operation in the northern climatic zone by simplifying and cheapening the work aimed at preventing freezing of the upper part of the dam core, as well as due to the ability of the proposed technical means to work together with well-known technical solutions.
Задача решается тем, что плотина из грунтовых материалов, содержащая противофильтрационный элемент в виде ядра из глинистого грунта, верховую и низовую боковые призмы из крупнообломочных грунтов, оголовок из непучинистого грунта и дорожное покрытие проезжей части гребня плотины, согласно изобретению материал, по меньшей мере, дорожного покрытия проезжей части гребня плотины имеет коэффициент поглощения солнечной радиации не менее 0,9.The problem is solved in that a dam of soil materials containing an anti-filter element in the form of a core of clay soil, upper and lower side prisms of coarse soil, a head of non-porous soil and a road surface of the carriageway of the dam crest, according to the invention, at least a road material Covering the carriageway of the dam crest has a absorption coefficient of solar radiation of at least 0.9.
Дополнительно:Additionally:
- непроезжая часть гребня плотины содержит тонкослойное покрытие, которое увеличивает коэффициент поглощения солнечной радиации на непроезжей части гребня плотины до величины не менее 0,7;- the impassable part of the dam crest contains a thin layer coating that increases the absorption coefficient of solar radiation on the impassable part of the dam crest to a value of at least 0.7;
- плотина содержит тонкослойное покрытие, которое расположено на откосе плотины от гребня до заданного уровня и увеличивает на откосе коэффициент поглощения солнечной радиации до величины не менее 0,7;- the dam contains a thin layer coating that is located on the slope of the dam from the crest to a predetermined level and increases the absorption coefficient of solar radiation on the slope to a value of not less than 0.7;
- дорожное покрытие проезжей части гребня плотины выполнено из асфальтобетона;- the road surface of the carriageway of the dam crest is made of asphalt concrete;
- тонкослойное покрытие выполнено из битумного или лакокрасочного материала темного цвета.- a thin coating is made of bituminous or paint material of a dark color.
Именно придание по указанным правилам наружной поверхности верхней части плотины повышенной, против обычной, способности поглощать солнечную радиацию обеспечивает повышенный прогрев верхней части плотины. Это обстоятельство при соответствующей экономически обоснованной высоте оголовка может за счет повышенного запаса тепла и обогревающего воздействия фильтрующей по плотине воды предотвратить промерзание верхней части ядра в холодный период года при среднегодовой температуре наружного воздуха на местности около минус 6-7°C.It is the fact that, according to the indicated rules, giving the outer surface of the upper part of the dam an increased, against the usual, ability to absorb solar radiation provides increased heating of the upper part of the dam. This circumstance, with the corresponding economically feasible head height, due to the increased heat supply and the heating effect of filtering water through the dam, can prevent the freezing of the upper part of the core in the cold season at an average annual outdoor temperature of about -6-7 ° C on the ground.
На чертеже в качестве примера схематически изображена верхняя часть плотины в поперечном разрезе.The drawing, as an example, schematically shows the upper part of the dam in cross section.
Плотина из грунтовых материалов содержит ядро 1 из глинистого грунта, боковые призмы, верховую 2 и низовую 3, из каменной наброски, переходные слои, верховые 4 и 5 и низовые 6 и 7, оголовок 8 из гравелистого песка и дорожное покрытие 9 проезжей части гребня 10 плотины. Дорожное покрытие 9 выполнено из асфальтобетона, который имеет коэффициент поглощения солнечной радиации не менее 0,9. Обочины 11 образуют на гребне 10 непроезжую часть и содержат тонкослойное покрытие 12, которое выполнено из битумного или лакокрасочного материала темного цвета и которое увеличивает на обочине 11 коэффициент поглощения солнечной радиации, по меньшей мере, до величины не менее 0,7.The dam from soil materials contains a
На изображенном примере солнечные лучи 13 направлены преимущественно на низовой откос 14 плотины, что является благоприятным условием использования предлагаемого изобретения. В этом случае целесообразно на низовом откосе 14 расположить также тонкослойное покрытие 12 (битум, лакокрасочный материал темного цвета), которое на откосе 14 также увеличит коэффициент поглощения солнечной радиации, по меньшей мере, до величины не менее 0,7. Тонкослойное покрытие 12 на откосе 14 располагают от гребня 10 плотины до заданного на откосе 14 уровня 15, например до точки А - уровень высачивания кривой депрессии 16 при НПУ воды в верхнем бьефе.In the depicted example, the sun's
Суть теплотехнических расчетов плотины для конкретных природно-климатических условий, ее местонахождения и ориентации относительно сторон света заключается в том, что сначала прогнозируют границу 17 промерзания верхней части в плотине-прототипе, а затем границу 18 промерзания в предложенной плотине. После чего оценивают эффективность последней плотины.The essence of the thermotechnical calculations of the dam for specific climatic conditions, its location and orientation relative to the cardinal points is that first they predict the
В случае недостаточной эффективности рассматривается возможность дополнения плотины известным техническим решением, конструктивно совместимым с предложенной плотиной.In case of insufficient efficiency, the possibility of supplementing the dam with a known technical solution that is structurally compatible with the proposed dam is considered.
Особенность возведения плотины заключается в том, что при создании тонкослойного покрытия 12 материал на поверхность обочины 11 и откоса 14 целесообразно наносить распылителем. При этом направление сопла распылителя следует направлять с Юга на Север, т.е. по преобладающему направлению солнечных лучей 13.The peculiarity of the construction of the dam is that when creating a thin-
Особенность работы настоящей плотины в конкретных природно-климатических условиях заключается в следующем.The peculiarity of the operation of this dam in specific climatic conditions is as follows.
Обильное поглощение верхней частью плотины тепла солнечной радиации и его накопление преимущественно в теплый период года обеспечивает предотвращение промерзания верхней части ядра 1 в холодный период года при среднегодовой температуре наружного воздуха на местности около минус 6-7°C. Это примерно на 3-4°C ниже, чем в обычной плотине-прототипе, в которой высота Ног оголовка 8, защищающего ядро 1 от промерзания, принимается в соответствии с теплотехническим расчетом и экономическим обоснованием.The abundant absorption of solar radiation heat by the upper part of the dam and its accumulation mainly during the warm period of the year prevents the freezing of the upper part of
Количество солнечной радиации зависит от высоты солнца, определяющей расстояние, которое должен пройти солнечный луч, перед тем как попасть на поверхность земли, времени года, прозрачности атмосферы (пыль, водяной пар, озон, атмосферное давление и т.д.). Солнечная радиация обычно измеряется по ее тепловому действию (актинометры, пиргелиометры) и выражается в калориях на единицу поверхности за единицу времени. Солнечная радиация не блокируется облаками и она сильна вблизи полюсов в период полярных дней, когда Солнце даже в полночь находится над горизонтом. На экваторе разницы между зимой и летом практически нет.The amount of solar radiation depends on the height of the sun, which determines the distance that a sunbeam must travel before it reaches the surface of the earth, season, transparency of the atmosphere (dust, water vapor, ozone, atmospheric pressure, etc.). Solar radiation is usually measured by its thermal effect (actinometers, pyrheliometers) and is expressed in calories per surface unit per unit time. Solar radiation is not blocked by clouds and it is strong near the poles during the polar days when the sun is even above mid-horizon at midnight. At the equator, there is practically no difference between winter and summer.
Интенсивность поглощения верхней частью плотины тепла солнечной радиации зависит от интенсивности солнечного луча 13 на местности, угла его падения на наружную поверхность плотины и коэффициента поглощения материалом этой поверхности.The intensity of absorption by the upper part of the dam of heat of solar radiation depends on the intensity of the sun's
Коэффициент поглощения солнечного излучения зависит от цвета поверхности и изменяется от 0,25 белой глянцевой поверхности (эмаль) до 0,9 черной поверхности (асфальтобетон). При этом наиболее распространенные горные породы каменной наброски имеют этот коэффициент поглощения около 0,6 или менее, а именно: песчаник светлосерый 0,62, гранит 0,55, известняк темный 0,5 и известняк светлый 0,35.The absorption coefficient of solar radiation depends on the color of the surface and varies from 0.25 white glossy surface (enamel) to 0.9 black surface (asphalt concrete). Moreover, the most common rock formations have an absorption coefficient of about 0.6 or less, namely light gray sandstone 0.62, granite 0.55, dark limestone 0.5 and light limestone 0.35.
Применительно плотин Курейской ГЭС, находящихся в эксплуатации за Полярным кругом, использование настоящего изобретения может заключаться в следующем. Покрытие проезжей части гребня плотины выполняют из асфальтобетона, а тонкослойное покрытие непроезжей части и откосов верхней части плотины из приготовленного на месте жидкого материала. Этот материал может состоять из имеющегося в отвалах на ГЭС некондиционного графита и/или угля, смешенного после помола с жидким вяжущим составом. Такой слой обеспечит величину коэффициента поглощения солнечной радиации наружной поверхностью плотины около 0,8.With regard to the dams of the Kureyskaya hydroelectric station located in operation beyond the Arctic Circle, the use of the present invention can be as follows. Covering the carriageway of the dam crest is made of asphalt concrete, and a thin-layer coating of the roadway and slopes of the upper part of the dam from liquid material prepared on site. This material may consist of substandard graphite and / or coal present in the dumps at the hydroelectric power station, mixed after grinding with a liquid binder. Such a layer will provide a value of the absorption coefficient of solar radiation by the outer surface of the dam of about 0.8.
ОбозначенияDesignations
1 - ядро1 - core
2 - верховая боковая призма2 - riding side prism
3 - низовая боковая призма3 - bottom side prism
4 и 5 - верховые переходные слои4 and 5 - upper transitional layers
6 и 7 - низовые переходные слои6 and 7 - lower transitional layers
8 - оголовок8 - tip
9 - дорожное покрытие9 - road surface
10 - гребень (плотины)10 - crest (dam)
11 - обочина (непроезжая часть)11 - roadside (impassable part)
12 - тонкослойное покрытие12 - thin coating
13 - солнечный луч13 - sunbeam
14 - откос14 - slope
15 - уровень точки А15 - level of point A
16 - кривая депрессии16 - depression curve
17 - граница промерзания в плотине-прототипе17 - freezing boundary in the dam-prototype
18 - граница промерзания в предложенной плотине.18 - freezing boundary in the proposed dam.
А - точка высачиванияA is the point of suction
Ног - высота оголовка.H og - the height of the tip.
Источники информацииInformation sources
1. СНИП 2.06.05-84* Плотины из грунтовых материалов, пп.2.1*, 2.14, 2.15.1. SNIP 2.06.05-84 * Dams from soil materials, paragraphs 2.1 *, 2.14, 2.15.
2. Ягин В.П. Плотины из грунтовых материалов, возводимые в северной строительно-климатической зоне. // Гидротехническое строительство, 1997, №3.2. Yagin V.P. Dams of soil materials erected in the northern climatic zone. // Hydrotechnical construction, 1997, No. 3.
3. Ягин В.П. Оголовок грунтовой плотины, возводимой в северной строительно-климатической зоне. // Гидротехническое строительство, 2002, №4.3. Yagin V.P. The head of the soil dam being erected in the northern climatic zone. // Hydrotechnical construction, 2002, No. 4.
4. Пат. Российской Федерации №2418132, опубл. 10.05.2011.4. Pat. Russian Federation No. 2418132, publ. 05/10/2011.
5. Пат. Российской Федерации №2207428, опубл. 27.06.2003.5. Pat. Russian Federation No. 2207428, publ. 06/27/2003.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011125931/13A RU2465395C1 (en) | 2011-06-22 | 2011-06-22 | Dam from soil materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011125931/13A RU2465395C1 (en) | 2011-06-22 | 2011-06-22 | Dam from soil materials |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2465395C1 true RU2465395C1 (en) | 2012-10-27 |
Family
ID=47147469
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011125931/13A RU2465395C1 (en) | 2011-06-22 | 2011-06-22 | Dam from soil materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2465395C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108589662A (en) * | 2018-03-21 | 2018-09-28 | 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司 | A kind of core wall rockfill dam |
CN108951557A (en) * | 2018-08-20 | 2018-12-07 | 云南省红河州水利水电勘察设计研究院 | A kind of hydraulic engineering irrigates, flood control dam |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1330247A1 (en) * | 1984-12-29 | 1987-08-15 | Московский Инженерно-Строительный Институт Им.В.В.Куйбышева | Method of technical amelioration of overwatered soils |
SU1427027A1 (en) * | 1987-03-25 | 1988-09-30 | Украинское отделение Всесоюзного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института "Гидропроект" им.С.Я.Жука | Earth dam |
RU93044595A (en) * | 1993-09-17 | 1996-06-20 | METHOD OF AIR VENTILATION | |
RU2105934C1 (en) * | 1992-04-01 | 1998-02-27 | Мишаль Рилевски Эженьюсз | Device for entrapping solar energy and its transfer to medium to be heated |
RU2207428C2 (en) * | 2001-07-02 | 2003-06-27 | Ягин Василий Петрович | Earth dam |
RU2418132C1 (en) * | 2009-08-11 | 2011-05-10 | Открытое акционерное общество "ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева" | Dam of soil materials |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2128289C1 (en) * | 1993-09-17 | 1999-03-27 | Шваб Альберт Александрович | Quarry ventilation method |
-
2011
- 2011-06-22 RU RU2011125931/13A patent/RU2465395C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1330247A1 (en) * | 1984-12-29 | 1987-08-15 | Московский Инженерно-Строительный Институт Им.В.В.Куйбышева | Method of technical amelioration of overwatered soils |
SU1427027A1 (en) * | 1987-03-25 | 1988-09-30 | Украинское отделение Всесоюзного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института "Гидропроект" им.С.Я.Жука | Earth dam |
RU2105934C1 (en) * | 1992-04-01 | 1998-02-27 | Мишаль Рилевски Эженьюсз | Device for entrapping solar energy and its transfer to medium to be heated |
RU93044595A (en) * | 1993-09-17 | 1996-06-20 | METHOD OF AIR VENTILATION | |
RU2207428C2 (en) * | 2001-07-02 | 2003-06-27 | Ягин Василий Петрович | Earth dam |
RU2418132C1 (en) * | 2009-08-11 | 2011-05-10 | Открытое акционерное общество "ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева" | Dam of soil materials |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108589662A (en) * | 2018-03-21 | 2018-09-28 | 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司 | A kind of core wall rockfill dam |
CN108951557A (en) * | 2018-08-20 | 2018-12-07 | 云南省红河州水利水电勘察设计研究院 | A kind of hydraulic engineering irrigates, flood control dam |
CN108951557B (en) * | 2018-08-20 | 2023-09-08 | 云南省红河州水利水电勘察设计研究院 | Irrigation and flood control dam for hydraulic engineering |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Anupam et al. | Emerging technologies in cool pavements: A review | |
RU2453655C1 (en) | Ground dam on permafrost foundation | |
Woo | Permafrost and hydrology | |
CN108193575A (en) | The anti-freeze expansion structure and its paving method of seasonal frozen soil region roadbed | |
AU2016228704B2 (en) | Hard road construction method for natural groundwater recharge | |
Yair et al. | Spatial and temporal variability of water percolation and movement in a system of longitudinal dunes, western Negev, Israel | |
CN204608547U (en) | A kind of Permafrost Area is for spreading the ventilation curb of flexible pavement heat | |
CN109424054A (en) | The technique constructed in construction to storm sewer | |
Colantoni et al. | Coastal processes and cliff recession between Gabicce and Pesaro (northern Adriatic Sea): a case history | |
Dannemand Andersen et al. | Large thermal energy storage at Marstal district heating | |
CN101418565A (en) | Qinghai-tibet railway permafrost wetland ground treatment technique | |
RU2465395C1 (en) | Dam from soil materials | |
Harris | Causes and consequences of rapid thermokarst development in permafrost or glacial terrain | |
CN104695298A (en) | Complete permeable compound type road surface structure | |
RU2324032C1 (en) | Road embankment over permanently frosen soils | |
Wu et al. | Freeze-thaw erosion mechanism and preventive actions of highway subgrade soil in an alpine meadow on the Qinghai-Tibet Plateau | |
Seifeddine et al. | Review on thermal behavior of cool pavements | |
RU2469147C1 (en) | Dam of soil materials | |
CN204589747U (en) | A kind of water permeability composite pavement structure completely | |
Miotke | Physical weathering in Taylor valley, Victoria land, Antartica | |
CN110644507A (en) | Method for building mortar rubble side slope retaining wall | |
Yu et al. | Cut-slope icing prevention: Case study of the seasonal frozen area of western China | |
CN211472382U (en) | Ecological remediation bank protection device | |
Yu et al. | Properties of subgrade and construction techniques of Mobei expressway | |
CN101974934B (en) | Solar ground mosaic device with ecological environment protection function |