Инструкция по проектированию и строительству противофильтрационных устройств из полиэтиленовой пленки для искусственных водоемов

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

, (1)

где d — толщина пленки, мм;

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

К_п — коэффициент эффективности дополнительных защитных прокладок, который следует принимать по табл. 1 (при отсутствии прокладок К_п = 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 q_r — гидростатическое давление, МПа;

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

s_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 и технологии устройства глинистого слоя поверх пленки.

Т а б л и ц а 1

Вид прокладки

К_п

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

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

m — 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 m 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 строительстве противофильтрационных 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.

5.13. Подстилающим слоем должен быть слой грунта толщиной от 0,1 до 0,3 м. Грунт подстилающего слоя должен отвечать требованиям пп. 2.5 и 2.6 настоящей Инструкции. Толщину подстилающего слоя следует соблюдать с точностью до ±5 см.

5.14. Следует предусматривать меры, исключающие возможность образования скоплений воды на поверхности подстилающего слоя.

5.15. Подготовленная поверхность подстилающего слоя должна быть очищена от частиц грунта, не допускаемых по крупности и с острыми гранями, корневищ, ростков растений и других включений.

5.16. Проезд механизмов и автотранспорта по подготовленному подстилающему слою запрещается.

5.17. Основания и грунты подстилающего и защитного слоев должны быть обработаны гербицидами. Необходимость такой обработки обосновывается в проекте.

5.18. Вид грунта и толщина защитного слоя устанавливаются проектом согласно пп. 1.13, 2.5, 2.6 настоящей Инструкции.

5.19. Отсыпка и разравнивание защитного слоя производятся строительными механизмами. Допускается заезд на защитный слой толщиной не менее 0,5 м (при движении на пониженных скоростях) полностью загруженных автосамосвалов и бульдозеров. При надвижке грунта защитного слоя пионерным способом и его разравнивании между гусеницами бульдозера и пленкой должен быть слой грунта толщиной не менее 0,5 м.

5.20. Движение бульдозера при отсыпке и разравнивании защитного слоя грунта должно производиться вдоль соединительных швов.

5.21. При отсыпке и разравнивании защитного слоя грунт не должен попадать в пространство между пленкой в местах нахлесточного соединения.

5.22. При устройстве защитного слоя пленочного экрана на откосе движение бульдозеров по откосу допускается только снизу вверх при условии, что крутизна откоса соответствует паспортным данным бульдозера, а толщина защитного слоя равна не менее 0,8 м.

5.23. Крепление пленочного противофильтрационного устройства на гребне дамбы следует производить после окончания укладки защитного слоя на откосе.

5.24. Контроль качества подстилающего слоя должен заключаться в тщательном осмотре поверхности с целью проверки ее соответствия требованиям пп. 5.13—5.16 настоящей Инструкции и проведении контрольных замеров толщины слоя. На площади 100 м² производиться не менее двух замеров толщины слоя.

5.25. Контроль качества защитного слоя должен заключаться в проверке его соответствия пп. 1.13, 2.5 и 2.6 и в замерах его толщины. На площади 100 м² должно производиться не менее пяти замеров толщины слоя.

Рис. 5. Схема организации работ по изготовлению пленочных
полотнищ 1 — место хранения рулонов; 2 — сварочные столы; 3 — зона действия крана; 4 - место хранения полотнищ Рис. 6. Вариант размещения полотнищ на карте экранирования 1— основное полотнище; 2—боковое полотнище: 3 — угловое полотнище; 4 —швы сварки в цехе; 5 — монтажные швы: 6 —часть экрана, заделываемая в траншею на гребне дамбы Рис. 7. Защитная окантовка краев пленочного полотнища 1 — край полотнища; 2 — защитная окантовочная пленка; 3 — сварные швы

Рис. 8. Двойные сварные швы а — Т-образный; б — нахлесточный 5.26. Все обнаруженные дефекты подстилающего и защитного слоев подлежат устранению.

5.27. При несоблюдении требований пп. 5.9, 5.19 и 5.20 настоящей Инструкции должны быть произведены снятие защитного слоя грунта, проверка целостности пленочного элемента и в случае необходимости — устранение дефектов.

5.28. Изготовление укрупненных полотнищ пленки шириной 10—12 м и длиной 40 м и более по первой схеме (см. п. 5.2) должно производиться в специально оборудованных цехах или помещениях с учетом места полотнищ на карте экранирования, транспортабельности и сохранности при перевозках и погрузочно-разгрузочных операциях. На карте экранирования должен осуществляться монтаж укрупненных полотнищ (для основной площади экранирования) и специальных полотнищ (для мест сопряжений, участков неправильной формы и др.) с минимальным числом и протяженностью соединений в полевых условиях.

5.29. Цех (мастерская) для изготовления полотнищ должен быть оборудован сварочными столами и приспособлениями, стеллажами для подвешивания рулонов, стеллажами для намотки готовых полотнищ, местом для временного хранения рулонов и полотнищ и грузоподъемным механизмом. Схема организации работ по изготовлению полотнищ показана на рис. 5. Рекомендуемые конструкции сварочного стола и приспособлений для сварки в цехе полотнищ пленки приведены в прил. 6.

5.30. Перед началом работ по изготовлению полотнищ пленки должен быть составлен план их размещения на карте экранирования с учетом их взаимозаменяемости (рис. 6). Каждое сваренное полотнище должно быть снабжено соответствующей маркировочной биркой или иметь несмываемые маркировочные знаки.

5.31. Рулоны полиэтиленовой пленки и липкая полиэтиленовая лента должны храниться в заводской упаковке в горизонтальном положении в закрытом сухом помещении при температуре не выше плюс 30 °С. Рулоны должны быть защищены от прямых солнечных лучей и находиться на расстоянии не менее 1 м от нагревательных приборов. Срок хранения перед употреблением — не более года.