Строительство дамбы при добыче полезных ископаемых
ТАСС-ДОСЬЕ. 19 октября 2019 года близ поселка Щетинкино (Курагинский район Красноярского края) на реке Сейба прорвало каскад дамб на золотодобывающем прииске. В результате ЧП, по последним данным, 17 человек погибли, трое числятся пропавшими без вести.
ТАСС рассказывает о том, что такое дамба и как она устроена.
Дамба – гидротехническое сооружение в виде грунтовой насыпи или вала (аналогично грунтовой плотине). В отличие от плотины, возводимой на реке для удержания воды с одной стороны на более высоком уровне, чем с другой (так называемый подпор), основная функция дамбы – оградительная. Дамбы размещаются вдоль границы защищаемой территории или акватории. Обычно выполняются из местных материалов (грунт, камни), однако при строительстве также могут использоваться бетонные блоки, железобетонные сваи и другое. Временные дамбы сооружаются из мешков с песком.
Дамбы могут быть незатопляемыми и затопляемыми, глухими или оборудованными судо- и водопропускными сооружениями (шлюзами, трубами).
Термин “дамба” происходит от голландского dam (“дам”). Названия ряда нидерландских городов включают в себя это слово. Например, Амстердам дословно переводится как “дамба на реке Амстел”, Роттердам – “дамба на реке Ротте”.
Крупнейшей дамбой в РФ является комплекс защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений, возведенный в 1981-2011 годах. Он состоит из 11 каменно-земляных защитных дамб общей протяженностью 25,4 км и шириной в основании до 80 м. По дамбам проходит шестиполосная автомагистраль – западный сегмент петербургской Кольцевой автомобильной дороги. По оценкам Минрегионразвития РФ, 29 октября 2016 года закрытием створок судопропускных сооружений комплекса удалось предотвратить катастрофическое наводнение высотой до 2,6 м, ущерб от которого мог составить 19,2 млрд рублей.
Классификация дамб
По своему устройству дамбы делятся на напорные и безнапорные.
Напорные дамбы предназначены для противостояния напору воды. К ним применяются те же требования водонепроницаемости, прочности и устойчивости, что и к плотинам. Такие дамбы делятся на:
– дамбы обвалования – служат для защиты речных и морских прибрежных низменностей от затопления паводками, приливами, ветровыми нагонами и др.;
– защитные дамбы – для защиты акватории портов, шлюзовых каналов и других сооружений от волн, наносов, ледохода и др.;
– сопрягающие дамбы – требуются для сопряжения подпорных гидротехнических сооружений с берегами;
– перемычки – ограждают места строительства других гидротехнических сооружений;
– дамбы искусственных бассейнов – используются при прокладке русел каналов, а также при сооружении бассейнов электростанций различных типов, включая атомные (ГЭС, ГАЭС, ТЭС и АЭС).
Безнапорные дамбы (используются там, где нет риска высокого напора воды) подразделяются на:
– регулирующие – сооружаются для регулирования и выправления русел;
– почвозащитные – служат для уменьшения поверхностного стока и задержания грунта поймы, который сносится в результате ливневого стока;
– струенаправляющие – улучшают условия судоходства и работу водопропускных и водозаборных гидротехнических сооружений;
– транспортные – для прокладки дорог через поймы рек и заливы водохранилищ.
Дамбы комплекса защитных сооружений Санкт-Петербурга в обычное время безнапорные, но при сильных нагонах водо- и судопропускные сооружения в них закрываются, делая дамбы напорными.
Дамбы близ поселка Щетинкино
При добыче рассыпного золота распространен метод так называемого кучного выщелачивания (с орошением руды цианистым растровом), который требует наличия технологического водоема – пруда-отстойника. Он может ограждаться напорными защитными дамбами. По данным СМИ, дамбы на реке Сейбе, прорванные 19 октября 2019 года, ограждали технологический водоем такого рода. При этом, согласно сообщению Следственного комитета РФ, целью возведения дамб служил “отвод грунтовых вод”.
проектирование, монтаж и укрепление
Наша строительная компания выполняет работы по строительству дамбы с укреплением откосов металлошпунтом в Москве, Московской области и других регионах Российской Федерации.
Дамбой называется трапециевидная земляная насыпь (или бетонное сооружение) на территории водоема, функция которой – создавать барьер для свободного перемещения воды. Аналог плотины, только с упрощенной конструкцией и рассчитанный на меньшие нагрузки. Плотины чаще сооружаются из железобетона, основной материал строительства дамбы – грунт.
Виды и функции дамбы
Дамбы имеют различное назначение:
- устройство в акватории резервуара для разведения рыбы;
- строительство защитных дамб с целью коррекции водного потока и предотвращения разрушений построек лавиной воды;
- строительство гидроэлектростанций;
- противонагонные (противоволновые) дамбы – морские. Например, волнорезы. Сооружаются для защиты берега от цунами, штормовых приливов и других опасных факторов;
- строительство дамбы пруда в дачном товариществе может потребоваться для окультуривания ландшафта, сама запруда – для пожарных и других хозяйственных целей и т.д.
К сведению
В зависимости от назначения дамбы бывают напорные и безнапорные. Первые используются в качестве защитных сооружений, вторые – для коррекции русла.
По отношению к водоему дамба может быть контурной (по периметру берега) или разделительной (например, перешеек между парными прудами). Разделительные симметричны. У контурных откос, обращенный к воде, положе противоположного.
Дамба может быть искусственного и естественного происхождения. Естественные – это речные заторы из бревен, нанесенных потоком в течение времени, бобровые запруды и последствия других природных факторов.
Как мы сделали шпунтовое ограждение при строительстве временного моста в Ногинске
Искусственная дамба может состоять из различных материалов:
- грунт. Эти дамбы подразделяются в зависимости от способа сооружения на насыпные, намывные, взрывные (сформированные направленным взрывом);
- из камней или каменной кладки;
- бетонные;
- каменно-земляные.
Сооружение может быть стационарным и временным. Строительство временной дамбы требуется, например, в случае наводнения: она нужна, пока уровень воды в водоеме высокий, а в штатной ситуации будет только мешать нормальному течению.
Вы можете заказать строительство дамбы на шпунтовых сваях в нашей компании
Цена устройства, переброски сваебойной и бурильной техники – самая низкая в регионе.
Структура дамбы
Грунтовая, каменно-грунтовая дамба состоит из нескольких частей. В разрезе она выглядит так:
- основание;
- ядро;
- тело (основной массив грунта);
- каменная посыпка.
При другом способе устройства все сооружение может быть сложено однородным водопроницаемым грунтом (песок, супесь, гравий). Глины и другие породы, удерживающие влагу, в теле дамбы не используются. Из них можно сделать плотное основание для конструкции или глиняный замок.
По верхней плоскости дамбы может проходить автострада или железная дорога. В этом случае высота над водой должна быть соответствующей, чтобы полотно не затапливалось даже при самом высоком уровне воды (не меньше метра над высокой водой). Ширина зависит от ширины дороги и должна соответствовать расчетным параметрам устойчивости.
Что должен знать каждый о вибропогружателях
Для других дамб (в дачно-садовых, частных хозяйствах) достаточно полуметра над уровнем воды. Ширина гребня варьируется: в маленьком пруду – около метра. Отношение ширины подошвы к высоте сооружения – 2,5 к 1.
В высоких откосах для повышения устойчивости делаются горизонтальные ступени – бермы, с шагом 2-8 метров.
Строительство дамб и плотин с помощью металлошпунта
Грунтовые и земляные дамбы в силу своей конфигурации занимают много места, что делает проблематичным их использование в небольших водоемах. Чтобы уменьшить габариты, стенки обжимают. Форма такой дамбы отличается от классической: трапециевидная только верхняя часть, а нижние (шпунтовые) стенки – вертикальные.
С течением времени происходит размывание грунта, земляная дамба оседает вниз, «растекаясь» по дну. Чтобы этого не происходило, стенки сооружения укрепляют. Оптимальный способ укрепления – тоже шпунты: металлические, в некоторых случаях ПВХ или композитные.
Шпунтом можно «обшить» новую дамбу или усилить старую. Прочные стенки позволяют использовать насыпь в любом качестве, в том числе для сооружения железных и автодорог.
Сравните наши цены на шпунт с теми, что предлагают конкуренты и сделайте выводы!
Технология строительства дамбы
Нормативные требования к строительству дамбы:
- для сооружения следует использовать водопроницаемые грунты с высоким сопротивлением сжатию и сдвигающим нагрузкам;
- в процессе засыпки грунт тщательно уплотняется;
- откосы должны обладать статической устойчивостью и защитой от размыва и воздействия атмосферных факторов (мороза, ветра, дождя);
- фильтрация воды сквозь тело дамбы не должна снижать устойчивость;
- осадка – в пределах нормативных требований, не должна приводить к переливу воды через гребень;
- при осадке в структуре не должно возникать трещин и пустот.
Этапы строительства дамбы:
- Начало строительства дамбы – удаление верхнего гумусного донного слоя.
- Выравнивание площадки, устройство глиняной подошвы. В болотистом грунте нужно вырыть канаву, заполнить глиной, утрамбовать.
- Из глины также выполняется ядро конструкции. Высота зависит от высоты проектного подпора воды. Расстояние от гребня до вершины ядра оставляют больше глубины промерзания, чтобы избежать морозного пучения глины.
- По проектной разметке устанавливают шпунтовую стенку.
- Грунт насыпают, оставляя открытые участки для подвода водоспуска и водоподающей трубы. Насыпка осуществляется слоями по 30 см с тщательной трамбовкой каждого слоя.
- Водоподающую трубу устанавливают выше будущего зеркала воды.
Для монтажа укрепления используются металлопрофильные шпунтовые сваи (шпунты Ларсена). Каждый элемент оснащен по бокам пазогребневыми замками, с помощью которых сваи соединяются в цельную конструкцию.
Секция из нескольких шпунтов собирается на берегу, после чего переносится крановой стрелой на место погружения. Шпунты погружаются одним из способов:
- забивка копром с молотом;
- вибрационный метод (посредством вибропогружателей);
- вдавливание (на мягком грунте);
- комбинированные методы – виброударный, вибровдавливание.
Мы знаем всё о шпунтовом ограждении
Опыт работы – 10 лет. Более 270 законченных проектов. Ни одного отрицательного отзыва.
Как заказать строительство дамбы в нашей компании
Мы реализуем шпунты и устанавливаем шпунтовые ограждения по всей Российской Федерации. Выполняем все работы, начиная с нулевого цикла:
- гидрогеологические исследования, первичная оценка грунта;
- испытания свай;
- проектирование;
- монтаж и укрепление сооружения;
- при устройстве временной дамбы – демонтаж стенки по окончании использования, вывоз и выкуп шпунтов. В случае выкупа мы вернем вам до 80 % исходной стоимость материала.
Важно!
Мы выполняем все виды работ, требующих установки шпунтовых стенок:
- ограждения траншей под коммуникации, строительных котлованов;
- укрепление береговой линии и любые гидротехнические объекты – плотины, мосты, причалы;
- подземные коллекторы, ограждение свалок и т.д.
К услугам наших клиентов:
- низкие цены. Мы вам поможем вам выбрать самый экономичный вариант сотрудничества;
- качественная импортная техника и опытный персонал;
- сертификат СРО, разрешение на проведение работ на особо ответственных объектах;
- большой выбор шпунтов с различными техническими характеристиками;
- быстрые сроки.
Рассчитайте массу шпунта для своего проекта
1
Выберите шпунт
Название
Масса,
кг/м2
Ширина,
мм
Результаты
| Шпунт | – |
| Масса, кг/м2 | – |
| Ширина, мм | – |
| Длина, м | – |
| Периметр, м | – |
Масса шпунта, т
–
На странице прайса можно узнать стоимость шпунта.
Оставьте заявку на консультацию технического специалиста
Узнайте сколько вы сможете сэкономить с нами
При переработке минерального сырья на горно-обогатительных предприятиях существует высокий риск для экологической безопасности. Он обусловлен хранением и утилизацией токсичных вскрышных пород и хвостов обогащения.
Предназначенные для хранения таких отходов хвостохранилища могут стать источником загрязнения грунтовых вод, экосистем и атмосферы, разрушения близкорасположенной инфраструктуры, угрозой жизни людей.
Рисунок. 1 – Устройство армогрунтовой «Системы Террамеш»
Чаще всего, такие нештатные ситуации возникают в результате прорыва дамбы хвостохранилища или нарушения целостности защитного покрытия основания сооружения.
Рисунок. 2. Хвостохранилище Синаикоха в процессе строительства и по его окончании
Например, в 2009 году в результате перенаполнения Карамкенского хвостохранилища в Магаданской области произошёл прорыв ограждающей дамбы. Возникший селевый поток затопил посёлок. Ядовитые отходы из хвостохранилища попали в реки Хасын и Армань по берегам которых стоит множество посёлков и проживают десятки тысяч людей.
Случаются трагедии и национального масштаба, как при прорыве дамбы в Тренто в 1985 году, где число жертв среди населения достигло 268 человек.
Чтобы предотвратить загрязнения окружающей среды отходами обогащения и защитить прилегающую инфраструктуру на долгий срок, необходима эффективная изоляция продуктов переработки минерального сырья.
Изоляция отходов обогащения необходима и на период после закрытия ГОКа, когда контроль за состоянием инженерных сооружений может ослабнуть.
Габионные технологии и армогрунтовые системы позволяют с успехом решить эту проблему.
Основное отличие этих технологий от традиционных железо-бетонных заключается в укреплении удерживающих грунтовых массивов высокопрочными геоматериалами.
Строительство армогрунтовых дамб
Для строительства защитных дамб хвостохранилищ существует эффективное решение, которое основано на технологии армирования грунтовой насыпи с помощью «Системы Террамеш».
Этот вариант укрепления представляет собой модульную систему армирования грунта, используемую взамен традиционных гравитационных подпорных стен.
Модули системы располагаются слоями, причём в лицевой части устраивается габионный блок, а грунт обратной засыпки послойно армируется.
Для заполнения лицевого габионного блока и устройства обратной засыпки зачастую возможно применить местные материалы.
Рисунок 3. Защитная дамба на месторождении Подероса
Особенностью «Системы Террамеш» является возможность устройства удерживающей конструкции неограниченной высоты, что весьма важно при строительстве накопительных дамб хвостохранилищ.
Для возведения стен значительной высоты используется дополнительное армирование насыпи высокопрочными георешётками «Паралинк» и «Парагрид».
Эти материалы способны в разы увеличить несущую способность насыпи, благодаря их высоким прочностным характеристикам — до 1 350 кН/м. Армированная таким образом насыпь выдерживает тяжёлую технику вплоть до карьерных самосвалов под нагрузкой, проезжающих по гребню дамбы.
Армогрунтовая «Система Террамеш» является достаточно гибкой, так как габионные блоки лицевой части способны эффективно перераспределять напряжения внутри конструкции. Такая особенность армогрунтовой системы даёт возможность создавать как симметричные, так и асимметричные дамбы.
Дамба хвостохранилища, сооружённая с применением армогрунтовой «Системы Террамеш», показана на рисунках 2 и 3.
Значительное число случаев прорыва дамбы происходит под влиянием подвижек земной коры и деформаций грунтов в основаниях дамб, вызванных землетрясениями. Гибкая армогрунтовая система приспосабливается к относительной осадке грунта лучше, чем традиционные конструктивные решения из железобетона.
Именно поэтому армогрунтовая «Система Террамеш» является сейсмоустойчивой конструкцией. Железобетон не допускает просадок в связи с его жёсткостью в отличие от армогрунтовой системы, которая лучше воспринимает деформации. Подтверждение тому — массовое применение армогрунтовых конструкций на ГОКах на территории Перу, который является одним из самых сейсмически опасных районов Земли.
Показательным примером использования «Системы Террамеш» является устройство новой дамбы хвостохранилища на месторождение Подероса в Перу (рисунок 3).
Укрепление уже существующей дамбы
Рисунок 4. Стабилизация потенциально опасных участков бортов хвостохранилища, рудник Изкаикруз, Перу, 2005
С помощью армогрунтовых систем реализуются не только проекты новых дамб хвостохранилищ, но и осуществляется локальное укрепление участков существующих дамб. Старые хвостохранилища нередко становятся источником экологической опасности, так как они в большей степени подвержены деструктивным процессам.
В этих случаях решение может быть основано на возведении армогрунтовых структур из «Системы Террамеш», поддерживающих существующие подпорные стены.
Например, на руднике Изкаикруз в Перу были укреплены действующие, потенциально опасные участки бортов хвостохранилища, выполненные из железобетона.
Наращивание высоты дамбы
Зачастую владельцу месторождения экономически эффективнее увеличить ёмкость уже существующего хвостохранилища, чем строить новое.
Наращенный с помощью армогрунтовой технологии гребень существующей дамбы обеспечивает безаварийность её эксплуатации. На базе укреплённых бортов карьера Изкаикруз был возведён третий — удерживающий ярус «Системы Террамеш» для увеличения ёмкости хвостохранилища.
Рисунок 5. Гребень дамбы рудника Яурикоха незадолго до окончания строительства
Компания «Маккаферри» выполняла работы по наращиванию дамбы, используя «Систему Террамеш», на руднике Яурикоха в Перу в 2006-м году. По проекту была осуществлена надстройка симметричной 8-метровой насыпи, по которой свободно перемещалась тяжёлая техника (рисунок 5).
Расчёт устойчивых армогрунтовых сиситем
Для расчёта параметров устойчивости армогрунтовых насыпных дамб хвостохранилищ используется специализированный программный комплекс MacSTARS W. Программа MacSTARS W разработана для проверки устойчивости различных массивов грунта и даёт возможность проводить расчёты, используя Метод предельного Равновесия.
С помощью программы MacSTARS W можно проанализировать несколько вариантов устойчивости.
Полный расчет устойчивости. Выполняется для оценки удерживающей способности укрепления до построения конструктива подпорной конструкции.
Расчёт внутренней устойчивости. Даёт возможность построить такую модель подпорной стенки, которая является необходимой в каждом конкретном случае.
Расчёт несущей способности основания проверка на сдвиг и опрокидывание. Для проведения этих расчётов вся подпорная конструкция, или её часть рассматриваются как единый массив, состоящий из отдельных блоков.
Использование армогрунтовой конструкции «Террамеш» в проектах устройства новых, укрепления и наращивания существующих дамб хвостохранилищ является экономически эффективным, поскольку не требует больших затрат на проведение строительных работ.
Материалы для заполнения габионных конструкций и грунт обратной засыпки могут быть взяты непосредственно на объекте строительства, а устройство самой армированной насыпи требует минимума тяжелой техники.
Защита основания хвостохранилища
Надёжно изолировать грунт основания хвостохранилища возможно с помощью геосинтетических материалов.
Техническое решение в таком случае выглядит как комбинация нетканого геотекстиля «МакТекс», уложенного на спланированную поверхность, поверх которого располагается непроницаемая геомембрана Маклайн из полиэтилена высокой плотности (HDPE).
Толщина и вес нетканого геотекстиля «МакТекс» позволяет успешно использовать этот продукт в качестве защитного слоя геомембраны. Геотекстиль «МакТекс» изготавливается из высокопрочных волокон чистого полипропилена, соединенных посредством иглопробивания и термокаландрования.
Рисунок 6. Устройство непроницаемой защиты бассейна хвостохранилища
Непроницаемая геомембрана на МакЛайн производится из полиэтилена высокой плотности толщиной 2,5 мм и выполняет функцию гидроизоляции поверхности хвостохранилища.
Для сбора и отведения фильтрационных жидкостей из хвостохранилища поверх непроницаемой геомембраны «МакЛайн» укладывается дренажный геокомпозит «МакДрейн».
Геокомпозит «МакДрейн» применяется в качестве дренирующего слоя и отводит жидкую фракцию в дренажные трубки, расположенные на дне хвостохранилища.
Принципиальная схема устройства непроницаемой защиты бассейна хвостохранилища изображена на рисунке 6.
На рисунке 8 отражён пример устройства непроницаемой защиты дна хвостохранилища с использованием комплекса геосинтетических материалов на месторождении Кобрица в Перу.
Рисунок 7. Схема устройства защитной и дренажной системы хвостохранилища Тамбомайо
Аналогичное техническое решение также реализовано и на другом горнодобывающем объекте — месторождении Тамбомайо (рисунки 7 и 9).
Рисунок 8. Гидроизоляция и дренаж дна хвостохранилища. Месторождение Кобрица, Перу.
Описанные технические решения призваны обеспечить экологичное и безопасное функционирование хвостохранилищ. Использование армогрунтовой «Системы Террамеш» позволяет возводить защитные дамбы хвостохранилищ, которые отвечают всем современным требованиям к эксплуатации.
Рисунок 9. Панорамный вид хвостохранилища Тамбомайо в процессе укладки геомембраны МакЛайн
Прежде всего это долговечность и надёжность.
Такие конструкции подходят для строительства в различных геологических условиях, в частности в зонах с повышенной сейсмической активностью. В силу того, что армогрунтовые дамбы обладают достаточной гибкостью и приспосабливаются к относительной осадке грунта лучше, чем жёсткие конструктивные решения.
С помощью «Системы Террамеш» можно укреплять и наращивать уже существующие насыпи, значительно упрощая весь процесс реорганизации хвостохранилищ.
Это достигается за счёт инженерной продуманности технического решения и относительной простоты возведения конструкции на объекте добычи.
Текст: Неклюдов Д.Б., директор по развитию ООО «Габионы Маккаферри СНГ»