Организация хранилища с дамбой талого типа при глубоком оттаивании мерзлого основания

ВВЕДЕНИЕ 4
1 Общие сведения 6
1.1 Природно-климатические особенности региона 9
1.1.1 Изменениеп климата в регионе 15
2 Гидротехнические сооружения талого типа 20
2.1 Общие сведения 20
2.2 Конструкция ограждающей дамбы 22
2.2.1 Фильтрационные характеристики грунтов и хвостовых отложений 27
2.2.2 Анализ фильтрационного потока 28
3 Нештатные ситуации на гидросооружениях в криолитозоне 32
3.1 Причины возниконовения нештатных ситуаций 32
3.2 Развитие и предотвращение нештатных ситуаций на хвостохранилище фабрики №14 33
4 Натурные наблюдения на хвостохранилище 35
4.1 Цели, задачи и организация натурных исследований 35
4.2 Основные принципы технической диагностики гидросооружений 39
4.3 Геокриологический мониторинг гидротехнических сооружений 45
4.3.1 Состав, методика и организация геокриологического мониторинга 47
4.4 Контрольно-измерительная аппаратура 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 65

Весь текст будет доступен после покупки

Специфические особенности общеклиматических и инженерно-геологических положений криолитозоны требуют отдельного подхода к проектированию, строитель¬ству и эксплуатации гидротехнических сооружений, в частности хвостохранилищ.
Среди хвостохранилищ, построенных на вечномерзлых грунтах высок процент возникновения аварийных, нештатных ситуаций. Причин для возникновения таких случаев много. В основном, это происходит из-за недостатка информации об этих процессах, возникших в грунтах в створе сооружения, мониторинге их развития и несвоевременности принятия инженерно-технических решений при возникновении таких ситуаций. Одним из основных факторов ведущих к авариям, а иногда и к разрушению сооружений является фильтрация воды сквозь тело дамбы, под её основанием или через боковые примыкания тела дамбы к береговым склонам.
Многих аномалий можно было бы избежать, если бы существовали надежные способы получения актуальной информации о процессах, происходящих в теле и дне дамбы, и эффективные способы наблюдения и оценки состояния гидротехнических сооружений.

Весь текст будет доступен после покупки

В соответствии с экономическими и промышленными потребностями северного строительства и опытом инженерного строительства в области охраны водных ресурсов в Северной климатической зоне выбор типа дамбы, конструктивные характеристики фильтрующего устройства и соединение дамбы с фундаментом, береговым склоном и водосбросной конструкцией в основном зависят от гидрогеологических условий и определяются теплофизическим состоянием грунтов системы «дамба-основание», которое формируется в процессе строительства и длительной эксплуатации сооружения.
Строительство гидроэлектростанций на севере вызывает значительные изменения естественных гидрологических и геологических условий местности. Теплообмен, происходящий после заполнения водой водохранилищ и хвостохранилищ, а также между сооружениями и их опорными "аккумуляторами", способствует оттаиванию вечной мерзлоты, оживлению подземных таликов, удалению грунтового льда и инфильтрации. В свою очередь фильтрация воды увеличивает интенсивность теплообмена и оттаивания мерзлого грунта. В фильтрации гидротехнических сооружений и формировании тепловых режимов подземные фильтрующие талики играют важную роль. Вместе с резервуаром он является мощным источником тепла. При увеличении скорости фильтрации и температуры жидкости в бассейне могут возникнуть такие опасные очаги, как образование тепловых каскадов, тепловая эрозия и деформация теплового сжатия.
Для подземных подпорных гидросооружений, воздвигаемых и эксплуатируемых в трудных климатических и инженерно-геологических условиях Крайнего Севера, характерны следующие особенности:
- в процессе строительства и эксплуатации на конструкции и основании имеются участки замерзания и оттаивания;
- под влиянием атмосферных температур гребень и нижняя опорная призма дамбы будут ежегодно подвергаться воздействию цикла замерзания-оттаивания.
- наличие вечномерзлых пород в основе строения, наиболее распространенными являются пестрые (по литологии и водостойкости) грунты, которые определяют их неравномерное оттаивание, следовательно, деформацию и фильтрацию в основании.
Во время строительства и эксплуатации талой дамбы, если дамба замерзает или возводится из мерзлого грунта в процессе строительства, и фильтрация воды допускается в расчетном значении, то и допускается оттаивание вечной мерзлоты у основания и тела дамбы. Водонепроницаемость дамб этого типа оснащается различным оборудованием (ядро, экран, диафрагма, понур и т.д.). Согласно проекту, северные талые дамбы сильно отличается от грунтовых дамб в других районах, но в то же время в обязательном порядке следует учитывать глубину залегания дамбы от поверхности до промерзания зимой, что может привести к изменению различных низкотемпературных процессов (пучение, растрескивание и т.д), в результате чего происходит деформация корпуса и основания конструкции.
Примером строительства и эксплуатации талой дамбы на северо-западе Якутии является хвостохранилище № 14. План хвостохранилища изображен на листе №1 и рисунке 1.1.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Грунтовые плотины в криолитозоне России / Р.В. Чжан, С.А. Великин, Г.И. Кузнецов, Н.В. Крук – Новосибирск, 2019 – 427 с. – ISBN 978-5-6043021-1-8.
2. Методические указания по курсовой работе – «Промышленная геоэкология и природоохранная гидротехника» / Сост. Н. В. Крук – Красноярск: Изд. СФУ, 2018. – 41 с.
3. Методические указания для выполнения практических работ – «Промышленная геоэкология и природоохранная гидротехника» / Сост. Н. В. Крук – Красноярск: Изд. СФУ, 2018. – 40 с.
4. Учебное пособие «Основы природоохранной гидротехники» / Г.И. Кузнецов, Н.В. Балацкая, Ю.М. Гончаров; Сибирский федеральный университет, Политехнический институ. – Красноярск, СФУ, 2011. – 315 с.
5. Стандарт организации «Общие требования к построению, изложению и оформлению документов учебной деятельности». СТУ 7.5-07-2021. СФУ. Красноярск,2021. 61 с.
6. Гидротехнические сооружения (речные), часть 2 / Л.Н. Рассказов, В.Г. Орехов, Н.А. Анискин, В.В Малаханов, А.С. Бестужева, М.П. Саинов, Л.В. Солдатов, В.В Толстиков – Москва, 2011 – 536 с. - ISBN 978-5-93093-595-0.
7. Биянов Г.Ф. Грунтовые плотины на вечной мерзлоте./ Г.Ф. Биянов, О.А. Когодовский, В.И. Макаров. - Ин-т мерзлотоведения СО РАН СССР.- Якутск, 1989.-152 с.

Весь текст будет доступен после покупки