RU2752948C1 - Earth dam on permafrost base with anti-filtration berm - Google Patents

Earth dam on permafrost base with anti-filtration berm Download PDF

Info

Publication number
RU2752948C1
RU2752948C1 RU2020137854A RU2020137854A RU2752948C1 RU 2752948 C1 RU2752948 C1 RU 2752948C1 RU 2020137854 A RU2020137854 A RU 2020137854A RU 2020137854 A RU2020137854 A RU 2020137854A RU 2752948 C1 RU2752948 C1 RU 2752948C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soil
dam
berm
permafrost
filtration
Prior art date
Application number
RU2020137854A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Иванович Лоскин
Александр Дмитриевич Решетников
Original Assignee
Михаил Иванович Лоскин
Александр Дмитриевич Решетников
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 Михаил Иванович Лоскин, Александр Дмитриевич Решетников filed Critical Михаил Иванович Лоскин
Priority to RU2020137854A priority Critical patent/RU2752948C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2752948C1 publication Critical patent/RU2752948C1/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B7/00—Barrages or weirs; Layout, construction, methods of, or devices for, making same
    • E02B7/02—Fixed barrages
    • E02B7/04—Dams across valleys
    • E02B7/06—Earth-fill dams; Rock-fill dams

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

FIELD: hydraulic engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of hydraulic engineering construction, in particular to methods for increasing the stability of low-pressure ground dams on a permafrost base. A soil dam contains a body made of soil, with an ice-ground prism, an anti-filtration device in the form of a soil berm in the upper stream, located above the normal headwater level, with soil thermostabilizers installed on it. The ice-ground prism is made of wet cohesive soil, located under the central part of the dam body and is frozen to permafrost soils. The thermal stabilizers of the soil are installed to a depth below the seasonal thawing layer, they reduce the thawing of the dam from the warming effect of the reservoir while simultaneously increasing the frozen part of the dam due to their installation in the headwater.
EFFECT: water filtration is excluded and the stability of the dam is increased.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, в частности к способам повышения устойчивости низконапорных грунтовых плотин на многолетнемерзлом основании.The invention relates to the field of hydraulic engineering, in particular to methods for increasing the stability of low-pressure earth dams on a permafrost base.

Известны разные способы и методы строительства грунтовых плотин на многолетнемерзлом основании.There are various methods and methods of building earth dams on a permafrost base.

Прототип 1. Грунтовая плотина на многолетнемерзлом основании (патент РФ №2453655, 28.02.2011, Е02В 7/06, Е02В 3/16) с верховой и низовой боковыми призмами, противофильтрационной диафрагмой из буронабивных свай. При этом, к противофильтрационной диафрагме с низовой стороны по гребню плотины примыкает льдогрунтовая мерзлотная завеса из замораживающих колонок. Способ предотвращает проникновение отепляющего воздействия водохранилища через противофильтрационную диафрагму и через узел ее сопряжения с основанием.Prototype 1. Soil dam on a permafrost base (RF patent No. 2453655, 02/28/2011, E02B 7/06, E02B 3/16) with upstream and downstream lateral prisms, an anti-seepage diaphragm made of bored piles. At the same time, an ice-soil permafrost curtain of freezing columns adjoins the anti-filtration diaphragm from the downstream side along the crest of the dam. The method prevents the penetration of the warming effect of the reservoir through the anti-filtration diaphragm and through its interface with the base.

Недостатком прототипа 1 является трудозатратность установки буронабивных свай и замораживающих колонок, где сваи и колонки должны быть заглублены в основание до поверхности коренных пород. При их установке в центральной чисти плотины как указано в прототипе, будет происходит увеличение талой части плотины со стороны верхнего бьефа за счет с теплового воздействия водохранилища, что приведет к снижению устойчивости плотины.The disadvantage of prototype 1 is the laboriousness of installing bored piles and freezing columns, where the piles and columns must be buried in the base to the surface of the bedrock. When they are installed in the central clearing of the dam, as indicated in the prototype, there will be an increase in the thawed part of the dam from the upstream side due to the thermal effect of the reservoir, which will lead to a decrease in the stability of the dam.

Прототип 2. Грунтовая плотина на многолетнемерзлых грунтах (патент РФ №2415997, 08.02.2010, Е02В 7/06) с противофильтрационным устройством из водонепроницаемой геомембраны, сопряженной с многолетнемерзлыми грунтами посредством ледогрунтовой призмы, с замораживающей системой из металлических труб в нижнем бьефе и слоем теплоизоляции под подошвой тела плотины. Способ повышает надежность грунтовой плотины за счет повышения качества сопряжения противофильтрационного устройства с основанием и замедления оттаивания мерзлых грунтов в основании.Prototype 2. Soil dam on permafrost soils (RF patent No. 2415997, 02/08/2010, E02B 7/06) with an anti-seepage device made of a waterproof geomembrane, coupled with permafrost soils by means of an ice-ground prism, with a freezing system made of metal pipes in the lower pool and a layer under the sole of the dam body. The method increases the reliability of the earth dam by improving the quality of the interfacing of the anti-seepage device with the base and slowing down the thawing of frozen soils in the base.

Недостатком прототипа 2 является трудозатратность укладки и снижение противофильтрационных свойств водонепроницаемой геомембраны по швам в условиях высокого колебания температур. Расположение бермы с охлаждающими трубами в нижнем бьефе приведет к снижению устойчивости плотины, так как оттаивание основной части плотины будет происходит со стороны верхнего бьефа за счет с теплового воздействия водохранилища.The disadvantage of prototype 2 is the laboriousness of laying and a decrease in the anti-filtration properties of a waterproof geomembrane at the seams in conditions of high temperature fluctuations. The location of the berm with cooling pipes in the downstream will lead to a decrease in the stability of the dam, since the thawing of the main part of the dam will occur from the upstream side due to the thermal effect of the reservoir.

Прототип 3. Наиболее близкой по технической сущности заявляемому, является Грунтовая плотина мерзлого типа (патент РФ №2029016, 17.07.1992, Е02В 7/06), которая состоит из противофильтрационного ядра из связного грунта, упорных верховых и низовых призм из каменной наброски, переходных слоев из песчано-гравийной смеси или дресвяно-щебнистого грунта, а также насыпи по низовому откосу с колонками мерзлотной завесы. Способ повышает надежность работы плотины за счет поддержания основания и ядра плотины в мерзлом состоянии с одновременным снижением объема работ и трудоемкости по возведению.Prototype 3. The closest in technical essence to the claimed one is a frozen soil dam (RF patent No. 2029016, 17.07.1992, E02B 7/06), which consists of an anti-seepage core of cohesive soil, persistent upstream and downstream prisms of rock fill, transitional layers of sand and gravel mixture or grit-gravelly soil, as well as embankments along the downstream slope with columns of permafrost curtain. The method increases the reliability of the dam by maintaining the base and core of the dam in a frozen state, while reducing the amount of work and labor intensity for the construction.

Недостатками прототипа 3 являются трудозатратность укладки переходных слоев в теле плотины и увеличение талой части плотины со стороны верхнего бьефа за счет с теплового воздействия водохранилища вследствие расположения насыпи с колонками мерзлотной завесы в нижнем бьефе. При увеличении талой части снижается устойчивость плотины вследствие снижения сил трения и сцепления грунтов.The disadvantages of prototype 3 are the laboriousness of laying the transition layers in the body of the dam and an increase in the thawed part of the dam from the upstream side due to the thermal effect of the reservoir due to the location of the embankment with the columns of the permafrost curtain in the downstream. With an increase in the thawed part, the stability of the dam decreases due to a decrease in the forces of friction and cohesion of the soils.

Технической задачей заявляемого изобретения является повышение устойчивости низконапорной грунтовой плотины на многолетнемерзлом основании путем увеличения промороженной части тела и основания плотины за счет устройства бермы в верхнем бьефе с термостабилизаторами грунта.The technical objective of the claimed invention is to increase the stability of a low-pressure soil dam on a permafrost base by increasing the frozen part of the body and the base of the dam due to the construction of a berm in the upper pool with soil thermal stabilizers.

Технический результат решается тем, что при строительстве грунтовой плотины на многолетнемерзлом основании с противофильтрационной бермой повышается устойчивость плотины за счет увеличения промороженной части тела и основания плотины.The technical result is solved by the fact that during the construction of an earth dam on a permafrost foundation with an anti-seepage berm, the stability of the dam increases by increasing the frozen part of the body and the base of the dam.

Заявленный способ строительства грунтовой плотины на многолетнемерзлом основании с противофильтрационной бермой отличается от прототипов тем, что содержит противофильтрационное устройство в виде грунтовой бермы в верхнем бьефе, расположенное выше нормального подпорного уровня с установленными на ней термостабилизаторами грунта. Термостабилизаторы грунта установлены на глубину ниже слоя сезонного оттаивания, уменьшают оттаивание плотины от отепляющего воздействия водохранилища при одновременном увеличении промороженной части за счет их установки в верхнем бьефе. При этом исключается фильтрация воды и повышается устойчивость плотины.The claimed method of building a soil dam on a permafrost base with an anti-seepage berm differs from the prototypes in that it contains an anti-seepage device in the form of a soil berm in the headwater, located above the normal retaining level with soil thermostabilizers installed on it. Thermal stabilizers of the soil are installed at a depth below the layer of seasonal thawing, they reduce the thawing of the dam from the warming effect of the reservoir while increasing the frozen part due to their installation in the headwater. This eliminates water filtration and increases the stability of the dam.

На чертеже (фиг.1) представлен общий вид устройства грунтовой плотины на многолетнемерзлом основании с противофильтрационной бермой.The drawing (figure 1) shows a general view of the device of a soil dam on a permafrost base with an anti-seepage berm.

Плотина содержит тело 1, выполненное из грунта, ледогрунтовую призму 2, противофильтрационное устройство в виде грунтовой бермы в верхнем бьефе 3, с установленными на ней термостабилизаторами грунта 4, сопряженные с многолетнемерзлыми грунтами 5 ниже слоя сезонного оттаивания 6 и 7.The dam contains a body 1 made of soil, an ice-soil prism 2, an anti-seepage device in the form of a soil berm in the headwater 3, with soil thermal stabilizers 4 installed on it, coupled with permafrost soils 5 below the seasonal thawing layer 6 and 7.

Способ осуществляется следующим образом.The method is carried out as follows.

В центральной части плотины устраивается ледогрунтовая призма 2 из влажного связного грунта и примораживается к многолетнемерзлым грунтам 5. Отсыпается тело плотины 1 из грунта, дополнительно в верхнем бьефе устраивается берма 3 выше нормального подпорного уровня, на которой устанавливаются термостабилизаторы грунта 4. Термостабилизаторы 4 устанавливаются на глубину ниже слоя сезонного оттаивания 6, сопряжены с многолетнемерзлыми грунтами 5 и обеспечивают в период эксплуатации увеличение промороженной части тела и основания плотины, уменьшают тепловое воздействие водохранилища 8 за счет уменьшения слоя сезонного оттаивания 7, исключают фильтрацию воды и повышают устойчивость основания плотины на многолетнемерзлых грунтах.In the central part of the dam, an ice-soil prism 2 is arranged from moist cohesive soil and is frozen to permafrost soils 5. The body of the dam 1 is poured from the soil, in addition, berm 3 is arranged in the upper pool above the normal retaining level, on which soil thermal stabilizers are installed 4. Thermal stabilizers 4 are installed to a depth below the seasonal thawing layer 6, are associated with permafrost soils 5 and provide an increase in the frozen part of the body and the base of the dam during operation, reduce the thermal effect of the reservoir 8 by reducing the layer of seasonal thawing 7, exclude water filtration and increase the stability of the dam foundation on permafrost soils.

Использование заявляемого изобретения позволяет отказаться от трудозатратных работ по установке буронабивных свай, укладке переходных слоев и водонепроницаемой геомембраны в теле плотины, а также низкоэффективных устройств противофильтрационной геомембраны, охлаждающих колонок по гребню плотины и берм с охлаждающими трубами и колонками мерзлотной завесы в нижнем бьефе.The use of the claimed invention makes it possible to refuse labor-intensive work on the installation of bored piles, laying transition layers and a waterproof geomembrane in the body of the dam, as well as low-efficiency devices of an anti-seepage geomembrane, cooling columns along the crest of the dam and berms with cooling pipes and columns of the permafrost curtain in the downstream pool.

Claims (1)

Грунтовая плотина на многолетнемерзлом основании с противофильтрационной бермой, содержащая тело с ледогрунтовой призмой, противофильтрационное устройство в виде грунтовой бермы с термостабилизаторами грунта, отличающаяся тем, что грунтовая берма расположена в верхнем бьефе выше нормального подпорного уровня с установленными на ней термостабилизаторами грунта, сопряженными с многолетнемерзлыми грунтами ниже слоя сезонного оттаивания и обеспечивающими в период эксплуатации увеличение промороженной части плотины, исключающей фильтрацию воды и повышающей устойчивость плотины.A soil dam on a permafrost base with an anti-filtration berm, containing a body with an ice-soil prism, an anti-filtration device in the form of a soil berm with soil thermal stabilizers, characterized in that the soil berm is located in the headwater above the normal retaining level with soil thermal stabilizers installed on it, coupled with soil thermal stabilizers below the layer of seasonal thawing and ensuring an increase in the frozen part of the dam during operation, excluding water filtration and increasing the stability of the dam.
RU2020137854A 2020-11-17 2020-11-17 Earth dam on permafrost base with anti-filtration berm RU2752948C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020137854A RU2752948C1 (en) 2020-11-17 2020-11-17 Earth dam on permafrost base with anti-filtration berm

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020137854A RU2752948C1 (en) 2020-11-17 2020-11-17 Earth dam on permafrost base with anti-filtration berm

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2752948C1 true RU2752948C1 (en) 2021-08-11

Family

ID=77349015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020137854A RU2752948C1 (en) 2020-11-17 2020-11-17 Earth dam on permafrost base with anti-filtration berm

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2752948C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2785457C1 (en) * 2022-05-30 2022-12-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Арктический государственный агротехнологический университет" Low-pressure ground overflow dam with double pressure on a permafrost basis

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2029016C1 (en) * 1992-07-17 1995-02-20 Якутский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Алмазодобывающей Промышленности Earth dam of frozen type
DE10326070A1 (en) * 2003-06-10 2005-01-27 Horst Schmitt Flood protection system for dams consists of permanent panel wall in dam center separating land and water sides, and freezing units in dam section on water side
RU2415997C1 (en) * 2010-02-08 2011-04-10 Василий Петрович Ягин Ground dam on permafrost soils
RU2592113C2 (en) * 2014-11-27 2016-07-20 Федеральное государственное бюджетное Учреждение науки - Институт мерзлотоведения им.П.И.Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук Ground dam on permafrost base and method for creation thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2029016C1 (en) * 1992-07-17 1995-02-20 Якутский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Алмазодобывающей Промышленности Earth dam of frozen type
DE10326070A1 (en) * 2003-06-10 2005-01-27 Horst Schmitt Flood protection system for dams consists of permanent panel wall in dam center separating land and water sides, and freezing units in dam section on water side
RU2415997C1 (en) * 2010-02-08 2011-04-10 Василий Петрович Ягин Ground dam on permafrost soils
RU2592113C2 (en) * 2014-11-27 2016-07-20 Федеральное государственное бюджетное Учреждение науки - Институт мерзлотоведения им.П.И.Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук Ground dam on permafrost base and method for creation thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2785457C1 (en) * 2022-05-30 2022-12-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Арктический государственный агротехнологический университет" Low-pressure ground overflow dam with double pressure on a permafrost basis

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107503257B (en) One kind being close to mountain high-filled subgrade stabilization and Deformation control structure and construction method
RU2453655C1 (en) Ground dam on permafrost foundation
CN102966072B (en) Construction method for treating widened and heightened engineering joint surfaces of dikes on soft clay foundation
CN108457249B (en) Structural design and construction method of composite panel gravel dam
RU2763752C1 (en) Method for restoring the geophysical stability of an emergency ground dam on a weak foundation
RU2618108C2 (en) Drainage system on permafrost soils
CN101418565A (en) Qinghai-tibet railway permafrost wetland ground treatment technique
CN113186955A (en) Compound side slope reinforced structure
RU2752948C1 (en) Earth dam on permafrost base with anti-filtration berm
Emiroglu Influences on selection of the type of dam
CN102425179A (en) Structure of reinforced soil sewer supported by bored concrete piles of mini steel tubes
CN109024621A (en) The compound retaining wall supporting construction of embankment high slope tubular pole and its construction method
RU187757U1 (en) Culvert culvert
Kolosov et al. The phenomena of soil liquefience in the bases of hydraulic structures
Alexandris et al. Remediation of the Pissouri landslide in Cyprus
CN114703872B (en) Maintenance system for soil slope in permafrost region and construction method
RU2513480C1 (en) Structure for reinforcement of slopes of earth structure in weatherable rock soils
CN217460445U (en) Novel refute bank suitable for soft soil foundation
CN212426994U (en) Clay core wall dam with seepage-proofing and self-healing functions
CN107227973A (en) Thin-base-rock shallow coal-layer crosses ditch exploitation working face flood and waterlogging control method
CN112376342B (en) Anti-frost-expansion structure of water-rich stratum roadbed
CN216194450U (en) Ecological slope protection for controlling flood of dike
CN215594063U (en) Compound side slope reinforced structure
CN107355232B (en) Huge loose rock pile tunnel import surface water interception and drainage system
CN208884544U (en) Embankment in Mountainous high slope Combined Anti-sliding structure