RU2494192C2

RU2494192C2 - Method for developing antifiltration coating

Info

Publication number: RU2494192C2
Application number: RU2012100996/13A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Николаевич Щедрин; Юрий Михайлович Косиченко; Сергей Михайлович Васильев
Original assignee: Вячеслав Николаевич Щедрин; Юрий Михайлович Косиченко; Сергей Михайлович Васильев
Priority date: 2012-01-11
Filing date: 2012-01-11
Publication date: 2013-09-27
Also published as: RU2012100996A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: method includes arrangement of antifiltration elements from flexible sheets 5 of a spent polymer material on a structure slope 1. Antifiltration elements are fabricated from recycled car tyres in the form of flexible sheets by means of their processing into rubber crumb of fraction from 1.0 to 3.0 mm and its mangling in the form of sheets of specified size. Flexible sheets 5 are laid onto the bottom 2 and slopes 1 of the canal or the water reservoir along the entire perimeter with glueing of seams and fixation of sheets for stability of the coating onto the slopes with metal pins 3 and in the upper part at the ledge 4 of the structure edge. Flexible sheets for convenience of transportation and arrangement are made with the following size: thickness - 1.0-2.0 cm, width - 1.0-1.5 m, length - 5.0-10.0 m, and rolled into rolls with the diameter of up to 0.5 m and weight of up to 500 kg. Application of flexible sheets from spent tyres due to their considerable thickness and high resistance to damage excludes the necessity to arrange protective coatings.

EFFECT: antifiltration coating has high repairability, and high flexibility of a coating provides for reliability of its operation under conditions of possible base deformations.

6 cl

Description

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при создании противофильтрационной защиты ложа каналов и водоемов различного назначения.The invention relates to the field of hydraulic engineering and can be used to create impervious protection of the bed of canals and reservoirs for various purposes.

Известен способ создания противофильтрационного устройства, включающий подготовку грунтового основания, укладку водонепроницаемого полимерного материала из полиэтиленовой пленки, соединение полотнищ пленки посредством сварки или склейки, устройство защитного слоя из грунта или воды (см. СН 551-82. Инструкция по проектированию и строительству противофильтрационных устройств из полиэтиленовой пленки для искусственных водоемов. - М.: Стройиздат, 1983. Рис.2, а, в (аналог 1)).A known method of creating an anti-filtration device, including preparing a soil base, laying a waterproof polymer material from a polyethylene film, joining the film panels by welding or gluing, a protective layer of soil or water (see SN 551-82. Instructions for the design and construction of anti-filter devices from a plastic film for artificial reservoirs. - M.: Stroyizdat, 1983. Fig. 2, a, c (analogue 1)).

Недостатком данного способа является необходимость устройства защитного слоя из грунта или воды. В случае устройства защитного слоя грунта при его укладке механизмами, как правило, наблюдаются различные повреждения полиэтиленовой пленки (проколы и разрывы) вследствие малой ее толщины (0,2-0,4 мм) и слабой сопротивляемости прокалыванию частицами крупностью более 5 мм.The disadvantage of this method is the need for a protective layer of soil or water. In the case of the protective layer of the soil during its laying by mechanisms, as a rule, various damages of the polyethylene film (punctures and tears) are observed due to its small thickness (0.2-0.4 mm) and poor resistance to puncturing by particles larger than 5 mm.

Аналогичные недостатки характерны и для бетонопленочных облицовок на каналах, где противофильтрационное покрытие из полиэтиленовой пленки защищается сверху монолитным бетоном или сборными железобетонными плитами (см. Алтунин В.С., Бородин В.А., Ганчиков В.Г., Косиченко Ю.М. Защитные покрытия оросительных каналов. - М.: Агропромиздат, 1988. Рис.8 (аналог 2)).Similar disadvantages are also characteristic of concrete-film claddings on channels, where an antifiltration coating of a polyethylene film is protected from above with cast-in-place concrete or prefabricated reinforced concrete slabs (see Altunin V.S., Borodin V.A., Ganchikov V.G., Kosichenko Yu.M. Protective coatings of irrigation canals. - M .: Agropromizdat, 1988. Fig. 8 (analog 2)).

Известен способ создания противофильтрационного экрана из полимерного материала - геомембраны, включающий также устройство защитного слоя грунта (см. патент РФ №2374386, кл. E02B 3/13, 2009. Фиг.1, 2 (аналог 3)).There is a method of creating an anti-filter screen from a polymeric material - a geomembrane, which also includes a protective layer of soil (see RF patent No. 2374386, class E02B 3/13, 2009. Figure 1, 2 (analog 3)).

К недостаткам данного способа можно отнести следующее. Несмотря на значительную толщину геомембраны (от 0,5 до 2,5 мм), также возникает необходимость устройства защитного покрытия из грунта или бетона. Кроме того, ввиду значительного расхода в них полимера (полиэтилена высокой или низкой плотности) стоимость самой геомембраны возрастает по сравнению с пленкой в 5-15 раз.The disadvantages of this method include the following. Despite the significant thickness of the geomembrane (from 0.5 to 2.5 mm), there is also a need for a protective coating of soil or concrete. In addition, due to the significant consumption of polymer in them (high or low density polyethylene), the cost of the geomembrane itself increases by 5-15 times compared with the film.

Известно также противофильтрационное покрытие, включающее экран из полимерного материала, на который уложены использованные автопокрышки, разрезанные по периметру и уложенные разрезом вверх, заполненные грунтовой засыпкой (см. авторское свидетельство СССР №1105542, кл. E02B 3/12, 1984. Фиг.1, 2 (аналог 4)).Also known is an antifiltration coating comprising a screen made of a polymeric material on which used tire covers are laid, cut along the perimeter and laid up sideways, filled with soil backfill (see USSR author's certificate No. 1105542, class E02B 3/12, 1984. Figure 1, 2 (analogue 4)).

Недостатком данного решения является: возможность повреждаемости тонкого экрана из полиэтиленовой пленки при укладке использованных автопокрышек; необходимость устройство сплошной грунтовой засыпки не только в разрезанные автопокрышки, но и между ними; повышенная шероховатость покрытия за счет расположения автопокрышек разрезом вверх с заполнением их грунтовой засыпкой; возможность вымыва грунтовой засыпки из заполненных автопокрышек под действием течения воды, например в каналах и на крупных водоемах.The disadvantage of this solution is: the possibility of damage to a thin screen made of plastic film when laying used tires; the need for a device of continuous soil filling not only in cut tires, but also between them; increased roughness of the coating due to the location of tires with a slit up and filling them with soil backfill; the possibility of washing out soil backfill from filled tires under the influence of water flow, for example, in canals and in large bodies of water.

Известно противофильтрационное покрытие каналов, состоящее из двух слоев армирующего материала, между которыми укладывается слой асфальта особого состава. Толщина покрытия составляет 0,7 см. Такое покрытие является водонепроницаемым и не повреждается животными (см. патент США №2771745, кл. 61-7, 1958. Противофильтрационное покрытие. В сб. «Применение пластических материалов в орошении» Обзорная информация: Мелиорация и водное хозяйство за рубежом. Вып.2. - М.: 1970. Рис.7 (аналог 5)).Known antifiltration coating of channels, consisting of two layers of reinforcing material, between which a layer of asphalt of a special composition is laid. The coating thickness is 0.7 cm. This coating is waterproof and not damaged by animals (see US patent No. 2771745, CL 61-7, 1958. Antifiltration coating. In the collection "The use of plastic materials in irrigation" Overview: Reclamation and water economy abroad. Issue 2. - M .: 1970. Fig. 7 (analogue 5)).

К недостаткам данного решения можно отнести достаточную сложность механизированной технологии укладки покрытия в ложе канала, необходимость разогрева асфальта при производстве работ до температуры 60-80°C. В процессе эксплуатации, как показал опыт эксплуатации таких покрытий, наблюдается образование трещин и повреждений покрытия растительностью (камышом) при размягчении асфальта в летний период.The disadvantages of this solution include the sufficient complexity of the mechanized technology of laying the coating in the bed of the channel, the need to heat the asphalt during work to a temperature of 60-80 ° C. In the process of operation, as experience has shown in the operation of such coatings, the formation of cracks and damage to the coating by vegetation (reeds) is observed when the asphalt softens in the summer.

В патенте США (см. патент США №3067585, кл. 61-7, 1962. Противо-фильтрационная поверхностная одежда. В сб. «Применение пластических материалов в орошении». Обзорная информация: Мелиорация и водное хозяйство за рубежом. Вып.2. - М.: 1970. Рис.10 (аналог 6)) предлагается противофильтрационная одежда каналов из полистирола. Она изготовляется из пластмассовых труб путем разрезания на две ленты, которые наматываются на катушки.In the US patent (see US patent No. 3067585, CL 61-7, 1962. Anti-filtration surface clothing. In the collection "The use of plastic materials in irrigation". Overview: Land reclamation and water management abroad. Issue 2. - M .: 1970. Fig. 10 (analogue 6)), the impervious clothing of polystyrene channels is proposed. It is made of plastic pipes by cutting into two tapes, which are wound on coils.

Недостатком данного решения является возможность его использования для каналов сравнительно небольших размеров с периметром от 1 до 4 м. кроме того, применение лент из разрезанных полиэтиленовых труб обладает определенной жесткостью и не обеспечивает плотное прилегание покрытия к ложу канала.The disadvantage of this solution is the possibility of its use for channels of relatively small sizes with a perimeter of 1 to 4 m. In addition, the use of tapes from cut polyethylene pipes has a certain rigidity and does not provide a snug fit of the coating to the channel bed.

Наиболее близким техническим решение является устройство для защиты откосов гидротехнического сооружения от размыва, которое состоит из утилизированных автопокрышек, расположенных параллельно урезу воды и частично выступающих над поверхностью откоса, и уложенного сверху пленочного элемента в виде отработавших срок службы транспортерных лент (см. авторское свидетельство СССР №1409720, кл. E02B 3/16, 1988. Фиг.1, 3 (прототип)).The closest technical solution is a device for protecting slopes of a hydraulic structure from erosion, which consists of recycled tires located parallel to the water edge and partially protruding above the surface of the slope, and a film element laid on top in the form of used conveyor belts (see USSR author's certificate No. 1409720, CL E02B 3/16, 1988. Figures 1, 3 (prototype)).

Недостатки данного решения:The disadvantages of this solution:

- трудоемкость работ по укладке утилизированных автопокрышек в траншеи параллельно откосу в траншеи параллельно откосу в виду значительного объема земляных работ;- the complexity of the work on laying recycled tires in trenches parallel to the slope in the trench parallel to the slope in view of the significant amount of earthwork;

- образование волнистости откоса, что повышает шероховатость его поверхности и снижет пропускную способность канала;- the formation of undulation of the slope, which increases the roughness of its surface and reduces the throughput of the channel;

- заглубление утилизированных покрышек в траншеях на откосе незначительно (до 0,5-0,8 м), что не обеспечивает существенного повышения устойчивости откоса против оползания;- deepening of disposed tires in trenches on the slope is insignificant (up to 0.5-0.8 m), which does not provide a significant increase in the stability of the slope against slipping;

- использование для создания противофильтрационного экрана отработавших срок службы транспортерных лент, не предназначенных для этих целей и соответственно не выпускаемых для этого в заводских условиях.- the use to create an anti-filter screen of used conveyor belts, not intended for these purposes and, accordingly, not produced for this in factory conditions.

Технический результат предлагаемого способа создания противофильтрационного покрытия заключается в переработке утилизированных автопокрышек и изготовлении гибких листов, укладки и соединения их между собой в ложе канала и водоема по всему периметру с креплением.The technical result of the proposed method of creating an antifiltration coating is the processing of recycled tires and the manufacture of flexible sheets, laying and connecting them together in the bed of the channel and reservoir around the entire perimeter with fastening.

Достигается это тем, что в способе создания противофильтрационного покрытия, включающем укладку на откосе сооружения противофильтрационных элементов в виде гибких листов толщиной 1-2 см, которые изготавливаются в заводских условиях из утилизированных автопокрышек путем их переработки в резиновую крошку фракциями 1-3 мм и каландрирования, сворачиваемых для транспортировки в рулоны. Гибкие листы укладываются на дно и откосы канала или водоема по всему периметру со склейкой швов клеящей лентой или армогерметиком, прикрепляемых для устойчивости покрытия на откосах металлическими шпильками, заделываемых в верхней части на уступе с засыпкой грунтом.This is achieved by the fact that in the method of creating an anti-filter coating, including laying on the slope of the construction of the anti-filter elements in the form of flexible sheets 1-2 cm thick, which are manufactured in the factory from recycled tires by processing them into rubber crumbs with fractions of 1-3 mm and calendering, collapsible for transportation to rolls. Flexible sheets are laid on the bottom and slopes of the channel or reservoir along the entire perimeter with gluing seams with adhesive tape or armo-sealant, attached for stability of the coating on the slopes by metal studs, sealed in the upper part on the ledge with filling with soil.

Гибкие листы из утилизированных автопокрышек для удобства транспортировки и укладки выполняются размерами: толщиной - 1,0-2,0 см, шириной - 1,0-1,5 м, длиной - 5,0-10,0 м. Гибкие листы сворачиваются в рулоны диаметром до 0,5 м и весом до 500 кг.Flexible sheets from recycled tires for ease of transportation and installation are carried out in sizes: thickness - 1.0-2.0 cm, width - 1.0-1.5 m, length - 5.0-10.0 m. Flexible sheets are folded into rolls with a diameter of up to 0.5 m and weighing up to 500 kg.

Продольные швы гибких листов в местах сопряжения откосов с дном на недеформируемых основаниях выполняются внахлест шириной 5-10 см с наклейкой клеящей лентой, а на деформируемых основаниях швы устраиваются с зазором шириной 3-5 см с размещением в нем компенсатора деформаций в виде складок соединяемой ленты не менее 5 см.Longitudinal seams of flexible sheets at the junction of the slopes with the bottom on non-deformable bases are overlapped with a width of 5-10 cm with a sticker with adhesive tape, and on deformable bases, the seams are arranged with a gap of 3-5 cm wide with a deformation compensator in the form of folds of the joined tape less than 5 cm

Поперечные швы гибких листов вдоль откоса выполняются внахлест. Склейка швов гибких листов осуществляется клейкой лентой из полиэтилена со светостабилизатором из газовой сажи или клеящей резино-каучуковой лентой, или армогерметиком, пропитанным эпоксидно-каучуковым составом.Cross seams of flexible sheets along the slope are overlapped. Gluing of the joints of flexible sheets is carried out with adhesive tape made of polyethylene with a light stabilizer made of carbon black or adhesive rubber-rubber tape, or with a sealant impregnated with an epoxy-rubber compound.

В местах крепления противофильтрационного покрытия металлическими шпильками на откосах для обеспечения герметичности сверху наклеиваются накладки из клеящей ленты.In places where the anti-filter coating is fastened with metal studs on the slopes, adhesive strips are glued on top to ensure tightness.

Предлагаемый способ создания противофильтрационного покрытия иллюстрируются чертежами: на фиг.1 представлен разрез противофильтрационного покрытия при устройстве его на недеформируемых основаниях; на фиг.2 - разрез противофильтрационного покрытия на деформируемых основаниях; на фиг.3 - узел крепления покрытия металлической шпилькой; на фиг.4 - узел соединения гибких листов продольным швом на недеформируемых основаниях в местах сопряжения откосов с дном сооружения; на фиг.5 - узел соединения гибких листов продольным швом на деформируемых основаниях в местах сопряжения откосов с дном сооружения; на фиг.6 - узел крепления гибких листов на участке бровки сооружения.The proposed method of creating an antifiltration coating is illustrated by drawings: in Fig. 1, a section of an antifiltration coating when it is installed on non-deformable bases is shown; figure 2 is a section of the antifiltration coating on deformable bases; figure 3 - mount the coating metal stud; figure 4 - node connecting flexible sheets with a longitudinal seam on non-deformable bases at the junction of the slopes with the bottom of the structure; figure 5 - node connecting flexible sheets with a longitudinal seam on deformable bases at the junction of the slopes with the bottom of the structure; figure 6 - the attachment of flexible sheets on the plot of the edge of the structure.

Противофильтрационное покрытие состоит из гибких листов на откосах 1 и по дну сооружения 2, крепления металлическими шпильками гибких листов на откосах 3, крепления гибких листов на бровках сооружения на уступе 4, продольных швов внахлест в местах сопряжения откосов с дном сооружения в виде лент полимерного клеящего материала 5, накладок на головки шпильки из клеящего полимерного материала 6, продольных швов с зазором и компенсатора деформаций в виде складки полимерного материала 7, соединяющего гибкие листы путем склейки 8 и присыпки местным грунтом на уступе 9.The antifiltration coating consists of flexible sheets on the slopes 1 and on the bottom of the structure 2, fastening metal sheets with flexible pins on the slopes 3, fastening the flexible sheets on the edges of the structure on the ledge 4, longitudinal overlapping joints in the places where the slopes are connected with the bottom of the structure in the form of polymer adhesive tapes 5, overlays on the heads of the studs made of adhesive polymer material 6, longitudinal seams with a gap and a strain relief in the form of folds of polymer material 7, connecting flexible sheets by gluing 8 and dusting local soil on a ledge 9.

Противофильтрационное покрытие выполняют следующим образом.Antifiltration coating is as follows.

На начальном этапе в заводских условиях изготавливаются гибкие листы из утилизированных автопокрышек путем их переработки в резиновую крошку фракции от 1,0 до 3,0 мм, например с помощью существующей линии переработки ЛПШК-3000, и каландрирования ее в листы заданных размеров, сворачиваемых для удобства транспортировки и раскладки в рулоны.At the initial stage, in the factory conditions, flexible sheets are made from recycled tires by processing them into rubber crumbs of a fraction from 1.0 to 3.0 mm, for example, using the existing processing line LPShK-3000, and calendaring it into sheets of specified sizes, rolled up for convenience transportation and layout in rolls.

Затем на предварительно подготовленное ложе канала или водоема укладываются гибкие листы на откосах 1 и по дну сооружения 2 путем раскатывания рулонов, после чего устраивают крепления гибких листов к основанию на откосах 3 и на уступах бровок сооружения 4, наклеиваются накладки полимерного материала 6 на головки металлических шпилек и гибкие листы, выполняются поперечные и продольные швы путем наклейки полос клеящегося полимерного материала внахлест гибких листов 5 или наклейки краев гибких листов клеящим полимерным материалом с образованием в зазоре шва компенсатора деформаций в виде складок полимерного материала 7.Then, flexible sheets are laid on the previously prepared bed of the channel or reservoir on the slopes 1 and along the bottom of the structure 2 by rolling the rolls, after which they arrange the fastening of the flexible sheets to the base on the slopes 3 and on the ledges of the side walls of the structure 4, lining of polymer material 6 on the heads of metal studs is glued and flexible sheets, transverse and longitudinal seams are made by sticking strips of adhesive polymer material with overlap of flexible sheets 5 or labeling the edges of flexible sheets with adhesive polymer material with images the deformation compensator in the form of folds of polymer material in the joint gap 7.

Способ создания противофильтрационного покрытия позволяет использовать отработанные автопокрышки, тем самым утилизируя их. Применение гибких листов из отработавших шин ввиду их значительной толщины и высокой сопротивляемости повреждениям исключает необходимость устройства защитных покрытий из слоя грунта толщиной 0,5-1,0 м или бетона и железобетона толщиной 0,1-0,2 м, что значительно снизит затраты на устройство противофильтрационных покрытий в 1,5-2 раза. Достаточно высокая гибкость противофильтрационного покрытия обеспечит надежность его работы в условиях возможных деформаций основания, а наличие компенсаторов деформаций в виде складок позволит покрытию деформироваться и следовать за контуром просадки основания без нарушения герметичности при глубине просадки до 0,5-0,7 м. Кроме того, противофильтрационное покрытие имеет высокую ремонтопригодность вследствие отсутствия защитного покрытия и при обнаружении повреждений легко может осуществляться ремонт с помощью клеящих лент или армогерметиков.The method of creating an anti-filter coating allows the use of spent tires, thereby disposing of them. The use of flexible sheets from used tires, due to their significant thickness and high resistance to damage, eliminates the need for protective coatings from a layer of soil 0.5-1.0 m thick or concrete and reinforced concrete 0.1-0.2 m thick, which will significantly reduce the cost of device of antifiltration coatings by 1.5-2 times. The sufficiently high flexibility of the antifiltration coating will ensure its reliability in the conditions of possible deformations of the base, and the presence of expansion joints in the form of folds will allow the coating to deform and follow the contour of the subsidence of the base without breaking the tightness at a subsidence depth of 0.5-0.7 m. In addition, the antifiltration coating has a high maintainability due to the lack of a protective coating and if damage is detected, repairs can be easily carried out using adhesive tapes or arm sealants.

Claims

1. A method of creating an antifiltration coating, including laying on the slope of the construction of flexible sheets of a spent polymer material, characterized in that they are made in the factory from recycled tires in the form of flexible sheets by processing them into rubber crumb fractions from 1.0 to 3, 0 mm and its calendaring in the form of sheets of predetermined sizes, laid on the bottom and slopes of the channel or reservoir along the entire perimeter with gluing seams and fastening sheets for stability of the coating on the slopes metal with studs and in the upper part on the ledge of the side of the structure.

2. The method according to claim 1, characterized in that the flexible sheets for ease of transportation and laying are performed in sizes: thickness - 1.0-2.0 cm, width - 1.0-1.5 m, length - 5.0- 10.0 m, which are rolled up into rolls with a diameter of up to 0.5 m and weighing up to 500 kg.

3. The method according to claim 1, characterized in that the gluing of the joints of the flexible sheets is carried out by an adhesive rubber-rubber tape or armo-sealant impregnated with an epoxy-rubber composition.

4. The method according to claim 1, characterized in that the seams of flexible sheets at the junction of the slopes with the bottom on non-deformable bases are overlapped with a width of 5-10 cm with a sticker with adhesive tape.

5. The method according to claim 1, characterized in that the seams of flexible sheets at the junction of the slopes with the bottom on deformable bases are arranged with a gap of 3-5 cm wide with the placement of strain reliefs in the form of folds of the joined tape with a width of at least 5 cm.

6. The method according to claim 1, characterized in that in the places of attachment of the flexible sheets with metal studs to ensure the tightness of the coating on top of their heads are glued adhesive tape.