книги из ГПНТБ / Сарыкулов Д.С. Водохозяйственное строительство

ляется правильная разработка вариантов оросительной системы. Большую роль играет рациональный выбор трассы канала с наименьшей протяженностью. Немало­ важно применение закрытых систем орошения, дождева­ ния, меньшего числа оросительных каналов, несущих транзитные расходы. На современных оросительных сис­ темах применяются искусственные антифильтрационные одежды, резко повышающие КПД систем: бетонные и же­ лезобетонные облицовки, экраны и т. д.

Простейшим приемом борьбы с потерями ороситель­ ной воды в мелкой сети является у п л о т н е н и е д н а о р о с и т е л е й и участковых распределителей катками. Уплотнение считается завершенным, если объемный вес грунта доведен для легких суглинков до 1,6—1,7 т/м3, для средних — до 1,5—1,6 и для глинистых грунтов — до

1,45—1,5 т/м3.

Для тщательного глубокого уплотнения применяют ударно-механическую трамбовку, благодаря чему фильт­ рация из каналов сокращается в 16—20 раз.

Другим видом борьбы с фильтрацией является коль - м а т а ц и я, применяемая на песчаных каналах. Ее про­ изводят следующим образом. Заготавливают глинистый раствор-пульпу в специальных котлованах. Из котлована готовый раствор перегоняют насосами в головной канал. Добиться равномерного осаждения частиц по всей длине канала трудно. Для большей надежности кольматаж про­ водят несколько раз. Кольматация уменьшает потери во­ ды в 5—10 раз.

Хорошей мерой борьбы с фильтрацией в каналах яв­ ляется с о л о н ц е в а н и е , заключающееся в преобразо­ вании структуры грунта при внесении солей натрия. В ре-

20

зультате обменной реакции грунт приобретает сеойство солонцов и становится малопроницаемым. Фильтрация при солонцевании уменьшается в 5 раз. Солонцевание производят для всех грунтов, кроме песчаных и карбо­ натных.

Распространен метод борьбы с фильтрацией — с о ­ з д а н и е в о д о н е п р о н и ц а е м ы х о д е ж д : гли­ няных, каменных, бетонных и железобетонных. Наиболее эффективно, хотя и трудоемко, мощение камнем. Камен­ ные мощения бывают в виде одиночной мостовой толщи­ ной 15—20 см, двойной мостовой, уложенных на гравий­ но-песчаную заготовку и др. Для усиления антифильтрацнонных мероприятий каменное мощение обрабатывают кольматацией, цементной штукатуркой.

При устройстве бетонной облицовки повышается КПД сети. Для магистральных каналов толщина бетонной об­ лицовки— 10—20 см. Монолитные облицовки выполня­ ются на месте с устройством температурных швов. Чтобы увеличить водонепроницаемость бетонных облицовок, применяют цементную штукатурку слоем 2—5 см.

Эффективно в борьбе с фильтрацией из каналов уст­

тельстве широко внедряются типовые сборные железобе­ тонные конструкции: железобетонные плиты, г-образные блоки, железобетонные лотки прямоугольного и парабо­ лического сечения, напорные и безнапорные железобе­ тонные трубы разного диаметра. Крупные оросительные каналы с облицовкой из сборного железобетона, постро­ енные в Алма-Атинской области, имеют КПД в преде­ лах 0,8—0,95. Эти каналы отличаются большой пропуск­ ной способностью, долговечностью и удобны в эксплуа­ тации.

С развитием химической промышленности появилась возможность широко внедрять в ирригационное строи­ тельство изделия из синтетических материалов. Особенно распространены сейчас пленки, листовые материалы из пластмассы и гибкие полиэтиленовые трубопроводы. Ис­ пытания устройства экрана из полимерной пленки на ка­ нале показали хорошие результаты. В Казахстане пласт­ массовые покрытия выпускает Гурьевский пластмассовый завод.

21

КАПИТАЛЬНАЯ (СТРОИТЕЛЬНАЯ) ПЛАНИРОВКА

Планировка орошаемых земель при ирригационном строительстве имеет огромное значение.

Как известно, всякая поверхность орошаемого поля имеет небольшие, а иногда и значительные неровности, затрудняющие полив, создающие неравномерность увлажнения почвы, снижающие коэффициент земельного использования, вызывающие перерасход оросительной воды. Для устранения этих недостатков поверхность оро­ шаемого поля должна быть спланирована, т. е. выровнена путем перемещения почвогрунта с повышенных мест в пониженные.

Особенно важна планировка при мелиорации засолен­ ных земель (качество их промывки целиком зависит от того, насколько спланирована поверхность), а также при поверхностном поливе (капитальная планировка и вырав­ нивание земель позволяют поднять КПД на 5— 10%, про­ изводительность труда — до 20—30%).

В планировочные работы входят: проектирование, под­ готовка поверхности (очистка), перенос проекта в на­ туру, рыхление и перемещение почвогрунта, окончатель­ ная отделка поверхности поля, прием выполненной рабо­ ты и проверка качества спланированной поверхности.

Проектированием планировки решаются такие зада­ чи, как выбор проектной поверхности и установление ве­ личин срезок и насыпей почвогрунтов, наметка их конту­ ров, выяснение наиболее рациональных перемещений земляных масс с повышенных мест в пониженные, опре­ деление объемов, дальности перемещения грунта и стои­ мости планировочных работ, установление состава зем­ леройных механизмов для проведения планировки, выявление участков, требующих окультуривания и до­ полнительного удобрения в процессе освоения. При про­ ектировании рисовых севооборотов определяются и средние отметки чеков, на основании которых устанав­ ливаются командные горизонты в оросительной сети.

Выбор проектной поверхности обусловливается при­ нятым способом полива, рельефом местности и конфигу­ рацией поля, а также техНико-экономическими показате­ лями (объем земляных работ, дальность перемещения грунта и т. д.). Для наземного способа полива необходи-

22

мо, чтобы проектная поверхность обеспечивала оптималь­ ную длину борозд или полос без уступов и переломов рельефа по длине. Колебания в значениях уклонов, ко­ торыми характеризуется запроектированная наклонная поверхность, не должны выходить за пределы допускае­ мых по условиям рационального проведения поливов и относительно равномерного увлажнения почвы.

Выбирая проектную поверхность, необходимо соблю­ дать следующие условия: величина срезки больше поло­ вины пахотного слоя допускается в крайнем случае на участках размером не больше 10% площади планируемо­ го поля на почвах с развитым гумусным горизонтом.

В тех случаях, когда планируемый участок характе­ ризуется маломощным растительным слоем (10—20 см), а величина срезки достигает 20—25 см, целесообразно применять кулисную планировку, принцип которой сво­ дится к следующему: с поверхности сначала снимают пахотный слой и буртуют на нейтральной площадке, после этого производят планировку всего участка. Затем разравнивают пахотный слой.

Проектная поверхность может быть трех видов: близ­ кая к естественной, наклонная плоскость и горизонталь­ ная плоскость для полива рисовых чеков.

При выборе проектной поверхности необходимо обя­ зательно учитывать характер рельефа (табл. 3).

Т а б л и ц а 3

Классификация микрорельефа по сложности

23

В настоящее время существуют различные методы проектирования планировочных, работ, наибольшее рас­ пространение получили: метод средних отметок, метод профилей и метод проектных горизонталей.

М е т о д с р е д н и х о т м е т о к широко применяет­ ся при проектировании планировки на участках, имеющих прямоугольную форму и сложный микрорельеф. Причем проектирование осуществляется путем расчленения уча­ стка на полосы различной длины, либо иа площадки квад­ ратной или прямоугольной формы. Этот метод предложен ВНИИГиМом имени А. Н. Костикова. Сущность его за­ ключается в следующем. Данные съемки наносят на сет­ ку с квадратами 20X20 см в масштабе 1 : 2000 (при этом высотные отметки являются центрами равновеликих квадратов). Намечают проектную поверхность, определяя и увязывая средние отметки квадратов, которые исправ­ ляются как в продольном, так и в поперечном направле­ ниях (при этом соблюдается баланс земляных работ, т. е. равенство срезок и подсыпок при наименьшей дальности возки грунта).

Метод средних отметок, несмотря на некоторые недо­ статки (расчленение поливного участка на отдельные де­ лянки между временными оросителями, препятствующие применению прогрессивной техники полива: длинные бо­ розды, гибкий шланг, а также отсутствие разработанной методики производства скреперных работ), достаточно гибок, так как позволяет подготовить несколько вариан­ тов планировки и выбрать наиболее подходящий. Проек­ тирование и размещение временной оросительной сети ведутся одновременно с проектированием планировочных работ, причем трассы временных каналов наносятся на план и являются границами квадратов или площадок.

Объем планировочных работ определяется с нулевым балансом объемов срезок и объемов насыпей почвогрунта с включением в расчет всех рабочих отметок (до 0) по формуле:

,,а2(2 С0- + 2 Нас-)

а— стороны квадрата разбивки, м.

При стороне квадрата, равной 20 м, в сумме величин

24

срезок и насыпей формула для подсчета объемов плани­ ровочных работ приобретает вид:

На плане выделяют контуры работ по срезке и насы­ пи, а затем составляют схему перемещения грунта.

Дальность перевозки или перемещения грунта меха­ низмами определяется графически — путем соединения центров тяжести контуров выемок и насыпей. При пере­ мещении грунта из одного контура в несколько других определяется средневзвешенная дальность возки для участка __ _ .<

,'ivi + lava+ ----Hnvn

L cp,== 2V ’ W

где Lcp, — средневзвешенная дальность возки, м;

h, Ь. In — расстояние между центрами тяжести контуров земляных работ, м;

Vi, V2, vn — объем контуров насыпей, м3.

Баланс земляных работ определяется в целом по уча­ стку и по отдельным контурам. При этом разница между суммами величин срезок и насыпей почвогрунта по от­ дельным балансовым участкам на планируемом участке в целом не должна быть более 3%.

Сущность его заключается в построении продольных про­ филей по границам полос шириной 20 или 40 м в мас­ штабах: горизонтальный — 1 : 2000 и вертикальный — 1:100 (или 1 : 50 — в зависимости от величины общего уклона по профилю). Направление полос должно совпа­ дать с направлением полива, а их границы — по возмож­ ности с трассами временных каналов.

Изменяя наклон проектируемой поверхности и ее вы­ сотное положение в рамках общего баланса земляных ра­ бот, производят увязку как продольных, так и попереч­ ных профилей. Линия пересечения проектной поверхности с существующей на профиле дает значение величин сре­ зок и насыпей. Объем работ подсчитывают по геометри­ ческим формулам как произведение полусуммы площадей срезок или насыпей на расстояние между соседними про­ филями. После увязки данные проектирования выносят на план и вместе с профилями передают производству.

25

К недостаткам этого метода следует отнести слож­ ность взаимной увязки продольных профилей при нане­ сении проектной поверхности. Он не дает и четкой уста­ новки относительно включения в контуры скреперных работ небольших по объемам срезок и насыпей. Но, не­ смотря на недостатки, метод профилей как по производ­ ственным показателям, так и по затратам на изыскания и проектирование является самым экономичным. Кроме то­ го, наглядность проектного материала по этому методу планировки, а также баланс земляных работ в пределах одной (или в крайнем случае двух) соседней полосы на­ столько облегчает производство скреперных работ, что техническое руководство в процессе работ значительно упрощается. Тем самым создаются условия для осуществ­

ской. По нему производится исправление существующего рельефа путем нанесения на план красных проектных го­ ризонталей, по которым определяется отметка центров сетки квадратов.

Объем работ вычисляется по разности черных и крас­ ных отметок. Линиями нулевых работ ограничиваются контуры объемов срезок и насыпей.

Объем работ, ограниченный квадратом для разбивки, вычисляется как объем тела призматической формы, т. е. как произведение основания призмы на среднюю высоту, которая складывается из четырех высот квадрата.

Объем контура срезки и насыпи определяется по фор­ муле:

сеткой квадратов и линией нулевых работ, м2.

Метод проектирования поверхности под горизонталь­ ную плоскость применяется для устройства рисовых чеков.

26

В настоящее время при проектировании планировоч­ ных работ широко применяются электронно-вычислитель­ ные. машины (ЭВМ), что значительно сокращает сроки проектирования, высвобождая большое число специали­ стов от трудоемкой работы. .

При проектировании планировки предусматривается комплекс агромелиоративных мероприятий по освоению спланированных площадей и направлению на повышение плодородия почвы. Дело в том, что строительная плани­ ровка создает пестроту почвенного покрова по плотности, влажности, содержанию солей и мощности гумусного го­ ризонта. Кроме того, механизмы, необходимые и наиболее эффективные при планировках, отрицательно влияют на структуру почвы, особенно если планировка проводится на влажных почвах. Ухудшение структуры и обнажение малоплодородных слоев значительно снижают плодоро­ дие почв. В проекте определяется необходимость уничто­ жения пестроты почвенного покрова путем равномерной безотвальной глубокой вспашки всего поля, особенно в местах срезок; разделка дисковой бороной после вспаш­ ки, предпосевные или влагозарядковые поливы (на засо­ ленных землях влагозарядковый полив совмещается с промывкой от воднорастворимых солей) для выравнива­ ния влажности почвы; внесение на месте срезок усилен­ ных доз удобрений (в первую очередь азотных и фосфор­ ных, а там, где наиболее глубокие срезы,— органических удобрений или органо-минеральных смесей), высев трав на зеленое удобрение. Спланированные поля с большими площадями срезок, особенно превышающие допустимые, рекомендуется вначале занять бобовыми культурами, ме­ нее чувствительными к неплодородным почвам и обога­ щающими ее азотом. Кроме того, для поддержания выровненности спланированных полей хозяйства должны ежегодно перед посевом или первым поливом проводить эксплуатационное выравнивание поверхности поля (они сглаживают мелкие неровности микрорельефа, овальные и разъемные борозды, гребни пахоты, остатки временной, поливной сети) длиннобазовыми планировщиками и во­ локушами.

Подготовка к планировке поверхности поля предпола­ гает очистку участка от камней, пней, кустарников, сор­ няков, камыша и высокой травы, а также заравнива'ние старых оросителей, дрен, дорог, оврагов и т. п. Эти рабо-

27

ты в зависимости от вида и характера растительности вы­ полняются с помощью кусторезов, косилок, грейдеров.

Перенос проекта в натуру, или строительная разбив­ ка, производится в соответствии с рабочим планом, обя­ зательно по тем же точкам, которые зафиксированы при первоначальном нивелировании поля. Планировочные ра­ боты без строительной разбивки вести не разрешается.

Строительную разбивку планировки производят по замкнутым контурам срезок или насыпей раздельно в пре­ делах производственного участка или чека в такой после­ довательности. Между одноименными пикетами парал­ лельных створов привешивается первый параллельный к базису створ, пересекающий контур срезки или насыпи. Двигаясь по указанному створу, производитель работ 20-- метровой лентой или 100-метровым тросом отмечает точки нулевых работ и все вершины квадратов 20X20 м в преде­ лах данного контура срезки или насыпи. После заверше­ ния строительной разбивки по точкам нулевых работ про­ пахивают границы контуров срезки или насыпи. Контуры работ, выполняемых скреперами и бульдозерами, закреп­ ляются на местности валиками, которые нарезают перед началом работ.

Рыхление почвогрунта проводится в местах срезок при помощи трех- и пятикорпусных плугов П-З-ЗО-У и П-5-35-У или культиваторов-рыхлителей.

Скрепер — основной механизм, применяемый при ка^ питальной планировке. Им выполняются работы по срез­ ке и перемещению грунта. На участках со срезкой более 15—20 см и дальностью перемещения земли свыше 200 м целесообразно применять скреперы большей емкости (6 и 7 м3), а на участках со срезками 10—15 см и с дально­ стью перемещения грунта от 50 до 100 м — скреперы ем­ костью 2,25 и 2,75 м3.

В перспективе предусматривается использование на планировочных работах скреперов прицепных с- ковшом емкостью 15 м3, скреперов с элеваторным устройством и ковшом емкостью 10 м3, скреперов с ковшом емкостью 8 м3 и автоматических планировщиков с базой 8—9 м. Применение скреперов с элеваторным устройством и ав­ томатических планировщиков сократит трудоемкость на 40% и стоимость работ не менее чем на 20%.

Для комплексной механизации работ при капиталь­ ной планировке орошаемых земель на_мечается создание

28

двух принципиально новых специальных машин-скрепе­ ров с бездонным ковшом емкостью 2,5 м3 (для разрав­ нивания грунта после его перемещения) и самоходной планировочной машины непрерывного действия произво­ дительностью 500 м3 в час с транспортом, выполняющим срезку верхнего слоя почвы и отсыпку на расстояние Юм.

При больших сосредоточенных объемах срезки могут быть применены бульдозеры, оборудованные открылками.

Выравнивание поверхности после работы скреперов или бульдозеров производится длиннобазовыми плани­ ровщиками или тяжелыми грейдерами с удлинителями ножа. Срезки и насыпи величиной до 16 см и обособлен­ ные контуры размером 20X20 или 40X40 м выравнивают­ ся, как правило, длиннобазовыми планировщиками или грейдерами.

Экономичность планировочных работ в значительной мере зависит от влажности почвогрунта. Высокий и низ­ кий процент влажности почвы одинаково неблагоприятно сказывается на планировке. Чрезмерно влажная почва затрудняет проведение планировки и ухудшает ее каче­ ство, поскольку в этом случае происходит налипание грун­ та на рабочие органы механизмов. Проведение планиров­ ки недопустимо также и при пересохшей почве. В этих условиях грунт распыляется, и в местах насыпок после первого же увлажнения происходит осадка с образовани­ ем понижений.

В зависимости от расположения мест срезок и насы­ пей могут применяться различные схемы производства работ. Наиболее распространенными являются односто­ роннее и двухстороннее перемещения грунта скреперами. Первая схема применяется при необходимости перемес­ тить грунт с повышенного места в одно пониженное, а вто­ ра я — с одного'повышенного в два пониженных или с двух повышенных в одно пониженное.

Разработка грунта в контурах срезки производится вдоль или поперек линий 20-метровых квадратов в 0,5 м от их вершин. Аналогичным способом производится и за­ сыпка контуров насыпей. Оставшиеся гривки и пониже­ ния вдоль вершин 20-метровых квадратов выравнивают после приемки мастером работ от скрепериста.

Планировочные работы под полив затоплением ведут­ ся методом контрольных полос. Вдоль одной из сторон чека планируется контрольная полоса с отметкой, равной

29