Проектирование противофильтрационных мероприятий

Чтобы исключить возможность просачивания вод на откос, необходимо понизить депрессионную поверхность в теле фильтрационного потока. В 1 и 3 вариантах происходит высачивание на откос дамбы.

Для первого варианта предлагается изоляция дна карьера и бокового откоса дамбы полимерной пленкой. Выбран однослойный пленочный на естественном основании противофильтрационный экран. Для предохранения повреждения пленочный экран укладывают на подстилающий слой толщиной 0,1−0,3 м и покрывают защитным слоем. Для создания подстилающего и защитного слоев рекомендуется, как правило, применять песчаные грунты с частицами максимальной крупности до 5 мм. Допускается в качестве грунтов подстилающего слоя использовать супесчаные грунты, хвосты и золошлаки. При устройстве защитного стоя на откосе дамбы и бортах чаши толщина защитного слоя не должна быть менее 0,5 м.

Однослойный пленочный на естественном основании противофильтрационный экран, где 1- спланированное, уплотненное и протравленное основание, 2 — полиэтиленовая пленка, 3 — защитный слой толщиной 0,5−0,8 м из мелкозернистого грунта фракциями d < 3 мм (песок, супесь), 4 — подстилающий слой.

В 3 варианте также происходит высачивание на внешний откос дамбы, что тоже требует проведение мероприятия. Но в данном случае уже имеется внешний дренаж, поэтому необходимо выполнить отсыпку дренирующего слоя из щебня толщиной 500 мм.

Установка контрольно-измерительной аппаратуры Для наблюдений за положением депрессионной поверхности и другими параметрами фильтрационного потока применяются пьезометры, устанавливаемые в контрольных пьезометрических створах, расположенных перпендикулярно к продольной оси дамбы.

Наблюдения за фильтрацией на золоотвалах, возводимых в суровых климатических условиях имеют более важное значение, чем на сооружениях, эксплуатируемых в обычных климатических условиях.

Фильтрационные наблюдения заключаются в наблюдении за характером движения фильтрационного потока в теле сооружения, его основании и сопряжении с берегами. При фильтрационных наблюдениях определяют:

положение депрессионой кривой намываемой части хранилища, ограждающих дамбах и плотинах;

пьезометрические запоры в основании золоотвала и в сопряжении с берегами;

расходы и мутность фильтрационной воды из дренажных устройств и очагов фильтрации;

скорость течения и направление фильтрационного потока.

Пьезометры необходимы для получения основной исходной информации о фактической фильтрационной картине, для последующего сравнения ее с расчетной и обоснования критериев безопасности. В частности, пьезометры позволяют определить положение кривой депрессии, скорость потока, его химический состав, наличие суффозии и кольматации и назначить соответствующие мероприятия по обеспечению промышленной и экологической безопасности объекта.

Пьезометр П-1 предназначен для контроля за параметрами фильтрационного потока вблизи контура питания; он устанавливается у внешней бровки гребня первичной дамбы.

По мере заполнения накопителя и отсыпки последующих ярусов дамб наращивания на них с соответствующим смещением в сторону пруда устанавливаются новые, более глубокие пьезометры П-2, П-3 и т. д. Таким образом, развитие каждого створа продолжается в течение всего периода эксплуатации накопителя.

Нижний пьезометр П-0 предназначен для контроля за фильтрационным потоком в зоне высачивания; он устанавливается в нижнем бьефе у подошвы низового откоса.

Незамерзающий пьезометр состоит из водоприёмника, отстойника и открытой пьезометрической трубы. Водоприёмник включает в себя корпус, крышку с патрубком и резиновую цилиндрическую камеру. Труба перфорируется отверстиями диаметром 8−10 мм рядами вдоль оси трубы через 20−30 мм. Отверстия в ряду располагаются в шахматном порядке через 40 мм. Снаружи корпус покрывается подкладочной гофрированной перфорированной сеткой из винипласта и стеклотканью. Цилиндрическая камера выполняется из морозостойкой резины и служит для передачи фильтрационного давления воды на незамерзающую жидкость (антифриз), которая заливается в камеру до нулевой отметки перед установкой пьезометра. Пьезометрическая труба выполняется из обычных газоводопроводных труб. Затрубное пространство вокруг водоприёмника заполняют крупнозернистым промытым песком или смесью песка с гравием. Выше фильтровой обсыпки пространство засыпают обычным песком или хвостами. Верхнюю часть скважины до глубины не менее 2 м забивают пластичной глиной и суглинками.

Величина измеряемого пьезометром напора воды зависит от объема водоприемника (количества незамерзающей жидкости в нем) и диаметра пьезометрической трубы. Поэтому необходимо предварительно установить возможную максимальную величину напора в месте расположения пьезометра с тем, чтобы можно было выбрать необходимый диаметр пьезометрической трубы.

а) — общий вид пьезометра; б) — пьезометр после установки в скважину; 1 — днище отстойника; 2 — отстойник; 3 — внутреннее проницаемое днище, разделяющее водоприемник и отстойник; 4 — пластмассовая сетка; 5 — стеклоткань; 6 — резиновая оболочка; 7 — незамерзающая жидкость; 8 — отверстия в корпусе водоприемника; 9 — корпус водоприемника; 10 — проволока; 11 — крышка водоприемника; 12 — соединительная муфта (стык корпуса водоприемника с основной трубой пьезометра; 13 — пьезометрическая труба; 14 — крышка пьезометра; 15 — гравийная подушка; 16 — фильтровая обсыпка; 17 — водоприемник; 18 — песчаный грунт; 19 — скважина; 20 — измеряемый уровень незамерзающей жидкости в пьезометре; 21 — кривая депрессии; 22 — теплозащитный оголовок; 23 — крышка оголовка.

Так, например, с помощью пьезометра, имеющего объем 3,5 л, можно измерять напор до 6 м при диаметре пьезометрической трубы равном 33,5 мм и до 10 м при диаметре 26,8 мм. Увеличение объема жидкости на один литр повышает величину измеряемого напора соответственно на 2 и 3 м. Соединение водоприемника с трубами разного диаметра легко осуществляется с помощью переходных муфт.

Также установленные обсадные марки для наблюдений за деформацией гребня дамбы и основа, а также наблюдательные скважины, для наблюдения за химическим составом фильтрата.

фильтрационный геоэкологический золоотвал дамба.