ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫЕ ПОКРЫТИЯ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ ГЕОМЕМБРАН

Области применения полимерных геомембран для противофильтрационных покрытий

В настоящее время при строительстве и реконструкции гидротехнических сооружений более широкое применение находят современные, технологичные материалы - геосинтетики. Их характерная черта заключается в повышенной эффективности, так они как позволяют повысить работоспособность конструкций, уменьшить толщину конструктивных слоев и продлить сроки службы сооружений.

Одними из наиболее распространенных ГСМ являются полимерные гсомсмбра-ны, которые успешно используются в таких отраслях, как промышленное и 1раждан-скос строительство, мосто- и туннелестроение, строительство железных и автомобильных дорог, гидротехническое строительство. Более того, накоплен положительный зарубежный опыт (Германия, Польша и другие страны) по применению данных материалов для противофильтрационной защиты различных сооружений (накопителей отходов, каналов и водоемов).

Основные области применения полимерных геомембран в гидротехническом строительстве следующие:

  • - противофильтрационные облицовки оросительных каналов;
  • - противофильтрационные устройства грунтовых и каменно-земляных плотин;
  • - защитные покрытия бетонных поверхностей плотин;
  • - противофильтрационные экраны водоемов (водохранилищ, прудов);
  • - противофильтрационные экраны накопителей жидких отходов;
  • - защитные покрытия полигонов и накопителей бытовых и промышленных отходов;
  • - противофильтрационные устройства дамб.

Геомембраны это нс просто полимерный материал, это сложная строительная технология. Исходным сырьем для нее может быть полиэтилен высокой и низкой плотности с добавлением сажи, антиокислителей и стабилизаторов высокой температуры. Поэтому геомембраны на основе полиэтилена характеризуются высокими антикоррозийными и гидроизоляционными свойствами, гибкостью, безусадочностью, устойчивостью к растрескиванию, имеют высокие механические характеристики в сочетании с инертностью к кислотам и щелочам. На свойства материала не оказывают влияния температурные колебания и ультрафиолетовое облучение, так как геомембраны не содержат добавок или наполнителей, которые могут способствовать процессу старения и снижению ее физико-механических характеристик [50, 51].

Как показывает практика гидротехнического строительства, при реконструкции гидротехнического сооружения, геомембрану можно оставить открытой или использовать защитные слои. Открытые геомембраны значительно легче осматривать, а их стоимость и сроки укладки меньше. Они выдерживают сильные колебания температуры и значительное число циклов замерзания оттаивания, оказывающих негативное влияние на бетон и торкрет.

Из 39-ти бетонных плотин в мире, на которых для реконструкции применялись геомембраны, в 80 % использовалась идентичная конструкция открытой дренированной натяжной геомембраны, запатентованной фирмой «CARPI», покрытие представляет собой геомембрану толщиной 2,5 мм из ПВХ, сопряженную во время изготовления с геотекстилем из расчета 500 г/м2. Геокомпозитный материал на основе ПВХ укладывается на разрушенную поверхность плотины. Конструкция предложенная фирмой «CARPI» основывается на геомембране из ПВХ с системой дренажа за ней [3].

При проектировании новых плотин система дренажа позволяет снизить расчетное противодавление. В период эксплуатации системы дренажа откоса преимущества се связаны со следующими аспектами:

  • - контроль (путем измерений и контроля объема дренажных вод дренажная система позволяет следить за работой геомембраны);
  • - безопасность сооружения (система дренирования верхового откоса предотвращает скапливание воды за водонепроницаемой облицовкой. Вода, поступившая через повреждения в геомембране или выходящая из сооружения по строительным и деформационным швам, непрерывно удаляется). Таким образом, уровень насыщения водой и порового давления снижается, что в случае плотин положительно влияет на коэффициент устойчивости, щелочную реакцию и внешний вид низовой грани. В гравитационных плотинах повышается надежность строительных швов и прекращается рост противодавления/

В целом применение геомембрапных конструкций на набросных плотинах даст дополнительные преимущества: легко деформируемые геомембраны из ПВХ (обычно более 230 %) способны без повреждения выдержать существенные подвижки, типичные для этого типа плотин. Геомембраны особенно эффективны при решении проблем, связанных с поддержанием водонепроницаемости на стыке деформируемого тела плотины и жестких бетонных конструкций (таких, как водослив, водозабор, контурная плита).

На набросных плотинах с поврежденными асфальтобетонными экранами гео-.мембрана может быть установлена непосредственно поверх существующей разрушающейся асфальтовой поверхности [3].

Что касается эксплуатации, плотины с геомембранным покрытием обычно показывают незначительную фильтрацию по сравнению с плотинами из укатанного бетона с традиционным покрытием из обычного бетона. На плотине Миел I в 2003 г. фильтрация главным образом через примыкания составила 2,5 л/с [40]. На плотине «Баламбано» высотой 95 м, где в 1999 г. была установлена геомембрана, при НПУ фильтрационный расход с верхового экрана общей площадью 15 490 кв. м в 2003 г. колебался от 0,012 до 0,965 л/с. На плотине «Оливенхайн» высотой 97 м, по сообщению проектировщика, общая фильтрация через дренажную систему основания и верховой экран составила порядка 45 гл./мин, причем на верховой экран приходилось 7 галлонов. По истечении полугода эксплуатации при НПУ фильтрация существенно не изменилась, что сделало плотину «Оливенхайн» самой герметичной конструкцией из укатанного бетона с учетом наблюдаемых фильтрационных расходов и площади открытого верхового экрана.

Как показывает практика строительства, листовые полимерные материалы, благодаря их толщине, способны обеспечить надежную и эффективную работу противо-фильтрационных покрытий, обладают высокими физико-механическими характеристиками и могут с успехом применяться без защитного слоя, что позволяет улучшить гидравлические характеристики водотока [48], сократить сроки строительства и существенно снизить материальные затраты [1, 31]. Стоит так же отметить, что геомембраны из поливинилхлорида используются при строительстве плотин, а при строительстве каналов чаще всего используют геомембраны из полиэтилена и бутилкаучука, так как они более гибкие и пластичные [31].

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >