Надёжность и долговечность каналов зависит от крепления откосов и дна. Для крепления откосов каналов применяют следующие материалы: хворост, доски, камень, гравий, дерн, бетонные и железобетонные плиты, лотки.
В настоящее время откосы каналов крепят засевом многолетних трав. Такие работы необходимо применять после создания выемки канала. Неукреплённые оросительные каналы за быстрое время подвергаются деформациям (вымываются частицы грунта из дна и подошвы откосов, оползают откосы оросительных каналов). Предотвращение этих деформаций требует дополнительных затрат. Именно поэтому, стоит укреплять откосы каналов, во избежание затрат на их устранение.
Устройство креплений на каналах является очень трудоёмкой работой, но зато они быстро окупаются, так как предотвращают деформации каналов и увеличивают тем самым их устойчивость и долговечность. Для крепления откосов канала применяют в основном материалы, которые располагаются на месте строительства (дрен, хворост, почвогрунт). Реже применяются бетонные и железобетонные изделия, так как не всегда есть база на месте строительства для изготовления материала. Стоимость работ по укреплению каналов с применением местного материала отличается сильно дешевизной по сравнению с бетонными и железобетонными плитами.
Оросительные каналы – это каналы в земляном русле. Для его непрерывной и надёжной работы необходимо учитывать скорость потока воды, уклон, количество воды подаваемое в оросительный канал.
Основные факторы, которые вызывают разрушение дна и откосов канала:
- сток поверхностных и грунтовых вод;
- действие льда.
Для оросительных каналов движение льда не является фактором разрушения и деформации, так как период работы обычно с апреля по октябрь. В холодное время года работа канала приостановлено.
Грунтовые воды оказывают негативное воздействие на откосы каналов в том случае если выходят выше уровня воды в канале, который расположен в глубокой выемке. В каналах которые расположены в насыпи происходит фильтрация воды из самого канала в грунт. Действие грунтовых вод и положение кривой фильтрации зависит напрямую от уровня воды в канале, большей мере это воздействие проявляется при высоком уровне. При таком переливе грунт насыщается водой, теряет свою устойчивость и может сползти по откосу. Именно для этого покрывают откос дерном, посевом трав, устраивают кюветы, дренирование, исключают явления насыщения грунта водой.
Крепление откосов разделяют на облегченное подводное, наводное и основное
Рис. 1. Схема к определению границ крепления откосов
1 – облегченное подводное; 2 – основное крепление; 3 – облегченное надводное
Восприятие силового воздействия к конструктивному устройству крепления откосов разделяют на тяжёлые, лёгкие и особые.
1)тяжёлые сопротивляются воздействию льда. К таким креплениям относят: каменное, бетонное, асфальтовое, асфальтобетонное и др.
2) особые сопротивляются волновым воздействиям, такой тип очень тяжел при строительстве и является дорогостоящим.
3) легкие препятствуют воздействию судовых волн, за счёт создания на откосе дополнительных сопротивлений (быстрого перемешивания масс воды и гашения энергии волн). Основное достоинство таких креплений – это низкая стоимость, по сравнению с предыдущими, основной недостаток – недолговечность.
Крепления откосов приходят в негодность и теряют свою стойкость со временем, чему служат вышеперечисленные причины. Наиболее эффективными инженерными мероприятиями, направленными на предотвращение деформации откосов канала. Для укрепление откосов, способных уменьшить воздействие люда, не причиняя повреждения откосам, устраиваются следующие мероприятия:
1) Крепление дна и нижней части откосов бетонными плитами, а верхней части засевом многолетних трав. Это помогает предотвратить сползание креплений и самого откоса к дну канала. Мероприятие применяется в том случае когда вода выходит за пределы откосов или же переливается через него. Многолетние травы помогают уменьшить количество воды в грунте, куда крепиться откос.
2) Перспективной технологией крепления откосов каналов, является крепление матрасами Рено. В основу такой технологи входит сетка двойного кручения. Двойное кручение предотвращает раскручивание сетки, которое может иметь место в сетках с простым кручением в том случае, когда происходит случайный разрыв проволоки.
3) Каналы бетонные и железобетонные необходимо соединять непрерывной арматурой, так как крепления являются чувствительными к неравномерным осадкам, что приводит к образованию трещин.
4) Георешетка - универсальный материал, который используется для укрепления разнообразных строительных сооружений. Не менее популярна георешетка во время укрепления откосов.
Георешётки применяются для укрепления откосов оросительных каналов. Такие решётки являются геосинтетиком и предстает собой двух- или трехмерной структурой сот. Для создания такой решётки используют полосы полотен из полиэфира и ленты полиэтилена. Эти ленты соединяются при помощи высокопрочных сварных швов. Такие решётки являются надежной защитой склонов, откосов и грунта от осыпания или разрушения. Георешетка является одним из самых долговечных материалов армирующего назначения, а срок использования георешетки превышает сто лет. Так же она устойчива перед гидролизом, бензином, кислотами, щелочными растворами, дизельными топливом. Георешетка - универсальный материал, который имеет такие преимущества:
1. устойчива перед коррозией. Именно это качество увеличивает срок эксплуатации материала;
2. использование такого материала очень экономично, так как способна выполнять свои функции более пятидесяти, а в некоторых случаях и ста лет, поэтому не требует обновления и вложения дополнительных средств в укрепления откосов канала;
3. георешётки способны выдерживать большие нагрузки, т.е. обладают высокой несущей способностью;
4. в процессе эксплуатации этот материал не деформируется, а это в свою очередь очень важно при обустройстве откосов;
Таким образом, для укрепления откосов оросительного канала наиболее широко применяются не только бетонные плиты и арматуры, но и решётки, которые располагают на склонах канала. В настоящее время также применяется засев многолетних трав.