Изобретения относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано для защиты от размыва оснований гидротехнических сооружений, содержащих пласты сильнорастворимых пород, в частности крутопадающие пласты каменной соли.
Известно устройство для защиты основания гидротехнического сооружения от разрушения содержащей скважины гидравлической и солевой завесы, предотвращающий размыв пласта сильнорастворимых пород [1]. Между скважинами гидравлической и солевой завесы на пути движения фильтрационных вод из верхнего бьефа устроена противофильтрационная завеса, создавая полость предотвращающий растекание рассола солевой завесы и его перемешивание с пресной водой гидравлической завесы. При этом напор в скважинах солевой завесы превышает напор в скважинах гидравлической завесы с целью поддержания постоянной концентрации соляного раствора в образованной вокруг соляного пласта полости.
Недостатком известного устройство является постоянно действующий высокий напор в системе подачи солевого раствора в скважинах солевой завесы и воды в скважинах гидравлической завесы, что делает эксплуатации системы жизненно опасным. А также для реализации этого изобретения нужно в основание плотины в коренных породах пройти три штольня на всю защищаемую длину сильнорастворимого пласта, что делает систему дорогостоящим.
В качестве наиближайшего аналога выбран устройство для защиты сильнорастворимого пласта в основании плотины из солевой штольни находящегося в теле плотины в верхней и нижней части оголовки соли пробурены скважины солевой завесы. Нагнетаемые в скважины солевой завесы рассол вытесняет из околосолевой пространстве пресную воду и образует устойчивую солевую завесу в виде купола над оголовком соли, в то же время исключает потенциально опасные ходы фильтрации в направлении из верхнего в нижний бьеф [2].
Недостатком устройство является постоянные затраты на подержание системы приготовления и подачи рассола в скважинах и нахождение системы под постоянным действующим гидравлическим напором, что делает систему жизненно опасным при эксплуатации. При необходимости профилактического осмотра, чистки скважин и тому подобных операциях требуется периодическая остановка скважин, при которой будет происходить падение напора в данной зоне и нарушение защиты.
Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности, надежности защиты сильнорастворимого пласта от растворения и суффозии, путем уменьшения фильтрационного давления на оголовку пласта.
На чертежах изображено предлагаемое устройство, продольный (фиг. 1) и поперечный (фиг. 2) разрезы по гидротехническому сооружению и его основанию.
Устройство для защиты основания плотины от разрушения включает плотину 1 с пластом сильнорастворимых пород 2 в основании защищенным цементационным слоем в оголовке 3, противофильтрационной завесой 4 и солевой штольней 5. Для снижения отрицательной воздействии пресного фильтрационного потока на сильнорастворимый пласт в основании плотины из солевой штольни 5 пробуривается группу скважин в сторону выше защитного цементационного слоя оголовка пласта 6 и в сторону противофильтрационной завесы 7. В скважинах установлены стальные перфорированные трубы, в оголовке которых монтированы регулирующие вентиля 8. Выходы регулирующих вентиля соединены на вход системы сброса фильтрационных потоков 9 в нижний бьеф гидротехнического сооружения.
Таким образом, производится сифоновый перехват пресных фильтрационных потоков и и их сброс в нижний бьеф сооружения. Вентиля в оголовке скважинах служит для управляемого перехвата пресных фильтрационных потоков. По сути вентиля регулируют объемов перехватываемой воды. В случае появление гидравлической связи с водохранилищем, что маловероятно, вентиль закрывается и скважина ликвидируется.
На всей защищаемой участке пласта уменьшается градиент напора, что обусловливает уменьшения фильтрационного потока через оголовка сильнорасворимого пласта и, как следствие, сводит к минимуму его растворение и суффозию.
Предлагаемый изобретения имеет следующие преимущества перед известным: увеличивает надежность защиты от растворения пласта сильнорастворимой породы, например, соляной, гипса и т. п.; уменьшает стоимость производства работ по защите пласта от растворения в строительный период; исключает постоянные затраты в период эксплуатации сооружения; уменьшает противодавление в основании ядро плотины и этим обеспечивает безопасность эксплуатации сооружения.
