RU2640832C1

RU2640832C1 - Method for erecting earth dam

Info

Publication number: RU2640832C1
Application number: RU2016151444A
Authority: RU
Inventors: Рудольф Владимирович Чжан; Георгий Петрович Кузьмин
Priority date: 2016-12-27
Filing date: 2016-12-27
Publication date: 2018-01-12

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: method for erecting an earth dam by the hydromechanization method in the distribution area of permafrost soils includes excavation of soils by the hydromechanization method, slurry transportation to the place of laying in the dam body through pipelines. Frozen soils are excavated by water washing through boreholes 2. Mining wells 2 are located in close proximity to the dam being built. Cavities formed as a result of borehole hydraulic soil mining in a frozen layer are filled with water by 90% or their volume, which after freezing ensures the stability of the surrounding rocks. A closed water rotation cycle can be envisaged. In the water rotation cycle, an artificial reservoir 6 can be used, the base of which is waterproofed with a polyethylene film 7. Increased efficiency is achieved by decreasing soil excavation area and reducing the soil transportation length, as well as the possibility of selective soil excavation, including soil surrounded by rocks. Minimizing the change in terrain is achieved by preserving the surface profile above the soil being excavated. Increase in environmental friendliness is achieved by minimizing changes in flora and fauna on a soil excavation site surface, preserving populations. The invention can be successfully applied to the production of earth dams in permafrost conditions.

EFFECT: efficiency increase, minimizing landscape change, increasing environmental friendliness.

2 cl, 2 dwg

Description

Описание изобретенияDescription of the invention

Изобретение относится к возведению грунтовых плотин преимущественно в условиях северной строительно-климатической зоны.The invention relates to the construction of soil dams mainly in the northern climatic zone.

Известен «Способ оттаивания мерзлых горных пород» RU 2295008 [2], включающий удаление почвенно-растительного слоя на оттаиваемом участке, возведение водоподпорной дамбы, залив участка слоем воды и отведение воды за пределы участка. На участке бурят ряды скважин, между которыми укладывают водосбросную трубу, один конец которой закрывают заглушкой, а на другом конце устанавливают задвижку и водосливной патрубок. При этом в скважинах устанавливают водозаборные патрубки, которые перфорируют на отрезке длиной 0,5…1,0 м со стороны забоя скважин отверстиями диаметром 0,01…0,02 м и с помощью соединительных муфт присоединяют к водосбросной трубе.The well-known "Method of thawing frozen rocks" RU 2295008 [2], including the removal of the soil-plant layer in the thawed area, the construction of a water dam, filling the site with a layer of water and water discharge outside the site. At the site, rows of wells are drilled, between which a spillway is laid, one end of which is closed with a plug, and at the other end, a valve and a spillway are installed. At the same time, water inlets are installed in the wells, which are perforated on a length of 0.5 ... 1.0 m from the bottom of the wells with openings with a diameter of 0.01 ... 0.02 m and are connected to the spillway using couplings.

Способ позволяет оттаивать грунт без существенных энергетических затрат.The method allows to thaw the soil without significant energy costs.

Известен также «Способ возведения грунтовой плотины средствами гидромеханизации» SU 1167254 [1], включающий разработку грунтов методом гидромеханизации, транспортировку пульпы на место укладки в теле плотины по трубопроводам.Also known is the "Method of erecting a soil dam by means of hydromechanization" SU 1167254 [1], including the development of soils by the method of hydromechanization, transportation of pulp to the place of laying in the body of the dam through pipelines.

Недостатком спсоба является низкая эффективность, обусловленная необходимостью разработки большой поверхности грунтовых залежей. Недостатком также является нарушение ландшафта, изменяющее флору и фауну на поверхности участка разработки грунта и приводящее к понижению экологичности известного способа.The disadvantage of the method is low efficiency, due to the need to develop a large surface of soil deposits. The disadvantage is the violation of the landscape, changing the flora and fauna on the surface of the soil development site and leading to a decrease in the environmental friendliness of the known method.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности, минимизация изменения ландшафта, повышение экологичности.The technical result of the invention is to increase efficiency, minimize landscape changes, increase environmental friendliness.

Технический результат достигается тем, что способ возведения грунтовой плотины методом гидромеханизации в области распространения многолетнемерзлых грунтов, включающий разработку их методом гидромеханизации, транспортировку пульпы на место укладки в теле плотины по трубопроводам, мерзлые грунты разрабатывают размывом водой через буровые скважины, добычные скважины располагают в непосредственной близости от возводимой плотины, образовавшиеся в результате скважинной гидродобычи грунта полости в мерзлой толще заполняют на 90% их объема водой.The technical result is achieved by the fact that the method of erecting a soil dam by hydromechanization in the area of permafrost distribution, including developing them by hydromechanization, transporting pulp to the place of laying in the dam body through pipelines, frozen soils are developed with wash water through drilling wells, production wells are located in close proximity from the dam being constructed, the cavities formed as a result of borehole hydraulic mining of the soil in the frozen bulk fill 90% of their volume ma water.

Может быть предусмотрен замкнутый цикл водооборота, в котором может использоваться искусственный водоем, основание которого гидроизолировано полиэтиленовой пленкой для минимизации ущерба природной среде.A closed water cycle may be provided, in which an artificial pond can be used, the base of which is waterproofed with a plastic film to minimize damage to the environment.

Пример выполнения грунтовой плотины схематически показан на фиг. 1 (вертикальный разрез), на фиг. 2 - вид сверху, где 1 - упорные призмы, 2 – скважина, 3 - размывающее устройство, 4 - водоподводящая труба, 5 – насос, 6 - искусственный водоем, 7 – гидроизоляция, 8 – водозаборник, 9 – пульпопровод, 10 - карта намыва. 11 – зумпф, 12 - пруд-отстойник, 13 – трубопровод, 14 –полость, 15 - проектный профиль плотины, 16 - верхняя граница многолетнемерзлых пород.An example of a soil dam is shown schematically in FIG. 1 (vertical section), in FIG. 2 - top view, where 1 - thrust prisms, 2 - well, 3 - erosion device, 4 - water supply pipe, 5 - pump, 6 - artificial reservoir, 7 - waterproofing, 8 - water intake, 9 - slurry pipeline, 10 - alluvium map . 11 - sump, 12 - settling pond, 13 - pipeline, 14 - cavity, 15 - design profile of the dam, 16 - upper boundary of permafrost.

Способ осуществляют следующим образом. На некотором расстоянии от створа плотины, со стороны нижнего бьефа готовится полигон для скважинной гидродобычи грунта и искусственный водоем, основание которого гидроизолировано полиэтиленовой пленкой. Одновременно готовится основание под плотину: проводится расчистка от кустарников и деревьев, возводятся оградительные упорные призмы 1 для создания карт намыва и др. работы. В толще многолетнемерзлых пород (граница многолетнемерзлых пород 16) бурят необходимое количество технологических скважин 2, в них опускают размывающее устройство 3, в которое по трубе 4 насосом 5 из водоема 6, дно которого гидроизолировано 7, через водозаборное устройство 8 подается вода для размыва мерзлого грунта в устройство 3. По пульпопроводу 9 размытый многолетнемерзлый грунт поступает на карты намыва 10 тела плотины. Технология укладки грунта на карты осуществляется по известным схемам. После осаждения пульпы осветленная вода собирается в зумпфе 11 отстойника 12 и по трубопроводу 13 поступает обратно в искусственный водоем 6. Образовавшиеся в мерзлой толще полости 14 заполняют водой на 90% их объема. В процессе теплообмена с окружающими мерзлыми породами вода в полостях постепенно замерзает и обеспечивает устойчивость окружающего массива. Готовая плотина имеет проектный профиль 15.The method is as follows. At a certain distance from the dam site, from the downstream side, a training ground is being prepared for downhole hydraulic production of soil and an artificial reservoir, the base of which is waterproofed with a plastic film. At the same time, the foundation for the dam is being prepared: clearing shrubs and trees is being carried out, protective thrust prisms 1 are being erected to create alluvium maps and other works. In the thickness of permafrost rocks (permafrost boundary 16), the required number of technological wells 2 is drilled, a washing device 3 is lowered into them, into which through a pipe 4 a pump 5 from a reservoir 6 whose bottom is waterproofed 7, water is supplied through an intake device 8 for erosion of frozen ground into the device 3. Through slurry conduit 9, the eroded permafrost soil enters the alluvial maps 10 of the dam body. The technology of laying the soil on the cards is carried out according to well-known schemes. After sedimentation of the pulp, the clarified water is collected in the sump 11 of the sump 12 and through the pipe 13 flows back to the artificial reservoir 6. The cavities 14 formed in the frozen thickness of the cavity are filled with water to 90% of their volume. In the process of heat exchange with the surrounding frozen rocks, the water in the cavities gradually freezes and ensures the stability of the surrounding massif. The finished dam has a design profile of 15.

Технический результат - повышение эффективности достигается снижением площади разработки грунта и снижением длины транспортировки грунта, а также возможностью выборочной разработки грунта, в том числе окруженного скальными породами.EFFECT: increased efficiency is achieved by reducing the area of soil development and reducing the length of soil transportation, as well as the possibility of selective development of soil, including surrounded by rock formations.

Технический результат - минимизация изменения ландшафта достигается сохранением профиля поверхности над разрабатываемым грунтом, в том числе и с помощью заполнения полостей водой, которая впоследствии замерзает, что исключает просадку грунта в дальнейшем.EFFECT: minimization of landscape changes is achieved by maintaining the surface profile above the developed soil, including by filling the cavities with water, which subsequently freezes, which eliminates soil subsidence in the future.

Технический результат - повышение экологичности достигается минимизацией изменения флоры и фауны на поверхности участка разработки грунта, сохранением популяций.EFFECT: increased environmental friendliness is achieved by minimizing changes in flora and fauna on the surface of the soil development site, preserving populations.

Промышленное применение: изобретение может с успехом применяться для производства грунтовых плотин в условиях вечной мерзлоты.Industrial application: the invention can be successfully applied for the production of soil dams in permafrost.

Claims

1. A method of erecting a soil dam by hydromechanization in the area of permafrost distribution, including soil development by hydromechanization, transporting pulp to the place of laying in the dam body through pipelines, frozen soils are developed with wash water through drilling wells, production wells are located in the immediate vicinity of the dam being constructed, the cavities formed as a result of borehole hydraulic mining of the soil in the frozen bulk fill 90% of their volume with water.

2. The method according to claim 1, characterized in that a closed water cycle is provided in which an artificial pond is used, the base of which is waterproofed with a plastic film.