способ строительства пластмассового дренажа в водонасыщенных грунтах

Формула изобретения

1. Способ строительства пластмассового дренажа в водонасыщенных грунтах, включающий укладку дрен с перекрытием стока воды в их устьях, закладку коллектора и последовательное подключение дрен к коллектору с одновременным открытием для стока воды, отличающийся тем, что укладку дрен производят узкотраншейным способом одновременно с принудительной подачей воды в уложенную часть дрены через свободный ее конец и укрытием верхней части фильтрующей обсыпки экраном, а подключение дрен в местах соединения с коллектором осуществляют с постепенным увеличением их проходного сечения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что оптимальный расход воды, подаваемой в уложенную часть дрены, составляет:

Q=0,5VрR²,

где V - скорость укладки дрены;

R - радиус проходного сечения укладываемой дрены.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что зону принудительной подачи воды перемещают вслед за перемещающейся границей уложенной части дрены со скоростью ее укладки.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к мелиоративному строительству и может быть использовано при устройстве коллекторно-дренажной сети в водонасыщенных грунтах.

Известны способы строительства дренажа при высоком уровне грунтовых вод (В.А.Духовный, М.В.Баклушин, Е.Д.Томин, В.Ф.Серебренников "Горизонтальный дренаж орошаемых земель" - М.: Колос, 1979, стр. 173-180), включающие предварительное водопонижение и последующую укладку дренажа полумеханизированным (метод "полки"), траншейным и узкотраншейным способами.

Недостатком применения данных способов является необходимость выполнения трудоемких работ по предварительному водопонижению.

Известен также способ строительства дренажа в водонасыщенных грунтах (а.с. SU № 1569379, Е 02 В 11/00, 1988), включающий образование выработки, укладку в нее дренажного трубопровода с фильтром и обратную засыпку, где на участке укладки и засыпки грунтом дренажного трубопровода в процессе строительства дренажа создают и поддерживают противодавление рабочего агента, который непрерывно нагнетают в полость дренажного трубопровода со стороны уложенного его конца.

Недостатком известного способа является высокая энергоемкость за счет применения дополнительного оборудования и повышенного расхода рабочего агента, в частности сжатого воздуха, за счет потерь давления в порах грунта и уплотнениях системы.

Наиболее близким к предлагаемому является способ возведения горизонтального дренажа (а.с. SU № 821647, Е 02 В 11/00, 1976), включающий закладку дрен бестраншейным способом с перекрытием стока воды в их устьях, располагая устья вне трассы траншеи коллектора, после чего закладывают коллектор и последовательно подключают устья дрен к последнему с одновременным открытием для стока воды.

Недостатком данного способа является высокая энергоемкость укладки дренажа бестраншейным способом, переуплотнение стенок прорезаемой щели при работе в переувлажненных грунтах. Кроме того, при работе в переувлажненных грунтах, несмотря на установленную заглушку в устьях дрен, наличие открытого конца с другой стороны приводит к мгновенному поступлению в дрену воды сразу после ее укладки. Поступая в дрену, вода выносит мелкие частицы грунта, которые при отсутствии потока воды в самой дрене осаждаются по ее длине. В то же время открытие с помощью заглушки полного проходного сечения дрены в месте соединения с коллектором вызывает резкое увеличение притока воды в дрену и способствует поступлению в нее мелких частиц грунта. Все это приводит к существенному заилению дрены уже на стадии ее укладки и снижает эффективность работы коллекторно-дренажной сети.

Устранить указанные недостатки позволяет предлагаемый способ строительства пластмассового дренажа в водонасыщенных грунтах, включающий укладку дрен с перекрытием стока воды в их устьях, закладку коллектора и последовательное подключение дрен к коллектору с одновременным открытием для стока воды, в котором укладку дрен производят узкотраншейным способом одновременно с принудительной подачей воды в уложенную часть дрены через свободный ее конец и укрытием верхней части фильтрующей обсыпки экраном, а подключение дрен в местах соединения с коллектором осуществляют с постепенным увеличением их проходного сечения. Кроме того, оптимальный расход воды, подаваемой в уложенную часть дрены, составляет Q=0,5VR², где V - скорость укладки дрены, R - радиус проходного сечения укладываемой дрены, а зону принудительной подачи воды перемещают вслед за перемещающейся границей уложенной части дрены со скоростью ее укладки.

Сущность предлагаемого способа состоит в том, что принудительная подача воды в уложенную часть дрены позволяет создать противодавление изнутри дрены и предотвратить поступление воды и мелких частиц и ее преждевременное заиление.

Создание противодавления необходимо только в уложенной части дрены, поэтому оптимальный объем принудительно подаваемой воды, исключающий нетехнологические ее потери, равен Q=0,5VR², где V - скорость укладки дрены, R - радиус проходного сечения дрены.

Экономия воды вызывает также необходимость перемещать зону принудительной подачи воды вслед за перемещающейся границей уложенной части дрены со скоростью ее укладки.

Укрытие экраном верхней части фильтрующей обсыпки предотвращает ее кольматацию мелкими частицами из разрыхленного обводненного грунта в траншее.

Постепенное открытие проходного сечения дрен в местах их соединения с коллектором позволяет плавно увеличивать приток воды к дренам и предотвратить резкое поступление в них мелких частиц грунта.

На фиг.1 представлена схема укладки дренажа предлагаемым способом. На фиг.2 представлен разрез по А-А, представляющий профиль укладываемой дрены с предлагаемыми элементами, и схема движения грунтовой воды к дренам. На фиг.3 представлен вариант соединения дрен с коллектором и устройством для изменения проходного сечения дрен.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

В качестве ведущей машины применяют узкотраншейный дреноукладчик по а.с. SU № 1644573, осуществляющий разработку грунта цепным рабочим органом с выносом его в траншею, перемещением между стенками траншеи и узким бункером и засыпкой им уложенной дренажной трубы с фильтрующей обсыпкой.

Перед началом укладки дренажа выполняют устьевой 1 и дополнительный 2 (в конце дрены) шурфы. По трассе дрены раскладывают дренажную трубу 3, обернутую синтетическим фильтром. Внутри трубы укладывают гибкий шланг 4 для принудительной подачи воды в уложенную часть дрены. Укладку дрены осуществляют от заходного шурфа 1 дреноукладчиком 5. При этом перекрывают сток воды в устье с помощью заглушек 6. В процессе укладки дрены через бункер 7 дреноукладчика подают материал фильтрующей обсыпки. По гибкому шлангу 4 с помощью насоса 8 в уложенную часть дрены подают осветленную чистую воду из дополнительного шурфа 2, для чего в целях экономии воды оголовок 9 шланга 4 размещают на границе уложенной части дрены и, вытягивая шланг с помощью лебедки 10, перемещают его вслед за перемещающейся границей уложенной части дрены со скоростью ее укладки. Оптимальный расход воды при этом определяют как Q=0,5VR², где V - скорость укладки дрены, R - радиус проходного сечения дрены. В процессе укладки дрены из бухты 11 по направляющему желобу 12 подают экранирующий материал 13 шириной, равной ширине траншеи, укладывают его поверх фильтрующей обсыпки 14 и укрывают разрыхленным переувлажненным грунтом 15, проходящим между стенками траншеи и узким бункером дреноукладчика 5.

После укладки дрен осуществляют закладку коллектора 16, последовательно убирая заглушки 6, подключают к нему дрены с помощью концевых элементов 17 и одновременно открывают их для стока воды. Регулировку проходного сечения сопряжений проводят ступенчато, увеличивая его от минимального до максимального значения с помощью вентиля 18.

С открытием проходного сечения вода из дрен отводится в коллектор. Дрена начинает работать через боковые и нижнюю части фильтрующей обсыпки. По мере опускания капиллярной каймы до уровня экрана разрыхленный обводненный грунт в траншее (частично пульпообразный) осаждается на поверхности экрана, происходит отвод воды из грунта 14 через стенки траншеи, которые в сочетании с экраном 13 препятствуют выносу в обсыпку и дрену мелких частиц грунта.

Таким образом, предлагаемый способ строительства пластмассового дренажа в водонасыщенных грунтах позволяет малыми затратами максимально предотвращать кольматацию фильтрующей обсыпки и попадание мелких частиц грунта в коллекторно-дренажную систему в процессе ее строительства, что значительно увеличивает срок ее службы.