МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

ГЛАВНИИПРОЕКТ

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГИДРОТЕХНИКИ

имени Б. Е. ВЕДЕНЕЕВА

УКАЗАНИЯ

ПО ПРИМЕНЕНИЮ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ПЛОТИН ИЗ ГРУНТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

ВСН 07-74 Минэнерго СССР

МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

ГЛАВНИИПРОЕКТ

ВСЕСОЮЗНЫЙ ордена трудового красного знамени

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГИДРОТЕХНИКИ

имени Б. Е. ВЕДЕНЕЕВА

УКАЗАНИЯ

ПО ПРИМЕНЕНИЮ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ПЛОТИН ИЗ ГРУНТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

ВСН 07-74 Минэнерго СССР

«энергия»

Ленинградское отделение

1975

2.20.    При возникновении больших и неравномерных осадок и деформаций сооружения необходимо предусматривать местный припуск полиэтиленового материала, соответствующий величине ожидаемой деформации, с тем, чтобы в рассматриваемой части полиэтиленового противофнльтрационного элемента отсутствовали растягивающие напряжения. Количество и расположение местных припусков определяется при проектировании

2.21.    В случае, если укладка полиэтиленового противофиль-трациониого устройства ведется при более высоких температурах, чем температура в период эксплуатации, следует производить оценку величин температурных напряжений в полиэтилене по зависимости

Of = a(t_y — t)E,    (13)

где ot — температурное напряжение в полиэтиленовом лротивофнльтрацион-ном устройстве, кгс/см², а — 1коэффициент линейного расширения, град-^{1 2}; t_y — температура полиэтилена во время его укладки, °С; t — расчетное значение температуры полиэтиленового пгротивофильтрационного устройства, °С; Е — модуль упругости полиэтилена, определяемый в соответствии с табл 4

2.22.    В случае, если необходима проверка напряжений в пленочном устройстве, напряжения, вычисленные по формулам (7) или (8), складываются с 1/2 величины температурного напряжения а/, определенного по формуле (13). При этом величина суммарного напряжения не должна превосходить величины допускаемого напряжения при растяжении, установленного по пп. 2 5 или 2.9

Если такая проверка не производится, величина 1/2 ст/ должна быть меньше величины допускаемого напряжения при растяжении.

Расчет устойчивости земляного откоса, имеющего противофильтрационное устройство в виде полиэтиленовой пленки

2.23.    Расчет устойчивости земляного откоса, имеющего противофильтрационное устройство в виде полиэтиленовой пленки, выполняется согласно указаниям главы СНиП на проектирование плотин из грунтовых материалов, а также согласно другим действующим нормативным документам, регламентирующим вопросы расчета устойчивости земляных откосов.¹

2.24.    При выполнении расчета, указанного в п 2 23, на стадии технического проекта следует иметь в виду коэффициенты трения р материала защитного слоя по полиэтилену, приводимые в табл. 5. Величиной сцепления материала защитного слоя с полиэтиленовой пленкой следует пренебрегать.

2.25.    При выполнении расчета, указанного в п. 2.23 на стадии рабочих чертежей величину р, отмеченную в п. 2.24, необходимо уточнять при помощи опытов, учитывая зависимость коэффициента трения от величины нормальных сжимающих на-

Таблица 5

Материал защитных слоев Коэффициент трения материала защитных слоев по полиэтилену, р- Коэффициент трения грунта насухо в воде по грунту Глина ............... 0,40-0,55 0,35-0,50 0,20—0,30 Суглинок............. 0,40-0,55 0,35-0,45 0,25—0,35 Супесь.............. 0,35-0,55 0,30-0,50 0,35-0,40 Песок мелкий .... 0,30—0,50 0,30—0,40 0,40-0,50 Песок крупный......... 0,30-0,50 0,25-0,40 0,60-0,70 Гравий .............. 0,30-0,45 0,30—0,45 0,70—0,80 Поролон ............. 0,45-0,54 0,25-0,32 — Полиэтилен.......... Полиэтилен с консистентной смаз 0,40-1,0 0,49-1,0 — кой ПВК (ГОСТ 10586-63) . . . 0,10 0,10 — Бетон, железобетон........ 0,33 0,33 —

пряжений, действующих на полиэтиленовую пленку. При этом следует пользоваться формулой:

и- =

где т_п—предельное сдвигающее напряжение по площади полиэтиленового образца при постоянной скорости сдвига, кгс/см², о_п — нормальное сжимающее напряжение по площади полиэтиленового образца при постоянной скорости сдвига, кгс/см²

Значения т_п и ст_п определяются с помощью установок по схеме на рис. 2

Примечание Для постоянных сооружений I и П классов высотой до 60 м величина р должна быть уточнена при помощи полевых опытов

2.26. Устойчивость откоса, имеющего рассматриваемое противофильтрационное устройство и соответствующий защитный слой, должна проверяться по методу круглоцилиндрических или плоских поверхностей сдвига (см. п. 2.23).

При резком снижении горизонта воды в бьефе (перед экраном) или колебании его в больших пределах необходимо выполнять дополнительные расчеты устойчивости откоса, учитывающие особенности работы экрана в условиях неустановившегося режима фильтрации.

2.27. В том случае, когда прочностные (сдвиговые) характеристики грунтов по полиэтилену оказываются меньшими, чем прочностные (сдвиговые) характеристики грунтов, образующих тело

12

тивофильтрационного устройства с уширенной штрабой

i—грунт подстилающего слоя; 2—пленочный экран; б—напуск пленочного полотнища; «/-заделанный край пленочного полотнища; 5—пластичный грунт, заполняющий уширенную штрабу; б-грунт защитного слоя; 7-пригрузка.

9    8    ?

Быбор типа сопряжения производится на основе технико-экономического сравнения вариантов с учетом конкретных условий строительства.

2.32.    Сопряжение полиэтиленового противофильтрационного устройства с бетонной конструкцией может быть осуществлено по одному из следующих типов:

а)    заделка края полиэтиленового противофильтрационного устройства в бетон сооружения, производимая одновременно с бетонированием сооружения (см. рис. 5) или после окончания бетонирования, с омоноличиванием края пленки в соответствующих штрабах или пазах;

б)    прикрепление края полиэтиленового противофильтрационного устройства к бетону сооружения, производимое по окончании бетонирования сооружения (см. рис. 6).

Выбор типа сопряжения производится па основании рассмотрения конкретных условий строительства.

2.33.    Заделка края противофильтрац и о н-ного устройства в соответствии с п. 2.31 должна производиться таким образом, чтобы максимальный градиент фильтрационного потока, рассчитанный для наименьшего пути фильтрации в обход края противофильтрационного покрытия, уложенного в штрабу, не превосходил максимально допустимые градиенты для материала заполнителя штрабы.

2.34. Длина заводимого в штрабу края противофильтрационного элемента, выполняемого в соответствии с п. 2.31, должна назначаться в соответствии с п. 2.33 и быть не менее величины L, устанавливаемой по формуле

где а доп и Е принимаются соответственно по табл. 2 и 4 для средней температуры полиэтиленового противофильтрационного элемента в строительный период; р — минимальное нормальное давление грунта в строительный период, обжимающего край противофильтрационного устройства, заводимый в штрабу, определяется при проектировании, кгс/см‘².

15

2.35.    Сопряжение противофильтрационного устройства с бетоном должно выполняться таким образом, чтобы в бетоне был волнисто уложен край полиэтиленового полотнища длиной не менее 0,8 м.

2.36.    Конструкция узла сопряжения по типу прикрепления края полиэтиленового полотна к бетонному сооружению должна обеспечивать водонепроницаемость сопряжения. В качестве уплотняющих прокладок рекомендуется мягкая резина, вспененная резина марки ПРП, эластичный пенопласт и др. Для дополнительной герметизации следует производить заливку или обмазку выполненного узла сопряжения битумной мастикой, разогретой до температуры не выше 75° С. При этом необходимо принимать меры, исключающие вытекание битумных мастик из узла под давлением воды.

2.37.    При проектировании сопряжения по каждому типу следует предусматривать напуск полиэтиленового полотна в месте сопряжения. Величина напуска должна быть такой, чтобы скомпенсировать возможные деформации противофильтрационного элемента при его устройстве, но не менее 0,5 м.

Проектирование подстилающего и защитного слоев полиэтиленового противофильтрационного устройства

2.38.    Толщина подстилающего и защитного слоев для экранов и диафрагм, а также максимальная крупность грунтовых включений в различных конструкциях полиэтиленового противофильтрационного устройства назначаются в соответствии с табл. 6.³

Таблица 6

Конструкция полиэтиленового противофильтрационного устройства Минимальная толщина защитного грунтового слоя, м Минимальная толщина подстилающего грунтового слоя, м Максимальная крупность включений в грунтовом слое, мм Полиэтиленовое полотнище толщиной 0,2 мм и более заключено между подстилающим и защитным слоями из несвязных грунтов .............. 0,4-0,5 0,2—0,3 6,0 Полиэтиленовое полотнище толщиной 0,2 мм и более заключено между двумя полиэтиленовыми обкладками с толщинами 0,6 мм и более ............ 1,0 0,2-0,3 40,0 Полиэтиленовое полотнище толщиной 0,2 мм и более заключено между поролоновыми обкладками толщиной 60,0 мм и более 0,4-0,5 0,2-0,3 40,0

Для сооружений I и II классов высотой до 60 м при применении грунтов, содержащих частицы диаметром более 6 мм, минимальные толщины защитных и подстилающих слоев должны

быть дополнительно проверены испытаниями повреждаемости покрытий при их механизированной засыпке в условиях, близких к натурным. Минимальные толщины грунтовых слоев устанавливаются по условию недопустимости снижения механических характеристик полиэтилена (разрушающее напряжение при растяжении и относительное удлинение при разрыве) относительно величин, приведенных в п. 2.1. При этом в испытанных пленках недопустимы видимые сквозные отверстия.

2.39.    Несвязные грунты, используемые в подстилающих и защитных слоях полиэтиленового противофильтрационного устройства, должны быть практически несуффозионными, т. е. при наличии отверстий и неплотностей в полиэтиленовом полотнище допускается вынос фильтрационным потоком частиц, в количестве не более 3% по весу.

2.40.    Грунт следует считать практически несуффозионным, если его параметры удовлетворяют следующей зависимости:

d₃!d_tl>N,    (19)

где    ^N    =    (°-³² + °'⁰¹⁶М l7*i •    (20)

\    ю/ у ³⁰¹ п

2.41.    Коэффициент разнозернистости грунта защитных слоев полиэтиленового противофильтрационного устройства следует назначать из условия:

^60 ^ ^0.    (21)

То

2.42.    Проектирование в подпорных сооружениях последующих переходных грунтовых слоев, сопрягающих связные или несвязные грунтовые защитные (подстилающие) слои с грунтом тела сооружения следует проводить в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию плотин из грунтовых материалов.

2.43.    Применение дробленых и естественных крупнозернистых неокатанной формы грунтовых материалов в подстилающих и защитных слоях не допускается. При выполнении защитных и подстилающих слоев из бетона и железобетона следует принимать меры, исключающие возможность прокола полиэтиленового полотна по краям бетонных или железобетонных плит, или на неровностях бетонной поверхности. С этой целью слелует использовать опалубку, обеспечивающую округленноегь углов и краев бетонных и железобетонных плит, прокладки из полиэтилена, резины и т. п.

2.44.    Конструкция крепления верхового откоса в зоне воздействия на него волн, льда, плавающих предметов и т. п. должна исключать повреждение защитного слоя.

Расчет потребного количества пленки для устройства противофильтрационных элементов

2.45. При расчете количества пленки для противофильтрационного устройства определяют геометрические размеры экрана

или диафрагмы с учетом неровностей реальной поверхности и вводятся поправки на величину нахлеста при сварке рулонов и полотнищ и величину температурного изменения геометрических размеров. Площадь пленочного материала, требуемая для создания противофильтрационного устройства, вычисляется по формуле

S = 1,25 (5_геом 4- С) -f- /%    (22)

где SreoM —геометрическая площадь экранируемой поверхности; С — суммарная площадь всех компенсаторов, напусков и т п, 1,25 — коэффициент запаса на свободную, без натяжки, укладку материала (до 10% геометрической площади), на величину нахлесга и потерь ггри ceafpiKe рулонов в полотнища (до 5% геометрической площади) н полотнищ между собой (до 10% геометрической площади), F — приращение площади покрытия, обусловленное температурным изменением размеров полиэтиленового покрытия

2.46.    Приращение площади покрытия, обусловленное температурным изменением размеров, следует определять по формуле

F = 2S_reOM a (ty — /).    (23)

2.47.    При расчете площади противофильтрационного элемента следует учитывать возможный расход материала на проведение сварочных работ по отработке режимов сварки, на отбраковку участков пленки, поврежденных при транспортировках и т. п Ориентировочный расход материала может составлять до 3% от геометрической площади экрана или диафрагмы.

3. ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ ПО ВОЗВЕДЕНИЮ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ, ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ

Хранение, изготовление и транспортирование пленочных полотнищ

3.1. Полиэтиленовая пленка должна быть свернута в рулоны или сложена в пакеты и храниться до проведения сварочных работ в темном прохладном помещении не более 6 месяцев; в светлом помещении — не более 3-х месяцев.

3.2. Технология изготовления полотнищ включает в себя два вида сварочных работ — сварку рулонов или пакетов пленки в полотнища в специальном помещении и сварку полотнищ между собой на месте укладки

В случае необходимости допускается сварка рулонов или пакетов пленки в полотнища непосредственно на месте укладки. 18

3.3.    Рулоны или пакеты пленки свариваются между собой с таким расчетом, чтобы образовалось полотнище, удобное для транспортировки и укладки. Ширина полотнища может достигать 10—12 м_у а длина 30—40 м и более. В зависимости от средств транспортировки, уклона экранируемого откоса, способов механизации и т. п. размеры полотнищ могут быть изменены.

3.4.    Сварку пленочных материалов в специальном помещении рекомендуется производить одним из следующих аппаратов: импульсным полозом, термоимпульсными клещами КТИ-301, термоимпульсным аппаратом ТСТ-0,5-360, ручным экструдером ПСП-4Э, сварочным пистолетом ПСТ-2, ручным полуавтоматом ПСП-11, сварочной машиной МСМ-1 (см. приложение 3).

Сварка может производиться с помощью горячего воздуха, инфракрасного излучения, ультразвука или аппаратами контактного нагрева.

Режимы сварки подбираются опытным путем в зависимости от толщины полиэтиленового материала. Прочность сварного шва на раздир должна составлять не менее 60% прочности основного материала. Края свариваемых пленок соединяют между собой внахлест или Т-образным швом (рис. 7). Ширину нахлеста свариваемых пленок рекомендуется принимать равной не менее 5 см.

3.5.    Для предохранения свариваемых поверхностей от загрязнения рекомендуется в стационарных условиях производить окантовку краев изготовленных полотнищ привариванием или наклеиванием тонкой полиэтиленовой или другой пленки, липкой ленты и т. п. (рис. 8).

3.6.    Сварочные машины устанавливаются в помещении площадью не менее 80 м². Помещение должно быть чистым, сухим и иметь подвод электроэнергии и воды.

3.7.    При выполнении сварочных работ на стационарных машинах ведется журнал сварочных работ, форма которого дана в приложении 3. Для каждого сваренного полотнища составляется паспорт, форма которого дана в приложении 4.

3.8.    В процессе сварки полотнищ должен производиться контроль качества сварных швов двумя способами. Первый способ предусматривает тщательный визуальный осмотр всех швов с целью обнаружения дефектов, для исключения которых производится повторная сварка. Второй способ предусматривает выборочный отбор образцов минимальным размером 20X3 см в количестве 5 штук на 100 пог. м шва с целью испытания их на раз-

19

УДК 624.137.034.9 : 626/627

Настоящие «Указания» разработаны в лаборатории гидроизоляции ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева с целью внедрения в практику гидротехнического строительства полиэтиленовых пленок в качестве противофильтрационных устройств различных подпорных сооружений из грунтовых материалов.

Использование полиэтиленовых пленок дает возможность осуществлять прогрессивные технические решения и достигать экономии капиталовложений за счет снижения стоимости и сокращения сроков строительства сооружений.

«Указания» составлены кандидатами технических паук В. Д. Глебовым и В. П. Лысенко при научном редактировании заведующего комплексной лабораторией грунтовых сооружений М. II. Павчича.

С введением в действие «Указаний по применению полиэтиленовых противофильтрационных устройств для плотиц из груи-

( ВСН 07-74    \

юных материалов» I Д1инэнерг(ГСССРI утрачивают силу «Вре-

менные технические указания по проектированию, строительству и эксплуатации полиэтиленовых противофильтрационных уст-

I ВСН 003-66    \

роиетв плотни из местных материалов» ( 7\\,_шэпер_Го СССР Г

Настоящие Указания составлены в развитие Главы СПИЦ 11 -53*73 «Плотины из грунтовых материалов».

-С) Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники имени Б. Е. Веденеева (ВНИИГ), 1975

Рыбных машинах, обеспечивающих отсчет нагрузки с точностью не менее 1 %.

3.9. Сваренные полотнища следует сворачивать в рулоны или складывать в пакеты, а затем упаковывать в брезент, мешковину или отбракованные куски полиэтиленовой пленки с таким расчетом, чтобы полотнища были предохранены от механических повреждений и действия солнечных лучей.

ЗЛО. Перевозка полотнищ, свернутых в рулоны, должна производиться транспортом для доставки крупногабаритных грузов.

Устройство подстилающего слоя

3.11.    Укладка и тщательное выравнивание подстилающего слоя производятся с помощью строительных механизмов. Посторонние предметы и крупные включения удаляются. Подстилающий слой должен быть уплотнен.

3.12.    Поверхность подстилающего слоя следует поддерживать в состоянии, исключающем возможность образования скоплений и застоев воды, например, с помощью придания ей уклона.

В грунте подстилающего слоя недопустимо оставлять скопления снега и льда, при оттаивании которых могут происходить неравномерные просадки полиэтиленового противофильтрационно-го устройства.

3.13.    По подготовленному подстилающему слою проезд механизмов и автотранспорта не допускается.

3.14.    Контроль качества подготовки подстилающего слоя заключается в осмотре подготовленного основания. При этом полагается следить, чтобы на поверхности отсутствовали крупные грунтовые частицы, ямы, каверны, посторонние включения и скопления частиц грунта максимальной фракции. В случае обнаружения дефектов подстилающего слоя должны быть приняты меры по их устранению.

Укладка и сварка полотнищ полиэтиленовых противофильтрационных элементов

3.15.    Сваренные полотнища доставляются к бровке откоса и раскатываются на месте укладки преимущественно сверху вниз по откосу. Ходить по уложенным полиэтиленовым полотнищам допускается только в случае необходимости. При этом принимаются меры, исключающие повреждение пленки: подсыпка грунта, хождение в мягкой обуви и т. п. При выполнении противофильтрационных покрытий по типу вертикальных прямых диафрагм пленочные полотнища вывешиваются по оси диафрагмы при помощи, например, переставных стоек (рис. 9). При этом необходимо принимать меры, исключающие повреждение подвешенных полотнищ ветром.

3.16.    Сварка полотнищ между собой на месте укладки производится преимущественно сварочными экструдерами, аппара-

20

Министерство энергетики и электрификации СССР (Минэнерго СССР)

Ведомственные строительные нормы ВСН 07-74 Минэнерго СССР УКАЗАНИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ПРОТИВОФИЛЬТРАДИОННЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ПЛОТИН ИЗ ГРУНТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ Взамен ВСН 003-66 Минэнерго СССР

J. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Настоящие указания должны соблюдаться при проектировании и строительстве противофильтрадионных устройств, для которых применяется пленочный и листовой рулонный полиэтилен.

Под противофильтрационным устройством из полиэтиленового материала понимается конструкция, состоящая из подстилающего слоя, пленочного элемента и защитного слоя.

1.2.    Полиэтиленовые противофильтрационные устройства рекомендуется применять в насыпных земляных, каменнонабросных, каменно-земляных и намывных плотинах и перемычках III—IV классов, а также при надлежащем обосновании для сооружений I и II классов высотой до 60 м, в случае, когда:

а)    напор на гидротехническое сооружение не более 50 м\

б)    срок службы плотин менее 50 лет;

в)    срок службы плотин более 50 лет, но могут быть приняты меры по ремонту полиэтиленового противофильтрационного устройства или выполнению нового покрытия, а также если не возникает опасений за работу сооружения по истечении этого срока в случае повреждения полиэтиленового противофильтрационного устройства.

1.3.    Применение полиэтиленовых противофильтрадионных устройств является наиболее целесообразным и экономически эффективным в следующих случаях:

а)    при отсутствии в районе строительства грунтов для создания противофильтрадионных устройств из местных материалов;

б)    при неблагоприятных метеорологических условиях и в районах с суровым климатом;

в)    при крутизне скальных берегов, препятствующей созданию надежного контакта грунтового противофильтрационного устройства со скалой;

Внесены Всесоюзным Утверждены Минэнерго СССР Срок научно-исследовательским 21 мая 1974 г. введения институтом гидротехники решением № 237 I квартал им. Б. Е. Веденеева по согласовании с Госстроем СССР 1975 г.

3

г) при необходимости экранирования водоемов значительных площадей, расположенных на сильно фильтрующих грунтах.

1.4. Срок службы полиэтиленовых противофильтрационных устройств на объектах с повышенной агрессивностью воды должен быть дополнительно оценен в лаборатории для каждого конкретного сооружения с учетом химического состава воды, ее

dj

Ряс, 1. Типы полиэтиленовых противофильтрационных устройств а—поямой экран и понур', б—ступенчатый экран и понур, в —прямая центральная диафрагма; г—ступенчатая центральная диафрагма, д—прямая наклонная диафрагма, е— сту-v    печатая    наклонная    диафрагма.

температуры, напора и пр. Испытания пленок следует осуществлять по ГОСТ 13518-68 «Пластмассы. Метод определения стойкости полиэтилена к растрескиванию под напряжением».

1.5.    Полиэтиленовые противофильтрационные устройства подразделяются на: а) экраны; б) диафрагмы; в) понуры.

1.6.    Полиэтиленовые экраны располагают в верховой призме плотины, перемычки, дамбы обвалования, и по конструкции поперечного профиля различают:

а)    прямые (рис. 1,а);

б)    ступенчатые (рис. 1,6).

Полиэтиленовые диафрагмы располагают в теле плотины или перемычки и подразделяют на*

а)    центральные (рис. 1, в и 1,г);

б)    наклонные (рис. 1,6 и 1,е).

По конструкции поперечного профиля полиэтиленовые диафрагмы подразделяют на:

а)    прямые (рис. 1,ви 1,6);

б)    ступенчатые (рис. 1,г и 1,е).

В качестве материала для подстилающего и защитного слоев могут использоваться несвязные грунты, эластичные вспененные полимерные материалы, рулонный и листовой полиэтилен и т. д.

Для подстилающего и защитного слоев допускается использование связных грунтов, бетона и железобетона при соответствующем обосновании конструкции и технологии производства работ.

Полиэтиленовые понуры являются, как правило, продолжением экрана и конструктивно аналогичны прямым экранам (рис. 1 ,а и 1,6).

1.7.    Выбор типа и вида полиэтиленового противофильтраци-онного устройства, а также назначение размеров ступеней, требуют специального обоснования в зависимости от типа плотины или перемычки, условий производства работ и технико-экономического сопоставления вариантов. При этом следует отдавать предпочтение противофильтрационным устройствам, выполняемым по типу прямых или ступенчатых экранов.

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ

Требования к полиэтиленовым материалам, используемым в противофильтрационных устройствах

2.1. При проектировании противофильтрационных устройств следует применять пленочный и листовой рулонный полиэтилен низкой плотности толщиной от 0,2 мм и выше, выпускаемый промышленностью в соответствии с ГОСТ 10354-73 «Пленка полиэтиленовая» и обладающий следующими физико-механическими свойствами:

5

разрушающее напряжение при растяжении — не мейее 120 кгс/см²; относительное удлинение при разрыве, — не менее 200 %, плотность не менее — 0,920 г!см³\ температура хрупкости (морозоустойчивость), — не выше — 60° С.

Основные свойства полиэтилена приведены в приложении 1.

2.2.    Для противофильтрадионных устройств следует применять стабилизированный полиэтилен. Применение нестабилизи-рованного полиэтилена допускается в следующих случаях:

а)    если срок эксплуатации полиэтиленового противофильтра-ционного устройства не превосходит 5 лет;

б)    если полиэтиленовый противофильтрационный элемент в период производства работ не остается без защитного слоя более 5 дней

2.3.    Эффективность примененного стабилизатора должна быть не ниже эффективности газовой канальной сажи, вводимой в полиэтилен низкой плотности в количестве 2%.

Расчетные характеристики полиэтилена и грунтов

2.4.    При проектировании полиэтиленовых противофильтраци-онньгх устройств следует устанавливать следующие основные характеристики полиэтилена:

а)    плотность р, г!см³\

б)    допускаемое напряжение при растяжении <Тд₀тъ кгс/см²\

в)    модуль упругости Е, кгс1см²\

г)    коэффициент линейного расширения а, град~\

На стадии разработки рабочих чертежей при проектировании сооружений I и И классов высотой не более 60 м расчетные характеристики полиэтилена следует устанавливать экспериментальным путем.

2.5.    Величина допускаемого напряжения при растяжении (Одогт) определяется в зависимости от температуры пленочного противофильтрационного устройства по формуле:

(1)

tu h или

2.6. Температура полиэтиленового противофильтрационного устройства (t\), постоянно находящегося под водой, принимается равной средней многолетней температуре воды на данной глубине. Температура противофильтрационного устройства (/₂), находящегося в зоне переменного горизонта и температура противофильтрационного устройства (/_э), находящегося выше максимального горизонта воды, принимаются равными максимальным температурам в грунте на глубине залегания полиэтиленового противофильтрационного устройства. Температуры i\, h принимаются по материалам инженерно-геологических и гидрологических изысканий.

2.7. Установленные по указаниям п. 2.6 температуры iu h й h умножают на поправочный коэффициент К\ в соответствии с классами капитальности (согласно табл. 1).

V “ ^Л ехР ( t^l + 273 )^{; о}р" = A exp    273    )’

2.9.    При проектировании сооружений III—IV классов значения допускаемых напряжений при растяжении в зависимости от температур различных частей противофильтр анионных устройств допускается принимать по табл. 2.

2.10.    Установленную по указаниям п. 2.5. или по табл. 2 величину допускаемого напряжения при растяжении умножают на поправочный

коэффициент К2 (см. табл. 3), учитывающий снижение прочност

ных характеристик полиэтилена в процессе укладки пленочного покрытия в сооружение.

2.11. Значение модуля упругости Е в зависимости от напря

жения и температуры определяют в следующем порядке:

а) при температуре t* устанавливают величины относительных удлинений и ег при двух разных значениях растягивающих напряжений о\ и 02;

7

2.11 обязательно для пленочных покрытий, отношение толщины которых к расчетному диаметру грунтовой поры защитных слоев 0,2 и менее.

2.14.    При проектировании сооружений III и IV классов на стадии рабочих чертежей (ем п. 2.4) величины плотности и коэффициента линейного расширения принимают согласно таблице приложения 1.

2.15.    При проектировании полиэтиленовых противофильтрационных устройств следует устанавливать следующие характеристики материала грунтовых слоев, входящих в конструкцию противофильт-рационного устройства и грунта тела подпорного сооружения:

а)    гранулометрический состав;

б)    пористость грунта, п;

в)    размер фракции грунта, вес которой вместе с весом более мелких фракций составляет 3% от веса всего грунта, dz\

г)    размер фракции грунта, вес которой вместе с весом более мелких фракций составляет 10% от веса всего грунта, dю;

д)    размер фракции грунта, вес которой вместе с весом более мелких фракций составляет 17% от веса всего грунта, d_J7;

е)    размер фракции грунта, вес которой вместе с весом более мелких фракций составляет 60% от веса всего грунта, d$₀;

ж)    коэффициент разнозернистости грунта, &во;

10

и) коэффициент трения материала защитных слоев по полиэтилену, р.

2.16.    Расчетные характеристики грунтов, используемых в конструкциях полиэтиленовых противофильтрационных устройств, следует устанавливать на основании опытного определения в лабораторных условиях

Расчет толщины полиэтиленовых противофильтрационных элементов

2.17. Толщина полиэтиленового противофильтрационного элемента в зависимости от напора воды и расчетного диаметра пор защитного и подстилающего грунтовых слоев назначается такой, чтобы при данной температуре полиэтилена напряжения, возникающие в нем от действия гидростатического давления, не превосходили величин допускаемых напряжений при растяжении

СУдоп*

Величина допускаемого напряжения устанавливается по указаниям пп. 2.5 и 2.9. Возможность устранения растягивающих

9

1

См, например, «Указания по расчету устойчивости земляных откосов» ВСН 04—71, Минэнерго СССР (стр. 55, § 24).

2

3

Минимальная толщина защитного и подстилающего слоя дана без уче та, возможных горизонтальных смещений.