Геотубы - Намыв грунта в геосинтетические оболочки

Геосинтетические оболочки (геотубы) – эффективное решение для намыва тонких песчаных, илистых, пылеватых, глинистых грунтов с непосредственным обезвоживанием и отводом фильтрационной воды через стенки и мелкие поры. Геотубы из фильтрующего материала (геотекстия) не впитывают атмосферные осадки и не подвергают намывные грунты повторному обводнению, что обеспечивает малую степень водонасыщения и сыпуче-мерзлое состояние для максимальной устойчивости отвала.

Когда применяют геотубы?

Намыв грунта в оболочки (геотубы) следует проектировать для:

• укрепления берегов (в т.ч. при заполнении пульпой на берегу и под водой), 
• откосов дорожных насыпей от размыва, 
• обвалования карт намыва, 
• защиты зданий (сооружений) от паводков, наводнений, 
• складирования шламов, отходов переработки ГОК (хвостовых продуктов после добычи драгоценных камней и металлов, железной руды, отходов целлюлозно-бумажной промышленности, шлам-лигнин), 
• строительства защитных дамб, 
• обезвоживания намывных грунтов.

В сравнении с традиционными технологиями, применение геотуб сокращает затраты и время проведения строительных работы, т.к. не требуется сложных механизмов. Кроме того, применение таких систем не нарушает экологию и поддерживает природный баланс.

Этапы проектирования геотуб

Для намыва и обезвоживания грунтов в геосинтетических оболочках карте (складе) требуется проведение следующих технологических операций:

• Планирование площадки для дренажа

Устройство дренажного слоя выполняется на предварительно спланированной, уплотненной и очищенной от мусора поверхности. Оптимальный уклон спланированной поверхности площадки – 0,15%. Высота бермы, возводимой по периметру участка, принимается 1/3-2/3 от максимальной высоты контейнера первого яруса. Для отвода фильтрата в накопитель оборотной воды хвостохранилища по внешнему периметру участка внутри бермы устраивают траншею с уклоном к нижней точке площадки.

• Устройство дренажного слоя

Дренажная площадка представляет собой основание из геомембраны и слоя щебня (гравия). Щебень позволяет ускорить процесс дренажа отработанной воды из геотуб и выполнить ее организованный отвод с площадки. Дренажный слой из щебня или гравия укладывается по всей поверхности площадки (кроме траншеи и бермы по периметру). Важно: размер фракции, марка щебня и необходимая толщина слоя определяется проектными данными на основании типа грунта и прочих местных особенностей. Укладка водонепроницаемой геомембраны (толщина не менее 1 мм) производится по всей поверхности площадки с последующей ее засыпкой слоем щебня (гравия) не менее 20 см, включая траншею и берму по периметру.

• Раскладка контейнеров (геотуб) и монтаж пульпопровода

Первый ярус контейнеров укладывается внахлест с шагом 0,5 м с двух сторон, согласно схеме раскладки (рис.1). 

Рисунок 1 – Схема раскладки и очередности заполнения геоконтейнеров: I, II – очередность заполнения геоконтейнера

Рекомендуемая раскладка контейнеров – многоярусная. Количество ярусов рассчитывается исходя из прочности характеристики грунтов.  После наполнения первого последующие геоконтейнеры укладывают по стыкам предыдущего яруса. После заполнения каждого яруса в пазухи между геоконтейнерами и бермой засыпают отсев. При этом движение погрузчика к месту засыпки пазух производится непосредственно по ранее заполненным геоконтейнерам после консолидации в них закаченного осадка. Для обеспечения стабильности геометрического положения в процессе заполнения осадком геотубы крепятся на дренажной площадке с помощью вшитых крепежных петель (при их наличии в конструктиве контейнера). Петли связываются анкерами – бетонными блоками размерами 0,3х0,3х0,3 м – по схеме (рис.2).

Рисунок 2 – Схема закрепления контейнеров геотуб

Отсыпка берм последующих ярусов выполняется по двум сторонам площадки складирования. Стороны площадки, где предусматривается ее увеличение в последующие годы и устраивается сброс отфильтрованной воды в водоотводную канаву, засыпке не подлежат. Важно: в первый год заполнения рекомендуется обустраивать не более 3-х ярусов геоконтейнеров, чтобы исключить риск разрыва первого яруса из-за нагрузки. Рекомендуется оставить заполненные геоконтейнеры в зиму для дополнительного обезвоживания в результате нескольких циклов замораживания-оттаивания и набора осадком необходимой прочности.

Что важно учесть при устройстве систем намыва грунта в геосинтетические оболочки?

• Максимальное количество ярусов
  Зависит от габаритных размеров площадки складирования и количества уложенных контейнеров основания в поперечнике. 

•  Распределительный пульпопровод
  Монтаж начинается от места врезки в магистральный пульпопровод смешения, где устанавливается запорная арматура, после чего происходит сборка звеньев труб на фланцевые соединения. 

• Заполнение контейнеров 
  Производится при помощи распределительных рукавов, диаметр которых определяется исходя из расхода поступающей пульпы (фабрики, землесосного снаряда).

• Контроль наполнения контейнеров
  Производится установка запорной арматуры (прижимных вентилей) на распределительных рукавах разводной системы между T-образным соединением и входным клапаном в контейнер. По мере наполнения контейнера вентиль на входной напорной трубе перекрывают, а затем открывают вентиль на входной трубе в следующий контейнер.

• Подача в пульпу реагентов, флокулянтов, коагулянтов
  Они связывают между собой мелкие частицы, благодаря чему увеличивается коэффициент фильтрации (скорость водоотдачи) намытого грунта, а фильтрат (вода), выходящий из геотуба, осветляется и не содержит механических взвесей. Подбор флокулянтов/коагулянтов осуществляется индивидуально к каждому виду грунта лабораторным путем.

Схемы применения геотуб

Схема намыва грунта в геотубы выглядит следующим образом (рис. 3): 

Рисунок 3 – Схема намыва грунта в геотубы и поярусной укладки

Конструкция берегоукрепления может выполняться в виде шпоры (рис. 4) или комбинированным методом (рис. 5).

Рисунок 4 – Конструкция берегоукрепления в виде шпоры из геотуб с технологией подачи пульпы в геотубы

Рисунок 5 – Комбинированная схема берегоукрепления с геотубами

Из рисунков следует, что берегоукрепление с применением геотуб и местного намывного материала относительно традиционных технологий (в том числе шпунтовых стенок и прочих конструкций):

• существенно дешевле,
• возводятся быстрее,
• отличается долговечностью.

Наша компания – АО "Сибгидромехстрой" – оказывает услуги по обезвоживанию и намыва грунта в геосинтетические оболочки (геотубы) по всей России. Еще до начала работ мы тщательно исследуем местность, анализируем глубину почвы и виды полезных ископаемых, выбираем спецтехнику, составляем план дальнейших работ. Для консультации и сотрудничества позвоните по номеру +7 (383) 344-44-00. Наши менеджеры ответят на все интересующие вопросы!