Magik-stroy.ru

Меджик Строй
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет устойчивости откоса дамбы

Обеспечение безопасности хвостохранилищ

При переработке минерального сырья на горно-обогатительных предприятиях существует высокий риск для экологической безопасности. Он обусловлен хранением и утилизацией токсичных вскрышных пород и хвостов обогащения. Предназначенные для хранения таких отходов хвостохранилища могут стать источником загрязнения грунтовых вод, экосистем и атмосферы, разрушения близкорасположенной инфраструктуры, угрозой жизни людей.

Чаще всего, такие нештатные ситуации возникают в результате прорыва дамбы хвостохранилища или нарушения целостности защитного покрытия основания сооружения.

Например, в 2009 году в результате перенаполнения Карамкенского хвостохранилища в Магаданской области произошёл прорыв ограждающей дамбы. Возникший селевый поток затопил посёлок.

Ядовитые отходы из хвостохранилища попали в реки Хасын и Армань по берегам которых стоит множество посёлков и проживают десятки тысяч людей.

Случаются трагедии и национального масштаба, как при прорыве дамбы в Тренто в 1985 году, где число жертв среди населения достигло 268 человек.

Чтобы предотвратить загрязнения окружающей среды отходами обогащения и защитить прилегающую инфраструктуру на долгий срок, необходима эффективная изоляция продуктов переработки минерального сырья. Изоляция отходов обогащения необходима и на период после закрытия ГОКа, когда контроль за состоянием инженерных сооружений может ослабнуть.

Габионные технологии и армогрунтовые системы позволяют с успехом решить эту проблему. Основное отличие этих технологий от традиционных железо-бетонных заключается в укреплении удерживающих грунтовых массивов высокопрочными геоматериалами.

Виды и функции дамбы

Дамбы имеют различное назначение:

  • устройство в акватории резервуара для разведения рыбы;
  • строительство защитных дамб с целью коррекции водного потока и предотвращения разрушений построек лавиной воды;
  • строительство гидроэлектростанций;
  • противонагонные (противоволновые) дамбы – морские. Например, волнорезы. Сооружаются для защиты берега от цунами, штормовых приливов и других опасных факторов;
  • строительство дамбы пруда в дачном товариществе может потребоваться для окультуривания ландшафта, сама запруда – для пожарных и других хозяйственных целей и т.д.

По отношению к водоему дамба может быть контурной (по периметру берега) или разделительной (например, перешеек между парными прудами). Разделительные симметричны. У контурных откос, обращенный к воде, положе противоположного.

Дамба может быть искусственного и естественного происхождения. Естественные – это речные заторы из бревен, нанесенных потоком в течение времени, бобровые запруды и последствия других природных факторов.

Искусственная дамба может состоять из различных материалов:

  • грунт. Эти дамбы подразделяются в зависимости от способа сооружения на насыпные, намывные, взрывные (сформированные направленным взрывом);
  • из камней или каменной кладки;
  • бетонные;
  • каменно-земляные.

Сооружение может быть стационарным и временным. Строительство временной дамбы требуется, например, в случае наводнения: она нужна, пока уровень воды в водоеме высокий, а в штатной ситуации будет только мешать нормальному течению.

По всем вопросам звоните: 8 800 707-72-09

Хроника строительства

В генеральный план развития Ленинграда 1966 года была включена Кольцевая автодорога, проходящая через Финский залив по рукотворным дамбам комплекса защитных сооружений (КЗС). В 1979 году было принято решение о начале строительства КЗС.

В октябре 1980 года приступили к отсыпке первой дамбы с северного побережья Финского залива по направлению к Кронштадту. В 1981 году начали возводить водопропускные сооружения, которые призваны минимизировать влияние комплекса на гидрологический режим Финского залива. Три года спустя, в 1984-м, дамба соединила остров Котлин, на котором расположен Кронштадт, с материком. Работы были выполнены на 65–70%, когда в 1990-е годы по экономическим и политическим причинам стройка встала.

Читать еще:  Крепление сайдинга с откосами

В 2003 году по инициативе Владимира Путина строительство возобновили. Завершить стройку поручили Владимиру Когану, который возглавил организацию, выполняющую функцию заказчика-застройщика, — «Северо-Западную дирекцию Росстроя — Дирекцию комплекса защитных сооружений г. Санкт-Петербурга от наводнений». Уже в 2006 году открыли автодорожный мост на судопропускном сооружении С-2, в 2008 году началось судоходство по новому руслу Кронштадтского корабельного фарватера, в 2009-м проведены первые полномасштабные испытания уникального плавучего затвора судопропускного сооружения С-1.

В строительстве КЗС участвовало около десяти тысяч работников, было задействовано 700 единиц строительной техники. Общий объем капиталовложений — 126,1 млрд рублей.

Строительство Комплекса защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений официально завершилось 12 августа 2011 года. В торжественной церемонии открытия КЗС принял участие Владимир Путин.

Уже в первый год удалось предотвратить масштабное бедствие. Северо-Западное управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды прогнозировало 26 декабря 2011 года особо опасное наводнение с уровнем воды у Горного института +294 см. Комплекс защитных сооружений не пустил «высокую воду» в Санкт-Петербург. Ущерб для города только от этого наводнения, по примерным оценкам, мог составить порядка 25 млрд рублей.

Комплекс защитных сооружений сегодня — это:

  • 11 каменно-земляных дамб;
  • 6 водопропускных сооружений;
  • 2 судопропускных сооружения;
  • 7 автодорожных мостов;
  • 1 подводный автодорожный тоннель;
  • 2 транспортные развязки.

Общая длина КЗС — 25,4 км, длина по акватории — 22,2 км. С подобной схемой сооружений можно познакомиться на официальном сайте комплекса.

Дамбы состоят из песчаного грунта, горной массы и моренного суглинка. Боковые откосы укреплены скальными породами и щебнем. Ширина дамб в акватории достигает 160 м, высота насыпей — 6,5 м над уровнем моря.

Водо- и судопропускные сооружения оснащены затворами различного типа. Как поясняет Борис Дайтер, все 66 затворов КЗС в обычных условиях постоянно открыты, обеспечивая свободный гидрологический режим в акватории Финского залива и беспрепятственное движение судов по морским каналам. Исключение — момент наводнения. В это время, перекрывая затворами судо- и водопропускные отверстия, КЗС обеспечивает защиту города от нагонной волны, образуя сплошную преграду на пути ее движения к Санкт-Петербургу.

Судопропускные сооружения КЗС обеспечивают доступ в Морской порт Санкт-Петербурга судов всех типов водоизмещением до 140 тысяч тонн. Под судопропускным каналом С-1 проложен автомобильный тоннель протяженностью около 2 км. Безопасность движения автомобильного транспорта по тоннелю обеспечивают 52 электронные системы, работающие в автоматическом режиме. По гребню дамб проходит шестиполосная автомагистраль — морской участок кольцевой автодороги А-118, который рассчитан на пропуск до 35 тысяч автомобилей в сутки.

ПОДВОДНЫЕ НЕФТЕПРОДУКТОПРОВОДЫ

Расчет возможности всплытия

Устойчивость трубопровода зависит от внешних воздействий на него окружающей среды. При отсутствии течения воды в траншее на трубопровод, заполненный транспортируемым продуктом, будет действовать выталкивающая сила воды, равная весу воды, вытесненной трубопроводом. Вес вытесненной воды зависит от ее плотности, с увеличением которой выталкивающая сила возрастает и уменьшается устойчивость трубопровода на дне обводненной траншеи.

Читать еще:  Как укрепить откос водоема

Для обеспечения устойчивого положения трубопровода в обводненной траншее необходимо, чтобы его вес под водой превышал выталкивающую силу (отрицательную плавучесть).

Устойчивость положения (против всплытия) подводного трубопровода следует проверять из условия:

В частном случае при укладке трубопровода свободным изгибом при равномерной балластировке по длине величина нормативной интенсивности балластировки — вес на воздухе q н бaл [Н/м], определяется из условия:

Расчетная интенсивность нагрузки от упругого отпора при свободном изгибе трубопроводов, qизг [Н/м], определится по формулам:

    для выпуклых кривых

Если результаты расчета подтверждают возможность всплытия трубопровода, то предусматриваются:

  • на русловом участке перехода — железобетонные кольцевые грузы из обычного или тяжелого бетона, шлаколитные кольцевые грузы, чугунные грузы или железобетонные покрытия труб, наносимые в заводских и полевых условиях;
  • на пойменных участках — одиночные грузы или закрепление трубопроводов анкерными устройствами; тип и конструкция железобетонного покрытия труб или отдельных грузов, монтируемых на трубопроводе, устанавливаются в проекте перехода и согласовываются со строительной организацией.

Выбор способа балластировки

Отдельные балластные грузы и покрытия должны проектироваться с учетом прочного их закрепления на трубопроводе при его укладке способом протаскивания и на весь период эксплуатации перехода.

При выборе способа балластировки трубопровода следует учитывать:

  • затраты на его балластировку;
  • трудоемкость работ по балластировке трубопроводов;
  • затраты труда на изоляцию и футеровку при строительстве перехода;
  • плотность и массу отдельных балластных грузов и утяжеляющих покрытий;
  • возможность и условия поставки товарного бетона;
  • возможность изменения веса трубопровода с балластом на отдельных участках перехода;
  • условия транспортировки грузов или обетонированных труб на строительную площадку;
  • влияние балласта на изгибную жесткость трубопровода;
  • условия выполнения работ по балластировке трубопровода (время года, местонахождение строящегося перехода и др.).

Преимуществами сплошных бетонных покрытий по сравнению с балластировкой отдельными грузами являются: отсутствие необходимости в защите антикоррозионной изоляции деревянной футеровкой; сокращение трудозатрат на изоляцию труб и монтаж грузов непосредственно на строительстве. Кроме того, балластное покрытие является защитой изоляции от возможного ее повреждения при укладке и эксплуатации подводного трубопровода.

Недостатками сплошных бетонных покрытий являются: увеличение изгибной жесткости и необходимость транспортировки на переход обетонированных труб, имеющих большую массу, в особенности труб большого диаметра (1220 мм). Эти недостатки устраняются путем устройства прорезей в покрытиях значительной толщины и уменьшения массы обетонированной трубы за счет использования тяжелых бетонов.

Изменение пригруза трубопровода на отдельных участках перехода возможно путем изменения расстояния между грузами или за счет применения грузов двух различных типоразмеров. Изменение пригруза трубопровода, имеющего сплошное покрытие, может быть обеспечено за счет изменения толщины бетонного покрытия или его плотности.

Читать еще:  Отделка дверного откоса пробкой

Основным преимуществом балластировки трубопровода кольцевыми грузами является раздельная транспортировка на переход грузов и труб с использованием обычных транспортных средств, поскольку масса отдельных кольцевых грузов не превышает массы трубы без груза.

Изучение различных способов балластировки подводных трубопроводов позволяет дать следующие рекомендации:

  • основными направлениями дальнейшего технического прогресса в этой области являются обетонирование труб в заводских условиях и использование тяжелых бетонов для изготовления кольцевых железобетонных грузов и покрытий для балластировки труб диаметром более 720 мм;
  • обетонирование трубы может широко применяться при строительстве подводных трубопроводов в различных условиях;
  • обетонирование трубопроводов на месте строительства переходов целесообразно в теплое время года при условии доставки спецтранспортом товарного бетона с заводов, расположенных на расстоянии до 50 км от места строительства;
  • железобетонные кольцевые грузы наиболее рационально применять при строительстве подводных трубопроводов диаметром 1020-1220 мм;
  • чугунные грузы следует применять только в исключительных случаях в труднодоступных районах, куда доставка железобетонных грузов или обетонированных труб невозможна автотранспортом, или их применение исключается по другим причинам, обоснованным технико-экономическими расчетами.

Смешанная каменно-земляная плотина.

Смешанная плотина состоит наполовину из каменной наброски, наполовину из слабоводопроницаемого грунта. Наброска образует основной упорный массив плотины, который обеспечивает ее устойчивость.
Грунт—песок или суглинок, прикрывающий каменный массив наброски достаточно мощным слоем, чтобы свести фильтрацию к незначительной величине, представляет собой, по существу, экран плотины. Между земляной частью плотины, образующей экран, и каменной наброской укладывают обратный фильтр, чтобы предотвратить суффозию из экрана и наброску. Для защиты от возможных повреждений экран сверху покрывают слоем гальки, гравия или камня.
Материалом экрана может быть глина, суглинок, глинобетон. Толщину экрана увеличивают вниз по откосу и сопрягают его с водоупором или переводят в понур.
Пример каменнонабросной плотины с экраном, построенной в суровых климатических условиях, приведен на рис. 2.6.
Иногда более экономичными оказываются каменнонабросные плотины с пластичным ядром из связных грунтов или глинобетона. так как для них требуются меньшие количества материалов (суглинок, глина, камень). Ядро выполняют в центральной части профиля плотины вертикальным или несколько наклонным в сторону и. б. (рис. 2.7).

Рис. 2.7. Схема каменно-земляной плотины с ядром.
1 -упорная призма из каменной наброски; 2 — каменная наброска; 3 — защитное покрытие верхнего и низового откосов, 4—пленка, 5 —обратный фильтр, 6 — упорная призма из каменкой наброски для низового откоса, 7 -цементная подготовка, 8 —суглинистое ядро плотины.
Каменнонабросные и смешанные плотины строят глухими. В случае необходимости при незначительной высоте плотины перелив воды через гребень допускают при условии покрытия низового откоса и гребня массивной железобетонной облицовкой, устройства за плотиной водобоя и надежного крепления русла в и. б.

Плотины смешанного типа с экраном можно возводить без ограждения русла перемычками, а путем наброски камня и грунта в текущую воду, что выгодно отличает их от других типов плотин.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector