Способ строительства дренажной осушительной системы

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА ДРЕНАЖНОЙ ОСУШИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ(71) Заявитель Научно-производственное республиканское унитарное предприятие БелНИИ мелиорации и луговодства(72) Авторы Климков Василий Тихонович Митрахович Александр Иванович Кондратьев Виктор Николаевич Титов Владимир Никифорович Михайлов Герц Иванович Кушнерев Павел Иванович(73) Патентообладатель Научно-производственное республиканское унитарное предприятие БелНИИ мелиорации и луговодства(57) 1. Способ строительства дренажной осушительной системы, включающий прокладку открытого канала, укладку подземных коллекторов и дрен, установку на них фильтрующих колонок, отличающийся тем, что после прокладки открытого канала определяют зону возможного подпора дренажа от открытого канала, в пределах которого устанавливают фильтрующие колонки, причем верх фильтрующего материала колонок размещают выше уровня подпора. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, в местах размещения фильтрующих колонок устанавливают вставки из дренажных труб с повышенной водоприемной способностью. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что используют дренажные трубы из керамики,диаметр которых на один порядок больше диаметра фильтрующих колонок. 4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что используют дренажные трубы из пластмассы,выполненные с входными отверстиями, площадь которых не менее 15 кв. см на одном метре. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при установке фильтрующих колонок используют засыпку из неразмокаемых материалов, в частности песка, гравия, шлака или синтетических отходов легкой промышленности.(56)1583535 1, 1990.4820080, 1989.03028407 , 1991.2016166 1, 1994.93005898 , 1997.2074924 1, 1997.1548332 1, 1990.1532658 1, 1989.1537747 1, 1990.16544441, 1991. Способ относится к строительству дренажной осушительной системы и может быть использован при реконструкции существующих систем. В настоящее время при осушении глинистых грунтов строят системы горизонтального дренажа путем прокладки подземных коллекторов и подключением к ним дрен, на которых для отвода поверхностных вод из западин (бессточных понижений) устанавливают фильтрующие колонки в виде засыпок дренажных траншей хорошо проницаемым материалом или устанавливают дополнительные специальные устройства для приема и отвода поверхностных вод в дренаж 1. Однако исследования последних лет показали, что в глинистых грунтах и при отсутствии западин дренажные системы, запроектированные и построенные в соответствии с действующими нормативами, во многих случаях оказываются недостаточно эффективными. Проведенными раскопками установлено, что это вызвано слабой проницаемостью дренажной засыпки в нижней части дренажной траншеи, через которую в таких грунтах преимущественно поступает вода с поверхности в дренажные трубы. Это обусловлено растворением комьев грунта засыпки, его оплыванием при застаивании воды в дренажной засыпке, которое обычно происходит при пропуске весеннего или летнего паводка, когда подъем уровней воды в открытых каналах вызывает подпор воды в дренажных линиях. Подобное явление наблюдается и в других случаях при заилении каналов и закупорке грунтом выходных отверстий дренажных устьев, их разрушении с подпором воды в коллекторе, от закрытия регулирующих шлюзов на каналах и др. В то же время при отсутствии подпора воды дренажная засыпка сохраняет рыхлую структуру и спустя 20-30 лет после строительства обладает относительно хорошей проницаемостью, обеспечивая осушительный эффект. Объясняется это тем, что при нормально работающем дренаже (без застоя воды в засыпке дренажных траншей) вода быстро фильтрует через засыпку так, что комья грунта не успевают раствориться и длительное время, т.е. в течение десятков лет засыпка сохраняет свою рыхлую структуру. Если в песчаных грунтах временный подпор воды в дренаже мало влияет на его последующую работоспособность, то в глинистых грунтах застаивание воды в дренажной засыпке приводит к ее растворению и необратимому образованию в этой зоне пластичного слоя с очень низкой водопроницаемостью. Связано это с физико-механическими свойствами глинистых фунтов, их набухаемостью и размокаемостью (по новой терминологии растворением). В связи с этим была поставлена задача обеспечить требуемый осушительный эффект дренажа в глинистых размокаемых грунтах. Решение этой задачи предлагается осуществить следующим путем после прокладки открытого канала определяют зону возможного подпора дренажа от открытого канала, в пределах которого устанавливают фильтрующие колонки, причем верх фильтрующего материала колонок различают выше уровня подпора. При этом в местах размещения 2 5548 1 фильтрующих колонок устанавливают вставки из дренажных труб с повышенной водоприемной способностью, а также используют дренажные трубы из керамики, диаметр которых на один порядок больше диаметра фильтрующих колонок используют дренажные трубы из пластмассы, выполненные с входными отверстиями, площадь которых не менее 15 см 2 на одном метре. При установке фильтрующих колонок используют засыпку из неразмокаемых материалов, в частности песка, гравия, шлака или синтетических отходов легкой промышленности. Способ схематически представлен на чертежах, где на фиг. 1 изображен план дренажной системы, а на фиг. 2 - профиль дренажного коллектора. На чертежах обозначены 1 открытый канал 2 - граница зоны распространения подпора 3 - уровень подпора воды в канале 4 - дренажный коллектор, 5 - дрены 6 - фильтрующие колонки 7 - участки (вставки) дренажных трубопроводов с увеличенной водоприемной способностью 8 - засыпка дренажных траншей вынутым грунтом. Способ реализуется следующим образом. После строительства открытых каналов 1 определяют границы 2 зоны распространения уровня 3 возможного подпора воды от канала 1, например, в период весенних паводков и укладывают дренажный коллектор 4 с дренами 5, на которых в зоне распространения ожидаемого подпора от канала 1 устраивают фильтрующие колонки 6 с расположением верха фильтрующей засыпки выше ожидаемого уровня подпора 3. При этом в местах устройства колонок 6 участки 7 дренажных трубопроводов коллектора 4 и дрен 5 могут быть выполнены с повышенной водоприемной способностью, например из керамических труб диаметром на один порядок большим, чем заменяемые трубы или из пластмассовых труб с площадью входных отверстий не менее 15 см 2/м. После этого производят обратную засыпку траншей вынутым грунтом 8. Фильтрующая засыпка колонок 6 может быть выполнена из местных неразмокаемых материалов, например песка, гравия,шлака, синтетических отходов легкой промышленности и др. с коэффициентом фильтрации не менее 5 м/сутки. Построенный по предлагаемому способу дренаж работает следующим образом. Избыточная вода из корнеобитаемого слоя через верхнюю рыхлую часть засыпки 8 траншей поступает в фильтрующую засыпку 6 и далее в дрены 5, а участки дренажных линий между колонками, где в результате застоя воды неизбежно образовался слабопроницаемый слой в засыпке, практически не оказывают осушительного действия и служат только для транспортирования воды, проникшей в дрены 5 через колонки 6. Относительно высокая проницаемость фильтрующей засыпки 6 (более 5 м/сутки) и увеличенная водоприемная способность при большем на порядок диаметре керамических труб или площади входных отверстий более 15 см 2/м пластмассовых труб (у обычных труб 8-12 см 2/м) обеспечивают быстрое без застоя проникновение воды в дрены. Расстояния между колонками определяют фильтрационным расчетом, исходя из баланса притока воды к дрене и оттока при известных размерах колонок, коэффициентах фильтрации материала колонки и обратной засыпки, параметров дренажа (глубины укладки, уклона, диаметра и конструкции дренажных труб и пр.). Осушительным действием участков дрен с образовавшимся вследствие подпора водонепроницаемым слоем можно пренебречь. Таким образом, строительство дренажных осушительных систем по предлагаемому способу позволит достичь необходимого осушительного эффекта и в случае выхода из строя части дренажных линий вследствие уменьшения водопроницаемости обратной засыпки дренажных траншей в зоне подпора. Источники информации 1.1583535 А 1, 1990. 3 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4