6.2.3. Дамба с внутренним экраном

Серьезной проблемой при возведении ограждающих дамб накопителей является отсутствие вблизи площадки строительства качественных глинистых грунтов, пригодных для укладки в противофильтрационные элементы, и сезонный характер производства земляных работ в суровых климатических условиях.

Предлагаемое конструктивно-технологическое решение дамбы с внутренним экраном [8] дает возможность использовать глинистые грунты в любом исходном состоянии – мерзлом или переувлажненном, не подвергая их предварительной технической мелиорации. Оттаивание, консолидацию и доуплотнение грунта экрана осуществляют на завершающем этапе строительства под воздействием веса сыпучего грунта или зернистых отходов, заполняющих полость над экраном, и временной пригрузки (рис. 6.10). Соответственно упрощается технология строительных работ, которые могут выполняться круглогодично.

На подготовленное основание отсыпают из крупнообломочного грунта (каменной наброски) первичные упорные призмы – верховую и низовую, на внутренние откосы которых отсыпают переходные слои и укладывают на них наклонные части экрана из глинистого грунта.

Рис. 6.10. Насыпная дамба талого типа с внутренним экраном из некондционного связного грунта по а.с. 1684406

1, 2 – первичные упорные призмы; 3 – переходные слои; 4, 5 – наклонные и горизонтальные части грунтового экрана; 6 – сыпучий заполнитель полости над экраном; 7 – временная пригрузка; 8 – внешние зоны упорных призм

На участке между призмами отсыпают горизонтальную часть экрана и при этом выполняют его сопряжение с нефильтрующим основанием или с искусственным водонепроницаемыми элементами подземного контура. Полость над экраном заполняют путем отсыпки или намыва сыпучим грунтовым материалом, хвостами или золошлаками с запасом на строительную осадку. Затем на поверхность насыпи укладывают слой временной пригрузки из крупнообломочного грунта, выдерживают его до завершения осадки и затем удаляют с перемещением во внешние зоны упорных призм. На завершающем этапе строительства выполняют выравнивающую планировку поверхности насыпи с компенсацией осадки грунтов.

Уклоны внутренних откосов упорных призм и наклонных частей экрана, а также его толщина и длина горизонтального участка уточняются по результатам расчетов фильтрации и устойчивости с учетом осадки оттаивающих и уплотняющихся грунтов, теплового режима сооружения и технологических факторов.

Сравнительная оценка фильтрации в дамбе с внутренним экраном (схема А) и со сплошным уширенным ядром (схема Б) при одинаковых напорах и остальных параметрах сооружения позволяет сделать вывод о практически полном совпадении основных элементов фильтрационного потока – депрессионной поверхности и выходных градиентов на участке высачивания в низовую упорную призму, рис 6.11. Следовательно, замена сплошного ядра на внутренний экран и заполняющую его призму из сыпучего грунта не приводит к ухудшению фильтрационного режима дамбы.

Рис. 6.11. Сравнительная оценка фильтрации в ограждающей дамбе

схема А – с внутренним экраном по а.с. 1684406; схема Б – со сплошным уширенным ядром

Перспективная схема фильтрующей дамбы талого типа с внутренним экраном и центральным намывным ядром для многоярусного накопителя в суровых климатических условиях приведена на рис. 6.12. От основной схемы она отличается тем, что пустоты материала верховой упорной призмы замываются складируемыми отходами, а функции временной пригрузки выполняет очередной ярус наращивания. Низовая призма внешней первичной дамбы отсыпается в любое время года из крупнообломочных грунтов с переходным слоем на верховом откосе. Затем из таких же грунтов отсыпается внутренняя упорная дамба с переходным слоем на низовом откосе; пустоты в этой дамбе замываются зернистыми отходами. Между внешней и внутренней дамбами в зимний период укладывают экран из мерзлого суглинка, после чего в теплое время года производят опережающий намыв ядра. В процессе намыва пустоты в недоуплотненном глинистом экране заполняют зернистыми отходами; при этом происходит его оттаивание и уплотнение. На завершающей стадии намыва ядра вода сливается в пруд через гребень внутренней дамбы, затем на него переносят пульпопровод и начинают сброс пульпы в основную емкость. Наращивание дамбы производят по той же технологии. При отсутствии достаточных объемов зернистых отходов в период строительства ядро может быть выполнено из песчаного грунта; на поверхности каждого слоя создают технологический прудок для инфильтрационного оттаивания мерзлого материала экрана.

Рис. 6.12 Перспективная конструктивно-технологическая схема фильтрующей дамбы талого типа с центральным намывным ядром и экраном а.с. 1684406

ГВП-1 – уровень первичного заполнения; ГВП-2 – уровень заполнения после наращивания

Рассмотренные выше схемы могут быть реализованы и при устройстве дамбы мерзлого типа в сочетании с мерзлотной завесой. Если полость над экраном замывается зернистыми отходами, термосифоны целесообразно устанавливать предварительно, уменьшая тем самым затраты на бурение скважин.