RU2033493C1

RU2033493C1 - Method for construction of earth-and-rockfill dam in water

Info

Publication number: RU2033493C1
Authority: RU
Inventors: Василий Федорович Канарский; Юрий Александрович Ландау
Original assignee: Украинский государственный проектно-изыскательский и конструкторский институт "Укргидропроект"
Priority date: 1992-08-25
Filing date: 1992-08-25
Publication date: 1995-04-20

Abstract

FIELD: hydraulic engineering. SUBSTANCE: earth is laid into dam body, first, to the deepest places in dam site up to attaining elevation under water at depth not exceeding two heights of calculated wave in water reservoir for period of dam construction. Employing the pioneer method, dam body is finally filled over length of entire dam site to height exceeding the normal maximum operating level. Then, dam is finally filled to the required height with continuous leading of ground filling successively in core, transition zone and toes of dam with lead determined by trials. EFFECT: higher efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, а именно к способам возведения каменно-земляных отсечных плотин в условиях существующих водохранилищ. The invention relates to the field of hydraulic engineering, and in particular to methods of erecting stone-and-earth shut-off dams in the conditions of existing reservoirs.

Известны способы возведения грунтового сооружения путем намыва грунта в воду [1, 2]
Плотина водоема-охладителя Запорожской АЭС на Каховском водохранилище возведена намывом песка в воду на глубину до 8 м.Known methods of erecting a soil structure by washing the soil into water [1, 2]
The dam of the reservoir-cooler of the Zaporizhzhya NPP at the Kakhovka reservoir was erected by pouring sand into water to a depth of 8 m.

Дамба защиты Ленинграда возведена намывом песка и насыпью моренного суглинка пионерным способом в воду глубиной до 8 м по принципу мгновенного оползня (Севенард Ю.К. Горелик Л.В. и др. Исследование консолидации грунта в дамбе, возводимой отсыпкой суглинка в воду//Гидротехническое строительство, 1985, N 1, с. 21-23). The Leningrad protection dam was erected by pouring sand and an embankment of moraine loam in a pioneer way into water up to 8 m deep on the principle of instant landslide (Sevenard Yu.K. Gorelik L.V. et al. Study of soil consolidation in a dam constructed by dumping loam into water // Hydrotechnical construction, 1985, N 1, S. 21-23).

Плотина HUGH Кееnlyside на реке Колумбии возводилась способом насыпи местных грунтов в воду на глубину до 17 м. Грунт предварительно накоплялся на бровке возводимого экрана, затем мгновенно (по принципу мгновенного оползня) погружался в воду, что обеспечивало сохранность в водной среде природной высокой плотности и естественной влажности валунной глины [3]
Недостатком всех вышеописанных способов возведения каменно-земляных плотин является то, что отсыпка грунтов производилась на незначительную глубину до 8-17 м, при этом не ограничивалось повышение мутности водной среды. Кроме того, в основании и теле этих сооружений не требовалось устройства противофильтрационных завес.The HUGH Keenlyside dam on the Columbia River was erected by pouring local soil into water to a depth of 17 m. The soil was pre-accumulated on the edge of the erected screen, then it was instantly (by the principle of instant landslide) immersed in water, which ensured the preservation of natural high density and natural boulder clay moisture [3]
The disadvantage of all the above methods of erection of stone-earthen dams is that the soil was dredged to a small depth of 8-17 m, while the increase in the turbidity of the aquatic environment was not limited. In addition, the base and body of these structures did not require the installation of impervious curtains.

Цель изобретения повышение статической устойчивости и фильтрационной прочности основания и тела плотины путем обеспечения требуемых физико-механических показателей. The purpose of the invention is to increase the static stability and filtration strength of the foundation and body of the dam by providing the required physical and mechanical properties.

Цель может быть достигнута тем, что при возведении каменно-землянной плотины, включающем заготовку грунта, доставку его к месту погружения в воду, погружение в транспортировку грунта в водной среде до места укладки и укладку его в тело сооружения, укладку грунта в тело плотины производят первоначально в наиболее глубоководные места в створе плотины до достижения отметки, расположенной под уровнем воды на глубине, не превышающей двух высот расчетной волны и водоеме на период строительства. После этого пионерным способом производят досыпку тела плотины по длине всего створа на высоту 0,5 м выше нормального подпорного уровня (НПУ). Затем завершают возведение плотины до требуемой высоты при непрерывном опережении укладки грунта последовательно в ядро, переходные зоны и упорные призмы с величиной опережения, определяемой опытным путем. The goal can be achieved by the fact that during the construction of a stone-earth dam, including the preparation of soil, its delivery to the place of immersion in water, immersion in the transportation of soil in the aquatic environment to the place of installation and its laying in the body of the structure, the soil is laid in the dam body initially to the deepest places in the dam site until the mark is located below the water level at a depth not exceeding two heights of the calculated wave and the body of water for the construction period. After this, the dam body is refilled along the length of the entire alignment to a height of 0.5 m above the normal retaining level (NPU) by the pioneer method. Then the dam is completed to the required height with continuous advancement of the soil laying sequentially in the core, transition zones and thrust prisms with a lead value determined experimentally.

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение, не выявлены в других аналогичных технических решениях при изучении данной и смежной областей техники, и, следовательно, обеспечивают соответствие заявляемого устройства критерию "новизна". Signs that distinguish the claimed technical solution are not identified in other similar technical solutions in the study of this and related areas of technology, and, therefore, ensure compliance of the claimed device with the criterion of "novelty."

Сопоставительный анализ заявляемого устройства в отношении совокупности его существенных признаков с прототипом показывает, что новым в способе возведения каменно-земляной плотины в воде является поэтапная укладка грунта в тело: первоначально в наиболее глубоководные места в створе плотины до достижения отметки, расположенной под уровнем воды на глубине, не превышающей двух высот расчетной волны в водоеме. После этого досыпают по длине всего створа на высоту 0,5 м выше НПУ и затем завершают возведение до требуемой высоты при непрерывном опережении укладки грунта в ядро, переходные зоны и упорные призмы. A comparative analysis of the claimed device in relation to the combination of its essential features with the prototype shows that the phased installation of soil in the body is new in the method of erecting a stone-earthen dam in the water: initially in the deepest places in the dam alignment until the mark is located below the water level at a depth not exceeding two heights of the calculated wave in the pond. After that, they fill up the length of the entire alignment to a height of 0.5 m above the NPU and then complete the erection to the required height while continuously ahead of the laying of the soil in the core, transition zones and thrust prisms.

Таким образом, заявляемый способ возведения каменно-земляной плотины в воде соответствует критерию изобретения "изобретательский уровень". Thus, the claimed method of construction of a stone and earthen dam in water meets the criteria of the invention of "inventive step".

На фиг. 1 приведена плотина, возводимая в воде, поперечный разрез; на фиг. 2 то же, продольный профиль по створу. In FIG. 1 shows a dam erected in water, a cross section; in FIG. 2 the same, longitudinal profile along the alignment.

Предлагаемый способ возведения каменно-земляной плотины осуществляют следующим образом. The proposed method of construction of a stone and earthen dam is as follows.

Возведение плотины 1 начинают в наиболее глубоких местах в створе. Глинистый грунт, предназначенный для укладки в ядро 2, готовится на берегу в виде блоков комьев 3. Грунт в блоках комьях 3 уплотняют до максимальной плотности γ_d≅γ_dред≅γ_s, где γ_d максимальная плотность грунта, т/м³; γ_dпред предельная плотность грунта, т/м³; γ_s плотность частиц грунта на уровне твердой полутвердой консистенции, т/м³; I_L ≅ (0-0,25), где I_L показатель консистенции.The construction of dam 1 begins in the deepest places in the alignment. Clay soil intended for laying in core 2 is prepared ashore in the form of clod blocks 3. Soil in clod blocks 3 is compacted to a maximum density γ _d ≅ γ _dred ≅γ _s , where γ _{d is the} maximum soil density, t / m ³ ; γ _dlimit ultimate density of soil, t / m ³ ; γ _{s the} density of soil particles at the level of solid semi-solid consistency, t / m ³ ; I _L ≅ (0-0.25), where I _{L is} the consistency indicator.

Предельную плотность γ_dпред и показатель консистенции I_L устанавливают опытно-производственными испытаниями. Изготовленные блоки-комья 3 загружают в инвентарные контейнеры 4, а межблочные полости заполняют песком под воздействием вибрации. Песок предварительно отмывают из пылеватых и глинистых частиц. Плотность в контейнере 4 должна быть на уровне плотности грунта в блоках-комьях 3 с отклонениями ± 3-5% Стенки и дно контейнера должны быть плотными, без щелей, чтобы песок не просыпался, а грунт в контейнерах не разуплотнялся при транспортировке.The ultimate density γ _dred and the consistency index I _L are established by pilot tests. The manufactured clod blocks 3 are loaded into inventory containers 4, and the interblock cavities are filled with sand under the influence of vibration. Sand is pre-washed from dusty and clay particles. The density in container 4 should be at the level of soil density in clod blocks 3 with deviations of ± 3-5%. The walls and bottom of the container should be dense, without cracks, so that sand does not wake up, and the soil in containers does not become loose during transportation.

Форму и вес блоков-комьев 3 выбирают в зависимости от агрегатного состава карьерного глинистого грунта и возможности его плотной укладки в контейнерах 4 и в теле плотины 1. Размер и вес контейнеров 4 с уложенным грунтом выбирают исходя из грузоподъемности транспортных средств и кранового оборудования. The shape and weight of clod blocks 3 is selected depending on the aggregate composition of quarry clay soil and the possibility of its tight packing in containers 4 and in the body of dam 1. The size and weight of containers 4 with laid soil are selected based on the carrying capacity of vehicles and crane equipment.

Доставленный к месту строительства в контейнерах 4 глинистый материал подается в воду краном 5 с предварительно построенного наплавного моста 6. Поверхность образуемого каждого слоя ядра выравнивается отсыпкой песка. Одновременно с возведением ядра 2 ведется отсыпка переходных зон 7 из мелкой фракции горной массы и упорных призм 8 из горной массы. Грунты укладываются при непрерывном опережении сначала в ядро, затем переходные зоны и упорные призмы. Отсыпка горной массы ведется с наплавного моста 6 через односкатные грохоты на плаву. Мелкая фракция горной массы просыпается через отверстия грохотов и направляется в переходные зоны 7, а крупная фракция по наклонному скату грохота скатывается в упорные боковые призмы 8. Clay material delivered to the construction site in containers 4 is supplied to the water by a crane 5 from a previously built floating bridge 6. The surface of each core layer formed is leveled by sand filling. Simultaneously with the erection of the core 2, the transition zones 7 are being poured from the fine rock mass and persistent prisms 8 from the rock mass. Soils are laid with continuous advancement, first in the core, then transition zones and thrust prisms. Dumping of the rock mass is carried out from the floating bridge 6 through single-slope screens afloat. A small fraction of the rock mass wakes up through the openings of the screens and goes to the transition zones 7, and a large fraction along the inclined slope of the screen rolls into the persistent side prisms 8.

Возведение ядра 2 должно опережать возведение переходных зон 7, а возведение переходных зон 7 должно опережать возведение упорных призм 8. Величину опережения определяют опытно-производственными испытаниями. The construction of core 2 should be ahead of the construction of transition zones 7, and the construction of transition zones 7 should be ahead of the construction of stubborn prisms 8. The amount of lead is determined by pilot production tests.

Плотину начинают возводить в наиболее глубоководной части створа. На первом этапе возводят плотину до отметки верха, расположенной под уровнем воды на глубине, не превышающей двух высот расчетной волны 2h, где h высота волны в водоеме на период строительства, м. Волнами не должно разрушаться ядро и переходные зоны. The dam begins to be erected in the deepest part of the alignment. At the first stage, the dam is erected to the top mark located below the water level at a depth not exceeding two heights of the calculated wave 2h, where h is the wave height in the reservoir for the construction period, m. The core and transition zones should not be destroyed by the waves.

На втором этапе возводят более высокопроизводительным пионерным способом второй слой плотины, высотой (2h+0,5 м), т.е. выше НПУ на 0,5 м с целью снижения вероятности размываемых волновых воздействий на ядро и переходные зоны. In the second stage, the second layer of the dam is erected in a more efficient pioneering way, with a height of (2h + 0.5 m), i.e. 0.5 m higher than the NPU to reduce the likelihood of eroded wave effects on the core and transition zones.

На третьем, завершающем этапе возводится часть плотины выше наката волн по высоте от (2h+0,5 м) до проектной отметки гребня. At the third, final stage, a part of the dam is erected above the wave run in height from (2h + 0.5 m) to the design elevation of the ridge.

После завершения отсыпки плотины 1 в основании ее в створе глинистого ядра 2 устраивают цементационную противофильтрационную завесу 9, а также одно двухрядные завесы 10 в теле ядра 2, образуя таким образом сплошной противофильтрационный фронт. After the filling of the dam 1 at the base in the alignment of the clay core 2 is completed, a cementation-proof curtain 9 is arranged, as well as one double-row curtain 10 in the body of the core 2, thus forming a continuous antifiltration front.

Глубина и протяженность в плане противофильтрационный завесы 9 определяется геофильтрационными исследованиями. The depth and extent in terms of antifiltration curtains 9 is determined by geofiltration studies.

Применение изобретения позволит обеспечить статическую устойчивость основания и тела плотины путем обеспечения требуемых физико-механических показателей. The application of the invention will ensure the static stability of the foundation and body of the dam by providing the required physical and mechanical properties.

Claims

METHOD FOR BUILDING A STONE-EARTH DAM IN WATER mainly for fencing part of the reservoir water area, including harvesting soil, delivering it to the place of immersion in water, immersing and transporting soil in an aqueous medium to the place of laying and laying it in the body of the structure, characterized in that the soil is laid the dam’s body is initially produced in the deepest places in the dam alignment until it reaches a mark located below the water level at a depth not exceeding two heights of the calculated wave in the reservoir for the period then, in a pioneering way, the dam body is refilled along the entire length of the gauge to a height exceeding the normal retaining level by 0.5 m, and then the dam is completed to the design height, while the dam body is erected with continuous advancing of the soil laying sequentially in the core , transition zones and thrust prisms.