Опубликовано: 30 Август 2017 03:38:22

Фото для: "Возведение насыпей и укладка грунта в отвалы"

Возведение насыпей и укладка грунта в отвалы

При малых скоростях движения частицы грунта начинают выпадать на дно канав и лотков. То же самое происходит и при поступлении гидромассы в отстойные пруды, устраиваемые на месте отвалов грунта. При этом, чем крупнее частицы грунта, тем скорее выпадают они при малых скоростях или отсутствии движения. Следовательно, для возможности укладки грунта в отвал или полезную насыпь необходимо у места укладки уменьшить скорость движения гидромассы до предела, обеспечивающего выпадение из нее частиц грунта. Для осаждения мельчайших частиц скорость доводится до нуля и кроме того, дается определенное время для отстаивания гидромассы в специальном отстойном пруду, ввиду того, что процесс осаждения мелких частиц происходит не сразу. Частицы различной крупности осаждаются не одновременно: более крупные частицы выпадают и откладываются вблизи места выпуска гидромассы из лотка или трубы в пруд, а мелкие уносятся дальше и откладываются при скоростях движения, близких к нулю. Мельчайшие, глинистые частицы оседают в пруду в течение 10—20 час. и более.

Постепенное выпадение частиц грунта, начиная с самых крупных и кончая мельчайшими, дает возможность производить естественным путем отсортировку укладываемого грунта по крупности его частиц. Это чрезвычайно важное преимущество гидравлической укладки используется при намыве земляных плотин, где необходимо создать ядро массива плотины из мельчайших частиц, обеспечивающих ее водонепроницаемость, а в откосах, наоборот, требуется укладка только крупных частиц.

Второе преимущество гидравлического способа укладки — это хорошее уплотнение грунта. Грунт, уложенный гидравлическим способом, после освобождения его от воды не дает значительных осадок под нагрузкой и даже приобретает плотность, на 10—15% большую против его первоначальной плотности (до размыва).

После прекращения намыва песчаного грунта и стока с его поверхности воды по уложенному грунту можно ходить и через несколько дней допускать на него нагрузку. Песчаные и гравелистые грунты при укладке очень быстро отдают воду. При наличии же в грунте глинистых частиц водоотделение начинает ухудшаться и нестолько замедляется, что для отвердения грунта из мельчайших глинистых частиц требуется несколько месяцев.

Песчаные и гравелистые грунты являются наилучшим материалом для всякого рода полезных насыпей.

При укладке грунта необходимо принять меры к тому, чтобы гидромасса во время выпадения грунта не растекалась за пределы профильных очертаний, намеченных для отвалов или насыпей. Для этого устанавливают деревянные и плетневые щиты или устраивают ограждающие земляные дамбы. Если отвалы располагают в существующих оврагах, лощинах или низинах, то боковые склоны оврага служат ограждением, а дамба строится лишь в нижней части оврага. Дамбы возводятся сухим способом — вручную, грабарской возкой или экскаватором из боковых резервов. Профиль ограждающих дамб назначается в зависимости от их высоты из условия достаточной устойчивости и водонепроницаемости.

На такую замкнутую со всех сторон отстойную «карту» выпускается гидромасса. Частицы заключенного в ней грунта начинают выпадать, а осветленная вода через водосливные лотки или трубы выводится за пределы отвала.

На рис. 206 показана полная схема разработки, транспортирования и укладки грунта.

Рис 206. Схема разработки, транспортирования и укладки грунта гидромеханическим способом.

Для отвода отработанной воды служат водосливные колодцы, состоящие из четырех стоек с наружной обшивкой из шпунтованных досок. Нижняя часть колодца переходит в деревянную галерею или трубу, проходящую через тело оградительной дамбы. По мере повышения отвала доски обшивки колодца постепенно наращиваются с таким расчетом, чтобы через эти доски переливался лишь тонкий слой чистой воды из пруда отвала. Уровень воды в отстойном пруду нужно поддерживать на такой высоте, чтобы слой воды над уложенным грунтом не превышал 0,2—0,6 м. Чем больше слой воды в отстойном пруде, тем больше опасность прорыва ограждающих дамб. Самые тяжелые аварии могут быть следствием недосмотра за состоянием отвала и необеспеченности отвода отработанной воды.

Существуют два способа намыва грунта: в щитах и поперечный.

По первому способу намыв песчаных и гравелистых грунтов по заданному профилю можно производить в ограждении из деревянных или плетневых щитов.

На рис. 207, а показаны последовательные стадии намыва дамбы. Работа начинается с установки так называемых щитовых валов, состоящих из двух рядов дощатых щитов типа, указанного на рис. 207, б, связанных между собой лозой или проволокой, с засыпкой между ними грунтом. Затем в огражденное валами пространство начинают подавать гидромассу, и эта операция продолжается до заполнения грунтом всего пространства на высоту щитового вала. После этого, не снимая щитов первого вала, внутри его контура устанавливают второй щитовой вал и намывают второй слой грунта на высоту этого нового вала. Затем разбирается первый вал и устанавливается третий вал и т. д.

Лотки и трубопроводы, подающие гидромассу, по мере возведения насыпи наращиваются.

Во время намыва приходится тщательно следить за состоянием откосов намываемой насыпи и не допускать разрушения их просачивающейся через них водой. Для предохранения щитовых валов от подмыва и для лучшего откладывания грунта могут устанавливаться отбойные щиты (рис. 207, а) — ряд косо поставленных щитов внутри пространства намываемого слоя. Этими щитами поток гидромассы отжимается к центру насыпи, а сзади щитов начинается ускоренное откладывание грунта.

Рис. 207. Намыв насыпи.

Описанный способ намыва в грунтах называется также продольным намывом. Применим он только для намыва невысоких насыпей — до 6 — 8 м. Намыв высоких насыпей требует чрезмерно большого количества щитов, которое не всегда возможно заготовить.

В пределах отвала при намыве насыпей в щитах для выпуска гидромассы ставятся на козлах или легких эстакадах дырчатые лотки или трубы. Отверстия размерами 100 х 100 мм и более делаются в нижней части труб или лотков через каждые 2—6 мм. Они закрываются заслонками, скользящими по направляющим пазам. Этими заслонками можно регулировать ширину отверстия. В потоке движущейся по лотку или трубе гидромассы крупные частицы грунта движутся вблизи нижней части их сечения. В открытые отверстия попадает наиболее густая часть гидромассы из нижнего слоя потока с содержанием воды не более 1,5 объема на 1 объем грунта, а более жидкая проходит мимо отверстий и достигает конца лотка или трубы, где и выливается.

Применение дырчатых лотков и труб для выпуска гидромассы дает следующие преимущества: 1) намыв производится густой гидромассой, следовательно количество воды, подлежащей отводу с места намыва, невелико и не вызывает размыва ограждающих устройств — щитовых валов или дамб; 2) намыв можно производить более крупными частицами грунта, а мелкие частицы в случае нежелательности укладки их в насыпь сбрасывать с отработанной водой; 3) насыпь можно намывать с более крутыми откосами —1:1,5, а не 1:3, как это бывает при сосредоточенном выпуске гидромассы; 4) можно намывать насыпи под водой без опасности сильного растекания грунта в стороны от оси насыпи. При значительных расходах гидромассы (свыше 200 л/сек) применение дырчатых лотков или труб особенно удобно, так как дает возможность разделить мощный поток на ряд струй, не опасных для размыва ограждающих устройств.

Второй способ намыва — поперечный намыв — применяется при необходимости сооружения земляных плотин из неоднородных грунтов с отсортировкой этих грунтов при намыве по крупности фракций. Если ширина плотины у основания невелика (не более 80—100 м), то применяется одна эстакада посредине, по которой укладывается центральный лоток для подачи гидромассы. От центрального лотка подача гидромассы к ограждающим дамбам или валам производится боковыми лотками или трубами. При широких плотинах (более 100 м) устраиваются две эстакады вдоль ограждающих дамб, несущие подводящие лотки. Гидромасса выпускается равномерно по всей длине плотины как непосредственно из подводящих лотков, так и через ряд отводящих труб. Более крупный материал при этом укладывается возле ограждающих дамб, а более мел¬кий стекает внутрь огражденного пространства, образуя по оси насыпи отстойный прудок. В прудок стекают лишь мельчайшие частицы грунта, из которых и образуется водонепроницаемое «ядро» плотины.

Рис. 208. Поперечный намыв плотины с устройством оградительных дамб.

На рис. 208 показано поперечное сечение плотины, намываемой этим способом. После намыва первого слоя дамбы ограждения наращиваются на высоту второго слоя (вручную или небольшим дрегляйном) и намыв продолжается. Процесс намыва ведется попеременно то на одной стороне плотины, то на другой. На свободной от намыва стороне во время перерыва наращиваются ограждающие дамбы или валы.

Таким способом возведены многие крупные земляные плотины объемом до нескольких миллионов куб. метров. В настоящее время в Америке сооружается крупнейшая в мире намывная плотина Форт-Пек объемом около 76 млн. м3 и высотой 76 м. Ширина плотины у основания — 900 м, длина по гребню — 2 700 м. Часть волжской плотины на строительстве канала Москва—Волга выполнена также намывным способом. Этот способ найдет у нас, безусловно, широкое применение.