Диссертация (1151675), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Приглубине канала более 5 м проверяют устойчивость его откосов. Место для резервавдоль канала назначают из условия устойчивости внешних откосов дамб с учётомпринятого способа работ [190]. При глубине резерва более 1 м расстояние от подошвы внешнего откоса дамбы до бровки резерва. При расположении канала накосогорном участке для уменьшения объёма земляных работ предпочтение отдают трапецеидальному сечению с выполнением дамбы в полувыемке − полунасыпи, причём сопряжение дамбы с основанием рекомендуется осуществлять ступенями.
При крутых склонах иногда более выгодно одну из сторон канала выполнять в виде бетонной стенки [300].При заложении откосов т = 2...3 наиболее распространено отношение глубины воды в канале hK к ширине канала по дну в пределах 0,47 − 0,32. Заложения29откосов каналов зависят от геотехнических свойств грунтов, способа производства работ, глубины канала и наличия облицовки. При пересечении каналом различных по геотехническим свойствам грунтов в каждой пересекаемой пачке грунтов может быть принято своё заложение откоса, и сечение канала в этом случаебудет полигональным.
В каналах, полностью облицованных, заложение откосовпринимают т=2...3. При более крутом заложении облицовка работает как подпорная стенка, воспринимающая нагрузку от грунта за ней. Особенно осторожно назначают заложения откосов как подводных, так и надводных, в просадочных и набухающих грунтах. В таких грунтах поперечное сечение канала деформируется − происходит оплывание и оползание откоса. Участки канала, проходящие в пучинистыхгрунтах, претерпевают оплывание вследствие переувлажнения грунта в периодего промерзания [157].Облицовка водопроводящих каналов позволяет уменьшить их поперечноесечение при заданной пропускной способности, значительно сократить или исключить потери воды на фильтрацию, защитить откосы от размыва судовой волной и повысить допустимые скорости (исключающие размыв).
Борьбу с фильтрацией на каналах ведут также путём использования искусственного кольматажа иустройства экранов из слабофильтрующих грунтов или искусственных плёнок.Так как устройство различного рода одежд удорожает строительство и эксплуатацию, их применение необходимо обосновывать технико-экономическими расчётами. Многие каналы построены без облицовки, например, Каракумский, Невинномысский, Большой Ставропольский.
Раньше предполагали, что для повышениякачества питьевой воды полезно облицовывать каналы, однако, как показал опытэксплуатации канала Северский Донец − Донбасс, облицовка не способствуетулучшению питьевых качеств воды. На судоходных каналах границы крепленийоткосов определяют по ВСН 3-70 в зависимости от высоты наката и отката судовых волн (рисунок 1.3).30Рисунок 1.3 – Невинномысской магистральный каналБетонные и железобетонные облицовки могут быть как монолитными, таки сборными. Применение последних способствует значительному сокращениюсроков строительства.
Слабым местом сборных облицовок являются швы междуплитами, герметизация которых приходит в полную негодность за 5 − 7 лет эксплуатации. Основные причины разрушения швов − температурные и осадочныедеформации. Для обеспечения противофильтрационной защиты швов иногдаприходится менять технологию укладки или заделывать их вручную [302]. В монолитных облицовках широко используют двухкулачковую из самоуплотняющегося профиля резину, которая предпочтительнее, так как она не препятствует механизации укладки и легко заменяется при эксплуатации. Особенно быстро разрушаются швы и сами бетонные облицовки в зоне переменного уровня и в надводной части.
Толщину железобетонных сборных облицовок принимают в пределах 5 − 10 см, толщину монолитных − в зависимости от назначения канала и гео-31логического строения трассы. Под бетонными облицовками укладывают слойфильтрующей подготовки из гравия, щебня или крупного песка.Асфальтобетонные облицовки отличаются большой водонепроницаемостью, что особенно важно при пучинистых грунтах. Их укладка полностью механизирована.
Стоимость асфальтобетона на 30 − 40 % ниже стоимости бетона. Присоответствующем подборе состава асфальтобетоны могут быть весьма пластичны,что позволяет обходиться без швов. Устройство облицовок без швов особенноценно. На сильнодеформируемых основаниях асфальтобетон армируют металлической сеткой.
Асфальтобетонные облицовки бывают однослойными и многослойными. Толщина однослойной облицовки не превышает 4 − 6 см. На пучинистых грунтах [191] рекомендуется под облицовку укладывать слой песчаного материала. Для защиты асфальтовой одежды от растений предусматривают обработку грунта гербицидами. Для облицовок используют плотные песчаные и мелкозернистые, а также пористые среднезернистые и крупнозернистые асфальтобетоны [294].Полимерные материалы в качестве противофильтрационных покрытий каналов получают все большее распространение благодаря их практически полнойводонепроницаемости: К недостаткам этих покрытий относятся неустойчивостьпротив грызунов и растений и довольно быстрое старение от повышения температуры. В мировой практике имеются случаи, когда уложенная на дно незащищённая плёнка разрушалась в течение нескольких месяцев (в Канаде и Австралии).Исследования показали, что срок службы стабилизированных плёнок повышаетсяв средней полосе до 40 лет, а в южных районах - до 25 − 30 лет.
В РФ многие водопроводящие каналы имеют экраны из полимерной плёнки. За рубежом используют также виниловые плёнки и плёнки из бутил-каучука. Защитой для плёночного покрытия каналов служат грунт или бетон (как сборный, так и монолитный).Грунтовые защиты более распространены из-за дешевизны и достаточной надёжности. Грунтовая защита может быть обеспечена при заложении откосов канала [157].Другие типы облицовок и противофильтрационных элементов включаюткаменные одежды, применимые там, где не стоит остро вопрос о потерях воды на32фильтрацию, но необходима защита канала от сильного зарастания, что особоважно на каналах для водоснабжения. Каменное крепление выполняют из камня,отсыпки естественной гравийной смеси, гравия и щебня.
Оно может быть целесообразно при наличии местного материала. Каменное крепление хорошо воспринимает температурные и осадочные деформации, но при укладке на суффозионные грунты требует осуществления соответствующей противосуффозионной подготовки в виде обратного фильтра. Чаще всего каменное крепление используютна судоходных каналах для защиты их откосов от судовой волны. Толщина егозависит от размера канала, условий его работы, крутизны откосов и расчётногодиаметра камня.Для уменьшения фильтрации из каналов используют торкрет-бетон, грунтоцементные облицовки, механическое уплотнение, битумизацию, искусственныйкольматаж, бентонитовые растворы, а также устройство грунтовых экранов.
Дляснятия фильтрационного давления с облицовки канала и для защиты прилегающей территории от подъёма грунтовых вод предусматривают дренирование облицовки.Особенности эксплуатации водопроводящих каналов обусловлены ихбольшой протяжённостью, обилием сооружений на них, разнообразием геологических условий на отдельных участках трассы, чередованием участков в выемке сучастками в насыпи. Например, канал Иртыш − Караганда состоит из 34-х отдельных каналов, по трассе канала построено 14 земляных плотин, 3 перегораживающих сооружения, 12 водосбросов, водовыпусков и перепадов, 1 дюкер, 5 водопропускных труб под каналами, 17 специальных мостовых переходов,26 насосных станций [194, 195].
Служба эксплуатации следит за состоянием дамб,их осадкой, целостностью облицовок, состоянием сооружений на канале, за фильтрацией из каналов.При недостаточно хорошей работе водозаборов и отстойников каналы, подающие воду из рек, заиляются, и их пропускная способность уменьшается, чтотребует очистки каналов. Обрастание каналов водорослями ухудшает качествоводы хозяйственно-питьевого назначения.
Отмирающие водоросли придают воде33неприятный вкус и запах и забивают решётки водозаборов гидроэлектрических инасосных станций. Для борьбы с водорослями в настоящее время широко используют разведение в каналах определённых видов рыб. В зимнее время на каналахвозможно образование шуги, ледостава, зажоров, донного льда и береговых закраин [241].С течением времени приоритет конструкции водопроводящих сооруженийпретерпел существенные изменения. В настоящее время свою область применения в мелиоративном строительстве имеют лотковые каналы. Внутрихозяйственные каналы, выполненные из лотков, расположенные на юге РФ, вводились в эксплуатацию в один период времени, изготавливались по одним нормативным документам [254], имели общие типовые размеры. Поэтому проблемы с поддержанием технического состояния общие, что у Азовской оросительной системы, что уКубань − Калаусской оросительно-обводнительной системы, что и у др.Применение лотков при их качественном изготовлении и строительстве внесколько раз сокращает количество и протяжённость швов по сравнению с каналами, облицованными железобетонными плитами.
Проведённые натурные исследования и расчёты показали, что строительство водохозяйственной сети в лоткахпозволяет сэкономить от 10 до 30 % оросительной воды. Применение лотковканалов способствует сокращению площади отчуждения и протяжённости оросительной сети и позволяет создать лучшие условия для механизации полива. Опытпроектирования свидетельствует, что коэффициент земельного использованияпри применении лотков-каналов повышается на 5 – 6 %, снижаются объёмы работпо прокладке коллекторно-дренажной системы. В свою очередь опыт эксплуатации лотковых каналов показывает, что общая сумма эксплуатационных затратуменьшается до 1/3.
Хозяйства-водопользователи существенно уменьшили затраты на окашивание, очистку каналов и другие виды работ [83].Лотковые каналы устанавливаются преимущественно на стойки-колонны,сваи, рамные опоры, что позволяет существенно улучшить регулирование орошения. Требования эксплуатации орошаемых земель определяют [70], что уровеньводы в распределителе при поливе по бороздам с помощью длинных гибких34шлангов должен быть на 1,0 – 1,2 м выше поверхности земли, а при использовании коротких шлангов или сифонов – на 0,5 – 0,7 м. Этим условиям отвечаютлотковые каналы, устанавливаемые на сваях-колоннах или стойках-колоннах.Весьма существенным преимуществом лотковых каналов на свайных или рамныхопорах является то, что их применение позволяет легко устранять деформации отпросадки опор в процессе эксплуатации. Лотки в этом случае приподнимают краном или домкратом и на опоры подкладывают заранее заготовленные бетонныевкладыши [112].Следует отметить и основные недостатки лотковых каналов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
