СН 551-82. Инструкция по проектированию и строительству противофильтрационных устройств из полиэтиленовой пленки для искусственных водоемов


2.10. При устройстве сопряжения полиэтиленового элемента с сооружениями рекомендуется применять резиновые и резинотканевые пластины по ГОСТ 7338—77, шнур резиновый круглого и прямоугольного сечений по ГОСТ 6467—79, нефтяные изоляционные битумы по ГОСТ 9812—74, битумно-резиновую изоляционную мастику по ГОСТ 15836—79.

3. Расчетные характеристики материалов и характеристики складируемой жидкости

3.1. Для проектирования пленочных противофильтрационных устройств искусственных водоемов расчетные характеристики грунтов следует устанавливать по результатам испытаний.

Для грунтов, используемых в подстилающем и защитном слоях, должны регламентироваться следующие характеристики:

зерновой состав;

плотность;

коэффициент трения материала подстилающего и защитного слоев по полиэтилену;

содержание водорастворимых солей;

содержание органических примесей;

содержание и состав солей, растворимых в складируемой сточной жидкости.

Для грунтов, предназначенных для устройства противофильтрационного глинистого слоя, в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию плотин из грунтовых материалов должны регламентироваться следующие характеристики:

зерновой состав;

границы пластичности (текучести и раскатывания) и максимальная молекулярная влагоемкость;

плотность;

влажность;

показатели фильтрационной прочности;

содержание в грунте водорастворимых солей;

количество и степень разложения органических примесей.

Кроме того, следует определять: количество солей, растворимых в складируемой жидкости; оптимальную влажность грунта; коэффициент фильтрации грунта, уплотненного до требуемого проектом значения плотности сухого грунта, и пределы его изменения в результате фильтрации сточной жидкости.

При проектировании пленочного противофильтрационного устройства должны регламентироваться следующие характеристики сточной жидкости:

рН;

химический состав;

плотность;

температура.

Расчетные характеристики стоков следует определять: на действующих предприятиях — по результатам физико-химических анализов; для проектируемых предприятий — по данным, полученным на аналогичных предприятиях, или по заданной технологии.

4. Проектирование пленочных противофильтрационных устройств

РАСЧЕТ ТОЛЩИНЫ ПЛЕНОЧНОГО ЭЛЕМЕНТА

4.1. Для постоянных сооружений при напорах до 5 м и временных сооружений при напорах до 10 м и грунтах подстилающего и защитного слоев, отвечающих требованиям пп. 2.5 и 2.6 настоящей Инструкции, но не содержащих частиц размером более 2 мм, толщину полиэтиленовой пленки следует принимать 0,2 мм. При более высоких напорах или грунтах, содержащих частицы крупнее 2 мм, толщина пленочного элемента определяется расчетом.

4.2. Толщину пленочного элемента исходя из условия обеспечения сплошности (неповреждаемости) следует определять по формуле

,(1)

где ?? — толщина пленки, мм;

dçep — минимальный диаметр самой крупной фракции грунта, рассеянного с использованием стандартных сит, мм;

Кп — коэффициент эффективности дополнительных защитных прокладок, который следует принимать по табл. 1 (при отсутствии прокладок Кп = 1);

q — нагрузка, принимаемая для экрана как большее из двух значений, вычисленных для строительного периода (грунт защитного слоя, транспортные или уплотняющие механизмы) или эксплуатационного периода (грунт защитного слоя, слой воды и аккумулируемый в накопителе осадок). Нагрузка на диафрагму определяется для строительного периода в зависимости от давления механизмов, передающегося защитным слоем грунта, а для эксплуатационного периода — от давления упорных призм, МПа.

Значение нагрузки q от массы механизмов на пневматическом ходу следует принимать по табл. 2 в зависимости от давления воздуха в шине, для механизмов на гусеничном ходу — по паспортным данным.

4.3. Толщину пленочного элемента по допускаемым напряжениям при растяжении от действия гидростатического давления следует определять по формуле

,(2)

где qr — гидростатическое давление, МПа;

Е — модуль упругости материала пленки, принимаемый 120 МПа (1200 кгс/см2);

??доп — допускаемое напряжение при растяжении материала пленки, принимаемое равным 1 МПа (10 кгс/см2) для временных и 0,5 МПа (5 кгс/см2) — для постоянных сооружений.

Если толщина пленочного элемента, рассчитанная по формуле (2), , следует продолжить расчет по зависимости

.(3)

Если толщина пленочного элемента, рассчитанная по формуле (3), , то толщину пленки следует принимать равной:

.(4)

4.4. Толщину пленочного элемента, определенную расчетом, следует округлять до ближайшей стандартной в сторону увеличения толщины или в сторону уменьшения не более чем на 5 %.

4.5. Толщина пленочного элемента должна приниматься по наибольшей величине из определенных по формулам (1)—(4), но не менее 0,2 мм.

4.6. При использовании местных грунтов в качестве материала для подстилающего слоя необходимо исключить возможность образования в процессе строительства и эксплуатации трещин и вертикальных смещений поверхности грунта.

Необходимость применения дополнительных защитных прокладок по табл. 1 следует определять в зависимости от конкретных условий строительства: толщины пленки, крупности фракций грунта, наличия в грунте угловатых частиц, технологии отсыпки защитного слоя è технологии устройства глинистого слоя поверх пленки.

Т а б л и ц а 1

Вид прокладки

Кп

Рубероид марок РПП

5,0

“ “ РКМ

2,0

Стеклоткань:

1 слой

2,0

2 “

2,5

3 “

3,0

Поролон (пенополиуретан) 10 мм

2,0

Пленка полиэтиленовая 0,2 мм

1,5

Т а б л и ц а 2

Давление воздуха в шине, МПа

(кгс/см2)

Давление на грунт, МПа

(кгс/см2)

0,1 (1,0)

0,25 (2,5)

0,2 (2,0)

0,40 (4,0)

0,3 (3,0)

0,50 (5,0)

0,4 (4,0)

0,57 (5,7)

0,5 (5,0)

0,62 (6,2)

0,6 (6,0)

0,71 (7,1)

РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ ОТКОСОВ, ЭКРАНИРОВАННЫХ ПОЛИЭТИЛЕНОВОЙ ПЛЕНКОЙ

4.8. Расчет устойчивости грунтового откоса, имеющего противофильтрационное устройство из полиэтиленовой пленки, выполняется согласно требованиям главы СНиП по проектированию плотин из грунтовых материалов.

4.9. Устойчивость откоса, имеющего пленочное противофильтрационное устройство и грунтовый защитный слой, должна дополнительно проверяться для случая сдвига грунта защитного слоя по полиэтиленовому элементу.

4.10. Устойчивость на сдвиг по пленочному элементу грунтового слоя толщиной менее 5 м можно считать обеспеченной, если

,(5)

где ?? — угол наклона напорной грани (пленочного элемента) к горизонту;

(Кз)доп — допускаемый коэффициент запаса устойчивости грунта; величину (Кз)доп следует назначать согласно главе СНиП по проектированию плотин из грунтовых материалов;

?? — коэффициент трения материала защитного слоя по полиэтиленовой пленке.

Заложение грунтового откоса под пленочным экраном должно быть не менее 1 : 3.

4.11. В проекте для оценки величины коэффициента трения материала защитного слоя по полиэтиленовой пленке можно пользоваться данными прил. 4. При проектировании сооружений с напором свыше 10 м величину ?? надлежит определять экспериментальным путем.

СОПРЯЖЕНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ С БЕРЕГАМИ, ДНОМ ВОДОЕМОВ И ЭЛЕМЕНТАМИ БЕТОННЫХ СООРУЖЕНИЙ

4.12. Для предотвращения контактной фильтрации между пленочным элементом и примыкающими бетонными сооружениями или грунтовым (скальным) основанием должны приниматься меры, обеспечивающие надежное водонепроницаемое сопряжение (прил. 5, рис. 1??9).

4.13. Для устранения возможности появления в пленочном элементе дополнительных растягивающих напряжений, возникающих от деформации грунта, рекомендуется придавать пленочному элементу выпуклость в сторону, противоположную направлению ожидаемых деформаций.

4.14. При возможности развития больших и неравномерных осадок и деформаций сооружения, особенно в местах примыкания пленочного элемента к откосам, основанию водоемов или бетонным сооружениям, надлежит предусматривать устройство компенсирующей складки (см. прил. 5, рис. 1, 2, 7, 10).

4.15. Сопряжение пленочного элемента с грунтовым (скальным) основанием надлежит осуществлять с помощью штрабы или зуба, заполненных пластичным материалом (глиной, суглинком и т. п.) или бетоном (см. прил. 5, рис. 1, 2).

Сопряжения пленочного элемента с пересекающими его трубами рекомендуется выполнять в соответствии с одним из вариантов, приведенных на рис. 8 и 9 прил. 5.

4.16. Размеры штрабы (зуба) и длину заделки края пленочного элемента назначают с таким расчетом, чтобы максимальный градиент фильтрационного потока, рассчитанный для наименьшего пути фильтрации в обход края элемента, уложенного в штрабу (зуб), не превышал величины допустимого градиента для материала заполнителя. Минимальная длина заделанного края должна быть 0,5 м.

4.17. Конструкция узла сопряжения по типу прикрепления края пленочного элемента к бетонному (железобетонному) элементу должна обеспечивать водонепроницаемость сопряжения. В качестве тонких уплотняющих прокладок могут быть использованы мягкая резина, по-лиуретановый, эластичный пенопласт. Для герметизации следует производить заливку или обмазку выполненного узла сопряжения битумной мастикой, разогретой до температуры не выше 75 °С. При этом необходимо принимать конструктивные меры, исключающие вытекание битумных мастик из узла под давлением воды.

4.18. При проектировании сопряжения по каждому типу следует предусматривать компенсирующую складку пленочного элемента в месте сопряжения длиной не менее 0,5 м, позволяющую устранить или максимально уменьшить возможные деформации пленочного элемента.

4.19. При проектировании сопряжения пленочного противофильтрационного устройства с элементами бетонных сооружений и металлическими (бетонными) трубами необходимо предусматривать защиту деталей сопряжения от коррозии.

5. Производство работ

5.1. В проекте производства работ по созданию противофильтрационного устройства из полиэтиленовой пленки дополнительно к вопросам, рассматриваемым в соответствии с требованиями инструкции по разработке этих проектов, необходимо отразить вопросы:

укладки пленочного устройства с учетом конкретных условий строительства;

организации контроля качества работ;

безопасного ведения работ;

доставки, разгрузки и хранения рулонов пленки;

изготовления, хранения и транспортировки на место укладки полотнищ, сваренных из пленки.

5.2. Строительство пленочных противофильтрационных устройств в зависимости от конкретных условий должно осуществляться по схеме с предварительным соединением пленки и изготовлением укрупненных пленочных полотнищ в цехе или по схеме с расстилкой и соединением рулонов на карте экранирования. Допускается сочетание обеих схем в пределах карт экранирования; при этом протяженность швов, свариваемых в полевых условиях, должна быть минимальной. Последовательность операций приведена на рис. 4.

Рис. 4. Последовательность операций при строительствепротивофильтрационных устройств из полиэтиленовой пленки

5.3. Работы по сварке и монтажу пленочных противофильтрационных устройств должны выполнять специально обученные рабочие.

5.4. Строительство противофильтрационного устройства из полиэтиленовой пленки, как правило, следует выполнять при положительной температуре воздуха. При отрицательной температуре следует обеспечивать соответствие качества грунтов подстилающего и защитного слоев требуемому (см. пп. 2.5 и 2.6), а качества пленочного элемента — требуемому по пп. 5.34, 5.54, 5.58—5.63 настоящей Инструкции.

5.5. Все работы по созданию пленочного противофильтрационного устройства должны оформляться актами освидетельствования скрытых работ.

5.6. Земляные работы при строительстве противофильтрационных устройств из полиэтиленовой пленки должны выполняться в соответствии с требованиями главы СНиП по производству и приемке работ по возведению земляных сооружений и сооружений гидротехнических, транспортных, энергетических и мелиоративных систем.

5.7. Устройство подстилающего слоя должно опережать работы по укладке и сварке в полевых условиях (склейке) рулонов (полотнищ) не более чем на объем работ двух смен по укладке и сварке пленки.

5.8. Устройство защитного слоя не должно отставать от работ по укладке и сварке в полевых условиях (склейке) рулонов (полотнищ) более чем на 72 ч.

5.9. Схему движения землеройных механизмов на карте экранирования по защитному слою следует назначать так, чтобы поворот бульдозера не превышал 15°. Разворот бульдозера на одной гусенице запрещается.

5.10. Временные землевозные дороги на карте экранирования не должны образовывать промежуточные валы при использовании имеющихся механизмов (бульдозеров, грейдеров-элеваторов).

5.11. Допускается создавать резервы грунта для устройства подстилающего и защитного слоев в пределах карты экранирования, но не на уложенном пленочном элементе.

5.12. Противофильтрационное устройство из полиэтиленовой пленки допускается укладывать на естественное основание из грунта, отвечающего требованиям главы СНиП по проектированию плотин из грунтовых материалов и пп. 2.5 и 2.6 настоящей Инструкции, с обязательной планировкой и укаткой его. На поверхности укатанного основания должны отсутствовать посторонние предметы, которые могут повредить пленку.