Выбор методов и способов осушения
На основании исходных данных задания и плана мелиорируемого участка земель следует проанализировать его тип водного питания, т.е. комплекс природных условий, определяющий основной источник увлажнения земель. Тип водного питания непосредственно определяет тот или иной метод осушения, а последний в свою очередь обуславливает конкретные способы осушения и конструкцию мелиоративной системы.
Метод осушения земель – это основной принцип воздействия на неблагоприятный водный режим переувлажненных земель с целью преобразования его в оптимальный для их хозяйственного использования.
Способ осушения земель – это совокупность конкретных гидротехнических, агромелиоративных и других мероприятий, ликвидирующих причины заболачивания земель и создающих в корнеобитаемом слое почвы оптимальный водно-воздушный режим. В зависимости от принятых методов осушения на одном объекте, как правило, применяются два и более способов осушения в различных сочетаниях.
Принципиально выделяют следующие основные типы водного питания: атмосферный, грунтовый, грунтово-напорный, склоновый, намывной. Однако с учетом комплекса природных условий Республики Беларусь для конкретного объекта определяют один из смешанных типов водного питания.
После тщательного изучения исходных данных и литературы [1,2,4,7,10,11] необходимо определить из числа существующих наиболее целесообразные в данном случае методы и способы осушения земель и дать их характеристику.
|
|
|
Устранение деформаций элементов системы, производство работ по устранению деформаций
Для устранения установленных в п. 1.2 деформаций системы подбираем соответствующие технологии, машины и механизмы. Производство работ на объекте необходимо начать после прохождения паводка при минимальных уровнях воды в каналах. До начала ремонтных работ должны быть решены вопросы материального снабжения, обеспечения деталями и необходимым оборудованием. Во время ремонта следует своевременно контролировать качество работ и соблюдение техники безопасности при их выполнении.
Окашивание берм и откосов каналов.
Окашивание берм каналов следует выполнять косилками АС-1, КРН-2,1 на базе МТЗ-82.1, окашивание откосов – косилкой К-78 М, КРД-1,5 и РР-41 на базе МТЗ 82.1. Расстояние между ведущими колесами трактора и бровкой канала должно составлять не менее 1,0 м.
Так как технические нормы приведены на 1 км окашивания, то важное значение для определения стоимости работ имеет количество проходов по берме или откосу канала. Расчетная схема для определения количества проходов косилки приведена на рис. 6. Технические характеристики косилок приведены в приложении 18.
|
|
|
Количество проходов при окашивании откоса определяется по формуле:
где, 
– ширина окашиваемого откоса, м;
– ширина захвата косилки за 1 проход, м.
Рис.6 – Схемы для определения количества проходов косилок для окашивания:
а) бермы канала; б) откосов канала.
Суммарная длина гона при окашивании берм каналов от травяной растительности определяется по формуле
где 
– длина канала на котором производится окашивание, км.
Количество проходов при окашивании откосов каналов зависит от длины откоса и принятой техники. При подборе машин необходимо стремится к максимальной механизации процесса и руководствоваться следующими ограничениями:
– окашивание откоса шириной менее 0,45 м необходимо выполнять вручную в виду экономической неэффективности применения механизированного способа;
– величина перекрытия предыдущего прохода косилки следующим не должна превышать 0,3 м.
Объем работ по доработке откосов канала вручную определяется по формуле
,
где, 
– ширина откоса окашиваемого вручную, м;
– длина канала на котором выполняется окашивание, м.
При окашивании откоса канала комплектом машин различных марок необходимо привести длину гона для каждой марки косилки отдельно. Суммарная длина гона при окашивании откосов каналов от травяной растительности определяется по формуле
|
|
|
где – длина канала на котором производится окашивание, км
– количество проходов машины по откосу.
Например.
Ширирна окашиваемого откоса составляет 3,5 м. Выполнить окашивание возможно по следующим вариантам:
1. Два прохода К-78 м и 0,3 м доработка вручную.
2. Два прохода КРД-1,5 и 0,5 м доработка вручную.
3. Первый проход К-78М второй – КРД-1,5, 0,4 м доработка откоса вручную.
4. Первый проход РР-41, второй – КРД-1,5, перекрытие 0,1 м.
5. Первый проход РР-41, второй – К-78М , перекрытие 0,2 м.
Наиболее оптимальным является вариант 4 так как работа выполняется механизированным способом и ширина перекрытия проходов минимальна.
Подчистка существующих каналов.
Подчистку каналов можно выполнять одноковшовыми экскаваторами или каналоочистителями. Очистку каналов производится за одну или за две проходки машины. Количество проходок машины зависит от величины наносов и параметров подчищаемого канала. Схема для очистки канала за одну проходку приведена на рис 7.
|
|
|
Для очистки каналов за одну проходку экскаватором или каналоочистителем необходимо выполнение условия.
где, 
–максимальный радиус копания экскаватора при требуемой глубине канала, м;
– расстояние от точки крепления стрелы до грани подчистки, м.
,
где, 
– расстояние между осью пяты стрелы и режущей кромкой ковша экскаватора (см. рис. 7);
– глубина канала до отметки подчистки, м;
– высота пяты стрелы экскаватора (каналоочичтителя), м.
Расстояние между осью пяты стрелы и режущей кромкой ковша на отметке стоянки определяется по формуле.
где, 
– радиус копания экскаватора, м.
Расстояние от точки крепления стрелы до границы подчистки возможно определить по формуле
– для одноковшовых экскаваторов
– для каналоочистителя ОКН
где, 
– колея экскаватора, м;
– радиус пяты стрелы экскаватора (каналоочистителя), м;
– безопасное расстояние до бровки канала (1 м), м;
– глубина канала, м;
– высота слоя заиления, м;
– ширина канала по дну, м;
– заложение откосов канала.
При подчистке каналов за две проходки машины необходимо выполнение условия
– одноковшовых экскаваторов
где, 
– ширина канала по верху, м
– для каналоочистителя
Ширина канала по верху определяется по формуле
Технические характеристики машин применяемых для очистки каналов приведены в приложении 19.
.
| а) | б) |
| | |
| в) | г) |
| | |
Рис. 7 – Схемы для определения возможности подчистки каналов:
а) – одноковшовым экскаватором за один проход; б) – каналоочистителем за один проход;
в) – одноковшовым экскаватором за 2 прохода; г) – каналоочистителем за два прохода
Разравнивание грунта.
Для разравнивания грунта вынутого при подчистке каналов на мелиоративной системе используются бульдозеры. Важным показателем при разравнивании грунта являются слой разравнивания и длина пути разравнивания. Слой разравнивания равен 0,1-0,15 м. Длина пути разравнивания зависит от слоя разравнивания и определяется по формуле
где 
– объём разравниваемого грунта на 1 п. м., м3;
– коэффициент разрыхления грунта;
– слой разравнивания грунта, м;
Схема для определения пути разравнивания приведена на рис. 8.
Рис. 8 – Схема для определения длины пути разравнивания
Объём разравниваемого грунта определяется по формуле
где, 
– коэффициент заложения откоса отвала грунта;
– высота отвала грунта, м;
– слой разравнивания грунта, м;
– коэффициент разрыхления грунта.
Коэффициент заложения откоса грунта зависит от угла естественного откоса грунта и определяется по формуле
где 
– угол естественного откоса грунта.
Высота отвала грунта вынутого при подчистке каналов
Физико-механические свойства грунтов приведены в табл. 13.
Таблица 13 – Физико-механические свойства грунтов
| № п.п. | Наименование грунта | Коэффициент разрыхления, 
| Угол естественного откоса, 
|
| 1 | Супесь | 1,14 | 36 |
| 2 | Суглинок легкий | 1,22 | 40 |
| 3 | Суглинок средний | 1,24 | 43 |
| 4 | Торф | 1,28 | 36 |
Удаление древесно-кустарниковой растительности на откосах каналов.
Сводка древесно-кустарниковой растительности является первым технологическим этапом при выполнении работ по ремонту и реконструкции мелиоративных каналов, а также может выполняться как независимый этап при выполнении уходных работ. данная рабочая операция позволяет создать необходимые условия для последующих операций.
Сводка наземной части кустарника производится вручную ранцевыми кусторезами или вырубкой топором. Сведенный кустарник укладывается в кучи на берме и вывозится к местам складирования для дальнейшей переработки на технологическую щепу.
При производстве работ по удалению ДКР необходимо конкретизировать объемы выполняемых работ. В таблице 14 приведены объемы работ при сводке и утилизации 1 га кустарниковой растительности в зависимости от его характеристик.
Таблица 14 – Объемы работ при сводке и утилизации 1 га кустарника
| Характеристика кустарника | Объем древесины, м3 | Масса древесины, т | Объем корневых остатков м3 | Масса корневых остатков, т | ||
| плотных | складометров | плотных | складометров | |||
| Густой | 26,5 | 245 | 19,88 | 9,8 | 39,2 | 7,35 |
| Средний | 14,6 | 135 | 10,95 | 5,4 | 21,6 | 4,05 |
| Редкий | 6,0 | 56 | 4,50 | 2,2 | 8,8 | 1,65 |
Корневые остатки корчуют при помощи кустодера и утилизируются путем захоронения. После проведения корчевки профиль канала необходимо восстановить путем планировки рельсовой волокушей.
Крепление откосов канала посевом трав.
При срезке откосов в процессе ремонта и реконструкции каналов, устроенных в минеральных грунтах, для роста трав и создания дернины перед посевом трав требуется нанесение на поверхность откосов слоя почвы (растительного грунта), содержащей от 2 до 4% гумуса.
Особенностью процесса залужения откосов каналов является то, что большой уклон поверхности откосов исключает возможность использования имеющихся в наличии в предприятиях мелиоративных систем почвообрабатывающих механизмов, для подготовки поверхности откосов к посеву, а также для нанесения, разравнивания на откосах растительного грунта.
В торфяных и заторфованных грунтах, содержащих большое количество органического вещества в результате осушения и внесения минеральных удобрений, процесс почвообразования происходит достаточно быстро и поэтому подсыпка растительного грунта на откосы канала перед посевом трав не требуется.
Размытие канала сосредоточенным поверхностным стоком.
В процессе ежегодного таяния снега на откосах каналов наблюдается размыв откоса сосредоточенными потоками поверхностных вод. Ликвидация данной деформации осуществляется устройством открытой водосбросной воронки. Типовая открытая водосбросная воронка расходом до 25 л/с приведена на рис. 9.
Рис. 9 – Открытая водосбросная воронка расходом до 25 л/с.
Запроектированные открытые воронки стока сводятся в ведомость устройства воронок (см. табл. 15)
Таблица 15 – Ведомость устройства открытых воронок стока
| Наименование водотока | Пикет устройства | Расчетный расход, л/с | Шифр воронки | Количество воронок при глубине канала, м | |||
| левый берег | правый берег | до 1,5 м | 1,5-2,0 м | 2,0- 2,5 м | |||
| К-1-3 | 3+45 | - | 23 | ВВ-1 | 1 | – | – |
| К-1 | 4+15 | 12+75 | 17 | ВВ-1 | – | 2 | – |
| Итого | - | - | - | - | 1 | 2 | – |
Реконструкция закрытой регулирующей сети.
Проектные решения по реконструкции закрытой сети назначаются исходя из дефектной ведомости и на основании ТКП 45-3.04-177-2009 «Реконструкция мелиоративных систем. Правила проектирования».
Реконструкция осушительных систем с закрытым дренажем в зависимости от причин их низкой эффективности должна производиться по следующим основным схемам:
1. При недостаточной водоприемной способности дрен из-за кольматации стыков труб или водоприемных отверстий, ЗФМ и достаточной водопроводящей способности следует устраивать дополнительный дрены, параллельно существующим, с мероприятиями, повышающими их осушительный эффект (устройство объемных фильтров или фильтрующих колонок).
2. При недостаточной глубине существующего коллектора следует устраивать новый коллектор параллельно существующему, на требуемой глубине, и к нему подключаются как вновь устраиваемые дрены, так и существующие. Существующие дрены, заиленные песком, следует сопрягать с новым коллектором не подключением к нему, а посредством фильтрующей засыпки, например песком с коэффициентом фильтрации не менее 5 м/сут, которая устраивается в месте пересечения на высоту не менее 0,4 м над коллектором.
3. При недостаточной водопроводящей способности коллектора или дрен из-за заиления по всей их длине песком или уплотненными железистыми отложениями следует устраивать новый дренаж. В местах пересечения с существующими участками или отдельными работоспособными дренами следует устраивать фильтрующую засыпку не менее 0,4 м в месте пересечения.
4. При местных нарушениях водоотводящей способности из-за брака при строительстве или разрушения в процессе эксплуатации при всех других удовлетворительных параметрах дренажа должно быть установлено место нарушения и устранены причины их вызванные.
5. При заилении дренажа или его заохривании рыхлыми отложениями следует предусматривать его промывку. Промывка осуществляется при заохривании коллекторных труб до 80% рыхлыми отложениями и при заилении 30% полости регулирующих дрен.
По результатам принятых проектных решений необходимо составить ведомость реконструкции закрытой сети (табл. 16).
Таблица 16 – Ведомость реконструкции закрытой сети
| № п.п. | Наименование системы | Промывка коллекторов м | Строительство нового дренажа, м | Устройство устья, шт. | |
| Коллектор | дрены | ||||
| 1 | К-21 | 120 | – | – | – |
| 2 | К-29 | - | 120 | 365 | 1 |
| 3 | К-4 | - | 96 | 420 | 1 |
| Итого: | 120 | 216 | 785 | 2 | |
Вновь проектируемые системы необходимо нанести на план мелиоративной системы с указанием наименований новых коллекторов номеров и длины дрен. Места подсоединения существующей закрытой сети к проектируемой необходимо обозначить на плане соответствующими условными обозначениями.
Строительство нового дренажа будет производится траншейным способом с применением дреноукладчиков типа ЭТЦ-203. Для нового дренажа необходимо определить объем земляных работ по засыпке траншей.
Объем земляных работ по засыпке дренажа определяется путем суммирования объемов работ по устройству дренажа и коллекторов.
Величину объема работ по строительству дрен можно определить по формуле
где, 
– ширина траншеи, м;
– средняя глубина заложения дрен, м;
– суммарная длина устраиваемого дренажа, м.
При определении объемов работ по коллекторам в формулу необходимо подставлять значения средней глубины заложения и суммарной длинны устраиваемых коллекторов.
Промывка дренажа.
Наиболее актуальным способом промывки дренажа является механический с применением дренопромывочных машин марок УПД - 120, ПДТ-125, ДП-10А. Технические характеристики дренопромывочных машин приведены в приложении 21. Промывку коллектора необходимо начинать от устья при этом дренопромывочная машина располагается на противоположном откосе канала. При промывке коллекторов необходимо учитывать его длину. В случаях когда длина коллектора превышает длину шланга дренопромывочной машины необходимо на данном месте выкопать шурф и продолжить промывку с данного места.
Количество шурфов для промывки сети определяется на каждой промываемой системы и сводится в табл. 17.
Схема промывки дренажа приведена на рис. 10.
Таблица 17 – Ведомость устройства шурфов для промывки дренажа
| № п.п | Наименование системы | Количество устраиваемых шурфов, шт. |
| Итого | ||
Рис. 10 – Схема промывки дренажа дренопромывочной машиной
Места устройства шурфов для промывки дренажа необходимо указать на плане мелиоративной системы используя соответствующие условные обозначения.
Сводка ДКР на площади объекта.
Сводку ДКР способом корчевки целесообразно производить в тех случаях, когда предварительная срезка надземной части невозможна или технически и экономически не оправдана (редкий кустарник, наличие поверхностных камней более 50 м3/га, изрытая и неровная поверхность, заросшие вырубки и т.п.).
Корчевка выполняется корчевателем-собирателем челночным способом. Схема движения корчеателя при данном способе приведена на рис. 11.
Рис. 11 – Схема работы корчевателя-собирателя челночным способом
При этом зубья корчевателя постепенно заглубляются в грунт, движением агрегата вперед куст выкорчевывается, перемещается на 10...15 м с подъемом отвала. По окончании рабочего хода зубья корчевателя выглубляют и делается резкий поворот машины в сторону, выкорчеванная масса сбрасывается с отвала с укладкой корнями вверх для лучшего подсыхания почвы. При перемещении выкорчеванного кустарника рекомендуется периодически поднимать и опускать рабочий орган, а заодно и выкорчеванную массу, что способствует лучшему отряхиванию земли с корней.
Возможна корчевка кустарника и мелколесья и в зимнее время, особенно на торфяно-болотных почвах, учитывая их меньшую промерзаемость по сравнению с минеральными грунтами. Допустимая глубина промерзания составляет 15...20 см, глубина снега – до 20 см. К тому же при зимней корчевке выносится в 3 раза меньше торфа, чем летом, так как мелкие корни при корчевке зимой обрываются.
Выкорчеванную массу оставляют на 7...15 дней для просушки, после чего сгребают в валы или кучи. Формируют кучи объемом до 200 м3, высотой 5...7 м, с площадью основания 20...30 м2. Сгребание выкорчеванного ДКР осуществляется корчевателем-собирателем. В виду мелкоконтурности и малой площади участков ДКР в курсовом проекте необходимо предусмотреть места складирования ДКР. Расположение валов и куч на участках складирования не должны препятствовать поверхностному стоку, для этого в пониженных местах делают разрывы. Кустарник подлежит переработке на щепу. Места складирования ДКР необходимо обозначить на плане мелиоративной системы.
При сгребании рекомендуется периодический подъем и опускание рабочего органа для лучшего отряхивания земли с корней. Перемещение выкорчеванной ДКР при сгребании и перетряхивании производят на расстояние 50...100 м в зависимости от высоты и густоты кустарника. Перетряхивание необходимо выполнять в сухую погоду. Схема перетряхивания куч приведена на рис 12.
Рис. 12 – Схема перетряхивания куч корчевателем-собирателем
Для определения объемов работ при погрузке и транспортировке выкорчеванного кустарники использовать данные таблицы 13.
Основные требования к качеству работ при корчевке ДКР:
– древесная растительность и пни должны быть полностью выкорчеваны и оставлены на участках для подсыхания почвы на корнях;
– при корчевке должно выноситься минимальное количество подстилающих неплодородных слоев земли;
– подкоренные ямы должны быть небольшими, чтобы их можно было легко засыпать;
Обработка мелиорируемых земель.Заключительной рабочей операцией при выполнении работ по реконструкции мелиоративной системы является вспашка и дискование земель. Вспашка и дискование выполняется на всей площади системы. Данные рабочие операции необходимо учитывать при определение стоимости реконструкции системы.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 712; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!