Противофильтрационный экран и способ его создания

Противофильтрационный экран и способ его создания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при создании противофильтрационной защиты мелиоративных каналов.

Известно устройство для защиты откосов гидротехнических сооружений от размыва (SU А.С. №1409720, Е02В 3/16, БИ №26 от 15.07.1988), состоящее из уложенных в подстилающем слое грунта кольцеобразных элементов и пленочного противофильтрационного элемента в виде лент, которые соединены между собой с помощью стыков внахлест.

Недостатки данного покрытия:

- волнообразная форма покрытия, сопутствующая осаждению наносов, что негативно сказывается на гидравлической эффективности канала;

- трудоемкость выполнения покрытия.

Известен способ создания противофильтрационной облицовки канала (SU А.С. №1289952, Е02В 5/02, 3/16, БИ №6 от 15.02.1987), включающий укладку на пленочный экран торкретцементной смеси, перед нанесением которой прокладывается армирующий стекловолокнистый материал. Для устройства швов на стекловолокнистый материал перед нанесением смеси укладывают деревянные бруски, которые после окончания. торкретирования извлекаются и переставляются на новые участки по ходу строительства облицовки. По дну канала устраивается в два слоя грунтовая подушка, толщина которой доводится до проектной отметки после устройства защитного торкретцементного покрытия канала.

Недостатки данного способа:

- высокая стоимость облицовки, обусловленная необходимостью создания защитного покрытия из торкретцементной смеси и грунтовой подушки;

- низкая эксплуатационная надежность облицовки вследствие растрескивания торкретцементной смеси в период эксплуатации;

- трудоемкость возведения покрытия.

Известно противофильтрационное покрытие для гидротехнических сооружений (SU А.С. №844656, Е02В 3/12, E02D 17/20, БИ №25 от 07.07.1981), выполненное из полотнищ полимерного материала с компенсационными складками, расположенного на грунтовом основании и снабженного упругими тягами, которые проходят через гребни и впадины волнообразного профиля гибких элементов, прикрепленных на отдельных участках к полотнищу, упругие тяги прикреплены к основанию посредством анкеров и имеют деформативность и упругость больше, чем у материала полотнищ и гибких элементов.

К недостаткам данного противофильтрационного покрытия можно отнести малую надежность покрытия, связанную с повреждаемостью полотнищ полимерного материала и упругих тяг в процессе эксплуатации покрытия плавающими предметами. Кроме того, при эксплуатации данной конструкции на каналах оросительных систем будет наблюдаться засорение компенсационных складок водной растительностью, что приведет к снижению эффективности их сработки, а в ряде случаев к полному их заклиниванию.

Наиболее близким техническим решением является способ создания противофильтрационного экрана с геомембраной из полимерного материала (RU Патент №2374386, Е02В 3/16, БИ №33 от 27.11.2009), включающий подготовку грунтового основания, укладку на него водонепроницаемой геомембраны, состоящей из герметично соединенных между собой полотнищ полимерного материала, устройство компенсаторов деформаций геомембраны со стыковым соединением полотнищ в местах устройства компенсаторов и перекрытием стыков снизу и сверху полосами материала, отличающегося от материала геомембраны, устройство защитного слоя экрана из грунта или иных материалов.

Недостатки данного способа:

- высокая стоимость экрана, обусловленная применением геомембраны, геотекстиля и устройством защитного покрытия из грунта или иных материалов;

- низкая эксплуатационная надежность вследствие размыва и сползания защитного покрытия противофильтрационного экрана из грунтовых или иных материалов.

Общим недостатком для всех рассмотренных аналогов и прототипа является то, что при устройстве данных противофильтрационных покрытий геомембрана закрепляется на бровке откоса в штрабу, то есть необходимо предусматривать монтажные допуски, составляющие 1,0-2,0 м, что приводит к дополнительному расходу материала и удорожанию конструкции.

Сущность изобретения заключается в разработке конструкции и способа создания противофильтрационного экрана, предупреждающего потери воды на фильтрацию, из гибких полимерных листов шириной 1,5 м, длиной 15-20 м толщиной 15-20 мм, изготовленных из отходов полиолефинов и не требующего создания дополнительных защитных покрытий из грунта или иных материалов.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является исключение потерь воды на фильтрацию, повышение технологичности создания противофильтрационных покрытий и снижение материалоемкости с одновременной ликвидацией отходов полиолефинов и увеличение пропускной способности каналов.

Технический результат достигается применением противофильтрационного экрана из гибких полимерных листов шириной 1,5 м, длиной 15-20 м и толщиной 15-20 мм, изготовленных из отходов полиолефинов, укладываемого согласно предложенному способу.

Противофильтрационный экран устраивают следующим образом. Формируют ложе канала, например полукруглого или трапецеидального сечения. Выполняют подготовку ложа канала, грунт основания очищают от корней растений, валунов, а затем уплотняют. Далее осуществляют подвоз полимерных материалов автотранспортом и их разгрузку. Рулон полимерного материала разматывают и нарезают листы длиной, равной периметру канала (при строительстве или реконструкции каналов с полукруглым поперечным сечением), или ширине дна и длине откоса канала (при строительстве или реконструкции каналов с трапецеидальным поперечным сечением). Полученный лист полимерного материала смещают в сторону и производят отрез следующего листа. Далее осуществляют соединение листов в полотнище шириной 10-11,5 м и длиной, равной периметру канала (при строительстве или реконструкции каналов с полукруглым поперечным сечением), и шириной, равной ширине дна и длине откоса канала (при строительстве или реконструкции каналов с трапецеидальным поперечным сечением). В полученном полотнище просверливают монтажные отверстия согласно предложенным схемам. Затем полотнище поднимают краном, закрепляя стропы в монтажные отверстия, и укладывают на подготовленное основание. При строительстве и реконструкции каналов с трапецеидальным сечением русла первым укладывают полотнище на дно канала, далее производят укладку полотнищ на откосы канала. Закрепление полотнища производят путем забивки металлических анкеров с резиновыми уплотнительными шайбами, заделываемых через монтажные отверстия в грунт основания на 0,5-1,0 м. Следующее полотнище укладывают встык к уже уложенному полотнищу, после чего укрупненные полотнища соединяют путем приварки к ним на расстоянии 0,1 м от кромки стыка полосы геомембраны, изготовленной из отходов полиолефинов, толщиной 1-2,0 мм, длиной, равной периметру канала, и шириной 30 см, с формированием деформационной складки.

Гибкие полимерные листы и полосы геомембраны изготавливаются в заводских условиях следующим образом.

После сбора отходов полиолефинов на свалках (пластиковые бутылки, отходы полимерного производства, отходы полиэтиленовой пленки, отходы пластиковой посуды, пластиковые отходы элементов автомобильной, авиационной и сельскохозяйственной техники и др.) производят их дробление и очистку. Затем выполняется переработка отходов и выпуска полимерного сырья в виде гранул полиэтилена. Изготовление полимерных листов из гранул полиэтилена осуществляется путем повторной переработки (расплавления) гранул с добавлением компонентов, улучшающих их гибкость и долговечность, и формирования готовых изделий в виде полимерных листов толщиной 15-20 мм и полос или рулонов геомембраны толщиной 1,0-1,5 мм.

Изобретение поясняется чертежами,

где фиг.1 - противофильтрационный экран (полукруглое поперечное сечение), фиг.2 - противофильтрационный экран (трапецеидальное поперечное сечение), фиг.3 - схема устройства монтажных отверстий при полукруглом сечении русла канала, фиг.4 - схема устройства монтажных отверстий при трапецеидальном сечении русла канала, фФиг.5 - деформационная складка.

Противофильтрационный экран состоит из следующих элементов: (фиг.1, 2, 3, 4) грунтовое основание 1; гибкие листы из отходов полиолефинов 2; монтажные отверстия 3; металлический анкер с уплотнительной шайбой 4; деформационная складка 5.

Способ создания противофильтрационного экрана выполняют следующим образом: (фиг.3, 4) из отдельных листов листового полимерного материала 2, изготовленного из отходов полиолефинов, формируют полотнище и устраивают монтажные отверстия 4, полотнища поднимают краном и укладывают на подготовленное ложе канала 1 полукруглого или трапецеидального сечения (фиг.1, 2). Далее к уже уложенному полотнищу встык укладывают следующее полотнище и соединяют их путем приваривания полосы геомембраны с формированием деформационной складки 5 (фиг.5), затем закрепляют противофильтрационный экран по откосу с помощью металлических анкеров с уплотнительной шайбой 4, которые забивают в монтажные отверстия 3.

Предлагаемый противофильтрационный экран отличается повышенной надежностью и благодаря значительной толщине противофильтрационного элемента не требует устройства защитных покрытий из грунта или иных материалов, кроме того, все основные конструктивные элементы противофильтрационного экрана выполняются из отходов полиолефинов, что снижает затраты на их изготовление и сопутствует развитию вторичной переработки отходов. Предлагаемый способ строительства противофильтрационного экрана отличается экономичностью и технологичностью.

1. Способ создания противофильтрационного экрана, включающий укладку полотнищ полимерного материала на подготовленное основание, отличающийся тем, что перед укладкой в ложе канала укрупненных полотнищ их изготавливают из гибких листов, выполненных из отходов полиолефинов и соединенных в полотнища шириной 10,0-11,5 м и длиной, равной периметру канала, после чего полотнища укладывают на подготовленное основание встык и соединяют между собой путем приваривания полосы водонепроницаемой геомембраны толщиной 1,0-2,0 мм, изготовленной из отходов полиолефинов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при соединении укрупненных полотнищ полосу геомембраны приваривают к укрупненным полотнищам на расстоянии 0,1 м от кромки стыка.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при соединении укрупненных полотнищ полосу геомембраны приваривают с образованием деформационной складки, обеспечивающей гибкость экрана.

4. Противофильтрационный экран, полученный способом по п.1, включающий полотнища полимерного материала, уложенные на подготовленное основание, отличающийся тем, что гибкие листы, соединенные в укрупненные полотнища, изготовлены из отходов полиолефинов в виде полимерных листов толщиной 15-20 мм, шириной 1,5 м, длиной 15-20 м, при этом в полотнищах устроены монтажные отверстия.

5. Противофильтрационный экран по п.4, отличающийся тем, что для снижения материалоемкости покрытия противофильтрационный экран расположен только по дну и на откосах канала.

6. Противофильтрационный экран по п.4, отличающийся тем, что противофильтрационный экран закреплен на откосах при помощи металлических анкеров, заделанных через монтажные отверстия в грунт основания на 0,5-1,0 м.