Способ создания канала

Способ создания канала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ СОЗДАНИЯ КАНАЛА, включающий проходку пионерной траншеи с последующим пропуском по ней воды и защиту откосов путем отсыпки полос грунта на бортах вдоль пионерной траншеи, отличающийся тем, что, с целью снижения материальных затрат на защиту откосов в условиях многолетнемерзлых грунтов, имеющих мохорастительный слой; проходку пионерной траншеи и отсыпку полос грунта производят в зимнее время, а пропуск воды - в летнее, причем полосы грунта отсыпаются на бортах траншеи за границей проектных отметок бровки откоса, а толщину отсыпки h определяют;из условия h ) Q а ширину каждой полосы егз2 T5:t-t и где - коэффициент теплопроводности отсыпаемого слоя, ккал/м-ч град (Л li-D сумма положительных температур воздуха за сезон для с конкретного географического района, градсут; О удельные затраты тепла на оттаивание пород, ккал/М . о: со со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1(51) E 02 В 1 00

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3446411/29-15 (22) 31,05,82 (46) 30.12.83. Бюл, Р 48 (72) И,M, Папернов, Л.П. Савенко, P.Â. Кузнецов, A ° ß. Лазарь, A.Ä, Самойлов, 10.С. Фельдман и Ю.С, Горбачев (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт .золота и редких металлов (53) 626,822(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 371298, кл, Е 02 В 1/00, 1971, 2. Близняк Е,В. и др. Гидротехнические сооружения, т.l, М.-Л., ГОНТИ, 1938, с, 131, фиг. 125. (54)(57) СПОСОБ СОЗДАНИЯ КАНАЛА, включающий проходку пионерной траншеи с последующим пропуском по ней воды и защиту откосов путем отсыпки полос грунта на бортах вдоль пионерной траншеи, отличающийся тем, что, с целью снижения материальных затрат на защиту откосов в условиях многолетнемерзлых грунтов, имеющих мохорастительный слой; проходку пионерной траншеи и отсыпку полос грунта производят в зимнее время, а пропуск воды - в летнее, причем полосы грунта отсыпаются на бортах траншеи за.границей проектных отметок бровки откоса, а толщину отсыпки

h определяют.из условия а ширину каждой полосы т " а где Эт — коэффициент теплопроводьости отсыпаемого слоя, 6 ккал/м ч ° град;

X$. — сумма положительных темпе- (/) ратур воздуха за сезон для конкретного географического twas района, град сут;

Q — удельные затраты тепла на оттаивание пород, ккал/м

О и

1063914

Изобретение относится к технике строительства каналов, в частности, в условиях многолетнемерзлых грунтов, имеющих мохорастительный слой.

Известен способ создания канала, включающий проходку пионерной траншеи и пропуск по ней воды (lj .

Недостатком данного способа является отсутствие мероприятий по защите откосов канала от размыва и температурных воздействий, Следствием .10 этого являются значительные материальные затраты на поддержание канала в рабочем состоянии.

Известен также способ создания канала, включающий проходку пионер- 15 ной траншеи с последующим пропуском по ней воды и защиту откосов путем (отсыпки полос грунта на бортах вдоль пиойерной траншеи $2) . К недостаткам укаэанного способа относятся значительные материальные затраты на защиту откосов в условиях многолетнемерзлых грунтов, имеющих мохорастительный слой, вследствие необходимости отсыпки грунта крупных фракций на бортах вдоль пионерной траншеи.

Цель изобретения — снижение материальных затрат на защиту откосов в условиях многолетнемерзлых грунтов, имеющих мохорастительный слой °

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу создания канала проходку пионерной траншеи и отсыпку полос грунта производят в зимнее время, а.п1-.опуск воды — в летнее, причем полосы грунта отсыпаются на бортах траншеи за границей проектных отметок бровки откоса, а толщину отсыпки (определяют из условия 40 а ширину каждой полосы е где T — коэффициент теплопроводности отсыпаемого мохорастительного слоя, ккал/м ° ч ° .град;.

Xt 7ь — сумма положительных температур воздуха эа сезон для конкретного географического района, град сут;

Q — удельные затраты тепла на оттаивание пород,ккал/м .

На фиг. 1 — 3 представлены поэтапные схемы осуществления предла- 60 гаемого способа.

В зимнее время по трассе прокладываемого канала 1 при помощи экскаватора или фрезерного канавокопателя. (боровой машины} нарезают пионер- б5 ную траншею 2 с вертикальными откосами, ширина которой в зависимости от льдистости пород и распределения льда по вертикали равна 0,5-0,75 полной проектной ширины, глубина соответственно равна 0,5-0,75 проектной глубины (фиг ° 1).

По обеим сторонам пионеркой траншеи 2 оставляют полосы мохорастительного слоя 3. Снимаемый верхний мохорастительный слой из пионерной траншеи отсыпают на бортах канала за границей проектных отметок верхней бровки откоса, создавая дополнительно утолщенный искусственный теплоизоляционный слой 4 (фиг.2) °

Затем, в летнее время, по пионерной траншее 2 пропускают поток воды

5, нагретый за счет тепла солнечной радиации, В результате движения воды по траншее 2 с уклоном более 0,0005 происходит конвективный и кондуктивный теплообмен потока с мерзлым нижележащим грунтом.

Известно,.что верхние слои грунта в тундре имеют большую льдистость (400 — 700 кг/м9), распучены и часто включают ледяные жилы, чередующиеся с грунтовыми целиками. Поэтому под . действием теплового источника ледяные включения начинают оттаивать и связь в мерзлом грунтовом массиве нарушается, В оттаявшем грунте образуются полости, заполйенные водой, Талые водонасыщенные частицк грунта в это время имеют очень малое сцепление между собой и поэтому часть иэ них под воздействием потока воды и гравитации легко скатывается в образующиеся полости, на место вытаявших крупных ледяных жил, Граница б мерзлой эоны под действием теплообмена с водным потоком опускается вниз, способствуя дальнейшему образованию полостей вытаявшего льда.

Процесс углубления канала 1 водным потоком длится до тех пор, пока мощность талого слоя грунта достигнет величины, при которой дальнейшее протаивание в данных условиях прекращается. В этом случае, если самозаглубление канала 1 не достигло глубины, близкой к проектной, подача воды 5 прекращается и талый грунт со дна канала 1 убирают эа проектную границу бортов ненарушенного массива, например, при помощи экскаватора.

Затем вновь пропускают воду по каналу 1 и процесс самозаглубления повторяют до проектной отметки.

Одновременно с размывом канала 1 происходит подтаивание бортов с выносом-грунта и частичное сползание мохорастительного слоя 3 под углом естественного откоса. Корневая система способствует удержанию слоя на

1063914

15

20 где h — толщина теплоизолирующего охранного слоя, м; .

3I. — коэффициент теплопроводности, ккал/м ° ч.град;

QII8. 3

Составитель Б. Поспелов

Редактор М. Рачкулинец Техред А.Бабинец Корректор Г. Решетник

Заказ 10485/31 Тираж 673 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 бортах траншеи 2 беэ нарушения его целостности и разрывов. В местах активного протаивания обнаженной мерзлоты на откосах наблюдается оползание талого грунта к дну канала 1.

Этот грунт прикрывает очаги активного протаивания и таким образом замедляет вытаивание локальных эон, стабилизируя равномерный нагрев откосов и их формирование.

Для предотвращения сползания мохорастительного слоя по склону канала предусматривается сохранение в мерзлом состоянии грунта ниже слоя 3. С этой целью толщина слоя 4 принимается такой, чтобы она была ,больше глубины его сезонного протаивания.

В общей виде это условие можно записать

+ — температура воздуха, С;

- время, ч;

Q — - удельные затраты тепла на оттаивание пород, ккал/м9.

На периферийной части слоя 4, т.е. с противоположной стороны канала, протаивает не только дерновина, но и подстилающий ее грунт. Для соблюдения условия промерзания дерновины в средней части слоев 3 и 4 необходимо по меньшей мере выполнить условие

В> ЗЬ, где h — глубина сезонного оттаивания грунта в летний период.

В случае недостаточной толщины слоя 4 высоту его можно увеличить за счет снятия грунта с осушаемого поля эа границами канала l. Одновременно с увеличением термического сопротивления слоя увеличивается вес утеплителя, препятствуя сползанию его в ложе канала 1 . Температура нулевой завесы 7 в нижележащем массиве стабилизируется и борта канала

1 сохраняются в мерзлом состоянии.