Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к способам понижения уровня воды в завальных озёрах, сформированных в результате перекрытия оползнями-обвалами долин горных рек, с целью предотвращения катастрофических паводков.
Изменение климата может привести к наполнению воды горного завального озера и её перелива через гребень плотины, а также наличие на берегах глубоких высокогорных озер и водохранилищ гигантских оползней представляет серьезную опасность. В случае обрушения оползней, в озеро или водохранилище возникает громадный водяной вал, который может разрушить плотину и вызывает образование катастрофического селевого паводка. Селевой паводок вызовет разрушение населенных пунктов и промышленных объектов, приводит к гибели людей.
Одно из направлений обеспечения безопасности это понижение уровня воды в завальном озере. Создание этого с помощью системы тоннелей с затворными камерами управления, обеспечения врезки оголовка туннеля с водохранилищем – очень трудоемкая, дорогостоящая и небезопасная задача. Поэтому, целесообразно разработать более безопасный, простой и дешевый способ понижения уровня воды в завальном озере, а также сохранить существующий объём озера как природный накопитель.
Известен способ профилактического спуска воды из прорывоопасного озера, включающий создание канала через озёрную перемычку, для стока воды взрывом в межень, при наинизшем уровня воды в озере. Причём взрывное устройство закладывают в тело озёрной перемычки, в том числе и под водой, заблаговременно при положительных температурах, а подрыв осуществляют при отрицательных температурах окружающей среды [1].
Известен способ понижения уровня завального озера, заключающегося в разработке грунта завальной плотины в затопленной части верхового откоса, путем целенаправленных взрывов в местах выходов трещин на откос с частичным обрушением осыпного и осаждённого грунта в пределах трещины. Обрушение осыпного и осажденного грунта производят до тех пор, пока уровень воды в озере не достигнет заданных отметок [2].
Недостатки выше приведённых способов заключаются в дороговизне и трудности реализации в удалённых и труднодоступных местах, нарушении целостности и увеличении фильтрации в теле завальной плотны при осуществлении взрывной деятельности и потери объёма озера как природного накопителя.
Известен способ стабилизации и понижения уровня воды в завальном горном озере, заключающегося в воздействии электрическим током на закольматированные глинистые образования обвальных отложений на верхнем бьефе завальной плотины, в результате чего увеличивают водопроводимость пород, позволяющая увеличить расход воды через эту плотину [3].
Недостаток способа заключается в практическом применении технологии и получения ожидаемого результата и потери объёма озера, как природного накопителя.
Прототипом предлагаемого изобретения является способ перехвата обходных фильтрационных потоков высоконапорных земляных плотин, где дренажные туннели размещаются в теле горной породы по правому и левому борту плотины, состоящие из скважины, пробуренные вниз служащим для организованного сбора фильтрационных вод сифоновым методом и отвода их в нижний бьеф [4].
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 изобретения является разработка оптимального варианта реализации по трудозатратам, стоимости работ, надёжности, а также безопасного управляемого понижения уровня воды в завальных озёрах и предотвращении катастрофических паводков.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что для понижения уровня воды в горном завальном озере размешают дренажный туннель, с сетью скважин для организованного перехвата фильтрационных потоков по левому борту завальной плотины на требуемой отметке, ниже уровня воды и отвод вод в нижний бьеф сооружения по лотковому каналу.
Способ стабилизации и понижения уровня воды горного завального озера, осуществляющий проходку дренажного туннеля с железобетонной обделки, по удобному борту завальной плотины, с точки зрения инженерно-геологических условий местности, в которой пробуривается система наклонно-горизонтальных скважин, смещенные друг относительно друга по обеим сторонам туннеля для перехвата фильтрационных вод. В оголовке каждой скважине монтируются вентиля, которые соединены с подводящими трубами водоприёмных лотков. Водоприёмные лотки посредством труб сбрасывают воду в лотковый канал, идущий в нижний бьеф сооружения. Для обеспечения основания туннеля от деформации, лотковый канал в определённых створах снабжён распорными железобетонными ригель- балками.
Проходку дренажного туннеля с лотковым каналом осуществляют со стороны нижнего бьефа в сторону верхнего бьефа, проходя намного дальше центра завальной плотины, обеспечивая пространство для размещения матричной системы скважин. Скважины пробуриваются, начиная от центра завальной плотины в сторону верхнего бьефа. Объём перехвата фильтрационных вод регулируют количеством скважин и их глубиной, а также вентилями, вмонтированными в оголовке каждой скважины.
Способ осуществляется 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.
Примером применения дренажных туннелей могут служить дренажные туннели вокруг машинного зала, трансформаторного помещения, монтажной камеры, помещения аварийных и основных затворов Рогунской ГЭС, с системой вертикально-наклонных скважин для перехвата подземных вод, которые обеспечивают защиту железобетонной обделки этих сооружений от гидростатического давления грунтовых вод и намокания. Другим примером применения дренажных туннелей на практике служит автотранспортный туннель «Истиклол», рядом с которым проходит дренажный туннель с системой вертикально-наклонных скважин для перехвата подземных вод и обеспечения нормальной эксплуатации транспортного движения в сооружении.
