Строительство закрытого горизонтального трубчатого дренажа
Закрытый горизонтальный дренаж самый распространенный в последнее время тип дренажа для мелиоративного улучшения засоленных почв. Закрытый дренаж устраивается из гончарных, асбоцементных, керамических, пластмассовых, деревянных и других труб. Дренаж может быть и каменной клади.
Закрытый дренаж состоит из трубчатых дрен, внутрихозяйственных и межхозяйственных коллекторов различных порядков, ловчих и береговых дрен, сооружений на дренажно-коллекторной сети. При этом дрены и внутрихозяйственные коллекторы последнего порядка делают закрытыми, а хозяйственные и межхозяйственные коллекторы (расстояние между коллекторами 800-1000 м) – открытыми.
Предельный диаметр труб закрытого дренажа при исключительно высоком качестве и прочности их допускается не более 50-60 см. Обычно диаметр труб меньше (10-15, 20-25 см). Только для коллекторов трубы имеют диаметр 50 см. По длине дрен диаметр труб должен увеличиваться. Переход от одного размера к другому приурочивают к смотровым колодцам. При закрытом дренаже, как и открытом, желателен самотечный отвод собираемой им грунтовой воды. Вода в трубы поступает через зазоры их стыков или через отверстия, расположенные в несколько рядов в нижней части.
Глубина закладки дрен в основном зависит от требуемых норм осушения. Неплохо, когда дрена всей своей длиной продолжительное время находится ниже уровня грунтовых вод. Вообще же глубина закрытых дрен в зависимости от водоподъемных свойств почвы и степени минерализации грунтовых вод – 2,5-3,5 м. Для большей эффективности дренажа уклон укладки труб должен быть значительным, особенно при меньшем диаметре труб.
В настоящее время строительство закрытого дренажа осуществляется механизированным способом с использованием дреноукладочных комбайнов. В некоторых случаях на неустойчивых и оплывающих грунтах при большом водонасыщении используется безтраншейный способ строительства дренажа с укладкой на дно узкой щели гибких непрерывных труб из пластмасс с диаметром 11-28 см. Междренные расстояния при таком способе обычно составляют 50-75 м. От правильности выбора конструкции закрытого дренажа и соблюдения приемов эксплуатации зависят эффективность, надежность и долговечность работы дренажа.
При эксплуатации закрытого дренажа обычно наблюдается его повреждение ввиду заиления. Поэтому необходимо периодически очищать дрены. Существуют, различные способы очистки дрен от заиления. Наиболее эффективным и экономичным является механизированная очистка дрен.
В последнее годы в основном применялись пластмассовые гофрированные трубы и искусственные защитно-фильтрующие материалы (синтетические волокна, нетканые, иглопробивные полотна), а также их комбинация с естественными фильтровыми смесями.
Поступление воды в дрену происходит самотёком под действием напора, образованного за счёт разницы в уровнях грунтовых вод между дренами и в полости перфорированного трубопровода, выведенного в коллектор (обычно открытый).
Для осуществления ремонтно-эксплуатационных работ на закрытой горизонтальной дрене предусматриваются необходимые сооружения (истоковые и смотровые колодцы, устья), выводимые на поверхность.
Преимуществом закрытого горизонтального дренажа является долговечность, небольшие эксплуатационные расходы, удобство для перемещения транспортных средств и механизмов на сельскохозяйственных работах, значительная экономия посевных площадей и оросительной воды.
Горизонтальный закрытый дренаж
а. 
б. 
а. 
б. 
в. 
Пластмассовые трубы изготавливают из полиэтилена (ПЭ) или поливинилхлорида (ПВХ). Они бывают гладкие, гофрированные, двухслойные гофрированные с гладкой трубой внутри. Пластмассовые трубы выпускают диаметром от 50 до 500 мм, длиной звена до 6,0 м и бухты до 50,0 м. Стыковка пластмассовых труб выполняется сваркой (гладких), либо соединительными муфтами. Допустимая глубина укладки пластмассовых труб в основном до 5,0-6,0 м, реже до 10,0-12,0 м. Основные достоинства пластиковых труб они не подвержены коррозии и гниению, не склонны к обрастанию, обладают высокой химической стойкостью, прочностью и низкой теплопроводностью, долговечны.
Асбестоцементные трубы обладают теми же достоинствами что и пластмассовые, при этом они значительно дешевле, однако их применение недопустимо в грунтовых водах агрессивных к бетонам и растворам на портландцементе. Асбоцементные трубы выпускают диаметром от 100 до 400 мм, длиной звена до 5,0 м, допустимая глубина их укладки 6,0 м. Соединение асбестоцементных труб выполняется муфтами с резиновыми кольцами.
Бетонные и железобетонные трубы имеют те же ограничения по применению, что и асбестоцементные. Они выпускаются диаметром от 400 до 2000 мм, длиной звена до 6,0 м, допустимая глубина укладки 6,0 м. Стыкуются в четверть, прямым торцом с обмазкой раствором и через раструб.
Минимальный диаметр труб для удобства прочистки принимают 100-150 мм.
В практической работе рекомендуется использовать для дрен пластмассовые или асбоцементные трубы.
С целью предотвращения заиления дрен их уклон назначается не менее 0,003-0,005.
Отверстия располагают в шахматном порядке по верхней и боковой частям труб. Круглые отверстия располагаются через 0,25 м по длине трубы в 2÷3 ряда с обеих сторон посредине высоты трубы. Щели в дренах располагаются не реже чем через 0,5 м по их длине в шахматном порядке с обеих сторон в 2÷3 ряда.
Для предотвращения механической суффозии осушаемого грунта при работе дренажа, а также защиты дрены от заиления по ее окружности выполняют фильтрующие обсыпки или обертки.
Фильтрующие обсыпки закрытого дренажа выполняются из нескольких слоёв обратного фильтра. Внутренние слои обсыпки делают из гравия и щебня, полученных из изверженных пород. Наружные слои обсыпки из природных песков.
Количество слоев обратного фильтра зависит от крупности частиц дренируемого грунта, расхода фильтрационного потока и конструкции дренажа. При расположении дренажа в песках гравелистых, крупных и средней крупности (при среднем диаметре частиц 0,3. 0,4 мм и крупнее) в качестве фильтра устраивают однослойную обсыпку из гравия, щебня. При расположении дренажа в песках средней крупности со средним диаметром частиц, меньшим 0,3. 0,4 мм, а также в мелких и пылеватых песках, супесях и при слоистом строении водоносного пласта устраивают двухслойные обсыпки. Толщина слоёв в фильтрационной обсыпке горизонтальных дрен 100÷150мм.
Возможность применения нетканого геотекстиля в качестве фильтра проверяют по критериям:
и 
, (5.1)
В рамках практических работ фильтр рекомендуется подбирать из щебня и песка.
Расположение дрен на участке зависит от рельефа местности, расположения улиц или проездов, отдельных зданий или цехов, водоприемников. Длины дрен принимаются, как правило, не более 250 м, а в мелкозернистых водонасыщенных песках и илах – менее 150 м. Расстояние между дренами до 150 м.
При назначении глубин заложения дрен необходимо учитывать, что: дрены должны обеспечивать проектное понижение уровня грунтовых вод; дрены должны не повреждаться машинами и механизмами; дрены должны располагаться ниже глубины промерзания грунта, с целью предотвращения замерзания в них воды и образования ледяной пробки, которые в весенний период будут нарушать работу дренажа.
В рамках выполнения практических работ при проектировании закрытого горизонтального дренажа должны быть установлены и обоснованы глубина и уклон их заложения, расстояния между дренами, диаметры труб, длина дрен, состав и толщина фильтра.
Технология строительства закрытых трубчатых дренажей. Состав строительных операций, применяемые машины.
Технология подготовки основания для дамбы и укладки грунта в тело дамбы. Строительные операции и применяемые машины
Дамба – линейно протяженная профильная (качественная) насыпь.
Рисунок – схема поперечного сечения
— удаляют растительный слой грунта, залегающий в основании насыпи, который служит причиной неравномерной осадки сооружения, появления очагов фильтрации бульдозерами, скреперами, грейдерами;
— производят рыхление грунта в основании под насыпями прицепными рыхлителями, тракторными плугами;
— уплотняют грунт в основании под насыпями прицепными катками, трамбующими машинами.
— выполняют вскрышные работы в резервах и выемках бульдозерами, скреперами, грейдерами;
— разрабатывают грунт в резервах и выемках и перемещают в тело дамб бульдозерами, прицепными скреперами, экскаваторами;
— разравнивают послойно отсыпанный грунт бульдозерами, прицепными грейдерами;
— доувлажняют грунт до оптимальной влажности поливочно-моечными машинам, автоцистернами;
— уплотняют грунт послойно прицепными катками, трамбующими машинами;
— планируют откосы и верх насыпи прицепными грейдерами, экскаваторами с планирующим ковшом;
— обратная засыпка резервов ранее снятым растительным грунтом и разравнивание его прицепными грейдерами, бульдозерами.
Рисунок – Схемы операций при укладке грунта в тело плотины
Технология строительства закрытых трубчатых дренажей. Состав строительных операций, применяемые машины.
Назначение дренажа – понижение уровня грунтовых вод. Преимущества перед открытым: обеспечивает интенсивное осушение, не создает помех механизмам, занимает меньшую площадь, действует длительное время. Недостатки: высокая трудоемкость и стоимость.
Применяют трубки из различных материалов: гончарные, полимерные, асбестоцементные, бетонные, деревянные. Стыки для защиты от заиления обкладывают стекловатой, стеклотканью, мохом.
Состав операций при траншейном способе строительства:
— геодезическая разбивка трассы;
— выравнивание полосы по трассе коллекторов и дрен бульдозерами;
— транспортировка и распределение материалов по трассе
— копание траншеи многоковшовыми экскаваторами;
— укладка трубок с обкладкой стыков фильтрующим материалом специализированными дреноукладчиками или вручную;
— первичная присыпка растительным грунтом;
— геодезический контроль качества укладки;
— обратная засыпка бульдозерами.
Состав операций при бестраншейном способе строительства:
— доставка и раскладка материалов;
— закладка пластмассовых трубок в грунт.
3 Обоснование продолжительности строительства отдельных объектов. Составление макета укрупненного календарного плана строительства природоохранных сооружений.
В зависимости от объема работ и характера сооружений определяют плановую продолжительность строительства по СНиП 1.04.03-85. Выявляют состав строительных процессов, подбирают средства механизации. Выполняют технологические расчеты (разрабатывают технологические карты), по которым определяют машиноемкость и последовательность выполнения строительных процессов. Продолжительность строительных процессов, м-ч или м-см определяют по формуле
n – количество рабочих дней в месяце;
Ссмен – коэффициент сменности (количество рабочих смен в сутках)
Мфак – фактическая машиноемкость процесса (продолжительность выполнения в м-см).
где Нвыр. – норма выработки машины, м-ч, или производительность машины;
6,82 – продолжительность рабочей смены, ч.
В форму для линейного графика (график Гафта) в графу «наименование работ» вносят перечень строительных операций в технологической последовательности. Продолжительность выполнения работы изображается линией соответствующей длины с соблюдением технологической последовательности выполнения работ. Подготовительный период совмещают с неблагоприятным периодом для производства работ.