4.3. Технология строительства комплекса противоэрозионных сооружений.
Природоохранный комплекс проектируется из пруда комплексиш. назначения на балке и системы почвозащитных мероприятий, водоохраннм лесных насаждений и сооружений на его водосборной площади.
Комплекс противоэрозионных сооружений состоит из земляной насыпной плотины, катастрофического водосбросного сооружения со сбросным каналом, донного водоспуска с подводящим и отводящим каналами и собственно водоёма. Защита склоновых земель на водосборной площади предусмотрена посадкой лесополос, устройством водозадерживающих и водонаправляющих валов, нагорных каналов созданием террас, илофильтров и т.п.
Технология строительства включает следующий перечень основных работ: А) Земляные работы: 1. Срезка растительного грунта в основании плотины; 2. То же с площади под карьер; 3. Разработка грунта в котловане водосброса; 4. То же в сбросном канале; 5. То же в котловане донного водоспуска; 6, То же в подводящем и отводящем каналах; 7. То же в карьере с перемещением в насыпи; 8. Устройство плотины с уплотнением катками; 9. Устройство верховой и низовой перемычек; 10. Разработка грунта при увеличении коэффициентов заложения откосов карьера; 11. Засыпка карьеров растительным грунтом.
Б) Бетонные и монтажные работы: 1. Бетонирование конструкции водосброса; 2. То же донного водоспуска; 3. Монтаж конструкции водосброса; 4. То же донного водоспуска; 5. Бетонирование быстротока; 6. Крепление гребня плотины; 7. То же верхового откоса плотины; 8. То же низового откоса плотины.
В) Прочие работы: 1. Подготовительные мероприятия; 2. Устройство бетонного хозяйства; 3. Устройство дренажной призмы; 4. Строительство и содержание землевозных путей; 5. Подготовка чаши пруда к затоплению, (планировка, устройство противофильтрационного экрана из полимерных материалов); 6. Благоустройство территории; 7. Сдача пруда в эксплуатацию.
Плотина. Отсыпка тела плотины может осуществляется слоями толщиной t = 20..30 см отдельными полосами вдоль плотины. Во избежании ухудшения устойчивости низового откоса (более крутого) полосы надо отсыпать, начиная со стороны низового откоса к верховому при однородных грунтах. При строительстве плотины с ядром отсыпка полосами ведется от оси к откосам. На практике применяется укладка грунта ярусами высотой до 4…6 м. с разбивкой каждого яруса на карты укладки. Количество карт принимают равное числу операций (процессов) в цикле. Как правило, их число должно быть кратным четырем. Порядок работы на картах следующий:
На первой карте грунт разрушается из транспортных средств, на второй разравнивается до проектной толщины слоя, на третьей доувлажняется до оптимальной влажности и на четвертой уплотняется до заданной плотности.
Выбор комплекта машин для строительства водоудерживающей плотины осуществляется в два этапа, исходя из выполняемых операций и объёмов работ. Первый этап предусматривает выбор ведущей машины (скрепер или экскаватор) по максимальному объему выполняемых отдельных видов работ. Подбор остальных машин, работающих в комплекте с основной машиной (каток, рыхлитель, поливочная машина, грейдер или планировщик) осуществляется по их геометрическим параметрам и производительности. На втором этапе ведутся экономические расчеты, предусматривающие их выбор исходя из общих объемов работ, суточной производительности каждой марки машины, их потребного количества и себестоимости работ, а также минимальных приведенных затрат на единицу объема работ.
Для пропуска зарегулированных избыточных объемов воды весенних и летних паводков, талых и дождевых вод с расходом 1% обеспеченности на водоудерживающих плотинах при противоэрозионных прудах накопителях возводятся водосбросные сооружения.
Класс капитальности таких сооружений 1У и устанавливается по СНиПу 2.06.01-86 [17], в соответствии с классом основных сооружений.
Водосброс. Технология работ включает следующие операции: 1. Срезка растительного грунта с основания сооружения и перемещение во временный отвал; 2. Разработка минерального грунта; 3. Доработка траншеи и устройство приямков; 4. Планировка дна и откосов канала; 5. Устройство глиняного замка в местах диафрагмы; 6. Предварительная обратная засыпка траншеи с тщательным уплотнением; 7. Окончательная засыпка; 8. Уплотнение грунта; 9. Перемещение растительного грунта за пределы строительной полосы; 10. Перемещение грунта в насыпь тела плотины.
Водопроводящая часть водосброса выполняется в виде трубопроводов из сборных железобетонных раструбных труб повышенной прочности РКТ-14 (ГОСТ 6482-71), лежащих на грунтовом или бетонном основании внутренним диаметром не менее 140 см. Диаметр раструба по внешнему контуру – 1720 мм. Использование труб такого диаметра обеспечивает возможность осмотра и ремонта их стыков в период эксплуатации водосброса.
Входной оголовок выполняется из железобетонных плит уложенных также на бетонную подготовку.
При возведении входного оголовка в первую очередь бетонируется фундаментная плита, во вторую очередь монтируется сборные элементы и армокаркасы на высоту двух блоков, после чего устанавливается опалубка переходного участка и арматура. Укладка монолитного бетона в переходной участок производится до отметки, находящейся на 0,4 м ниже верха второго блока. В третью очередь монтируются остальные элементы передней и боковых стенок, устанавливается оставшаяся арматура и опалубка переходного участка. После укладки монолитного бетона в переходной участок монтируется задняя стенка оголовка. В последнюю очередь укладывается монолитный бетон в стены оголовка до проектной отметки.
Донный водоспуск предназначен для пропуска бытовых расходов и полного опорожнения противоэрозионного пруда в целях очистки и санитарной обработки его ложа. Диаметр трубы донного водоспуска принимается 200, 300, 400, 600 мм, толщина стенок 10...12 мм, материал труб - сталь и железобетон. Укладка стального трубопровода производится по спланированному грунтовому основанию без подготовки, а также с подготовкой из гравийно-песчанной смеси t=10-15 см и железобетонной обоймы, на которую укладывается трубопровод. Сверху и с боков трубопровод обкладывается и тщательно уплотняется мятой глиной. Для повышения надежности работы сбросного трубопровода и предупреждения фильтрации в обход трубы на всей его длине устанавливаются стальные или железобетонные диафрагмы. С целью защиты стальных труб от химической, электрохимической и биологической коррозии предусматривается устройство битумно-полимерного антикоррозийного покрытия усиленного типа по СНиП 2.03.11-85. Донный водоспуск строится до начала отсыпки плотины. Весь состав работ по его возведению включает в себя земляные и монтажные работы. Водопроводящей его частью является стальной трубопровод, уложенный для низконапоряых плотин, как правило, в одну нитку на подготовленное и спланированное грунтовое основание. Состав работ при этом следующий:
После разбивки и закрепления осей сооружения, производится срезка растительного грунта со строительной полосы под трубопровод. Срезка производится бульдозером с неповоротным отвалом (В=90º). При этом длина набора грунта бульдозером с толщиной стружки (глубиной резания) до 20-30 см составляет 6...8 м. После снятия растительного слоя ведется разработка минерального грунта в подводящем канале, приямках, траншее, отводящем канале и водобойном колодце. Для этого используется экскаватор, работающий в отвал. Грунт из отвалов частично перемещается для засыпки и уплотнения траншеи трубопровода, а частично на отсыпку тела плотины.Ширина траншеи под трубопровод по дну принимается в зависимости от диаметра трубопровода. После устройства котлованов под трубопровод, входной и выходной части сооружения, выполняются ручные доработки в траншее и устройство приямков под стыковку труб. Общий объем ручных доработок для таких сооружений составляет около 8-10%.
Нагорные каналы малого (h<0,5...0,75 м, вЮД.. 1,1 м) и большого сечения (h>0,75 м, в>1,1 м) строят механизированным способом.
При строительстве нагорных каналов небольшой глубины и сечения для их строительства используют средние и тяжелые прицепные грейдеры и самоходные автогрейдеры.
Состав работ при этом следующий: приведение агрегата в рабочее положение, то есть установка необходимого угла наклона ножа, разработка и перемещение грунта и повороты грейдера в конце участка работ. При работе грейдера нож устанавливают наклонно, опуская его в грунт примерно на половину длины.
При производстве работ грейдер, двигаясь в одном направлении, режет и смещает грунт в промежуточный отвал. Во время движения в обратном направлении при 2х сторонней разработке канала, срезают грунт с другой стороны от оси канала. При последующем проходе в прямом направлении, производят планировку образованного валика грунта, полученного в результате перемещения его вдоль отвала при нарезке. Цикл этих операций повторяется до тех пор, пока не образуется сечение заданных размеров. При этом используется продольная схема работ - при его движении оси выемки, причем рабочими являются проходы в прямом и обратном направлении. При неодинаковом заглублении правой и левой стороны отвала проходит изменение угла зарезания, что дает возможность без дополнительных доработок вырезать грейдером продольные выемки с определёнными заданными откосами.
Распылители стока строят плугами общего назначения, плантажным или навесным плугом, на котором оставляют два средних корпуса (передний с нормальным и задний с увеличенным отвалами), а также каналокапателями типа КОР-500; КЗУ-03 и КБН-0,35. Под углом 30-45° к ложбине пропахивают, борозду - распылитель глубиной 30-40 см с отвалом пласта вниз по склону. Длина борозды 5-30 м в зависимости от ширины ложбины и возможности отвода воды от размываемого участка. Чем шире ложбина, тем глубже должна быть борозда и больше высота валика.
Водозадерживающие валы строят на склонах крутизной от 5 до 10º для задержания поверхностного стока, предотвращения линейной эрозии почв на водосборе и роста оврагов. Размещают такие валы у вершин действующих оврагов, вдоль лесополос, дорог, на бросовых и неудобных землях. Тело вала отсыпают из местного грунта трапецеидальной или треугольной формы. Форма поперечного сечения вала определяется его высотой, типом, свойствами грунтов и характером использовании прилегающих земель.
Строительство водозадерживающих валов с наиболее распространенными геометрическими размерами и параметрами, особенно при высоте вала 2,5...4,0 м, по своей технологии очень близко совпадает со строительством качественных насыпей и состоит из следующих операций и процессов: разбивка оси вала, шпор, перемычек, вынос в натуру линии (границ) подошвы мокрого и сухого откосов, а также границы прудка; - снятие растительного слоя с площади, основания вала, прудка, шпор, перемычек и места временного его складирования за пределами строительной площадки и перемещение его в это место;- комплекс работ по добыче минерального грунта в карьере. Проводится, как правило, при высоте вала 2,5.. .4,0 м и соответственно, больших объемах отсыпки. Комплекс работ включает соответственно несколько операций: - транспортирование грунта из карьера для отсыпки в дамбу (при больших объемах отсыпки грунта); - отсыпка тела вала, шпор и перемычек из грунта взятого в прудке уплотнение отсыпки грунта в тело вала, шпор и перемычек; - планировка откосов и гребня вала, шпор и перемычек; устройство водообходов водосбросов и дороги по гребню вала; покрытие вала, шпор перемычек и ложа прудка растительным слоем почвы (рекультивация растительного слоя); посев многолетних трав по откосам вала, шпор и перемычек; одерновка водоотводов и водосбросов.
Контрольные вопросы:
1. Для чего предназначены противоэрозионные комплексы сооружений?
2. Что понимают под строительными расходами?
3. Назовите основные элементы технологического процесса строительства противоэрозионного комплекса на водосборе.
4. Из каких строительных операций состоит технологический процесс возведения водозадерживающих валов?
ЛЕКЦИЯ №5
Тема: «Производство работ по восстановлению малых рек»
План лекции
5.1 Способы и технологии работ по очистке и защите русел рек.
5.2 Особенности очистки водоемов механизированным и гидромеханизированным способом.