Основные правила проложения осушительной сети

Состав осушительной сети и расположение ее в плане определяются характером рельефа поверхности, минерального дна, конфигурацией участка условий водного питания торфяного массива, гидрологическим режимом водоприемника и другими факторами.

Расположение осушительной сети в плане должно быть увязано с технологической схемой добычи торфа, со схемами противопожарного водоснабжения и транспорта торфа.

Проектирование осушительной сети на плане торфяного месторождения рекомендуется начинать с определения генерального направления валовых каналов, которое должно совпадать с направлением максимального уклона поверхности, т.е. направление валовых каналов должно быть перпендикулярно горизонталям поверхности

Магистральный канал может быть проложен как в пределах торфяной залежи, так и вне распространения в кратчайщем направлении к водоприемникам. По месторождению канал проводится по наиболее низким отметкам поверхности и дна торфяного месторождения в направлении, совпадающем с наибольшим скатом поверхности и минерального дна.

Если магистральный канал проложен по центральным частям месторождения, то желательно проводить его по наибольшей глубине торфа, так как этим обеспечивается более легкая возможность осушения торфяной залежи на всю глубину.

При наличии участков с донными отложениями (сапропели, илы и др.) магистральный канал следует располагать, по возможности, за границами их распространения. Если это не представляется возможным, дно магистрального канала должно проходить либо над донными отложениями, либо прорезать их до минерального дна. В отдельных случаях (большая влажность, малая прочность и зольность донных отложений, олиготрофные болота грядово-мочажинного комплекса) следует рассматривать возможность переноса магистрального канала на более мелкую залежь. В плане магистральный канал должен по возможности представлять прямую линию без углов поворота. В пределах полей добычи углы поворота принимаются равными 90°.

При небольших глубинах торфяной залежи и грунтах, допускающих осуществление канала без крепления, канал может быть намечен и по окраине торфяного месторождения. Встречающиеся на пути канала озера следует обходить (на расстоянии 50 – 100 м), чтобы исключить фильтрацию воды из озера.

Однако, проведение магистрального канала по мелкой залежи может привести к тому, что после осадки торфяной залежи дно его окажется выше дна впадающих боковых каналов, что недопустимо. Поэтому магистральный канал (и другие) каналы следует вести по возможности целиком в торфяном грунте, избегая прорезания бугров минерального грунта или выступов в виде суходольных островов. После осадки торфа дно канала в минеральном грунте, сохраняя свою абсолютную высоту, выступит над поверхностью дна в торфе, вследствие чего правильное функционирование канала нарушится.

Иногда направление проектируемого магистрального канала совпадает с положением ручья или небольшой речки, вытекающей из массива. В этих случаях не следует пытаться запроектировать трассу будущего магистрального канала по существующему руслу. Эти ручьи обычно обладают незначительным уклоном, низкими топкими берегами и переменными живыми сечениями. Как показал опыт строительства и эксплуатации таких магистральных каналов использование болотных русел нецелесообразно. Наиболее правильным решением вопроса в таких случаях является прокладка трассы канала полностью по целине, в стороне от существующего русла. Возможно прокладка двух каналов с каждой стороны русла.

Примыкание магистрального канала к водоприемнику следует производить под углом 45 – 60⁰. Ввод магистрального канала в водоприемник должен производиться на прямолинейном участке, имеющем хороший сток и уровень воды, не создающий подпора в магистральном канале .

Валовые каналы следует проектировать по наиболее глубокой торфяной залежи, по возможности перпендикулярно к горизонталям поверхности. Сопряжение в плане валовых каналов с магистральными производится под углом 90⁰. Валовые каналы следует располагать параллельно друг к другу на расстоянии 350 – 1000м. Конкретно расстояние между валовыми каналами определяется технологической схемой добычи торфа. При уборке фрезерного торфа бункерными машинами расстояние между валовыми каналами составляет 500 м, при добыче торфа повышенной влажности скрепер-бульдозерами расстояние между валовыми каналами равно 250 – 350 м, при раздельной уборке фрезерного торфа это расстояние может составлять 500 – 1000 м, а при добыче кускового торфа фрезформовочным способом – 250 – 350 м.

Эксплуатационная глубина валовых каналов должна быть не менее 2,5 м, а при условии хранения в них противопожарных запасов воды в течение сезона добычи торфа – не менее 3,1 – 3,2 м, при доработке залежи минимальная глубина принимается равной соответственно 1,5 и 2,1 м.

При наличии донных отложений мощностью более 0,7 м валовые каналы, по возможности, не следует врезать в них; при малой мощности отложений (до 0,5 – 0,7 м) каналы должны прорезать их.

В условиях осушения торфяных массивов, имеющих незначительные уклоны поверхности и неравномерное залегание, а, следовательно, и неодинаковую осадку торфа, необходимо учитывать возможную деформацию продольного профиля канала, что может привести к нарушению, а иногда и к полному прекращению нормальной работы канала. Это особенно резко сказывается на длинных каналах, незначительных по глубине, с небольшими расходами и малыми уклонами дна. По этой причине длина каналов, проложенных в торфяной залежи, ограничивается. Как правило, длина валовых каналов не должна превышать 3 – 4 км.

Картовые каналы в плане должны располагаться:

- при атмосферном питании параллельно или под острым углом к горизонталям поверхности, а на олиготрофных болотах с грядово-мочажиррыми комплексами – параллельно к линиям стока и, по возможност, перпендикулярно к направлениям гряд;

- при грунтовом питании по возможности перпендикулярно направлению грунтового потока;

- параллельно друг другу и сопрягаться с валовыми каналами под углом 90⁰.

Расстояние между КК принимается:

- на торфяной залежи верхового типа – 20 м;

- на торфяной залежи низинного типа – 40 м;

- на торфяной залежи переходного типа – 40 м (подтип лесной и лесо-топяной) и 20 м (топяной подтип).

При добычи кускового торфа фрезформовочным способом расстояние между картовыми каналами принимается 30 м. Остальные параметры каналов аналогичны параметрам каналов, проектируемых для добычи торфа фрезерным способом.

Уклон дна картовых каналов должен соответствовать уклону осушаемой площади.

Сброс воды из картовых каналов в валовые каналы обычно двухсторонний. Односторонний сброс разрешается:

- при уклонах поверхности более 0,0007 и протяженности каналов не более 500 м;

- при протяженности каналов до 350 м;

- при профилированных картовых каналах ( с уклоном дна не менее 0,0007).

Эксплуатационная глубина картовых каналов, считая от осевшей профилированной поверхности карт, должна быть 1,7 м на низинной залежи) и 1,8 м на верховой и переходной залежи).

Заглубление картовых каналов в минеральный грунт не должно превышать 0,5 м. Минеральный грунт, вынутый в этом случае из канала укладывается рядом с каналом в кавальер на предварительно выторфованной площади (рис. 3.18).

При выработке придонных слоев торфяной залежи минимальная глубина картовых каналов 1,0 м.

Рис.3.18. Схема укладки

минерального грунта при

прокладке картового канала

на мелкозалежных участках:

1 – картовый канал; 2 – торфяная

залежь; 3 – кавальер из минераль-

ного грунта; 4 – придонный защит-

ный слой торфа; 5 – минеральный

грунт

Оградительные каналы (нагорные и ловчие), как правило, проектируются вдоль тех границ осушаемой территории, со стороны которых могут поступать поверхностные или грунтовые воды. Трассы ловчих каналов располагаются в зоне выклинивания или наиболее высокого стояния грунтовых вод. Сброс воды из нагорных и ловчих каналов осуществляется, как правило, непосредственно в водоприемник, минуя осушительную сеть.

Нагорные каналы проектируются по границам осушаемой площади с учетом рельефа местности так, чтобы полученный при этом профиль не имел резких изгибов. По условиям рельефа прилегающих к торфяному месторождению суходолов нагорные каналы могут оконтуривать осушаемую площадь полностью или частично, но во всех случаях они должны впадать непосредственно в водоприемник вне границ участка, предназначенного к осушению, минуя осушительную сеть.

На рисунке 3.19 показана схема ограждения осушаемого участка болота нагорными каналами.

Рис. 3.19. Схема расположения нагорных каналов

1 – нагорные каналы; 2 – магистральный канал; 3 – водораздельная линия; 4 – граница торфяного месторождения.

Трассы оградительных каналов должны быть плавными, без резких поворотов, сопряжение с водоприемниками должно быть под углом 45 – 60°. Эксплуатационная глубина оградительных каналов должна быть не менее 0,8 – 1,0 м.

Для уменьшения объемов земляных работ возможно применение нагорных каналов сложного поперечного сечения, пропускающих максимальные расчетные расходы не только в выемке, но и по окрайке торфяного месторождения между кавальером и прилегающим к каналу суходолу (рис.3.20) [9]. Грунт, вынутый при устройстве нагорных каналов, должен складываться с низовой стороны, т.е. со стороны осушаемой площади.

Рис. 3.20. Схема нагорного канала сложного поперечного сечения

Ловчие каналы приводятся нормально к направлению движения грунтовых вод. Наиболее простой случай перехватывания грунтовых вод может быть тогда, когда водоносный слой у подошвы склона неглубок и легко может быть прорезан до водоупора ловчим каналом (рис. 3.21а). В этом случае ловчий канал практически не отличается от нагорного. обеспечивая ликвидацию вредного влияния грунтовых вод на обводнение торфяной залежи.

а б

выклинивание

грунтовых вод

водонепроницаемый водонепроницаемый пласт

пласт

водоносный водоносный

горизонт горизонт

Рис. 3.21. Схема расположения ловчих каналов

При большой мощности водоносного горизонта ловчий канал лишь перехватывает часть грунтового потока, почти не снижая его напора (рис. 3.21б) (висячий ловчий канал). В таких случаях лучше всего применять комбинированный дренаж. Комбинированный дренаж представляет собой сочетание обычного открытого ловчего канала с разгрузочными скважинами. Такие скважины, будучи расположенными через 25 – 50 м друг от друга, и работая на самоизлив, перехватывают грунтовый поток и тем самым снижают пьезометрический напор грунтовых вод [6,9].

Рис. 3.22. Поперечное сечение ловчего канала (комбинированный

дренаж): 1- слабоводопроницаемый грунт (глина, суглинок, торф); 2 – берма канала; 3 – дно канала; 4 – самоизливающаяся скважина; 5– водоносный слой; 6 – водоупор; 7 – направление грунтового потока.