СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ КРЕПЛЕНИЙ ОТКОСОВ КАНАЛА РАБОТАЮЩИХ В РАЗЛИЧНЫХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

IMPROVEMENT OF THE DESIGN OF FASTENERS OF ANCHES OF THE CHANNEL OPERATING IN VARIOUS GEOLOGICAL AND HYDROGEOLOGICAL CONDITIONS

АННОТАЦИЯ

В статье приведены анализ конструкции крепления откосов канала работающих в различных геологических и гидрогеологических условиях.. Дано описание новых конструкции креплений откосов канала  разработанные авторами.   

ABSTRACT

The article provides an analysis of the design of the fastening of the channel slopes working in various geological and hydrogeological conditions. A description of the new design of the fastening of the channel slopes developed by the authors.

Ключевые слова: канал, крепления откосов, облицовка канала, фильтрация, надежность, долговечность, дренажное устройство, устойчивость откосов, ложные швы, быстрая снижения уровня воды в канале.

Keywords: channel, slope fastenings, channel lining, filtration, reliability, durability, drainage device, slope stability, false seams, rapid reduction of channel water level.

Особенностью оросительных каналов является большая их протяженность, а следовательно, разнообразие геологических и грунтовых условий по длине на отдельных участках. Эти особенности предъявляют определенные требования к проектированию поперечного сечения каналов, скорости течения и уклона, расчетные гидравлические элементы канала должны отвечать надежности работы канала, оптимальной строительной стоимости, эффективной эксплуатации и одновременно обеспечить строго по срокам подачи воды водопотребителям в необходимом количестве.

В зависимости от инженерно-геологических, топографических и грунтовых условиях каналы проектируются в земляном русле, в облицовках, лотках или трубах. На каналах в земляном русле наблюдаются большие фильтрационные потери, которые вызывают подтопление прилегающих территорий, заболачивание и засоление, что ухудшает мелиоративное состояние орошаемых земель и снижает на них урожайность сельскохозяйственных культур.

Для борьбы с фильтрационными потерями на оросительных каналах применяют различные типы защитных покрытий. Широкое распространение получили монолитные и сборные железобетонные облицовки, асфальтобетонные покрытия, облицовки с применением полимерных пленок.

Первоначально уровень грунтовых вод в этих районах находится ниже отметки каналов. Поэтому задачей на первом этапе эксплуатации сооружений является исключение фильтрационных потерь из канала. В дальнейшем за счет инфильтрации из выше расположенных каналов, водохранилищ и орошения прилегающих территорий происходит питание грунтовых вод и возможен  подъем уровня грунтовых вод выше отметки канала.

Очевидно, что такое положение может привести к неблагоприятным последствиям, особенно при быстром снижении уровня воды в канале. При этом на облицовке должны будут действовать значительное гидродинамические давления воды, которые способны вызвать разрушение откосов. Поэтому изучение вопроса защиты облицовки каналов от воздействий указанных фильтрационных вод имеет большое практическое значение.

Наиболее надежными креплениями откосов каналов в аналогичных условиях являются те, которые при нормальном режиме работы канала, когда отсутствует подпор со стороны грунтовых вод, облицовка должна исключать фильтрации из канала, т.е. фильтрационные потери орошаемой воды, а при наличии подпора и при быстром снижения уровня воды в канале она должна обеспечивать свободный выход грунтового потока в русло канала или отвод его в другую сторону. Благодаря этому исключается возникновение значительных гидродинамических давлений, и разрушение креплений откосов канала.

Нами разработана новая конструкция которое может быть использовано для защиты откосов каналов и водоемов, работающих в условиях изменения уровня воды как в водопроводящей системе, так и в окружающей грунтовой среде облицовок канала

На рис.1 изображена общий вид облицовки откоса канала и на рис.2 узел I.

Рисунок 1.  Общий вид облицовки канала

Предложенная нами конструкция [1] облицовка откосов гидротехнических сооружений включает бетонную монолитную плиту 1, дренажное устройство в виде ложных поперечных 2 и продольных 3 швов, снабженных скользящей арматурой 4, и фильтра 5 из искусственного волокнистого материала, расположенного под плитой, и продольные деревянные бруски 6.

Рисунок 2. Узел I

Ложные швы располагаются на расстояниях соответственно а и в, определяемых расчетом исходя из условия снижения возникающего гидродинамического давления грунтовых вод до величины, обеспечивающей общую устойчивость облицовки канала.

Скользящая арматура выполнена в виде поперечных к шву арматурных стержней, длина, диаметр и количество которых определяются из условия обеспечения необходимого раскрытия швов и предотвращения расхождения плит до их обрушения. Поперечные к шву арматурные стержни в одной половине крепятся двумя конструктивными продольными  стержнями. Эта половина жестко заделывается в бетонную плиту. Другая половина поперечной арматуры, свободная от конструктивных стержней, перед бетонированием покрываются мазутом или другим смазочными материалами, что обеспечивает скольжение ее в бетоне.

Ложные швы в поперечном и продольном направлениях образуются путем временной закладки продольных брусков, размеры которых в поперечном сечении принимаются конструктивно: ширина δ пределах 5-10 см и высота h  в пределах  (2/3-3/4) t, где t – толщина плиты.

Конструкции облицовки работает следующим образом.

При наполнении, канала водой и отсутствии подпора грунтовых вод фильтрация из канала за счет цельности облицовки исключается. При подъеме уровня грунтовых вод выше уровня воды в канале создается подпор на бетонную плиту 1 облицовки откоса и в результате разности давлений ложные швы 2 и 3 растрескиваются и расходятся до определенных пределов, обусловленных наличием скользящей арматуры 4, грунтовая вода через фильтр 5, предотвращающий суффозию грунта, поступает в канал, снимая гидродинамическое давление на облицовку откоса канала.

Таким образом, предлагаемая конструкция крепления откосов канала позволяет исключить выпирание плит избыточным гидродинамическим давлением при высоком стоянии грунтовых вод и резком сбросе воды в канале, обеспечить надежность и долговечность облицовки в период эксплуатации.

Список литературы:

1. Облицовка откосов гидротехнических сооружений. Патент Республики Узбекистан № 315 опубликован в бюл. №2 1993г.
2. Fayziev Kh., Juraev К. Designing and Calculation of Canal Mounting Attachments under Conditions of Variation of Ground Water Level. International Journal of Advanced Research in Science,Engineering and Technology Vol. 6, Issue 9 , September 2019. Рр.10838-10842.