Ремонт грунтовых плотин

Зоны, подлежащие ремонту

Перечень необходимых работ при проведении текущего ремонта

Примечания

Гребень и его покрытие

При наличии продольных, и поперечных трещин на гребне:

разобрать дорожное покрытие и подготовки

с транспортировкой в отвалы;

открыть вдоль трещины траншею, сужающуюся книзу, заглубленную ниже глубины трещины на 0.3-0.5 м и заведенную в каждую сторону по длине трещины на 1 м;

заполнить траншею изъятым из выемки грунтом тела плотины, а при соответствующем обосновании произвести замену грунта. Грунт укладывать слоями по 10…15 см с уплотнением до проектной плотности; возможен также медленный замыв траншеи водой с добавлением небольшого количества мелкого песка до полного заполнения им траншеи;

если трещина распространяется ниже поверхности депрессии, для предотвращения контактной фильтрации вдоль трещины необходимо устройство глиняных замков или шпунтовой стенки;

На Чир-Юртской плотине в результате землетрясения силой 7 баллов образовались продольные трещины, разрушились гре­бень и парапет. Ремонтные работы включали в себя:

- снятие верхнего нарушенного грунта на глубину 2...4 м, до суглинка ядра плотностью 1,55 т/м3

- уплотнение поверхности ядра тяжелыми трамбовками;

- досыпка плотины с уплотнением до проектного состояния;

-восстановление парапета, пешеходной дорожки, креп­ления, надолбов и др.

На Чарвакской плотине с ядром продольные и поперечные трещины появились в процессе строительства; одна продольная - протяженностью до 450 м, с максимальным раскрыти­ем 18 см и глубиной до 6 м образовалась вдоль контакта пере­ходной зоны с низовой упорной призмой.

Ремонтные работы включали в себя:

- поперечные трещины заделывали шпонками, создаваемыми в шурфе, ориентированном вдоль трещин;

- продольные трещины замывали мелким песком, который малыми порциями пода­вали в непрерывный поток воды по траншее глубиной 1 м. до верха траншеи;

-гребень досыпали обычным способом, с рыхлением поверхности, перемещением материал крепления во вре­менные отвалы, планировкой и боронованием поверхности, увлажнением грунта на гребне до оптимальной влажности, разравниванием и уплотнением.

- устраи­вали дорожное полотно.

если дно траншеи должно быть расположено ниже уровня воды в верхнем бьефе, следует предусмотреть устройство со стороны верхнего бьефа замка или шпунтовой стенки для предотвращения заполнения отрытой траншей фильтрующей водой;

при необходимости проведения текущего ремонта зимой, траншея заполняется только талым грунтом, не допуская его промерзания;

при наличии противофильтрационных элементов в теле плотины (ядра, экрана и др.) и переходных зон, трещины, заходящие в них с гребня, заделываются аналогичным образом с учетом укладки соответствующих грунтов для восстановления противофильтрационных элементов и переходных зон на верхних отметках плотины до проектного состояния;

при наличии значительного количества трещин, крупных и мелких, различной протяженности и глубины, необходимо снять верхний нарушенный грунт на глубину, превышающую максимальную глубину нарушенного грунта на глубину 0.5 м, а затем произвести укладку грунта заново с качественным уплотнением, с восстановлением элементов, имеющихся в теле плотины; при этом, возможно, потребуется некоторая сработка водохранилища.

При ремонте покрытия:

восстанавливаются подготовки под дорожное полотно, дорожное покрытие, пешеходные дорожки, парапеты, надолбы, водоотводящие канавы (если эти элементы входят в состав конструкции гребня).

При нарушении насыпей землероями (ондатры, бобры, суслики, кроты, мыши и др.)

перекапывают и утрамбовывают грунт;

норы заливают водой, глиня­ным или песчано-цементным раствором; в отдельных случаях устраивают «замки» путем откапывания траншеи для химической обработки норы и засыпки траншеи грун­том оптимальной влажности с послойным его уплотнением

Верховая

призма

При восстановлении обрушенного откоса или его части:

Ремонт, выполняемый на­сухо:

Осушениие откоса путем сработки водохранилища,

демонтаж или разборка крепления откоса с перемещением его в отвал;

сработка водохранилища, что не оправдано с позиции выработки электроэнергии, подачи воды на орошение, водоснабжения и других водохозяйственных нужд

Восстановление обрушенных откосов или их уполаживание поперечным способом:

разрыхленный сползший грунт перемещается в отвал;

отсыпка грунта (для отсыпки можно использовать тот же сползший грунт) производится скреперами с гребня плотины наклонными слоями по всей высоте откоса;

уплотнение грунта производится послойно с гребня плотины подвесным катком, перемещаемым с помощью подъемного крана и тросов по всей высоте откоса и по всей протяженности восстанавливаемого откоса или его обрушенной части;

укладка и уплотнение грунта производится до достижения проектного заложения откоса;

выполняется планировка откоса, восстановление покрытия откоса и гребня, если обрушение произошло с захватом гребня плотины или его части

Восстановление обрушенных откосов или их уполаживание продольным способом:

разрыхленный сползший грунт перемещается в отвал;

для повышения устойчивости вновь отсыпаемого грунта выполняют сту­пенчатую подрезку низового откоса по поверхности обрушения, заглубляя ее в ненарушенный грунт на ширину Ь ;

отсыпка грунта производится послойно горизонтальными слоями с доставкой к месту отсыпки самосвалом по всей протяженности восстанавливаемого откоса или его обрушенной части;

производится разравнивание грунта бульдозером;

при необходимости производится доувлажнение грунта до оптимальной влажности;

уплотнение грунта производится послойно катком, по всей протяженности восстанавливаемого откоса или его обрушенной части;

укладка и уплотнение грунта производится до достижения проектной отметки гребня;

выполняется планировка откоса, восстановление покрытия откоса и гребня, если обрушение произошло с захватом гребня плотины или его части.

1. для отсыпки можно использовать тот же сползший грунт;

2. заглубление подрезки в ненарушенный грунт

Ь = m/h₀ + 0,5м.,

где m — коэффициент заложения откоса после ремонта;

h₀ — высота уступа, принимаемая в зависимости от характеристики уплотняющего механизма, обычно 0,15... 0,25 м;

3. минимальную ширину площадки принимают на 0,5... 1 м больше ширины принятого катка для уплотнения, бульдозера или автосамосвала

Крепление верхового откоса

При наличии каменного крепления

Ремонт, выполняемый на­сухо:

осушение откоса путем сработки водохранилища,

разборка нарушенного крепления, подготовок

ремонт и восстановление подготовок;

отсыпка на откос проектного слоя сортированного камня;

уплотнение.

сработка водохранилища, что не оправдано с позиции выработки электроэнергии, подачи воды на орошение, водоснабжения и других водохозяйственных нужд

Ремонт, выполняемый при заполненном водохранилище:

Подвод­ный ремонт каменного покрытия с плавсредств:

монтируют плавучую платформу, состоящую из системы понтонов, средств перемещения, мерных приспособлений и средств для выгрузки камня на откос;

с помощью рейки-футштока промеряют глубины и определяют объем зоны разру­шения, которую предварительно разбивают на захватки;

материалы для ремонта подвозят баржей;

камень в воду отсыпают шаландами с открывающимися дни­щами, саморазгружающимися баржами, саморазгружающимися контейнерами с применением камень в воду отсыпают шаландами с открывающимися дни­щами, саморазгружающимися баржами, саморазгружающимися контейнерами с применением берегового или плавучего крана, при помощи крана с многочелюстным грейфером, сталкиванием камня бульдозером, автосамосвалами с берега, плавучего пирса или прочного льда;

отсыпку камня производят толщиной не менее 2,5...3 слоев расчетного диаметра камня с контролированием толщины отсыпки при помощи рейки-футштока, опускаемой с платформы вертикально вниз.

Ремонт покрытия с применением асфальтовых армированных тюфяков:

откос выравнивают;

надводную часть обрабатывают гербицидами;

тюфяк укладывают с помощью крана или лебедки на бровку откоса перпендику­лярно направлению течения потока;

конец тюфяка закрепляют на гребне с помощью бруса и краном или лебедкой разматыва­ют по откосу;

тюфяки сопрягают внахлестку или впритык с по­следующей заливкой швов асфальтовым герметиком;

водолазы проверяют качество стыков.

асфальтовых армированных тюфяков представляет собой два слоя асфальта или асфальтобетона, посередине кото­рых расположена металлическая сетка. При изготовлении его уплотняют катками и охлаждают до +20...40°С. Готовый тюфяк наматывают на барабан диаметром 2,5...4

Герметик представляет собой, например, состав из крупнозернистого песка (размер частиц 5 мм) — 80...88%, известнякового или доломитового порошка — 12...20%, битума—14...18%, высокополимерных добавок — 2,5...3%.

При наличии асфальтового крепления:

Ремонт, выполняемый на­сухо:

осушение откоса путем сработки водохранилища,

сработка водохранилища, что не оправдано с позиции выработки электроэнергии, подачи воды на орошение, водоснабжения и других водохозяйственных нужд

предварительно на разрушенный откос насыпают песчано-гравийный грунт;

грунт выравнива­ют и уплотняют;

основание обрабатывают гербицидами из расчета 20 г/м² и хлорной известью — 200 г/м²;

при укладке покры­тия асфальтоукладчиком основание протравливают ядохимика­тами, обрабатывают разжиженным битумом или битумной эмульсией с расходом 1 ...2,5 кг/м²;

ремонт выполняют путем укладки плотного гидротехнического асфальтобетона в горячем состоянии температурой не ниже + 130°С.;

асфальтобетон уплотняется в горячем состоянии толщиной (в зави­симости от напора) от 3...4 до 9...12 см;

чтобы повысить водонепроницаемость асфальто­бетонного покрытия, его поверхность поливают горячим битум­ным сплавом, посыпают каменной крошкой или крупнозернис­тым песком из расчета 5... 10 кг/м² и прикатывают легким кат­ком.

Такое покрытие широ­ко применяют как за рубежом, так и в нашей стране.

Оно обладает высокой водонепроницаемостью, трещиностойкостью, деформативностью, однако, оно может быть разрушено при толщине льда бо­лее 1 м, быстром снижении уровня воды в водоеме (50 см/сут), воздействии волн высотой 3 м.

Ремонт, выполняемый при заполненном водохранилище:

Подвод­ный ремонт покрытия с плавсредств асфальтом или мелкозернистым асфальтобетоном:

при мелких повреждениях

промывают поверхность крепления водой под давлением;

повреждения заливают асфальтовым раствором под воду с расходом 100... 120 кг/м²;

при значительных разру­шениях

ранее деформированные выступающие плиты удаляют или сбрасывают в пониженные места разрушений;

засыпают поврежденные участки слоем щебня и, если нужно, устраивают обратный фильтр;

поверх щебня отсыпают камень или крупный щебень;

существующую поверхность бето­на или асфальта вокруг зоны разрушения крепления очищают водой под давлением;

ремонтируемый участок заливают ас­фальтовым раствором под воду.

Данный способ применяют при заложении откосов до 1 :2...1 :3 в зависимости от степени разрушения. Асфальтовое или асфальтобетонное покрытие должно перекрывать здоровое крепление на 1,5...2 м. Асфальтовый раствор содержит 80...88% крупнозернистого песка или мелкого гравия (размер частиц до 5 мм), 12...20% известнякового или доломитового порошка и 14...18% битума. Литой мелкозернистый асфальтобетон содер­жит на 1...2% меньше вяжущего и 25...40% щебня (размер час­тиц до 20 мм).

При наличии железобетонного крепления, (сборного или монолитного):

1.Ремонт деформационных швов:

1 способ

сухой шов очищают от пыли и мусора;

проводят огрунтовку стенок шва жидким битумом; шов уплотняют битумно-полимерными герметиками типа БИТЭП или др.;

в нижнюю часть шва плотно укладывают канат, пропитанный битумом;

поверх каната наливают битумно- полимерный герметик;

шов зачеканивают сверху цементным раствором

2 способ:

сухой шов очищают от пыли и мусора;

проводят огрунтовку стенок шва жидким битумом; в шов укладывают жгут из пористой резины (ПРП, пороизол, гернит);

сверху жгута размещают антиадгезионную прокладку из полиэтиле­новой пленки толщиной не менее 0,2 мм;

шов заливают тиоколовой мастикой типа КБ-0,5, ГС-1, У-ЗОМ и др.;

шов зачеканивают сверху цементным раствором

3 способ

сухой шов очищают от пыли и мусора;

проводят огрунтовку поверхности шва жидким битумом; приклеивают к бетону эпоксидно-каучуковой композици­ей профильные герметизирующие ленты из резины, полиизобутилена, стеклоткани.

Указанные способы ремонта предложенные Гидро­проектом применимы при напорах на крепление 10...15 м. и были использованы на магистральном канале Ка­ховской оросительной системы, канале Северский Донец—Дон­басс, Суклейской оросительной системы и др.

2. Ремонт подплитной области

Если устойчивость плит не нарушена при образовании в подплитной области швов пустот в ре­зультате вымыва грунта:

через швы или специ­ально пробуренные скважины образовавшиеся пустоты запол­няют гравийно-песчаной смесью;

по всей длине ремонтируемого участка устраивают монолитные плиты-накладки шириной 1....1.2 м.;

чтобы прикрепить плиты-накладки к старому бетону, концы опалубочной рамы приваривают к оголившейся арматуре старого крепления либо устанавливают специальные анкеры путем забуривания скважин;

поверхность откоса внутри опалубочной рамы покрывают битумом;

армируют и бетонируют плиту-накладку.

Таким способом отремонтировали плиты крепле­ния откосов на Кременчугском водохранилище.

Если крепление потеряло устойчивость, потрескалось и просело в результате выноса грунта из подплитной области:

плиты, вышедшие из строя, разбирают;

пустоты засыпают или замы­вают песком, при этом ремонтируют обратный фильтр;

в местах расположения швов укладывают плиты-подкладки, покрыва­ют их битумными матами;

устанавливают арматуру, крепят ее к старым плитам;

бетонируют пространство, предварительно смо­чив поверхность старого бетона

Низовая призма

При восстановлении обрушенного откоса или его части возможны следующие способы;

Восстановление обрушенных откосов или их уполаживание поперечным способом:

разрыхленный сползший грунт перемещается в отвал;

отсыпка грунта (для отсыпки можно использовать тот же сползший грунт) производится скреперами с гребня плотины наклонными слоями по всей высоте откоса;

уплотнение грунта производится послойно с гребня плотины подвесным катком, перемещаемым с помощью подъемного крана и тросов по всей высоте откоса и по всей протяженности восстанавливаемого откоса или его обрушенной части;

укладка и уплотнение грунта производится до достижения проектного заложения откоса;

выполняется планировка откоса, восстановление покрытия откоса и гребня, если обрушение произошло с захватом гребня плотины или его части.

Восстановление обрушенных откосов или их уполаживание продольным способом:

разрыхленный сползший грунт перемещается в отвал;

для повышения устойчивости вновь отсыпаемого грунта выполняют сту­пенчатую подрезку низового откоса по поверхности обрушения, заглубляя ее в ненарушенный грунт на ширину Ь;

отсыпка грунта производится послойно горизонтальными слоями с доставкой к месту отсыпки самосвалом по всей протяженности восстанавливаемого откоса или его обрушенной части;

производится разравнивание грунта бульдозером;

при необходимости производится доувлажнение грунта до оптимальной влажности;

уплотнение грунта производится послойно катком, по всей протяженности восстанавливаемого откоса или его обрушенной части;

укладка и уплотнение грунта производится до достижения проектной отметки гребня;

выполняется планировка откоса, восстановление покрытия откоса и гребня, если обрушение произошло с захватом гребня плотины или его части.

1. для отсыпки можно использовать тот же сползший грунт;

2. заглубление подрезки в ненарушенный грунт

Ь = m/h₀ + 0,5м.,

где m — коэффициент заложения откоса после ремонта;

h₀ — высота уступа, принимаемая в зависимости от характеристики уплотняющего механизма, обычно 0,15... 0,25 м;

3. минимальную ширину площадки принимают на 0,5... 1 м больше ширины принятого катка для уплотнения, бульдозера или автосамосвала.

Укрепление откоса с применением буронабивных свай во избежание сползания грунтовых масс:

На низконапорных сооружениях иногда целесообразнее устраивать сваи из химически закрепленного грунта, как это было выполнено на защитных дамбах Волжской ГЭС.

бурятся скважины глубиной 2,5...3 м, расположенные в шахматном порядке по сетке 3x1,5 м;

в скважины помещаются инъекторы диаметром 50 мм, в которые нагнетается инъек­ционный раствор;

устья скважин с поверхности от­коса тампонируются жирной глиной, чтобы инъек­ционный раствор не выходил наружу.

Указанный способ применялся защитных дамбах Волжской ГЭС.

Буронабивные сваи имели неправильную форму с радиу­сом распространения раствора в глинах и супесях с илистыми прослоями до 1 м. Прочность при сжатии образцов в водонасыщенном состоянии составляла 1 МПа, а сцепление — 0,24 МПа.

Инъек­ционный раствор - водный раствор улуч­шенной карбамидной смолы (УКС) в количестве 15...20% массы грунта с добавкой отвердителя — хлористого аммония(4% мас­сы смолы); соотношение в растворе смолы и воды - 1 : 0,5.

Крепление низового откоса

При ремонте биологического покрытия:

при нарушении насыпей землероями (ондатры, бобры, суслики, кроты, мыши и др.)

перекапывают и утрамбовывают грунт;

норы заливают водой, глиня­ным или песчано-цементным раствором; в отдельных случаях устраивают «замки» путем откапывания траншеи для химической обработки норы и засыпки траншеи грун­том оптимальной влажности с послойным его уплотнением

при появлении течей необходимо выяснить причины их воз­никновения.

в местах повышенной фильтрации на верховом откосе накладывают пластырь из полиэтиленовой пленки с пригрузкой ее грунтом;

на низовом откосе устраивают вре­менную дрену с пригрузкой грунтовым материалом;

выясняют причину фильтрации и выполняют ремонт

при нарушении травяного покрова

снимают поврежденный травяной покров с вывозом его в отвал;

восстанавливают реечную или дерновую клетку, предназначаемую для удержания покрова на откосе;

производят засыпку грунта в ячейки клетки с разравниванием его;

производят засев трав;

укладывают тканевое покрытие или мелкую синтетическую сетку с прикреплением ее к откосу спицами для предотвращения выклевывания семян птицами;

в засушливое время года посадки поливают;

после прорастания травяного покрова покрытие удаляют.

При ремонте других видов покрытия: см. п. ---------камень, плиты

Дренажные устройства

При повреждении трубчатого берегового дренажа у низового откоса наблюдается вынос песка из тела плотины в дренаж, вызванный плохим каче­ством укладки обратного фильтра дренажа, неудачным подбо­ром состава обсыпки перфорированных труб либо появлением значительных неравномерных осадок, расстроивших стыки дре­нажных труб.

Замена дренажных труб и обратных фильтров:

в верхнем и нижнем по ходу дрены смотровых колодцах на тру­бы ремонтируемого участка дренажа устанавливают деревянные заглушки с тщательным законопачиванием щелей;

с вышерасположенного участка дренажа воду от­качивают из ближайшего к будущему котловану колодца насо­сом в нижерасположенный смотровой колодец;

во избежание оплывания откоса по всему периметру котло­вана забивают шпунт;

параллельно шпунтовой стенке с внешней стороны от нее монтируют иглофильтровую установку для откачки воды и по­нижения уровня грунтовых вод;

обеспечивают круглосуточный водоотлив и хорошее состояние фильтров водопонизительной установки для предотвращения повышения поверхности депрессии и обрушения откоса в котлован;

по всей длине ремонтируемого участка вскрывают котлован шириной по основанию 3...4 м, в зависимости от конструкции и поперечного размера дренажа;

удаляют забитые песком дефектные трубы или другие по­врежденные части дренажа; расчищают основание до проектных отметок;

восстанавливают дренажные трубы и обратный фильтр;

водопонизительные установки отключают;

сверху дренажа насыпают хорошо фильтрующий грунт тол­щиной около 1 м;

вытаскивают шпунт;

отсыпают откос с уплотнением и креплением его в соответ­ствии с проектом;

вытаскивают деревянные заглушки из труб смотровых колод­цев и отключают насос.

Особое внимание уделяют качест­венной стыковке старых и новых слоев обратного фильтра.

При заилении трубчатых дренажных систем очистку производят способом промывки участков труб, расположенных между двумя смотровыми колод­цами, в направлении движения воды.

самотечный способ промывки:

перекрывают трубу в ниже- и вышерасположенном колодцах;

заполняют водой вышерасположенный колодец и проводят про­мывку;

резко открывают трубу (снимают пробку) в ниже­расположенном колодце, при этом поток, движущийся с большими скоро­стями по трубе, смывает наносы;

удаляют наносы из нижерасположенного колодца; аналогичную опера­цию выполняют на следующем участке

.принудительный способ промывки:

осуществляют подачу воды в трубу под напором через шланг;

откачивают воду из нижерасположенного смотрового колодца;

в отдель­ных случаях для промывки дренажей можно использовать специальные машины типа ПК-ОД Д-910А, применяемые для промывки коллекторов диаметром от 0,3 до 0,8 м;

удаление плотных наносов производят очистными приспособлениями - ковшовыми снарядами или специальными щитами, которые протаскивают по тру­бам с помощью лебедок или под давлением воды.

химиче­ский способ очистки дренажа от железистых отложений:

в закрытый пробками участок дренажа при наличии воды в трубе вводят на сутки водный раствор серной кислоты и бисульфата натрия с концентрацией 1,2...2% или двуокиси серы

для борьбы с зарастанием дренажных систем корнями

ис­пользуют гербициды сельскохозяйственного назначения, к такому способу прибегают очень редко в целях охраны окру­жающей среды.

При повы­шении кривой депрессии с выклиниванием ее на поверхность низового откоса из-за нарушения нормальной работы дренажа фильтрующая вода просачивается на откос, резко снижая его устойчивость, что может послужить причиной образования провальных воронок и оползания откоса; для устранения высачивания воды:

на откосе пло­тины бурят скважины диаметром 250...400 мм на глубину зало­жения прослоек в шахматном порядке с расстоянием меж­ду ними 5... 10 м., размеры и число их принимают в зависимости от конкретных инженерно-геологических условий;

скважины заполняют гравелистым или гравелисто-песчаным материалом.

применяют иглофильтровые установки, представляющие собой трубы диаметром 25 мм с перфорацией диаметром 4 мм по всей длине, обкладываемые обратным фильтром с толщинами слоев по 10...30 см в зависимости от конструкции дренажа.

Противо-фильтрационное устройство и переходные зоны в теле плотины.

Зона сопряжения с

берегами и основанием

устраивают буронабивные сваи;

устраивают траншею по оси сооружения, что позволяет умень­шить длину сваи;

прокладывают временные пути для раз­мещения на них бурового агрегата;

в траншее бурят скважину на необходимую глубину (30...50 м);

закрепляют стены траншеи, используя глинистый или бентонитовый (из расширяющихся в 10...15 раз глин) раствор;

в скважину погружают металлическую на­правляющую (обсадную) трубу;

бурят вторую скважи­ну, на расстоя­нии между центрами меньше двух диаметров скважин, в которую также опускают направляющую трубу,

из первой скважины извлекают обсадную трубу;

в скважину опускают арматурный каркас;

скважину бетонируют способом верти­кального перемещения трубы с вытеснением глинистого раствора;

забетонировав первую скважину, бурят третью и опус­кают в нее направляющую трубу;

вынимают трубу из второй скважины и бетонируют ее, как и первую и так далее до получения сплошной

стенки из примыкающих одна к другой свай;

возможно бурение скважин захватками по 3...4 одновременно.

1. используют для заполнения прорези грунтовую смесь с малым коэффициентом фильтрации. В этом случае ее толщина достигает 4 м;

2.неглубокие противофильтрационные завесы (до 20 м) выпол­няют иногда тонкими, до 0,2 м, из твердеющего материала;

3.Состав глиноцементного раствора по весу (Ц : Г : В) 550 : 244 : 735 кг/м3. Глинистые суспен­зии создают из глин с числом пластичности

устраивают сплошную стенку в грунте (в ядре) различными способами.

разработка прорези в грунте экскаватором:

разрабатывают прорезь в грунте (траншею) отдельными секциями (длиной 5... 10 м) или непрерывной траншеей;

заполняют прорезь глинистым раствором в целях закрепления откосов;

заполняют прорезь твердеющим материалом способом подводного бетонирования;

секции второй очереди начинают делать после твердения мате­риала-заполнителя и набора необходимой прочности (обычно через 10...20 сут);

чтобы обеспечить хороший контакт между сек­циями, элементы второй очереди врезают в секции первой очереди на 0,3...0,5 м, на глубину до 50 м: используя бурофрезерный агрегат СВД-500Р в комплекте с буровым станком, проходческим грейфером с гидравлическим приводом челюстей или с напорной штангой или ударно-канатный станок типа УКС-ЗОМ с эрлифтом, позволяющий разрабатывать прорези глуби­ной до 100 м.

раз­работка траншей в мягких грунтах с помощью водовоздушной струи:

в скважину, опускают монитор, имеющий три концен­трические трубы с соплами на конце;

через два сопла в грунт нагнетают водовоздушную смесь под давлением 40...50 МПа при этом разработанный грунт выносится на поверхность через соседнюю скважину,

траншея заполняется бентонито-цементным раство­ром через третье сопло.

раз­работка траншей с использованием металлических свай, имеющих замковое соединение:

по­следовательно в грунт ядра погружают и извлекают сваи, с трубами, проходящими внутри свай;

по мере извлечения свай обра­зующееся пространство через трубы внутри свай заполняют глиноцементным или глини­стым составом.

1. используют для заполнения прорези грунтовую смесь с малым коэффициентом фильтрации. В этом случае ее толщина достигает 4 м;

2.неглубокие противофильтрационные завесы (до 20 м) выпол­няют иногда тонкими, до 0,2 м, из твердеющего материала;

3.Состав глиноцементного раствора по весу (Ц : Г : В) 550 : 244 : 735 кг/м3. Глинистые суспен­зии создают из глин с числом пластичности не менее 0,2 и содержанием частиц крупнее 0,05 мм не более 10%, а мельче 0,005 мм не менее 30%.

4. в сильноводопроницаемых грунтах используют суспензии по­вышенной вязкости с добавлением жидкого стекла или извести. плотность суспензии можно регулировать добавками утяжелителя (барит, магнезит, гематит и др.).

При ремонте экрана укладывают полимерную пленку;

снижают уро­вень воды в водохранилище при полнении ремонтных работ верхней части экрана;

снимают верхний слой насыпи на верховом откосе, укладывают экран из полимерных материалов,

пленку укладывают прямыми лентами веерообразно, ступенями или зигзагообразно в зависимости от ожидаемых деформаций, высоты пленочного покрытия и ориентации ее в пространстве;

пленку сверху и снизу защищают то­лем для увеличения долговечности и тре­ния по грунту;

ленты пленки соединяют склеиванием, свариванием или путем устройства складок внахлест;

экран пригружают высококачественной насыпью.

Срок службы стабили­зированных пленок толщиной 0,2 мм при защите их от климати­ческих факторов в центральных районах составляет 35...40 лет, в южных — не менее 25...30 лет.

Модуль упругости пленки не ниже 70 МПа, предел прочности на растяжение — не менее 10 МПа. Крупность частиц грунта подстилающего слоя - не более 6 мм, тол­щина его не менее 0,3—0,4 м, а защитного — свыше 0,4...0,5 м.

погружают шпунты;

применяют обычные шпунты или гидро­шпунты с замковыми соединениями.

выполняют инъ­екцию грунта;

бурят скважины диаметром 30...200 мм;

цементацию ведут в 2-3 очереди, расстояние между скважинами цементации первой очереди назначают 6...16 м, а последней — 2...3 м ;

с помощью специальных насосных установок под давле­нием через пробуренные скважины принудительно внедряют в трещины и поры грунта тампонажные растворы, которые образуют плотный за­полнитель, препятствующий движению подземных вод.

Инъекцию применяют:

при не­обходимости устройства нового или усиления имеющегося проивофильтрационного элемента ;

при аварии после землетрясения, непредвиденных осадок эле­ментов сооружения, катастрофического паводка;

при не­завершенном строительстве противофильтрационного элемента;

при физической, химической суффозии или других фильтрацион­ных деформациях на контакте противофильтрационного элемен­та с примыкающими элементами сооружения.

Составы тампонажных растворов при цементации применяют (Гидропроект):

цементные, с водоцементным отношением В/Ц = 20...0,4

цементно-песчаные, Ц/П = 0,5...4

цементно-глинопесчаные, (Г + П)/Ц = 0,5...15

цементно-глинистые, Г/Ц = О,5...1О

Используют так же естествен­ные добавки: золу-унос, каменную муку, лесс, бентонит и др.

При необходи­мости применяют расширяющиеся цементные растворы с алю­миниевым порошком в количестве 0,02...0,05% по отношению к массе цемента.

проводят глинизацию и битумизацию

осуществляют через инъекторы диаметром 25...35 мм

глиносиликатные, с содержанием глины 400...850 кг/м³ и до­бавлением силиката натрия (жидкое стекло) 0,1...10% мас­сы сухой глины

бентонитосиликатные, содержащие 100...300 кг/м³ бентонита

и 0,5...1,5 кг/м³ силикатного натрия

проводят силикатизацию крупных и средних песков

радиус силикктизации изменяется от 1 до 0,3...0,4 м. Его можно увеличить с по­мощью газовой силикатизации, представляющей собой последо­вательное нагнетание жидкого стекла и отвердителя

При силикатизации песчаных грунтов — вначале жидкое стекло, а затем раствор хлористого кальция для ускорения процесса цементации грунта;

мелкозернистых, пылеватых песков, плывунов — жидкое стекло с отвердителем (ортофосфорная или серная кислота с добавками реагентов) при вязкости, близкой к вязкости воды.

проводят смолизацию грунтов в агрессивных средах

Используют раствор карбамидных фенолформальдегидных и других синтетических смол с отвердителями;

способ из-за высокой стоимости используют редко, при соответствующем обосновании

Противо-фильтрационные

утройства в

основании и берегах

При устранении интенсивных фильтрационных деформаций по берегам:

отрывают траншеи в берегах глубиной 2...5 м;

укладывают дренаж.

в песчаных грунтах устраивают трубчатый дренаж;

грунтах с большим количеством глинистых частиц — рас­пластанный, в виде тюфяка;

дренажи оборудуют обратными фильтрами.

При ликвидации фильтрационных вод в виде ключей и отдельных источников

устраивают дренаж с отводом воды в русло реки,

у подножия низового откоса плотины устраивают песчаную пригрузку длиной 20...50 м толщиной 2...3 м.

При рас­положении на пойме населенных пунктов или предприятий соо­ружают систему глубокого дренажа с откачкой воды эрлифта­ми, глубинными насосами и т. п.

При наличии больших потерь воды из водо­хранилища в результате повышенной фильтрации через трещи­новатое или закарстованное основание и береговые при­мыкания:

цемен­тация основания в зонах повышенной фильтрации,

битумизация основания,

глинизация основания

комбинированный способ.

.

На Ортотокойской плотине (КиргССР) высотой 52 м (К. К. Казакбаев и др.) имела место интенсивная фильтрация через тело плотины (150...240 м/сут). В следствие отсыпкм тела плотины большими слоями толщи­ной по 60 см крупозернис­того грунта, при которой происходила сегрегация материала при его выгрузке. рассматривались следующие мето­ды борьбы с фильтрацией:

выполнение водонепроницаемого экрана на верховом отко­се, устройство диафрагмы в теле плотины путем создания бетонно-свайных стенок в грунте, устройство инъекционной завесы с закачкой цементно-глинистого раствора через трубы.

Пред­почтение было отдано последнему способу

противофильтрационные завесы успешно применены на Карагандинской плотине на ГРЭС-2, Иркутской ГРЭС, гидро­узлах Серр-Понсон, Фессенхейм, Сильвенштейн, Мишон и др.

При этом не требуется опорожнять водохранилище.

Ливнеотводящие и дренажные канавы

производят очистку канавы от растительности, мусора, наносов, нарушенных элементов крепления;

выравнивают откосы и дно канавы;

производят ремонт или замену сборного, монолитного или каменного крепления.

Зона влияния плотины в нижнем бьефе

Защита территории от подтопления с помощью глубинного дренажа с применением дренажных скважин.

Работо­способность дренажных скважин при выходе их из строя в результате физической или химической кольматации фильтрового материала восстанавливают различными способами.

Примером может служить система дрена­жа в районе Куйбышевского водохранилища, представляющая линейный ряд 408 скважин протяженностью 7,9 км, расположен­ных параллельно защитной дамбе на расстоянии 150 м от нее. Расстояние между скважинами составляет 12...25 м

:пневмоимпульсным:

в фильтр скважины авто­матически выпускаются порции сжатого воздуха из баллонов под давлением 6...15 МПа. возникают импульсные ударные волны филь­трационного потока переменного направления, которые разру­шают закольматированный слой

На Куйбышевском гидроузле такой способ оказался приемлемым для скважин, срок службы которых не превышал 3...4 лет при межремонтном периоде не более полгода.

микровзрывным:

при микровзрыве, организуемом с помощью де­тонирующего шнура, в воде по всей длине филь­тра скважины ударная и отраженная волны в сочетании с газо­выми пузырями нарушают сплошность кольматирующих продук­тов на фильтре и в прифильтровой зоне; удельный дебит скважины увеличивается в 3...5 раз и более. Относительно первоначального значения удельный дебит восстанавливается до 45...65% при сроке ее эксплуатации 5..10 лет. Межремонтный период составляет 6...12 мес.

реагентным:

когда известен хи­мический состав кольматирующего ма­териала целесообразно использо­вать реагенты; после химиче­ской обработки продукты реакции от­качиваются вместе с водой из скважи­ны и прифильтровой зоны. Реагентами служат кислотные, щелочные, солевые растворы или порошкообразные соста­вы; порошкообраз­ные реагенты в фильтр скважины по­дают при помощи сжатого воздуха от компрессора.

комбинированным:

этот способ обработ­ки дренажных скважин по­зволяет увеличить продолжительность межре­монтного периода до 2,5...3 лет;

Для обработки скважин на Куйбы­шевском гидроузле использовали кон­центрированную соляную кислоту. Время обработки одной скважины со­ставляло не более 1 ч.

для уменьшения напора грунтовых вод под сравнитель­но небольшим водоупорным слоем для повышения устойчивости основания устраивают разгрузочные скважины в виде фильтров.

для предотвращения фильтрация по контак­ту внешней поверхности обсадной трубы скважины с водоупор­ным слоем

- проводится закрепление грунта вокруг трубы с помощью силика­тизации и забивка металлической обсадной трубы больших раз­меров для перекрытия зоны разрушенных грунтов вокруг сква­жины;

- устраивают круговое ограждение вокруг аварийной скважины из шпунта, забиваемого в водоупор; под прикрытием шпунтовой стенки вынимают грунт в зоне скважи­ны, не доходя до низа водоупора на 3...5 м, с тем, чтобы не про­изошло прорыва оставшейся толщи водоупора. В нижней и верхней частях образовавшегося колодца устраивают бетонные подушки, пространство между ними заполняют суглинком или глиной с качественным уплот­нением. С внешней стороны шпун­тового ограждения устанавливают несколько водопонизительных скважин, оборудованных погружными насосами, с помощью которых не только уменьшают приток воды в колодец, образованный шпунтом, но и понижают пьезометрический уро­вень напорных вод.