Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к устройствам, предотвращающим прорыв завальных плотин, образованных оползнями, обвалами и т.п.
Известен траншейный водосброс, выполняемый в виде траншеи с небольшим уклоном, в которую вода из верхнего бьефа поступает через водослив. Из траншеи вода по водосбросному тракту отводится в нижний бьеф [1].
Данная конструкция относится к береговым водосбросам и ее затруднительно использовать для отвода воды, накапливающейся перед завальной плотиной. Траншейный водосброс включается в работу только после подъема уровня в верхнем бьефе на определенную высоту. В то время, как при возникновении из-за оползня или обвала завальной плотины воду из верхнего бьефа необходимо начать отводить немедленно. В противном случае, вследствие быстрого подъема уровня воды в верхнем бьефе и фильтрации через тело завальной плотины возникает опасность прорыва последней, и в этом случае образовавшаяся волна прорыва может снести расположенные ниже по течению реки населенные пункты, хвостохранилища и др.
Для подержания уровня воды в водохранилищах гидроэлектростанции на одном уровне используют туннельные, автоматические водосбросы. Применение туннельных водосбросов при понижении уровня воды в озерах с завальными плотинами - это непростая и небезопасная задача. Сложность заключается во врезке оголовка туннеля с водохранилищем. А также при схождении оползня массив горных пород может закрывать оголовки туннеля. Поэтому, целесообразно разработать более безопасный вариант с дренажными туннелями.
Известен устройство дренажа, содержащее водоприёмную часть, объёмный фильтрующий материал и отводящую часть, которые снабжены торообразными элементами, скрепляющими между собой дренажную трубу, обеспечивающую перехват фильтрационного потока, проходящего через водопроницаемое основание плотины [2].
Недостатком данного устройства является высокая материалоёмкость. Также, дренаж выполнен в теле плотины, что ограничивает доступ к осмотру и ремонту.
Наиболее близким по техническому решению является устройство перехвата обходных фильтрационных потоков высоконапорных земляных плотин, включающий дренажные туннели, выполненное в теле горной породы по правому и левому борту плотины, состоящая из скважины, пробуренные вниз служащим для организованного сбора фильтрационных вод сифоновым методом и отвода их в нижний бьеф [3].
Недостатком прототипа заключается в том, что скважины для перехвата фильтрационных вод пробурены вниз ниже отметки подошвы дренажного туннеля, которые могут кольматироватся мелкодисперсными иловыми частицами. Для обеспечения нормальной эксплуатации этой системы потребуется периодическая чистка и промывка скважины.
Целью настоящего изобретения является повышения надёжности и управляемости понижения уровня воды в завальных озёрах.
Сущность предлагаемого устройство (Фиг. 1-3) состоит в том, что для надёжного и управляемого понижения уровня воды в горном завальном озере выполнен дренажный туннель, с системой скважин для перехвата фильтрационных вод по удобному борту завальной плотины, с точки зрения инженерно-геологических условий на требуемой отметке ниже уровня воды позволяющий сбросить фильтрационных вод в нижний бьеф сооружения. В фиг. 1 в качестве реализации устройство приведен пример размещения туннеля по левому борту завальной плотины.
Устройство для предотвращения прорыва завальной плотины включает завальную плотину 1, дренажный туннель 2 с железобетонными обделками 3, проходящий по удобному борту завальной плотины, систему скважины 4 смещенными друг относительно друга, по обеим сторонам туннеля, пробуренные наклонно-горизонтально для перехвата фильтрационных вод, вентиля 5, вмонтированного в оголовку каждой скважины, которые соединены с подводящими трубами и к водоприёмным лоткам 6, отводящими трубами 7, соединяющие водоприёмные лотки к лотковому каналу 8, для сбрасывания вод в нижний бьеф сооружения и распорного железобетонного ригель - балки 9 и железных решёток.
Устройство работает следующим образом: надёжный и организованный перехват фильтрационных вод в дренажном туннеле осуществляют матричной системой скважин и перехваченные фильтрационные воды сбрасывают через лотковый канал в нижний бьеф сооружения.
Предлагаемое устройство имеет следующие преимущества перед известными: уменьшает уровень воды горного завального озера на требуемые отметки; по трудозатратам и дороговизне является оптимальным вариантом реализации на практике; при ликвидации опасных, оползневых участков в озеро можно вернуть функцию водохранилища, как природного накопителя воды, регулируя вентилями; конструкция дренажного туннеля обеспечивает одновременный ввод скважин в работу и проходку новых скважин.
