RU2557173C1

RU2557173C1 - Adit construction method

Info

Publication number: RU2557173C1
Application number: RU2014110383/13A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Алексеевич Ксензов; Николай Георгиевич Ковалев
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2015-07-20

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: construction method of adits containing a water-receiving element in the form of a solid unit of n number (n>2) of vertical longitudinal toe filters involves trench excavation by means of an excavating and drainage machine, laying into it of a drain pipe covered with protective filter material, and refilling of the trench by means of a padding device moving synchronously with the drainage machine and provided with a bunker for filter material with a drain chute. Laying of the drain pipe covered with protective filter material and refilling of the trench is performed simultaneously. The drain pipe covered with protective filter material is padded throughout the trench width to the depth of 15 cm above its crown from a duct to which filter material is supplied from the bunker via the drain chute. The duct represents a rectangular parallelepiped having width equal to trench width, and height that is somewhat bigger than trench depth. Duct bottom is located near the trench bottom at the distance of padding layer thickness of the drain pipe relative to the trench bottom. The duct is rigidly attached with front wall 7 to housing 8 of the excavating and drainage machine. On rear 9 wall of the duct there installed on the outer side are (n-1) vertical partition walls 10 parallel to each other and to walls 1 of the trench with a possibility of changing the distance between them according to thickness of the filters. Height of each of partition walls 10 is equal to the duct height. The filter material bunker is divided into sections by means of partition walls with a possibility of changing the distance between them and their number so that the number of bunker sections is more by one than the number of vertical longitudinal toe filters of the adit. Each bunker section is provided with its own drain chute, from which each adjacent vertical longitudinal filter is filled with heterogeneous filter material.

EFFECT: providing a possibility of filter refilling of the trench of the adit; improving hydrological action of adits and ecological and economic efficiency of draining of low-water-permeable middle and heavy loamy and clay soils.

4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к мелиоративному строительству и может быть использовано при строительстве закрытых собирателей в Нечерноземной зоне, предназначенных для осушения средне- и тяжелосуглинистых и глинистых почвогрунтов как с атмосферным, так и с намывным типами водного питания.The invention relates to reclamation construction and can be used in the construction of closed collectors in the Non-Chernozem zone, intended for drainage of medium and heavy loamy and clayey soil with both atmospheric and alluvial types of water supply.

Как известно, закрытые собиратели отводят воду с поверхности почвы и гравитационную воду из пахотного слоя. Засыпка траншеи закрытого собирателя, как правило, имеет коэффициент фильтрации выше коэффициента фильтрации окружающего ее почвогрунта на порядок и более.As you know, closed collectors divert water from the soil surface and gravity water from the arable layer. The filling of the closed collector's trench, as a rule, has a filtration coefficient higher than the filtration coefficient of the surrounding soil by an order of magnitude or more.

Известен закрытый собиратель (Патент RU 2411322 C1, Кл. E02B 11/00, 2011 г.), включающий водоприемный элемент в форме призмы, размещенной в дренажной траншее с вертикальными стенками и уложенной в ней дренажной трубой, обернутой защитно-фильтрующим материалом. Призма составлена из n-го количества вертикальных правильных продольных призм, где n≥2. Призмы образуют единый блок. При этом каждые смежные призмы (для усиления контактной фильтрации) заполнены разнородным фильтрующим материалом. В качестве фильтрующего материала могут быть использованы песок, шлак, льняная костра, смесь вынутого из дренажной траншеи почвогрунта с почвой пахотного слоя либо с отощающими добавками, например песком, шлаком, доломитом и др.A closed collector is known (Patent RU 2411322 C1, CL. E02B 11/00, 2011), including a water receiving element in the form of a prism placed in a drainage trench with vertical walls and a drain pipe laid in it, wrapped with a protective filtering material. The prism is composed of the nth number of vertical regular longitudinal prisms, where n≥2. Prisms form a single unit. Moreover, each adjacent prism (to enhance contact filtration) is filled with a heterogeneous filter material. As the filtering material, sand, slag, flax fire, a mixture of soil taken out from a drainage trench with an arable layer soil or with thinning additives, such as sand, slag, dolomite, etc. can be used.

Известен способ строительства закрытых собирателей (Временные рекомендации по проектированию и строительству конструкций дренажа в слабоводопроницаемых грунтах на опытно-производственных участках Нечерноземной зоны РСФСР / Коллектив авторов; СевНИИГиМ-Ленмелиорация-Ленгипроводхоз. - Л.: СевНИИГиМ-Ленгипроводхоз, 1988. - 52 с.; прототип, п.4.2), включающий рытье траншеи экскаватором-дреноукладчиком, укладку в нее дренажной трубы, обернутой защитно-фильтрующим материалом, и засыпку траншеи посредством присыпателя, движущегося синхронно с дреноукладчиком и оборудованного бункером для фильтрующего материала со спускным лотком, предназначенным для подачи фильтрующего материала в траншею. При этом укладку дренажной трубы, обернутой защитно-фильтрующим материалом, и засыпку траншеи осуществляют одновременно.A known method of building closed collectors (Temporary recommendations for the design and construction of drainage structures in poorly permeable soils at the experimental production sites of the Non-chernozem zone of the RSFSR / Team of authors; SevNIIGiM-Lenmelioreatsiya-Lengiprovodkhoz. - L .: SevNIIIGiM-Lengiprovodkhoz, 1988. - 52 p .; prototype, paragraph 4.2), including digging a trench with an excavator-drainer, laying a drainage pipe wrapped in protective filtering material in it, and filling the trench with an applicator moving synchronously with the tree a layer and equipped with a hopper for filter material with a drain tray designed to supply filter material into the trench. In this case, the laying of the drainage pipe wrapped with a protective filtering material, and filling the trench is carried out simultaneously.

К причинам, создающим сложности при использовании этой технологии при строительстве закрытых собирателей, относится невозможность механизированного выполнения операций по засыпке дренажной траншеи, состоящей из n-го количества (n≥2) вертикальных продольных фильтрующих призм. Отечественное машиностроение не выпускает специальных приспособлений и машин.The reasons that complicate the use of this technology in the construction of closed collectors include the impossibility of mechanized execution of operations to backfill the drainage trench, consisting of the nth number (n≥2) of vertical longitudinal filter prisms. Domestic engineering does not produce special devices and machines.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается также в расширении технологических возможностей оборудования для строительства закрытых собирателей - строительство закрытых собирателей, засыпка траншеи которых состоит не из одной, а из n, при n≥2, вертикальных продольных фильтрующих призм.The task to which the claimed invention is directed is also to expand the technological capabilities of equipment for the construction of closed collectors - the construction of closed collectors, the filling of the trench of which does not consist of one, but of n, with n≥2, vertical longitudinal filter prisms.

Технический результат от решения поставленной задачи заключается в снижении стоимости строительства путем обеспечения возможности механизированного выполнения фильтрующей засыпки траншеи закрытого собирателя, имеющего в траншее n-ое количество (n≥2) вертикальных продольных фильтрующих призм, а также за счет выполнения одновременно операций по укладке дренажной трубы, присыпке ее фильтрующим материалом и засыпке траншеи, и, кроме того, - в улучшении гидрологического действия закрытых собирателей и повышении эколого-экономической эффективности дренирования слабоводопроницаемых средне- и тяжелосуглинистых и глинистых почвогрунтов.The technical result from the solution of this problem is to reduce the cost of construction by providing the possibility of mechanized filtering backfilling of the trench of a closed collector having an nth number (n≥2) of vertical longitudinal filtering prisms in the trench, as well as by simultaneously performing the laying of the drainage pipe sprinkling it with filtering material and backfilling the trench, and, in addition, improving the hydrological effect of closed collectors and increasing the environmental and economic efficiency ktivnosti slabovodopronitsaemyh drainage medium and heavy loam and clay soils.

Поставленная задача решена тем, что в способе строительства закрытых собирателей, содержащих водоприемный элемент в виде единого блока из n-го количества (n≥2) вертикальных продольных фильтрующих призм, включающем рытье траншеи экскаватором-дреноукладчиком, укладку в нее дренажной трубы, обернутой защитно-фильтрующим материалом, и засыпку траншеи посредством присыпателя, движущегося синхронно с экскаватором-дреноукладчиком и оборудованного бункером для фильтрующего материала со спускным лотком, причем укладку дренажной трубы, обернутой защитно-фильтрующим материалом, и засыпку траншеи осуществляют одновременно, дренажную трубу, обернутую защитно-фильтрующим материалом, одновременно с укладкой ее в траншею присыпают фильтрующим материалом по всей ширине траншеи на 15 см над ее шелыгой из короба, представляющего собой прямоугольный параллелепипед, имеющий ширину, равную ширине траншеи, а высоту, несколько большую, чем глубина траншеи, при этом низ короба располагают выше дна траншеи на толщину слоя присыпки дренажной трубы относительно дна траншеи, передней стенкой короб жестко присоединен к корпусу экскаватора-дреноукладчика, а на задней его стенке с внешней стороны установлены (n-1) вертикальные, параллельные между собой и стенкам траншеи с возможностью изменения расстояния между ними в соответствии с толщиной призм перегородки, высота каждой из которых равна высоте короба, кроме того, бункер для фильтрующего материала разделен на секции посредством перегородок с возможностью изменения расстояния между ними и их количества таким образом, чтобы количество секций бункера было на одну больше количества вертикальных продольных фильтрующих призм закрытого собирателя, при этом каждая секция бункера снабжена своим спускным лотком, из которого каждую смежную вертикальную продольную призму заполняют разнородным фильтрующим материалом. Вертикальные перегородки, установленные на задней стенке короба с внешней его стороны, снабжены полозьями в их нижней части. Засыпку начального участка траншеи, длина которого равна длине короба с перегородками, производят с учетом конкретных условий. Вeрх единого блока из n-го производят с учетом конкретных условий. Верх единого блока из n-го количества (n≥2) вертикальных продольных фильтрующих призм закрытого собирателя на пахотных угодьях размещают на уровне плужной подошвы пахотного слоя, а на сенокосах и пастбищах размещают на уровне поверхности почвы.The problem is solved in that in the method of constructing closed collectors containing a water intake element in the form of a single block of an nth number (n≥2) of vertical longitudinal filtering prisms, including digging a trench with an excavator-drainer, laying a drainage pipe wrapped in protective filtering material, and filling the trench by means of a sprinkler moving synchronously with the excavator-drainer and equipped with a hopper for filtering material with a drain pan, and laying a drainage pipe, wrap that protective filtering material, and filling the trench is carried out simultaneously, a drainage pipe wrapped with a protective filtering material, at the same time laying it in the trench, is sprinkled with filtering material over the entire width of the trench 15 cm above its casing from the box, which is a rectangular parallelepiped having a width equal to the width of the trench, and a height slightly greater than the depth of the trench, while the bottom of the box is located above the bottom of the trench by the thickness of the layer of dusting of the drainage pipe relative to the bottom of the trench, the front wall the orob is rigidly attached to the casing of the drainage excavator, and on its back wall from the outside there are (n-1) vertical, parallel to each other and trench walls, with the possibility of changing the distance between them in accordance with the thickness of the partition prisms, the height of each of which is equal to the height boxes, in addition, the hopper for the filter material is divided into sections by means of partitions with the possibility of changing the distance between them and their number so that the number of sections of the hopper is one more than the number Twa longitudinal vertical filtering prisms closed collector, each hopper section is provided with its drain tray from which each adjacent vertical longitudinal prism is filled with filter material heterogeneous. Vertical partitions mounted on the rear wall of the box on its outer side are provided with runners in their lower part. Backfill of the initial section of the trench, the length of which is equal to the length of the box with partitions, is made taking into account specific conditions. The top of a single block from the nth is made taking into account specific conditions. The top of a single block of the nth number (n≥2) of vertical longitudinal filtering prisms of the closed collector on arable land is placed at the level of the plow sole of the arable layer, and on hayfields and pastures placed at the level of the soil surface.

Заявленный способ строительства закрытых собирателей, содержащих водоприемный элемент в виде единого блока из n-го количества (n≥2) вертикальных продольных фильтрующих призм, благодаря расширению технологических возможностей оборудования для строительства закрытых собирателей позволяет механизировать выполнение операций по засыпке дренажной траншеи. Выполнение одновременно операций по укладке дренажной трубы, присыпке ее фильтрующим материалом и засыпке траншеи также способствует снижению стоимости строительства закрытого собирателя. Возможность механизировать выполнение операций по засыпке дренажной траншеи с водоприемным элементом в виде единого блока из n-го количества (n≥2) вертикальных продольных фильтрующих призм скажется и на улучшении гидрологического действия закрытых собирателей и повышении эколого-экономической эффективности дренирования слабоводопроницаемых средне- и тяжелосуглинистых и глинистых почвогрунтов.The claimed method for the construction of closed collectors containing a water intake element in the form of a single block of the n-th number (n≥2) of vertical longitudinal filtering prisms, due to the expansion of the technological capabilities of equipment for the construction of closed collectors, allows mechanizing the filling of the drainage trench. The simultaneous execution of operations on laying the drainage pipe, dusting it with filter material and filling the trench also helps to reduce the cost of building a closed collector. The ability to mechanize the filling operations of a drainage trench with a water intake element in the form of a single block of n-th number (n≥2) of vertical longitudinal filtering prisms will also affect the hydrological effect of closed collectors and increase the environmental and economic efficiency of drainage of poorly permeable medium and heavy loamy and clay soil.

Изобретение иллюстрируется чертежами, поясняющими предложенный способ.The invention is illustrated by drawings explaining the proposed method.

На фиг.1 приведено поперечное сечение траншеи по Б-Б (фиг.2) в процессе ее засыпки с применением короба с перегородками траншеи (при n=3), а на фиг.2 - вид короба и перегородок в плане по стрелке А (фиг.1).Figure 1 shows the cross section of the trench along B-B (figure 2) in the process of filling it with the use of the box with the walls of the trench (with n = 3), and figure 2 is a plan view of the box and partitions in the direction of arrow A ( figure 1).

Закрытый собиратель включает водоприемный элемент в форме призмы, размещенный в траншее с вертикальными стенками 1 и уложенной в ней дренажной трубой 2, обернутой защитно-фильтрующим материалом. Призма составлена из 3-х вертикальных правильных призм 3, образующих единый блок и заполняемых фильтрующим материалом, отличающимся по разнородности в каждой смежной призме 3 и призме 4. Верх каждой из призм размещают в зависимости от сельскохозяйственного использования осушаемой почвы: на пахотных угодьях (показано на фиг.1) - на уровне нижней границе пахотного слоя 5 (на уровне его плужной подошвы), в случае сенокосов и пастбищ - на уровне поверхности почвы 6.The closed collector includes a prism-shaped water intake element placed in a trench with vertical walls 1 and a drain pipe 2 laid in it, wrapped in a protective filtering material. The prism is composed of 3 vertical regular prisms 3, forming a single block and filled with filter material that differs in heterogeneity in each adjacent prism 3 and prism 4. The top of each prism is placed depending on the agricultural use of the drained soil: on arable land (shown on figure 1) - at the lower boundary of the arable layer 5 (at the level of its plow sole), in the case of hayfields and pastures - at the level of the soil surface 6.

Способ строительства закрытых собирателей, содержащих водоприемный элемент в виде единого блока из n-го количества (n≥2) вертикальных продольных фильтрующих призм, включает следующие операции.The method of construction of closed collectors containing a water intake element in the form of a single block of the n-th number (n≥2) of vertical longitudinal filtering prisms includes the following operations.

1. Подготовку экскаватора-дреноукладчика к работе, установку на нем короба, представляющего собой прямоугольный параллелепипед, имеющий ширину, равную ширине траншеи, а высоту, несколько большую, чем глубина траншеи. Низ короба располагают выше дна траншеи на толщину слоя присыпки дренажной трубы 2 относительно дна траншеи. Передней стенкой 7 короб жестко присоединяют к корпусу 8 экскаватора-дреноукладчика. На задней 9 стенке короба с внешней его стороны установлены вертикальные, параллельные между собой и стенкам 1 траншеи с возможностью изменения расстояния между ними в соответствии с толщиной призм 3 перегородки 10, высота каждой из которых равна высоте короба. Верх 11 короба выше поверхности почвы 6, что исключает попадание фильтрующего материала в корзину экскаватора-дреноукладчика. Перегородки 10 в нижней их части снабжены полозьями 12. Благодаря полозьям 12, размещенным по низу перегородок 10 и передвигающимся по поверхности присыпки 4 дренажной трубы, обернутой защитно-фильтрующим материалом, и небольшой длине короба с перегородками короб легко перемещается вслед за экскаватором-дреноукладчиком. При этом обеспечивается устойчивое его положение в траншее между ее стенками 1.1. Preparation of the excavator-drainage loader for work, installation of a box on it, which is a rectangular parallelepiped, having a width equal to the width of the trench, and a height slightly greater than the depth of the trench. The bottom of the box is placed above the bottom of the trench by the thickness of the layer of dusting of the drainage pipe 2 relative to the bottom of the trench. The front wall 7 of the box is rigidly attached to the casing 8 of the excavator-drainage stacker. On the rear 9 wall of the box from its outer side, vertical trenches are installed parallel to each other and to the walls 1 with the possibility of changing the distance between them in accordance with the thickness of the prisms 3 of the partition 10, the height of each of which is equal to the height of the box. The top 11 of the box above the surface of the soil 6, which eliminates the ingress of filter material into the basket of the excavator-draenerator. The partitions 10 in their lower part are provided with runners 12. Thanks to the runners 12 located on the bottom of the partitions 10 and moving along the surface of the dusting powder 4 of the drainage pipe wrapped with protective filtering material, and the small length of the box with the partitions, the box easily moves after the excavator-drainer. This ensures its stable position in the trench between its walls 1.

2. Подготовку присыпателя к работе: установка в бункере для фильтрующего материала перегородок с возможностью изменения расстояния между ними и их количества таким образом, чтобы количество секций бункера было на одну больше количества вертикальных продольных фильтрующих призм 3 закрытого собирателя, при этом каждая секция бункера снабжена своим спускным лотком.2. Preparation of the dispenser for work: installation of partitions in the hopper for the filter material with the possibility of changing the distance between them and their number so that the number of sections of the hopper is one more than the number of vertical longitudinal filter prisms 3 of the closed collector, with each section of the hopper equipped with its own drain pan.

3. Рытье траншеи экскаватором-дреноукладчиком.3. Digging a trench with a draining excavator.

4. Укладку в траншею экскаватором-дреноукладчиком дренажной трубы, обернутой защитно-фильтрующим материалом.4. Laying in the trench of the drainage excavator-drainage pipe wrapped with a protective filter material.

5. Засыпку, с учетом конкретных условий, начального участка траншеи с дренажной трубой, обернутой защитно-фильтрующим материалом, длина которого равна длине короба с перегородками.5. Filling, taking into account specific conditions, the initial section of the trench with a drainage pipe wrapped with a protective filter material, the length of which is equal to the length of the box with partitions.

6. Присыпку дренажной трубы, обернутой защитно-фильтрующим материалом, фильтрующим материалом по всей ширине траншеи на 15 см над ее шелыгой из короба, в который по спускному лотку поступает фильтрующий материал из бункера.6. Powder of the drainage pipe wrapped with protective filtering material, filtering material over the entire width of the trench 15 cm above its shell from the box, into which filtering material from the hopper enters the drain pan.

7. Засыпку траншеи посредством присыпателя, движущегося синхронно с дреноукладчиком и оборудованного бункером для фильтрующего материала. Каждую смежную вертикальную продольную призму заполняют со спускного лотка разнородным фильтрующим материалом. Верх единого блока из n-го количества (n≥2) вертикальных продольных фильтрующих призм закрытого собирателя на пахотных угодьях размещают на уровне плужной подошвы пахотного слоя, а на сенокосах и пастбищах размещают на уровне поверхности почвы.7. Filling the trench by means of a sprinkler moving synchronously with the drainer and equipped with a hopper for filter material. Each adjacent vertical longitudinal prism is filled with a heterogeneous filter material from the drain tray. The top of a single block of the nth number (n≥2) of vertical longitudinal filtering prisms of the closed collector on arable land is placed at the level of the plow sole of the arable layer, and on hayfields and pastures placed at the level of the soil surface.

Укладку дренажной трубы, присыпку ее фильтрующим материалом и засыпку траншеи производят одновременно.Laying the drainage pipe, dusting it with filtering material and filling the trench is done simultaneously.

Предлагаемый способ строительства закрытых собирателей промышленно применим. Предложенное усовершенствование в конструкцию бункера для фильтрующего материала не вызывает сложности в изготовлении. Прост в изготовлении и короб с перегородками. Способ гарантирует снижение стоимости строительства путем обеспечения возможности механизированного выполнения фильтрующей засыпки траншеи закрытого собирателя, имеющего в траншее n-е количество (n≥2) вертикальных продольных фильтрующих призм, а также улучшение гидрологического действия закрытых собирателей, заключающееся в ускорении отвода поверхностной воды и гравитационной воды верховодки, что способствует интенсификации сельскохозяйственного освоения избыточно увлажненных земель и повышению эколого-экономической эффективности дренирования слабоводопроницаемых средне- и тяжелосуглинистых и глинистых почвогрунтов.The proposed method for the construction of closed collectors is industrially applicable. The proposed improvement in the design of the hopper for the filter material does not cause difficulties in manufacturing. Easy to manufacture and box with partitions. The method guarantees a reduction in the cost of construction by providing the possibility of mechanized filtering filling of the closed collector trench having the nth number (n≥2) of vertical longitudinal filter prisms in the trench, as well as improving the hydrological effect of the closed collectors, which consists in accelerating the removal of surface water and gravitational water overhead water, which contributes to the intensification of agricultural development of excessively moistened lands and increase environmental and economic efficiency STI slabovodopronitsaemyh drainage medium and heavy loam and clay soils.

Полевые опыты, проведенные на опытно-производственных участках Карельской и Калининской опытно-мелиоративных станций, показали, что коэффициент фильтрации по контакту естественного суглинистого почвогрунта и засыпки дренажной траншеи оказались до двух порядков выше, чем в середине засыпки.Field experiments conducted at the experimental production sites of the Karelian and Kalinin experimental land reclamation stations showed that the filtration coefficient at the contact of the natural loamy soil and the backfill of the drainage trench were up to two orders of magnitude higher than in the middle of the backfill.

Claims

1. The method of construction of closed collectors containing a water intake element in the form of a single block of the n-th number (n≥2) of vertical longitudinal filtering prisms, including digging a trench with an excavator-drainer, laying a drainage pipe wrapped in protective filtering material in it, and filling it trenches by means of an applicator moving synchronously with the drainer and equipped with a hopper for filtering material with a drain pan, moreover, laying a drainage pipe wrapped with protective filtering material, and filling the trans the necks are carried out at the same time, characterized in that the drainage pipe wrapped with a protective filtering material is simultaneously sprinkled with filtering material along the entire width of the trench 15 cm above its sheath from the box, which is a rectangular parallelepiped having a width equal to the width of the trench and a height slightly greater than the depth of the trench, while the bottom of the box is located above the bottom of the trench by the thickness of the layer of dusting of the drainage pipe relative to the bottom of the trench, with the front wall of the box rigidly attached to the casing of the excavator-drainage loader, and on its back wall from the outside there are (n-1) vertical parallel to each other and trench walls with the possibility of changing the distance between them in accordance with the thickness of the partition prisms, the height of each of which is equal to the height of the box, in addition , the hopper for the filter material is divided into sections by means of partitions with the possibility of changing the distance between them and their number so that the number of sections of the hopper is one more than the number of vertical longitudinal filtering prisms of the closed collector, with each section of the hopper equipped with its own drain pan, from which each adjacent vertical longitudinal prism is filled with a heterogeneous filter material.

2. The method according to claim 1, characterized in that the vertical partitions mounted on the rear wall of the box from its outer side are provided with runners in their lower part.

3. The method according to claim 1, characterized in that the filling of the initial section of the trench, the length of which is equal to the length of the duct with partitions, is made taking into account specific conditions.

4. The method according to claim 1, characterized in that the top of a single block of the n-th number (n≥2) of vertical longitudinal filtering prisms of the closed collector on arable land is placed at the level of the plow sole of the arable layer, and on hayfields and pastures - at soil surface.