[go: up one dir, main page]

RU2309219C1 - Earth-fill dam of frozen type - Google Patents

Earth-fill dam of frozen type Download PDF

Info

Publication number
RU2309219C1
RU2309219C1 RU2006107432/03A RU2006107432A RU2309219C1 RU 2309219 C1 RU2309219 C1 RU 2309219C1 RU 2006107432/03 A RU2006107432/03 A RU 2006107432/03A RU 2006107432 A RU2006107432 A RU 2006107432A RU 2309219 C1 RU2309219 C1 RU 2309219C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dam
freezing
core
frozen
embankment
Prior art date
Application number
RU2006107432/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006107432A (en
Inventor
Владимир Андреевич Вайкум (RU)
Владимир Андреевич Вайкум
Валерий Михайлович Руднов (RU)
Валерий Михайлович Руднов
Виктор Григорьевич Оголь (RU)
Виктор Григорьевич Оголь
Василий Петрович Ягин (RU)
Василий Петрович Ягин
Светлана Николаевна Бухарина (RU)
Светлана Николаевна Бухарина
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания"
Priority to RU2006107432/03A priority Critical patent/RU2309219C1/en
Publication of RU2006107432A publication Critical patent/RU2006107432A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2309219C1 publication Critical patent/RU2309219C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Barrages (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

FIELD: hydraulic structures, particularly to construct dams of frozen type.
SUBSTANCE: dam comprises core of fixed earth, upper and lower fills created of rockfill and separated from core with transition zone, as well as impervious curtain joined with frozen base in watertight manner through frozen shield. Frozen shield includes lower embankment part made of low-permeable earth along bottom of low dam slope. To provide impervious curtain watertightness polymeric film is included in impervious curtain. Polymeric film has upper part arranged under dam core in transversal dam section. Embankment crest projects over polymeric film for height of not less than seasonal embankment thawing depth. Frozen shield is created by freezing device including freezing pipe laid in trench. In the case of shallow bed talik frozen shield bottom coincides with that of talik. In the case of deep talik frozen shield section located in talik zone is created by means of freezing column row formed from embankment crest.
EFFECT: increased dam reliability due to accelerated freezing thereof with the use of natural ambient cold and decreased dam construction costs.
7 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области гидротехнического строительства в суровых климатических условиях и может быть использовано при строительстве плотин мерзлого типа.The invention relates to the field of hydraulic engineering in harsh climatic conditions and can be used in the construction of frozen dams.

Известна грунтовая плотина на мерзлом основании, содержащая ядро из связного грунта, верховую и низовую призмы, выполненные из каменной наброски и отделенные от ядра переходными зонами, и мерзлотную завесу в ядре и основании, создаваемую замораживающим устройством в виде замораживающих колонок [1].Known soil dam on a frozen base containing a core of cohesive soil, top and bottom prisms made of stone sketches and separated from the core by transition zones, and a frozen curtain in the core and base created by a freezing device in the form of freezing columns [1].

Такая плотина недостаточно надежна, а ее возведение и эксплуатация связаны с высокими затратами средств. Эти недостатки плотины обусловлены тем, что высота замораживающих колонок обычно существенно превышает высоту плотины. По мере же увеличения высоты замораживающих колонок надежность их работы снижается, а затраты на их устройство и эксплуатацию увеличиваются.Such a dam is not reliable enough, and its construction and operation are associated with high costs. These drawbacks of the dam are due to the fact that the height of the freezing columns usually significantly exceeds the height of the dam. As the height of the freezing columns increases, the reliability of their work decreases, and the costs of their installation and operation increase.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является грунтовая плотина мерзлого типа, перекрывающая русло реки между ее бортами и содержащая ядро из связного грунта, верховую и низовую призмы, выполненные из каменной наброски и отделенные от ядра переходными зонами, и помещенный под низовой призмой противофильтрационный плащ, выполненный из связного грунта и водонепроницаемо сопряженный с мерзлым основанием посредством мерзлотной завесы. Эта завеса создается замораживающим устройством в виде замораживающих колонок, заглубленных в основание плотины на заданную глубину, и включает в себя нижнюю часть насыпи, выполненной из малофильтрующих грунтов вдоль подошвы низового откоса плотины [2].The closest in technical essence and the achieved result is a frozen ground dam, blocking the river channel between its sides and containing a core of cohesive soil, top and bottom prisms made of stone sketches and separated from the core by transition zones, and an anti-filter cloak placed under the bottom prism made of cohesive soil and watertightly mated to a frozen base by means of a permafrost curtain. This curtain is created by a freezing device in the form of freezing columns buried in the dam base to a predetermined depth, and includes the lower part of the embankment made of low-filtering soils along the bottom of the bottom slope of the dam [2].

Эта плотина также недостаточно надежна и относительно затратив. В первые годы эксплуатации плотины, возведенной в летний период, под ядром и под противофильтрационным плащом, по меньшей мере, верхний слой основания, обычно высокопроницаемый, а на участке руслового талика особенно, находится в талом состоянии. По этому слою вода из водохранилища проникает под ядро и под плащ. Одна часть этой воды входит в ядро через его подошву и увеличивает фильтрацию через ядро в целом, а другая, причем многократно большая первой, - фильтрует через плащ. Вся вода, профильтровавшая через ядро и плащ, вносит в низовую призму тепло. Это препятствует промораживанию естественным наружным холодом низовой призмы, ядра, плаща и фильтрующего талого слоя в их основании, что снижает надежность плотины. Одновременно через этот талый слой грунта из водохранилища передается давление воды на водоупорный мерзлый слой в плаще, который в начальный период его промерзания образуется в виде мерзлой корки у верхней поверхности плаща. Это, из условия устойчивости низовой призмы, обуславливает увеличение высоты насыпи, а следовательно, и увеличение высоты замораживающих колонок, выполняемых с гребня этой насыпи, что увеличивает затраты на возведение плотины. Дополнительно, во-первых, создание мерзлотной завесы замораживающими колонками на всей длине плотины затратное; во-вторых, выполнение плаща связано с расходованием дефицитного для условий северной строительно-климатической зоны связных грунтов, объем которых сопоставим с объемом талых грунтов ядра плотины; в-третьих, вода, профильтровавшая через ядро и плащ, скатывается по плащу в русловой участок плотины, где она накапливается и переливается через насыпь, что приводит к неорганизованному образованию наледей у подошвы низового откоса плотины; в-четвертых, перейти от связного (обычно малосвязного) грунта ядра к каменной наброске низовой призмы путем помещения между ними одной тонкой переходной зоны, выполненной только из грунтового материала, не представляется возможным или из-за отслоения грунта ядра и/или из-за просыпания грунта переходной зоны в каменную наброску.This dam is also not reliable enough and relatively costly. In the first years of operation of the dam, erected in the summer, under the core and under the antifiltration cloak, at least the upper layer of the base, usually highly permeable, and especially in the channel talik area, is in a thawed state. On this layer, water from the reservoir penetrates under the core and under the cloak. One part of this water enters the core through its sole and increases the filtration through the core as a whole, and the other, and many times the first, filters through the cloak. All the water that has filtered through the core and cloak brings heat to the bottom prism. This prevents freezing of the bottom prism, core, cloak and filtering melt layer at their base by freezing, which reduces the reliability of the dam. At the same time, through this thawed soil layer, water pressure is transmitted from the reservoir to the water-resistant frozen layer in the raincoat, which in the initial period of freezing forms in the form of a frozen crust at the upper surface of the raincoat. This, from the condition of stability of the lower prism, leads to an increase in the height of the embankment, and, consequently, an increase in the height of the freezing columns made from the crest of this embankment, which increases the cost of dam construction. In addition, firstly, the creation of a permafrost curtain by freezing columns along the entire length of the dam is expensive; secondly, the implementation of the cloak is associated with the expenditure of cohesive soils, which are scarce for the conditions of the northern construction and climatic zone, the volume of which is comparable to the volume of thawed soils of the dam core; thirdly, the water filtered through the core and the raincoat rolls down the raincoat into the channel section of the dam, where it accumulates and overflows through the embankment, which leads to an unorganized formation of ice at the bottom of the lower slope of the dam; fourthly, it is not possible to move from a cohesive (usually loosely coupled) soil of the core to a stone sketch of the bottom prism by placing between them one thin transition zone made only of soil material either due to the detachment of the soil from the core and / or due to spillage ground transition zone in a stone outline.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая грунтовая плотина мерзлого типа, является повышение надежности плотины и экономия средств на ее возведение. Техническим результатом при осуществлении изобретения является, во-первых, ускорение промерзания талых грунтов ядра, плаща и основания под ними, во-вторых, уменьшение объемов работ и расхода дефицитных строительных материалов и трудозатрат при возведении плотины, в-третьих, предотвращение образования неорганизованных наледей у подошвы низового откоса плотины при ее эксплуатации.The challenge to which the claimed frozen dam is directed is to increase the reliability of the dam and save money on its construction. The technical result in the implementation of the invention is, firstly, to accelerate the freezing of thawed soils of the core, cloak and base under them, secondly, to reduce the amount of work and expense of scarce building materials and labor costs in the construction of the dam, and thirdly, to prevent the formation of unorganized ice soles of the bottom slope of the dam during its operation.

Указанный технический результат достигается тем, что в грунтовой плотине мерзлого типа, перекрывающей реку между ее бортами и содержащей ядро из связного грунта, верховую призму, низовую призму, выполненную из каменной наброски и отделенную от ядра переходной зоной, и помещенный под низовой призмой противофильтрационный плащ, водонепроницаемо сопряженный с мерзлым основанием посредством мерзлотной завесы, создаваемой замораживающим устройством и включающей в себя нижнюю часть насыпи, выполненной из малофильтрующих грунтов вдоль подошвы низового откоса плотины, согласно изобретению противофильтрационный плащ выполнен водонепроницаемым с включением в себя полимерной пленки. Верховая часть плаща в поперечном сечении плотины помещена под ядром, а гребень насыпи не менее чем на глубину ее сезонного протаивания возвышается над полимерной пленкой.The specified technical result is achieved by the fact that in the frozen dam of the frozen type, overlapping the river between its sides and containing a core of cohesive soil, an upper prism, a lower prism made of stone sketches and separated from the core by a transition zone, and an anti-filter cloak placed under the lower prism, water-tightly coupled to the frozen base by means of a permafrost curtain created by a freezing device and including the lower part of the embankment made of low-filtering soils along under seams downstream side of the dam according to the invention is made waterproof impervious cloak with the inclusion of a polymer film. The upper part of the cloak in the cross section of the dam is placed under the core, and the crest of the embankment rises above the polymer film not less than the depth of its seasonal thawing.

Дополнительно:Additionally:

- замораживающее устройство выполнено в виде замораживающей трубы, помещенной у дна, выполненной в основании насыпи траншеи, которая заполнена грунтом мерзлотной завесы, включающей в себя низовую кромку полимерной пленки плаща;- the freezing device is made in the form of a freezing pipe placed at the bottom, made at the base of the embankment of the trench, which is filled with soil of a permafrost curtain, which includes the bottom edge of the polymer film of the cloak;

- на русловом участке плотины в ее низовой призме помещена труба, выводящая из низовой призмы в нижний бьеф воду, профильтровавшуюся через ядро (в первые годы эксплуатации плотины);- a pipe is placed on the channel section of the dam in its lower prism, which leads out of the lower prism to the downstream water, filtered through the core (in the first years of the dam operation);

- переходная зона включает в себя слой гравийно-галечникового грунта и слой синтетического фильтрового материала, причем последний непосредственно примыкает к ядру;- the transition zone includes a layer of gravel and pebble soil and a layer of synthetic filter material, the latter directly adjacent to the core;

- в случае наличия в основании плотины руслового талика, с дном которого совмещено дно траншеи, замораживающее устройство на участке руслового талика выполнено в виде поярусно расположенных в траншее двух или более замораживающих труб;- if there is a channel talik at the base of the dam with the bottom of the trench bottom, the freezing device in the channel talik section is made in the form of two or more freezing pipes in a trench in a trench;

- в случае наличия глубокого руслового талика мерзлотная завеса, создаваемая замораживающей трубой на бортовом участке плотины, водонепроницаемо сопряжена с мерзлотной завесой, создаваемой на русловом участке плотины с насыпи рядом замораживающих колонок, заглубленных нижней частью в основание плотины на заданную глубину;- in the case of a deep channel talik, the permafrost curtain created by the freezing pipe on the side of the dam is watertightly connected to the permafrost curtain created on the channel section of the dam with an embankment next to the freezing columns buried at the bottom of the dam to a predetermined depth;

- выпускная труба коаксиально помещена в теплоизолирующую трубу с образованием кольцевого зазора, при этом водоприемная часть выпускной трубы выполнена Т-образной и с перфорацией, а теплоизолирующая труба снабжена наружной теплоизоляцией.- the exhaust pipe is coaxially placed in the heat-insulating pipe with the formation of an annular gap, while the water receiving part of the exhaust pipe is T-shaped and perforated, and the heat-insulating pipe is provided with external thermal insulation.

Основная сущность технического решения заключается в том, что в состав противофильтрационного плаща включена полимерная пленка, которая обеспечивает водонепроницаемость плаща и его малую толщину, а также то, что эта пленка помещена и под ядром. Именно эти два отличия обеспечивают основной технический результат: ускорение промерзания грунтов талика, плаща и основания под ними посредством естественного наружного холода, а также то, что в отличие от плотины с плащом только из связного грунта предотвращается образование на повышенных отметках действующего водоупора. Такой технический результат для грунтовых плотин мерзлого типа с мерзлотной завесой, создаваемой вдоль подошвы низового откоса плотины, из уровня техники не известен. Это позволяет, по мнению заявителя, сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию «изобретательский уровень».The main essence of the technical solution lies in the fact that the polymer film is included in the composition of the anti-filtration cloak, which ensures the waterproofness of the cloak and its small thickness, as well as the fact that this film is placed under the core. It is these two differences that provide the main technical result: acceleration of freezing of talik, cloak and base underneath by means of natural external cold, and also the fact that, in contrast to a dam with a cloak, only from cohesive soil, the formation of an active water-resistant layer at elevated elevations is prevented. Such a technical result for frozen dams of the frozen type with a permafrost curtain created along the bottom of the lower slope of the dam is not known from the prior art. This allows, according to the applicant, to conclude that the claimed technical solution meets the condition of "inventive step".

Новым является также то, что замораживающее устройство в такой плотине выполнено в виде одной или более замораживающей трубы, помещенной в траншее, выполненной по особым правилам, а в низовой призме помещена выпускная труба, а также то, что переходная зона включает в себя слой синтетического фильтрового материала.It is also new that the freezing device in such a dam is made in the form of one or more freezing pipes placed in a trench made according to special rules, and an outlet pipe is placed in the bottom prism, as well as the fact that the transition zone includes a layer of synthetic filter material.

На фиг.1 показана плотина, продольный разрез, совмещенный с видом с нижнего бьефа; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1, случай 1 неглубокого руслового талика; на фиг.4 - то же, что и на фиг.3, случай 2 глубокого руслового талика; на фиг.5 - разрез С-С на фиг.3.Figure 1 shows the dam, a longitudinal section, combined with the view from the downstream; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 is a section bB in figure 1, case 1 of a shallow channel talik; figure 4 is the same as in figure 3, case 2 deep channel talik; figure 5 is a section CC in figure 3.

Грунтовая плотина перекрывает русло реки 1 (фиг.1) между ее бортами, правым 2 и левым 3, и возводится на многолетнемерзлом основании 4 в суровых климатических условиях при ограниченном объеме качественных глинистых (связных) грунтов в разведанных карьерах и при коротком дождливом лете. Плотина включает ядро 5 (фиг.2) из связного грунта, боковую верховую призму 6 из гравийного песка и боковую низовую призму 7 из каменной наброски. Между ядром 5 и низовой призмой 7 помещена переходная зона 8. В нижней части плотины на подготовленное основание 4 помещен противофильтрационный плащ 9, который выполнен водонепроницаемым за счет включения в себя полимерной пленки 10. В поперечном сечении плотины верховая часть полимерной пленки 10 помещена под ядром 5 (по меньшей мере, под низовой половиной подошвы ядра), наибольшая, по размерам средняя, - под низовой призмой 7, а низовая водонепроницаемо сопряжена с мерзлым основанием 4 посредством вмораживания ее кромки в мерзлотную завесу 11. Пленка 10 помещена на подстилающий слой 12, который в пределах низовой призмы 7 выполнен из песка, а в пределах ядра 5 - из связного грунта. Сверху пленка 10 покрыта слоем 13 из высокопрочного геотекстиля, а в пределах низовой призмы 7 пленка 10 дополнительно покрыта слоем 14 из гравийно-галечникового грунта. Мерзлотная завеса 11 включает в себя нижнюю часть насыпи 15, выполненной из связных грунтов вдоль подошвы низового откоса 16. Гребень 17 насыпи 15 не менее чем на глубину сезонного протаивания насыпи 15 возвышается над полимерной пленкой 10.A soil dam overlaps the channel of the river 1 (Fig. 1) between its sides, right 2 and left 3, and is built on the permafrost base 4 in severe climatic conditions with a limited amount of high-quality clay (cohesive) soils in explored quarries and during short rainy summers. The dam includes a core 5 (FIG. 2) of cohesive soil, a lateral elevation prism 6 of gravel sand and a lateral lower prism 7 of stone outline. A transition zone 8 is placed between the core 5 and the bottom prism 7. An anti-filtration cloak 9 is placed on the prepared base 4 at the bottom of the dam, which is made waterproof by including a polymer film 10. In the cross section of the dam, the upper part of the polymer film 10 is placed under the core 5 (at least under the bottom half of the base of the core), the largest, medium in size, is under the bottom prism 7, and the bottom is watertightly mated to the frozen base 4 by freezing its edges into the permafrost curtain 11. The film 10 is placed on the underlying layer 12, which within the bottom prism 7 is made of sand, and within the core 5 is made of cohesive soil. On top of the film 10 is covered with a layer 13 of high-strength geotextiles, and within the lower prism 7, the film 10 is additionally covered with a layer 14 of gravel and pebble soil. The permafrost curtain 11 includes the lower part of the embankment 15 made of cohesive soils along the bottom of the lower slope 16. The crest 17 of the embankment 15 rises above the polymer film 10 not less than the seasonal thawing depth of the embankment 15.

Мерзлотная завеса 11 создается замораживающим устройством в виде замораживающей трубы 18, помещенной в траншею 19 у ее дна 20. В случае наличия в основании плотины неглубокого руслового талика 21 (фиг.3), с дном 22 которого совмещено дно 20 траншеи 19 (случай 1), замораживающее устройство на этом участке выполнено в виде поярусно расположенных в траншее 19 двух (фиг.3) или более замораживающих труб 18. В случае наличия глубокого руслового талика 21 (случай 2) мерзлотная завеса 11, создаваемая замораживающей трубой 18 на бортовом участке плотины, водонепроницаемо сопряжена с мерзлотной завесой 11, создаваемой на участке руслового талика 21 с гребня 17 насыпи 15 рядом замораживающих колонок 23 (фиг.4), которые заглублены своей нижней частью в основание 4 плотины на заданную глубину.The permafrost curtain 11 is created by a freezing device in the form of a freezing pipe 18, placed in a trench 19 at its bottom 20. If there is a shallow channel talik 21 at the base of the dam 21 (Fig. 3), with the bottom 22 of which the bottom 20 of the trench 19 is combined (case 1) the freezing device in this section is made in the form of two (or 3) freezing pipes 18, which are tiered in a trench 19, in the case of a deep channel talik 21 (case 2), a frozen curtain 11 created by a freezing pipe 18 on the side of the dam, waterproof it is interfaced with a permafrost curtain 11 created in the section of the channel talik 21 from the crest 17 of the embankment 15 next to the freezing columns 23 (Fig. 4), which are buried with their lower part into the base 4 of the dam to a predetermined depth.

В указанных случаях на русловом участке 1 и на бортовых участках 2 и 3 замораживающие устройства выполнены преимущественно сезоннодействующими и автономными участками. При этом замораживающие трубы 18 выполнены воздушного вида, а замораживающие колонки - любого вида (вентиляторы и другое оборудование замораживающих устройств на чертежах не показаны).In these cases, on channel section 1 and on-board sections 2 and 3, freezing devices are made mainly by seasonally acting and autonomous sections. In this case, the freezing pipes 18 are made in an aerial view, and the freezing columns are of any kind (fans and other equipment of freezing devices are not shown in the drawings).

На русловом участке плотины в ее низовой призме 7 помещена выпускная труба 24 (фиг.1), выводящая из низовой призмы 7 в нижний бьеф воду, профильтровавшуюся через ядро 5 в первые годы эксплуатации плотины. Выпускная труба 24 коаксиально помещена в теплоизолирующую трубу 25 с образованием кольцевого зазора 26 (фиг.5). Теплоизолирующая труба 25 снаружи покрыта слоем 27 теплоизоляционного материала, а водоприемная часть выпускной трубы 24 выполнена Т-образной и с перфорацией (чертежом не пояснено).An outlet pipe 24 (Fig. 1) is placed on the channel section of the dam in its lower prism 7, which leads water from the lower prism 7 to the downstream, filtered through the core 5 in the first years of operation of the dam. The exhaust pipe 24 is coaxially placed in the heat-insulating pipe 25 with the formation of an annular gap 26 (figure 5). The heat-insulating pipe 25 is outside coated with a layer 27 of heat-insulating material, and the water receiving part of the exhaust pipe 24 is made T-shaped and perforated (not explained in the drawing).

Переходная зона 8 включает в себя слой гравийно-галечникового грунта 28 и слой 29 синтетического фильтрового материала, причем последний непосредственно примыкает к ядру 5.The transition zone 8 includes a layer of gravel and pebble soil 28 and a layer 29 of synthetic filter material, the latter directly adjacent to the core 5.

На чертежах обозначены и другие элементы плотины:In the drawings, other elements of the dam are indicated:

30 - естественный рельеф,30 - natural relief

31 - удаляемый слой в основании,31 - removable layer in the base,

32 - положение нулевой изотермы перед первым весенним подъемом уровня воды перед плотиной,32 - position of the zero isotherm before the first spring rise in water level in front of the dam,

33 - талый слой грунта под полимерной пленкой,33 - thawed soil layer under a polymer film,

34 - расчетное положение нулевой изотермы,34 - the calculated position of the zero isotherm,

35 - коллектор замораживающих труб,35 - collector of freezing pipes,

36 - крепление откоса плотины,36 - fastening of the slope of the dam,

37 - граница руслового участка плотины.37 - the boundary of the channel section of the dam.

Плотина возводится следующим образом.The dam is constructed as follows.

С естественного рельефа 30 удаляют разуплотненный и заторфованный слой 31, толщина которого определяется геологическими условиями. В теплый период года выполняются противофильтрационный плащ 9 и работы, обеспечивающие создание мерзлотной завесы: роется траншея 19, укладывается в нее замораживающая труба (одна или более) 18, заполняется связным грунтом траншея 19 и отсыпается насыпь 15 из связного грунта.The unconsolidated and peaty layer 31, the thickness of which is determined by geological conditions, is removed from the natural topography 30. In the warm season, an antifiltration cloak 9 and work are carried out to ensure the creation of a permafrost curtain: a trench 19 digs, a freezing pipe (one or more) 18 is laid in it, a trench 19 is filled with cohesive soil, and an embankment 15 is poured from the cohesive soil.

Грунтовые элементы тела плотины возводятся обычным способом. Укладка связного грунта производится преимущественно в теплый период года, а несвязного - круглогодично. Одновременно создаются условия для промораживания или, по меньшей мере, охлаждения ядра и призм плотины. Укладку слоя 28 гравийно-галечникового грунта в переходную зону 8 целесообразно осуществить с использованием специальных переставных по высоте плотины щитов в месте сопряжения переходной зоны 8 с ядром 5. Это позволит выполнить переходную зону 8 тонкой, а ее сопряжение с ядром - в виде плоскости (без «елочки») и одновременно осуществить укладку слоя синтетического фильтрового материала 29 на боковую грань ядра [3].Soil elements of the dam body are constructed in the usual way. Laying cohesive soil is carried out mainly in the warm season, and incoherent - all year round. At the same time, conditions are created for freezing or at least cooling the core and prisms of the dam. Laying layer 28 of gravel-pebble soil in the transition zone 8 is expediently carried out using special shields that are variable in height at the junction of the transition zone 8 with the core 5. This will allow the transition zone 8 to be thin, and its conjugation with the core - in the form of a plane (without "Christmas trees") and at the same time lay a layer of synthetic filter material 29 on the side face of the core [3].

С наступлением холодного периода года задействуется замораживающая труба 18, а на участке глубокого руслового талика 21 - замораживающие колонки 23. Этим к наступлению теплого периода года создается мерзлотная завеса 11 с границей нулевой изотермы 32. Мерзлотная завеса 11 вместе с ядром 5 и плащом 9 образует в плотине единую противофильтрационную преграду. После этого плотина готова принять на себя напор воды.With the onset of the cold season, the freezing pipe 18 is activated, and freezing columns 23 are activated in the deep channel talik 21 section. By the onset of the warm season, the permafrost curtain 11 is created with the boundary of the zero isotherm 32. The permafrost curtain 11 together with the core 5 and cloak 9 forms the dam a single impervious barrier. After this, the dam is ready to take on the pressure of water.

Плотина работает следующим образом.The dam works as follows.

В поставленной под напор плотине отсутствует вододвижение под полимерной пленкой 10 в высокопроницаемом талом слое 33, который образовался в процессе выполнения плаща 9 или является естественным русловым таликом 21. Вода из водохранилища проникает в ядро 5 через его верховую грань в малом количестве, поэтому, фильтруя через ядро 5, эта вода вносит малое количества тепла в низовую призму. Далее вода по плащу 9 скатывается в русловой участок плотины, где она накапливается и по выпускной трубе 24 отводится в нижний бьеф на безопасное для плотины расстояние.In the pressure-filled dam, there is no movement under the polymer film 10 in the highly permeable hoist layer 33, which was formed during the execution of the cloak 9 or is a natural channel talik 21. Water from the reservoir penetrates into the core 5 through its upper face in small quantities, therefore, filtering through core 5, this water introduces a small amount of heat into the bottom prism. Further, the water along the cloak 9 slides into the channel section of the dam, where it accumulates and is discharged through the exhaust pipe 24 to the downstream to a distance safe for the dam.

В каждый последующий холодный период года увеличивается промерзание сначала низовой призмы 7, а затем ядра 5 и основания под ними. Нулевая изотерма займет расчетное (безопасное) положение 34 сначала на более низких бортовых участках плотины, а затем на более высоком русловом участке, последнее, примерно через 7-10 лет при высоте плотины 25-35 метров.In each subsequent cold period of the year, the freezing increases first of the bottom prism 7, and then the core 5 and the base under them. The zero isotherm will occupy the calculated (safe) position 34, first on the lower side sections of the dam, and then on the higher channel section, the latter, after about 7-10 years at a dam height of 25-35 meters.

В процессе промерзания плотины полимерная пленка 10 не подвергается опасному для нее переменному замораживанию-оттаиванию, при этом в промороженной части плотины полимерная пленка 10 особых полезных функций не выполняет. Сохранность пленки при неравномерных деформациях основания, особенно над бортами талика 21, в существенной мере обеспечивается слоем высокопрочного геотекстиля 31. Подобный слой геотекстиля может быть помещен и под пленкой 10. В промерзшей плотине прекращается функционирование выпускной трубы 24, обогрев которой в начальный период эксплуатации при необходимости осуществлялся путем создания циркуляции теплоносителя по кольцевому зазору 26; средства для создания циркуляции теплоносителя не показаны.In the process of freezing the dam, the polymer film 10 does not undergo alternating freezing and thawing, which is dangerous for it, while the polymer film 10 does not perform any special useful functions in the frozen part of the dam. The preservation of the film in case of uneven deformations of the base, especially over the sides of the talik 21, is substantially ensured by a layer of high-strength geotextile 31. A similar layer of geotextile can also be placed under the film 10. In the frozen dam, the outlet pipe 24 ceases to function, heating of which in the initial period of operation, if necessary carried out by creating a circulation of the coolant in the annular gap 26; means for circulating the coolant are not shown.

В таком мерзлом состоянии плотина имеет высокую надежность, а при дальнейшей эксплуатации плотины ее надежность, как правило, будет повышаться, и она сможет безотказно эксплуатироваться неограниченное число лет.In this frozen state, the dam has high reliability, and with further operation of the dam, its reliability will usually increase, and it will be able to operate without interruption for an unlimited number of years.

Источники информацииInformation sources

1. СНиП 2.06.05-84*. Плотины из грунтовых материалов. / Госстрой СССР.-М.: АЛЛ ЦИТП, 1991, С.24, черт. 6.1, а.1. SNiP 2.06.05-84 * . Dams from soil materials. / Gosstroy USSR.-M .: ALL TsITP, 1991, p.24, damn. 6.1 a.

2. Патент Российской Федерации №2029016, кл. Е02В 7/06, опубл. 20.02.95.2. Patent of the Russian Federation No. 2029016, cl. ЕВВ 7/06, publ. 02/20/95.

3. Авторское свидетельство СССР №1802034, кл. Е02В 7/06, опубл. 15.03 95.3. Copyright certificate of the USSR No. 1802034, cl. ЕВВ 7/06, publ. 15.03 95.

Claims (7)

1. Грунтовая плотина мерзлого типа, перекрывающая русло реки между ее бортами и содержащая ядро из связного грунта, верховую призму, низовую призму, выполненную из каменной наброски и отделенную от ядра переходной зоной, и помещенный под низовой призмой противофильтрационный плащ, водонепроницаемо сопряженный с мерзлым основанием посредством мерзлотной завесы, создаваемой замораживающим устройством и включающей нижнюю часть насыпи, выполненной из малофильтрующих грунтов вдоль подошвы низового откоса плотины, отличающаяся тем, что противофильтрационный плащ выполнен водонепроницаемым с включением полимерной пленки, верховая часть которой в поперечном сечении плотины помещена под ядром, а гребень насыпи не менее чем на глубину сезонного протаивания насыпи возвышается над полимерной пленкой.1. Frozen type soil dam that overlaps the river bed between its sides and contains a core of cohesive soil, an upper prism, a lower prism made of stone sketches and separated from the core by a transition zone, and an antifiltration cloak placed under the lower prism that is watertightly connected to the frozen base by means of a permafrost curtain created by a freezing device and including the lower part of the embankment made of low-filtering soils along the bottom of the lower slope of the dam, characterized in that the tivofiltration cloak is waterproof with the inclusion of a polymer film, the upper part of which in the cross section of the dam is placed under the core, and the crest of the embankment rises above the polymer film by at least a depth of seasonal thawing of the embankment. 2. Плотина по п.1, отличающаяся тем, что замораживающее устройство выполнено в виде замораживающей трубы, помещенной у дна выполненной в основании насыпи траншеи, которая заполнена грунтом мерзлотной завесы, включающей низовую кромку полимерной пленки плаща.2. The dam according to claim 1, characterized in that the freezing device is made in the form of a freezing pipe placed at the bottom of a trench made at the base of the embankment, which is filled with soil of a permafrost curtain, including the bottom edge of the cloak polymer film. 3. Плотина по п.1, отличающаяся тем, что на ее русловом участке в низовой призме помещена выпускная труба, выводящая из низовой призмы в нижний бьеф воду, профильтровавшуюся через ядро.3. The dam according to claim 1, characterized in that an outlet pipe is placed on its channel section in a downstream prism, leading water filtered out through the core from the downstream prism to the downstream. 4. Плотина по п.1, отличающаяся тем, что переходная зона включает слой гравийно-галечникового грунта и слой синтетического фильтрового материала, причем последний непосредственно примыкает к ядру.4. The dam according to claim 1, characterized in that the transition zone includes a layer of gravel and pebble soil and a layer of synthetic filter material, the latter directly adjacent to the core. 5. Плотина по п.2, отличающаяся тем, что в случае наличия в основании руслового талика, с дном которого совмещено дно траншеи, замораживающее устройство на участке руслового талика выполнено в виде расположенных в траншее двух или более замораживающих труб.5. The dam according to claim 2, characterized in that if there is a channel talik at the base with the bottom of the trench bottom, the freezing device in the channel talik section is made in the form of two or more freezing pipes located in the trench. 6. Плотина по п.2, отличающаяся тем, что в случае наличия глубокого руслового талика мерзлотная завеса, создаваемая замораживающей трубой на бортовом участке плотины, водонепроницаемо сопряжена с мерзлотной завесой, создаваемой на русловом участке плотины с гребня насыпи, рядом замораживающих колонок, заглубленных нижней частью в основание плотины на заданную глубину.6. The dam according to claim 2, characterized in that in the presence of a deep channel talik, the permafrost curtain created by the freezing pipe on the side of the dam is watertightly connected to the permafrost curtain created on the channel of the dam from the embankment crest, next to the freezing columns, recessed lower part to the base of the dam to a predetermined depth. 7. Плотина по п.3, отличающаяся тем, что выпускная труба коаксиально помещена в теплоизолирующую трубу с образованием кольцевого зазора, при этом водоприемная часть выпускной трубы выполнена Т-образной и с перфорацией, а теплоизолирующая труба снабжена наружной теплоизоляцией.7. The dam according to claim 3, characterized in that the exhaust pipe is coaxially placed in the heat-insulating pipe with the formation of an annular gap, while the water receiving part of the exhaust pipe is T-shaped and perforated, and the heat-insulating pipe is provided with external thermal insulation.
RU2006107432/03A 2006-03-10 2006-03-10 Earth-fill dam of frozen type RU2309219C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006107432/03A RU2309219C1 (en) 2006-03-10 2006-03-10 Earth-fill dam of frozen type

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006107432/03A RU2309219C1 (en) 2006-03-10 2006-03-10 Earth-fill dam of frozen type

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006107432A RU2006107432A (en) 2007-09-20
RU2309219C1 true RU2309219C1 (en) 2007-10-27

Family

ID=38955758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006107432/03A RU2309219C1 (en) 2006-03-10 2006-03-10 Earth-fill dam of frozen type

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2309219C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106013193A (en) * 2016-07-12 2016-10-12 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 Geomembrane cofferdam top structure and cofferdam heightening method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106013193A (en) * 2016-07-12 2016-10-12 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 Geomembrane cofferdam top structure and cofferdam heightening method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006107432A (en) 2007-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2453655C1 (en) Ground dam on permafrost foundation
CN102733405B (en) A kind of Permafrost Area is for reducing frozen soils temperature and the method stoped to charge for remittance in foundation ditch
RU2618108C2 (en) Drainage system on permafrost soils
RU2307891C1 (en) Ground dam built on permafrost base
Murton Global warming and thermokarst
US1866826A (en) Hill draining system
RU2394962C1 (en) Procedure for protection of mines against water inrush from side of water flow under conditions of permafrost
RU2309219C1 (en) Earth-fill dam of frozen type
CN207121911U (en) A kind of foundation ditch horizontal tube precipitation system
RU2590153C1 (en) Method for cascade dehydration of landslip body of slopes or walls
RU2416692C1 (en) Water engineering system on permafrost soils
RU2768715C1 (en) Earth dam drainage system
CN102587399B (en) Salivary flow ice prevention and management structure in cold zone
CN106758892A (en) A kind of Seasonal freezing areas Freeway draining means of defence
CN216515649U (en) Expansive soil or freeze thawing frozen expansive soil slope protection structure
CN212270561U (en) Roadbed structure suitable for water vapor migration prevention and control
RU187757U1 (en) Culvert culvert
CN207700204U (en) A kind of french drain structure for Slope Prevention
RU2418134C1 (en) Water-engineering system at watercourse of seasonal action under conditions of permafrost soils, cooling unit and method to operate water-engineering system
RU2382139C1 (en) Riverbed-diversion structure of seasonal waterway on permafrost
RU2415997C1 (en) Ground dam on permafrost soils
RU2785656C1 (en) Thaw-type embankment dam on a permafrost foundation
CN111364304A (en) Roadbed structure suitable for water vapor migration prevention and control
RU2752948C1 (en) Earth dam on permafrost base with anti-filtration berm
RU2592113C2 (en) Ground dam on permafrost base and method for creation thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090311