SU1300079A1 - Способ защиты грунтового основани аккумулирующей емкости от влагонасыщени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к гидротехническому строительству, а именно к строительству и эксплуатации аккумулирующих емкостей типа накопителей промстоков, шла- монакопителей и хвостохранилищ. Цель изобретени  - повышение надежности работ путем предотвращени  фильтрации жидкости из аккумулирующей емкости в грунтовое основание. Одновременно с воздействием газового давлени  на противофильт- рационное устройство (ПУ) производ т дренирование ПУ. Значение газового давлени  принимают из услови  Яа-|-Рж. макс, где Ра - атмосферное давление; Рв - газовое давление; Рж. макс. - максимальное гидростатическое давление жидкости в аккумулирующей емкости. Одновременное воздействие воздущным давлением в заданных пределах на ПУ обеспечивает образование в ПУ капилл рно-подпертого воздухом фильтрационного потока, движущегос  к системе отвод щего дренажа 6. За счет границы раздела фаз жидкость-газ, преп тствующей фильтрации жидкости в основание I, практически полностью исключаетс  влаго- насыщение грунтов основани  и загр знение промстоками. 2 ил. I (Л оо 1 г (Риз. 1

Description

Изобретение относитс  к гидротехническому строительству, в частности к строительству и эксплуатации сооружений промышленной гидротехники - аккумулирующих емкостей типа накопителей промстоков, шламонакопителей и хвостохранилищ, и может быть применено в химической промышленности , а также на предпри ти х черной и цветной металлургии, где в силу технологических особенностей производства его отходы содержат вредные вещества, распространение которых за пределы емкости недопустимо. К таким отходам относ тс , например, в цветной металлургии отходы рудообогащени , содержащие фтор, цианистые соединени , соли т желых металлов и т. п.

Предлагаемый способ может быть также использован при строительстве и эксплуатации искусственных водоемов хоз йственно- бытового и промышленного водоснабжени , влагонасыщение грунтового основани  у которых по инженерно-геологическим причинам (просадкам при увлажнении) недопустимо .

Цель изобретени  - повышение надежности работ путем предотвращени  фильтрации жидкости из аккумулирующей емкости в грунтовое основание.

На фиг. 1 изображена аккумулирующа  емкость на песчаном основании; на фиг. 2 - то же, на основании из лессовых грунтов.

При расположении аккумулирующей емкости на грунтовом, например песчаном основании 1, емкость образована ограждающими дамбами 2, выполненными из песчаного грунта. Внутренние откосы ограждающих дамб 2 и грунтовое основание 1 покрыты многослойным противофильтрационным устройством , состо щим из двух малопроницаемых слоев: верхнего 3 и нижнего 4, выполненных из уплотненного глинистого грунта, и раздел ющего их сильнопроницаемого сло  5, выполненного из песчано-гравийного грунта. В сильнопроницаемом слое 5 размещена система отвод щего трубчатого дренажа 6, присоединенна  к насосной станции дренажных вод (не показана). Под противофильтрационным устройством в грунтовом основании 1 и в ограждающих дамбах 2 расположена пневмонагнетательна  система 7, выполненна  из перфорированных металлических труб, присоединенна  к пневмо- нагнетательному устройству, компрессорной станции (не показана). Промстоки 8 заполн ют аккумулирующую емкость на глубину Ямакс, а напор, дренируемого сильнопроницаемым слоем 5 фильтрационного потока 9 имеет значение fi. Многослойное противо- фильтрационное устройство воспринимает воздействие воздушного давлени  Рв, эпюра 10 которого показывает изменение его значений на прот жении противофильтра- ционного устройства.

5

На фиг. 2 изображена аккумулирующа  емкость - накопитель влагонасыщенных шламов промышленного производства. Емкость расположена на грунтовом лессовом основании 1 и образована дамбами 2 обваловани , выполненными из уплотненного лессового грунта. Грунтовое основание 1 и внутренние откосы дамб 2 обваловани  покрыты многослойным противофильтрационным устройством, состо щим из подсти- лающего сло  3, выполненного из крупного пуска, малопроницаемого сло  4, выполненного из полимерной пленки, причем ее проницаемость обусловлена технологическими услови ми производства работ (порывы, непроварка швов между отдельными полотнищами и т. п.), и защитного сло  5, выполненного из мелкого песка. В заи|итном слое 5 расположена система отвод щего ленточного дренажа 6, присоединенна  к насосной станции дренажных вод (не показана). В 0 грунтовом основании 1 под противофильтрационным устройством размещена пневмо- нагнетательнан система 7, выполненна  из перфорированных металлических труб. Пневмонагнетательна  система 7 присоединена к пневмонагнетательному устройству, резервуару со сжатым воздухом (не показан ). Влагонасыщенные промстоки 8 образуют отвал высотой Ямакс.

Максимальна  глубина дренируемого потока 9 жидкости в защитном слое 5 имеет значение h. Многослойное противофильтра- ционное устройство восприни.мает воздействие газового давлени  Рв, эпюра 10 которого показывает изменение его значений на прот жении противофильтрацион-ного устройства.

Пример 1. В процессе эксплуатации аккумулирующей емкости (фиг. 1) - заполнении ее цианосЪдержащими промстоками 8, осуществл ют также и подачу воздуха под противофильтрационное устройство при помощи пневмонагнетательной системы 7, под- 0 держива  при этом давление Рв, воздействующее на противофильтрационное устройство в пределах грунтового основани , равным значению

РВ Рд -(- РЖ. макс. Рд -J- рЯмакс,

где Ра - атмосферное давление; Ямакс - максимальна  глубина промстоков

на данный момент времени; р -плотность промстоков. Одновременно производ т дренирование противофильтрационного устройства, при котором фильтрующиес  из емкости промстоки через верхний малопроницаемый слой 3 поступают в сильно проницаемый слой 5 и по нему в систему отвод щего дренажа 6, посредством которого и при помощи 5 насосной станции дренажных вод возвращаютс  в аккумулирующую емкость. Одновременное воздействие ВОЗДУШНЫМ давлением, пределы которого отвечают условию Рц

0

5

5

0

;Рв РО + РЖ. макс., на противофильтрацион- ное устройство и его дренирование обеспечивает образование в противофильтрацион- ном устройстве капилл рно-подпертого воздухом фильтрационного потока 9, движуще- гос  к системе отвод щего дренажа 6 за счет границы раздела фаз, жидкости-газ, преп тствующей фильтрации жидкости в основание , что в конечном счете практически полностью исключает влагонасыщение грунтов основани  и загр знение цианосодержа- щими промстоками Q 0.

Значение дренажного расхода определ етс  выражением

,,If //макс t if - /Z

О р (О Лв--, ,

(в

где ш - смоченна  площадь противофильтрационного устройства; /(в- коэффициент фильтрации верхнего

малопроницаемого сло  3;

- соответственно толщины верхнего малопроницаемого сло  3 и сильнопроницаемого сло  5; h - напор промстоков в сильнопроницаемом слое 5.

В случае необходимости поддержани  на посто нном уровне значени  дренируемого расхода Qap при повыщении уровн  Ямакс промстоков 8 в емкости производ т соответственное увеличение значени  воздействующего на противофильтрационное устройство воздушного давлени  Рв. В случае необ- ходимости поддержани  на заданном уровне значени  напора h в сильнопроницаемом слое, не измен   при этом значени  воздей- ствуюплего воздушного давлени  Рв, производ т соответственное увеличение дренируемого расхода нростойков РДР.

При следующих значени х указанных в примере 1 величин: f 1,05 т/м; Ямакс 10 м; О) 400000 /(в 0,001 м/сут; Ь 0,6 м; if 0,4; h 8,0 м, значение воздействующего воздущного давлени  Рв следует поддерживать в пределах

Ра+1, Т/М - или Ра +

-|-0,103 МПа, а значение дренажного расхода Q.ip, транспортируемого системой отвод щего дренажа, в этом случае равно

(Здр 400000-0,001 - -t°|±M

о,о

2000 MVcyT.

Пример 2. В щламонакопитель (фиг. 2) осуществл ют складирование влагонасыщен- ных фторсодержащих промстоков 8. Обра- зование отвала промстоков сопровождаетс  отжатием из шлама при уплотнении собственным весом, жидкой фторосодержащей фазы, вытеснением ее атмосферной влагой и просто влагоотдачей. Удал ема  из пром- стоков 8 жидкость поступает в защитный слой 5 многослойного противофильтрацион- ного устройства и, встреча  преп тствие

j

5

0

5

0

5

«

в виде малопроницаемого сло  4, образует фильтрационный поток 9 с максимальной глубиной Ямакс, напрввленной к системе отвод щего дренажа 6, при помощи которой жидкость подводитс  к насосной станции дренажных вод и направл етс  на очистку. Одновременно с дренированием противо- фильтрационного устройства ocyщecYвл ют при помощи пневмонагнетательной системы 7 подачу воздуха под противофильтрационное устройство, обеспечива  при этом повыщение давлени  воздуха Р в подстилающем слое 3 до значений, определ емых неравенством

Ра Р Р„ Ч- р/з,

где /3 - толщина защитного сло  5 (остальные обозначени  соответствуют примеру 1). Повыщенное по сравнению с атмосферным давление воздуха Рв в подстилающем слое 3 оказывает воздействие на малопроницаемый слой 4, в результате которого в локальных местах малопроницаемого сло  4, обусловленных порывами и непроваркой швов в соединени х отдельных полотнищ полимерной пленки, образуетс  граница раздела фаз воздух-жидкость, преп тствующа  фильтрации жидкости из накопител  в грунтовое основание, , практически полностью исключа  ее, когда глубина дренируемого потока 9 жидкости в защитном слое 5 отвечает условию h /.з. Максимально возможный расход х идкости, поступающей в систему отвод щего дренажа, определ етс  зависимостью

(5лр 0 К.ср,

где О) - площадь противофильтрационного устройства зан та  влагонасыщен- ным щламом;

К,ср - осредненный коэффициент фильтрации шламовых отложений.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ защиты грунтового основани  аккумулирующей емкости от влагонасыще- ни  посредством воздействи  на многослойное противофильтрационное устройство газовым , преимущественно воздушным, давлением , отличающийс  тем, что, с целью повыщени  надежности работ путем предотвращени  фильтрации жидкости из аккумулирующей емкости в грунтовое основание, одновременно с воздействием газового давлени  производ т дренирование противо- фильтрационного устройства, а значение газового давлени  поддерживают в пределах

   Ра Рв Ра + РЖ. макс,

   где Ра - атмосферное давление;

   РВ - газовое давление;

   РЖ. макс- максимальное гидростатическое давление жидкости в аккумулирующей емкости.

   «Q

   IX