В.Н.Кондратьев, доктор технических наук, профессор
Т.Г.Свиридович, кандидат технических наук
РУП «Институт мелиорации» г. Минск, Беларусь
Ключевые слова: армированный травяной ковер, откос и русловая часть канала, коэффициент фильтрации полотна, полотна нетканые иглопробивные.
В статьях, опубликованных в журналах «Изобретатель» [2, 4, 7 и др. публикациях], авторами приведены основные результаты теоретических и экспериментальных исследований, разработанных технологий и средств механизации для выращивания армированной дернины на откосах или русловой части каналов с целью создания долговечной, высокоэффективной защиты от разрушительной водной эрозии как в целом всей конструкции каналов, так и отдельных локальных участков [3].
В Республике Беларусь технологии выращивания армированной дернины найдут широкое применение при ремонтах и реконструкции осушительных систем [8, 9]. При этом надо отметить, что армированная дернина отвечает общим требованиям реконструкции осушительных систем, задачей которой является [8]:
Реконструкция осушительных систем предусматривает совокупность работ и мероприятий, направленных на изменение типа и (или) основных параметров осушительной системы с целью повышения ее технического и технологического уровня на территориях, где вследствие изменения природных факторов или антропогенных воздействий в процессе эксплуатации не обеспечивается нормативный водный режим и появляются признаки вторичного заболачивания [8].
Для восстановления работоспособности открытой регулирующей и проводящей сети предусматривают очистку от наносов, при необходимости – расширение и углубление каналов, крепление откосов посевом трав, специальное крепление откосов и дна каналов в местах сосредоточенных потоков поверхностных вод, а также строительство дополнительной регулирующей и оградительной сети [8].
Изучая технический кодекс установившейся практики (ТКП), входящий в блок 3.04 «Гидротехнические и мелиоративные сооружения» [8, 9], можно сделать вывод, что появится необходимость применения технологий армирования дернины для надежной защиты элементов гидротехнических и мелиоративных сооружений от водной эрозии и других разрушений.
В современных условиях сельскохозяйственного производства важнейшей задачей является снижение себестоимости сельскохозяйственной продукции. На мелиорированных землях данная задача решается за счет выполнения комплекса прогрессивных мероприятий и разработкой новых технологий при реконструкции и эксплуатации мелиоративных систем [3].
В нашем случае возможно решение задачи, например, за счет расширения выбора ассортимента армирующего материала, усовершенствованием способов сцепления армирующего материала с грунтом, обоснованным выбором укрепляемых локальных участков при реализации технологий.
Анализ литературных источников показывает, что в последние годы определилась тенденция применения новых полимерных рулонных материалов и синтетических вяжущих для крепления откосов. В Нидерландах, Великобритании, США и Франции для защиты откосов применяют гибкие тюфяки, изготавливаемые из связанного смолами волокна и покрытые битумом c наполнителями. В ФРГ для предохранения откосов от водной эрозии используют полотнища, ленты пластика из твердого полиэтилена.
В США для облицовки внутрихозяйственных каналов применяют пленки из полиэтилена, винилов, каучуков. На магистральных каналах предпочтение отдается поливинилхлориду, который сохраняется на креп¬лениях 7-10 лет.
Во Франции применяют для крепления откосов каналов и дамб синтетическую ткань «бидим», в США, Голландии и ФРГ – нейлоново-бетонные, а в Японии — нейлоново-песчаные маты. В одном случае, оболочки из нейлоновой ткани играют роль формы для последующего бетонирования, а в другом — роль сеток, необходимых для формирования элементов крепления и предохранения материала заполнителя от выноса водой. В ФРГ коллектора крепят пластмассовой лентой с перфорацией.
В последнее время в США изготавливается биомат из специального синтетического материала с семенами трав [3, 7, 10].
В Республике Беларусь полимерные материалы широко применяют на осушительных системах. Сделаны первые успешные шаги в использовании биополотна, разработанного БелНИИМиЛ (г.Минск) и внедренного совместно с сотрудниками ОАО «БелФА» (г.Жлобин). Разрабатывается новый вид биополотна с низкорастущей растительностью [5, 6].
В 2005 году проведены исследования фильтрационных характеристик полотен нетканых иглопробивных производства ОАО «БелФА» с целью определения возможности их применения для защиты дренажа при реконструкции мелиоративных систем [10].
В процессе работы проводились лабораторные исследования и испытания образцов полотна нетканого иглопробивного марки НПЛ-400-8А; НПЛ-400-8Б; НПО-2-2-0-А2; НПО-2-2-0-Б2 [10].
В результате исследований и испытаний впервые были получены фильтрационные характеристики материалов, средние значения которых приведены в таблице 1 [10, 11].
Таблица 1. Средние фильтрационные характеристики полотен нетканых иглопробивных производства ОАО «БелФА» [10]
| Марка полотна | № ру-лона | Средние коэффициенты фильтрации, м/сут. | Степень колыма-тации,Z | |
| Кфч незакольматированного полотна |
Кф3 закольматированного полотна |
|||
| НПЛ-400-8Б | 4а | 73,9 | 40,1 | 1,84 |
| НПО-2-2-0-Б2 | 4 | 39,0 | 21,9 | 1,78 |
| НПО-2-2-0-А2 | 2 | 49,3 | 24,6 | 2,00 |
| НПЛ-400-8Б | 5а | 43,8 | 18,5 | 2,36 |
| НПЛ-400-8А | 1а | 73,7 | 40,7 | 1,81 |
В таблице 2 приведены результаты испытания образцов полотен по физико- механическим показателям [10].
Таблица 2. Испытания на разрыв образцов полотен нетканых иглопробивных про¬изводства ОАО «БелФА» на машине разрывной для испытания пластмасс 2167 Р50
| № рулона | Прочность на разрыв / удлинение | Сухой образец | Удлинение, % | Мокрый образец | Удлинение, % |
| 1 а (1) | Рпродольн, Н | 77 | 100 | ||
| ∆l, мм | 69 | 46 | 77,3 | 51,5 | |
| Рпоперечн, Н | 52 | 61 | |||
| ∆l, мм | 128 | 85 | 116 | 77,3 | |
| 2 (2) | Рпродольн, Н | 156 | 222 | ||
| ∆l, мм | 125 | 83,3 | 125 | 83,3 | |
| Рпоперечн, Н | 82 | 130 | |||
| ∆l, мм | 215 | 143,3 | 162 | 108 | |
| 4 (3) | Рпродольн, Н | 77 | 81 | ||
| ∆l , мм | 197 | 131,3 | 127 | 84,7 | |
| Рпоперечн, Н | 121 | 95 | |||
| ∆l, мм | 144 | 96,0 | 114 | 76,0 | |
| 5а (4) | Рпродольн, Н | 30 | 34 | ||
| ∆l, мм | 115 | 76,6 | 118 | 78.7 | |
| Рпоперечн, Н | 29 | 32 | |||
| ∆l, мм | 112 | 74,7 | 100 | 66,7 | |
| 4а (5) | Рпродольн, Н | 47 | 71 | ||
| ∆l, мм | 125 | 83.3 | 160 | 106,7 | |
| Рпоперечн, Н | 58 | 67 | |||
| ∆l, мм | 140 | 93,3 | 143 | 95,3 | |
|
|||||
Из таблиц 1 и 2 следует, что полученные основные показатели, а именно, средние коэффициенты фильтрации, средние кольматации и физико-механические показатели полотен нетканых иглопробивных удовлетворительные и соответствуют требованиям к защите керамических и пластмассовых дрен от механического заиления частицами грунта и увеличения притока к дренам [10, 11].
Разработан государственный стандарт Республики Беларусь, который распространен на полотно нетканое мелиоративное [12].
Полученные результаты испытаний иглопробивных полотен производства ОАО «БелФА» соответствуют требованиям этого стандарта.
Выдвинутая нами гипотеза о возможности использования полотен иглопробивных производства ОАО «БелФА» марок НПЛ-400-8А, НПО-2-2-20-А2 в качестве армирующего материала дернины была подтверждена в лабораторных условиях [3, 4, 5, 10, 13, 14].
Лабораторные исследования и опытная проверка показали, что полотна иглопробивные увеличивают устойчивость дернины от разрушений, образуют растительный покров с густой корневой системой и создают хороший эстетический внешний вид.
1. На основании результатов исследований образцов полотен нетканых иглопробивных производства ОАО «БелФА» выявлена возможность расширения выбора ассортимента армирующего материала при реализации технологий армирования дернины на откосах и русловой части каналов, откосах плотин, дамб и насыпей дорог.
2. При выборе нового армирующего полотна рекомендуем руководствоваться средними фильтрационными характеристиками и физико-механическими показателями полотен нетканых иглопробивных производства ОАО «БелФА» и в соответствии с другими требованиями СТБ 1980-2009. Полотно мелиоративное. Технические условия [12].
1. Кондратьев В.Н., Свиридович Т.Г. Обобщение результатов экспериментальных исследований укрепления откосов и русловой части армированными травяными коврами/ Мелиорация. – 2015. — №1 (73). – С.171-188.
2. Кондратьев В.Н. Результаты исследований свойств составных элементов армированных непроросших травяных ковров/ В.Н.Кондратьев, Т.Г.Свиридович// Изобретатель. – 2014. — №12 (180). – С.29-36.
3. Свиридович Т.Г. Технология укрепления русловой части каналов армированными коврами: дис.канд.техн.наук/ Т.Г.Свиридович. – Минск, 1998 – 303 с.
4. Кондратьев В.Н. Результаты теоретических и экспериментальных исследований показателей качества защитных свойств армированного дернового покрова/ В.Н.Кондратьев, Т.Г.Свиридович// Изобретатель. – 2015. — №4 (184). –С.41-46.
5. Материал для укрепления откосов земляных и водоотводящих сооружений: пат.№3747 Республики Беларусь, М Кл. 6 Е02Д17/20, Е02В3/12, заявка 970529, заяв. 09.10.1997/ В.Н.Кондратьев, В.Ф.Карловский, М.Г. Костылев, А.А.Ларченко, В.А.Степанов, патентообладатель БелНИИМиЛ.
6. Биополотно: пат.№7950 Республика Беларусь, М Е02Д17/20, А01С1/04, заявка №а20030193, заяв.04.03.2003/ Кондратьев В.Н., Райкевич Н.Г., Прокопович Н.Н., заявитель и патентообладатель РУП «БелНИИМиЛ».
7. Кондратьев В.Н., Свиридович Т.Г. К вопросу экономической эффективности применения разработанных вариантов технологий укрепления откосов и русловой части каналов армированными непроросшими травяными коврами// Изобретатель. 2015. — №11 (191). – С.31-37.
8. Реконструкция осушительных систем. Правила проектирования. ТКП 45-3.04-177-2009 (02250). – Минск: РУП «Стройтехнорм», 2010. – 54 с.
9. Ремонт мелиоративных систем. Правила проектирования. ТКП 45-3.04-176-2009 (02250). – Минск: РУП «Стройтехнорм», 2009.
10. Исследовать фильтрационные характеристики полотна нетканого иглопробивного ОАО «БелФА» и дать заключение о возможности его применения для защиты дренажа при реконструкции мелиоративных систем: отчет о НИР/ Институт мелиорации и луговодства НАН Беларуси, рук. В.Н.Кондратьев, А.И.Митрахович. — №ГР20051479. – Мн., 2005. – 23 с.
11. Климков В.Т., Митрахович А.И. Опыт и перспективы использования сельскохозяйственного дренажа // Мелиорация переувлажненных земель. – 2005. — №2(54) – С.82-85.
12. СТБ 1980-2009. Полотно нетканое мелиоративное. Технические условия. – Минск: Гос.Стандарт, 2009. – 10 с.
13. Кондратьев В.Н., Свиридович Т.Г. Теоретическое обоснование количественного состава биосмеси для изготовления армированных непроросших травяных ковров/ Мелиорация. – 2014. — №2(72). – С.89-102.
14. Временные рекомендации по укреплению откосов каналов, дамб и плотин биополотном/ В.Н.Кондратьев, Н.Г. Райкевич, Т.Г. Свиридович [и др.]. – Мн., 2001. – 24 с.