Спосіб будування підземних дренажно-протифільтраційних споруд

Запропонована корисна модель відноситься до гідротехнічного будівництва і може бути використана при будуванні глибоких дренажних та протифільтраційних споруд. Відомий спосіб будування підземних дренажно-протифільтраційних споруд, який містить операції відкопування траншеї за допомогою землерийного робочого органа, заповнення порожнини траншеї розчином для стабілізації стінок траншеї, і укладання дренажного або протифільтраційного матеріалу з порожнини зануреної в траншею касети при робочому пересуванні касети [авторське свідоцтво СРСР №1689502, МКВ Е 02 В 3/16, Б.В. 1991, №41]. Недоліком цього способу є недостатня надійність будівельного процесу, при якому операцію відкопування траншеї здійснюють з значним випередженням відносно операції укладання дренажного або протифільтраційного матеріалу. Найближчим аналогом по технічній суті і досягненню ефекту є спосіб будування підземних дренажнопротифільтраційних споруд, при якому процес будування підземної споруди виконують циклами, а кожен цикл включає послідовне виконання наступних операцій: відкопування траншеї захватками за допомогою землерийного робочого органа, заповнення порожнини траншеї розчином для стабілізації стінок траншеї, контроль максимального заглиблення в траншею робочого органа, робоче пересування базової машини на довжину однієї захватки, робоче пересування на довжину однієї захватки касети з укладанням з порожнини касети в порожнину траншеї дренажного або протифільтраційного елементу [патент Росії №2018578, МКВ Е 02 F 5/10, Б.В. 1994, №16]. Недоліком цього способу є недостатня ефективність його використання при будуванні глибоких підземних дренажно-протифільтраційних споруд. Це пояснюється наступним. Розчин для стабілізації стінок траншеї витікає з зони відкопування траншеї і його необхідно постійно поповнювати в значних об'ємах. При використанні глибоко зануреного землерийного робочого органа виникає складність визначення і витримування проектної глибини траншеї, особливо на місцевості зі складним рельєфом. Застосування землерийного робочого органа для робочого пересування касети призводить до зниження продуктивності процесу. Крім того, відомий спосіб з застосуванням грейферного землерийного органа не завжди може бути використаний, особливо на нестійких ґрунтах і в складних гідрогеологічних умовах. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення ефективності будування підземних дренажнопротифільтраційних споруд. Поставлена задача вирішується тим, що в процесі відкопування траншеї забезпечують додаткове заповнення її порожнини підземними водами, для чого відкопування траншеї захватками починають від проектних відміток траншеї з більш високими рівнями підземних вод і здійснюють в напрямі до відміток з менш високими рівнями підземних вод. Операції контролю максимального заглиблення робочого органа виконують шляхом попереднього нанесення двох горизонтальних контрольних рисок - одну на робочому органі, а другу - на верхній частині касети з подальшим візуальним контролем в кінці відкопування кожної захватки збігу контрольних рисок. Робоче пересування касети здійснюють синхронно з робочим пересуванням шасі базової машини. Захватки глибоких траншей в нестійких ґрунтах, відкопують меншої довжини, наприклад, за допомогою шнекового робочого органа, а в відносно стійких ґрунтах відкопують більшою довжини, наприклад, за допомогою грейферного робочого органа. Викладена суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких показано: на Фіг.1 - схема виконання способу на прикладі будування дренажної споруди і з використанням шнекового землерийного робочого органа, вид збоку; на Фіг.2 - розріз по А-А на Фіг.1; на Фіг.3 - схема виконання способу на прикладі будування протифільтраційної споруди і з використанням грейферного землерийного робочого органа, вид збоку; на Фіг.4 розріз по Б-Б на Фіг.3. Для виконання способу використовують базову машину 1, який має напірну штангу 2 з землерийним робочим органом 3, і касету 4. Робочий орган 3 може бути виготовлений у вигляді шнеку (Фіг.1, Фіг.2) або грейферу (Фіг.3, Фіг.4). Касета 4 може бути виготовлена з однією (Фіг.3, Фіг.4) або з декількома (Фіг.1, Фіг.2) порожнинами 5 для розміщення протифільтраційного (Фіг.3, Фіг.4) або дренажного (Фіг.1, Фіг.2) матеріалу 6. На верхніх частинах касети 4 і штанги 2 нанесені риски 7 і 8 таким чином, що при досягненні проектної глибини занурення в ґрунт робочого органа 3, риски 7 і 8 збігаються і розміщуються на одному рівні 9 (Фіг.1). Спосіб будування підземних дренажно-протифільтраційних споруд виконують в наступній послідовності. Дренажну чи протифільтраційну споруду починають будувати в напрямі від проектних відміток з більш високим рівнем 10 підземних вод до відміток з менш високим рівнем 11. Відкопують першу захватку 12 траншеї 13 за допомогою землерийного робочого органа 3. При відкопуванні захватки 12 в її порожнину подають розчин 14 для стабілізації її стінок. В кінці відкопування першої захватки 12 в її порожнину занурюють касету 4 з дренажним або протифільтраційним матеріалом 6. Забезпечують зчеплення касети 4 з шасі базової машини 1. Перед лобовою поверхнею касети 4 відкопують другу захватку 4 робочим органом 3, поповнюючи порожнину другої захватки 12 розчином 14. Граничну позицію занурення в траншею 13 робочого органа 3 в кінці відкопування другої захватки 12 визначають по досягненню взаємного збігу рисок 7 і 8. В кінці відкопування другої захватки 12 включають робочий хід базової машини 1 і забезпечують синхронне спільне переміщення базової машини 1 і касети 4. При робочому пересуванні касети 4, з її порожнини 5 під дією гравітаційних сил відбувається укладання в траншею 13 матеріалу 6. Частину порожнини траншеї 13, незаповненої матеріалом 6, заповнюють ґрунтом зворотної відсипки 15. Аналогічно здійснюють відкопування наступних захваток 12 і укладання матеріалу 6. При цьому, завдяки більш високим фільтраційним властивостям ґрунту зворотної відсипки 15, в порівнянні з оточуючим ґрунтовим масивом природного складу, в порожнині траншеї забезпечується фільтраційний потік 16 в сторону захватки 12, яка відкопується. Це забезпечує додаткове заповнення порожнини захватки 12 підземними водами і підвищенню рівня поверхні розчину 14 в захватці 12. Перевищення рівня розчину 14 в порожнині захватки 12 над рівнем підземних вод 11 в зоні відкопування захватки 12 забезпечує підвищення стійкості стінок захватки 12, а також можливість використання розчину 14 з меншою концентрацією в розчині дорогих стабілізуючих матеріалів, а в деяких випадках - можливість використання чистої води замість розчину 14. При будуванні дренажнопротифільтраційних споруд в нестійких ґрунтах, а також при високому рівні підземних вод, для забезпечення стійкості стінок траншеї 13, необхідно траншею 13 відкопувати більш короткими захватками 12. Для цього використовують робочий орган 3 у вигляді шнеку. При будуванні дренажно-протифільтраційних споруд в відносно стійких ґрунтах, захватки 12 відкопують більш продуктивним робочим органом 3 у вигляді грейфера. Корисна модель відноситься до гідротехнічного будівництва і може бути застосована при будуванні глибоких підземних лінійно-протяжних комунікацій - дренажних споруд з трубчастих та сипких матеріалів, а також протифільтраційних завіс з плівки, або з інших матеріалів.