СЕЛЕПРОВОДЯЩИЙ КАНАЛ Российский патент 2002 года по МПК E02D17/18 E02B3/12 E02B5/02 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве селепроводящего канала.

Известно противоселевое устройство [1], содержащее лоток, установленный в селеносном русле, дно которого выполнено из свободно уложенных на его бортах балок с нанизанными на них цилиндрическими элементами. Таким образом, дно представляет собой гибкую шероховатую поверхность с обратным уклоном, что обеспечивает гашение энергии потока. Недостатком данного технического решения является то, что такое противоселевое устройство очень трудно соорудить в широких и длинных лотках, для обеспечения надежности и устойчивости его работы требуются значительные материальные затраты, то есть оно из себя представляет достаточно сложный и ненадежный в работе механизм.

Относительно близким техническим решением является гидротехнический канал [2] , содержащий лоток полигонального сечения с симметричными откосами - двумя боковыми с заложениями 0,4-1,5 и двумя донными с заложениями 2,5-6,0. Однако использовать данное техническое решение в качестве селепроводящего лотка невозможно без мощного крепления и надежной облицовки его сечения в случае, когда трасса канала проходит по нескальному основанию. А устройство высокопрочного сплошного железобетонного крепления откосов канала обойдется очень дорого. Кроме того, жесткое железобетонное крепление при высоких гидродинамических и вибрирующих нагрузках мощного селевого потока не выдержит без устройства гибких деформационных швов. А это в свою очередь приводит к еще большему удорожанию строительства канала.

Цель изобретения - повышение эффективности работы селепроводящего канала и снижение материальных затрат на его крепление.

Поставленная цель достигается тем, что откосы полигонального канала укрепляются комбинированной облицовкой, состоящей из гибких железобетонных ростверок, бутобетонных или армобутовых кладок. Железобетонные ростверки расположены поперек сечения лотка по линии боковых и донных откосов на определенном расстоянии друг от друга. Ростверки состоят из рядов призматических железобетонных блоков, заанкерованных к основанию и соединенных между собой тросами. Боковые откосы в промежутках между железобетонными ростверками укреплены бутобетонной или армобутовой кладкой. Основную нагрузку селевого потока будут воспринимать железобетонные ростверки, для этого они устроены так, чтобы верхние грани их выходили на 30-40 см выше уровня боковых креплений и донных откосов. При этом верховые грани железобетонных блоков ориентированы против направления селевого потока с углом наклона грани к линии направления дна русла на 30-40^o.

На фиг. 1. изображено поперечное сечение 1-1 селепроводящего канала по оси железобетонной ростверки; на фиг.2 - план селепроводящего канала; на фиг. 3 - поперечное сечение канала 2-2 по бутовой кладке крепления; на фиг.4 - продольное сечение 3-3 по оси канала; на фиг.5 - продольное сечение 4-4 по креплению бокового откоса.

Селепроводящий канал содержит лоток полигонального сечения с симметричными откосами - двумя боковыми 1 и двумя донными 2, укрепленными комбинированной облицовкой. Выполнена облицовка из гибких железобетонных ростверок 3 и бутовых креплений 4. Ростверки 3 расположены поперек сечения канала на определенном расстоянии друг от друга, состоят из ряда призматических железобетонных блоков 5, которые прикреплены к основанию анкерами 6 и соединены между собой тросами 7. Железобетонные блоки 5 ростверков 3 выступают на 30-40 см выше уровня бутового крепления 4 и донных откосов 2. Выступающие части 8 железобетонных блоков 5 с напорной стороны выполнены с наклоном грани 9 против направления селевого потока под углом 30-40^o.

Селепроводящий канал строится следующим образом:
В селеносном русле разрабатывается канал полигонального сечения с симметричными откосами 1 и 2. В необходимых местах устраиваются траншеи под железобетонные ростверки 3, устанавливаются и замоноличиваются анкера 6, строятся из монолитного бетона - блоки 5 с армированием и установкой гибких связей между собой и тросов 7. Выступающие части 8 и 9 железобетонных блоков 5 выполняются из высокопрочного абразивно-устойчивого железобетона. После чего выполняется крепление из бутовой кладки 4, для этого используются камни средние размеров 30-50 см. При укладке камни армируются и укрепляются арматурной проволокой и сеткой. Бутовая кладка 4 может быть выполнена и с добавлением цементного раствора или бетона. Степень армирования кладки или устройства бутобетонной кладки и ее толщина определяются в зависимости от действующих нагрузок селевого потока. При этом гибкость крепления должна быть обеспечена с помощью деформированных швов. В любом случае толщина бутовой кладки должна быть не менее 45 см.

Ширина и толщина железобетонных ростверков 3, количества анкеров 6 определяются в зависимости от возможных максимальных гидродинамических воздействий селевого потока. Донные откосы 2 между железобетонными ростверками 3 не укрепляются.

Селепроводящий канал работает следующим образом.

При прохождении сели по каналу из-за полигональной формы его поперечного сечения максимальные удельные нагрузки селевого потока сосредотачиваются по центру русла вдоль треугольного основания. При этом наибольшие гидродинамические и абразивные воздействия сели воспринимают выступающие части 8 и 9 железобетонных ростверков. Наклонная плоская верховая грань 9 позволяет снизить силу продольного давления потока на ростверки 3, прижимая их ко дну. В связи с этим и из-за гибкости конструкции железобетонные блоки 5, расположенные в основании донных откосов 2, под воздействием потока сели получают небольшие перемещения в горизонтальном направлении, происходит натяжение тросов 7 и анкеров 6. А блоки 5, расположенные на боковых откосах 1, действующие на них нагрузки передают боковым креплениям 4 и получают относительно меньшие перемещения. Бутовые крепления из-за гибкости их конструкции и расположения их на боковых откосах 1 между железобетонными ростверками 3 ниже уровня воспринимают относительно меньшие нагрузки и работают в основном на сжатие. Таким образом, избыточная энергия селевого потока рассредоточивается по всему сечению с равномерным гашением ее по длине. Канал работает относительно равномерно и свободно, обеспечивает пропуск селевого потока без заметных деформаций в его облицовке.

Сильным деформациям будут подвергаться неукрепленные части донных откосов 2 по центру между ростверками 3, здесь в начале может размыть русло ниже линии дна глубиной до 1-1,5 м. При этом между ростверками по дну возникают застойные зоны с резким падением продольной скорости. В результате размывы прекращаются и начинают эти участки работать на заиление, пока полностью не заполняются образовавшиеся ямы размыва. После чего участки дна русла посередине между ростверками 3 обратно начинают размываться, таким образом, эти участки периодически будут то размываться, то заиляться. А эти деформации не опасны для ростверков 3 и креплений 4 боковых откосов 1. Из-за треугольной формы основания канала размывы происходят по центру русла между ростверками 3. Сами же прочно укрепленные железобетонные ростверки 3 не дают распространяться размывам русла и всегда будут сохранять форму его сечения. Для этого расстояние между ростверками 3 должно быть не более устойчивой ширины русла В, L≤B.

Для условий горных рек рекомендуется принимать L=20-30 м. Данный селепроводящий канал предназначен для безопасного пропуска сели на горных и предгорных урбанизированных участках рек, где возможны сходы селевых потоков с расходами Q≥100 м³/с.

Селепроводящий канал с комбинированной облицовкой обеспечивает надежную защиту прибрежным зонам рек, где могут быть расположены населенные пункты, промышленные и сельскохозяйственные угодья, дороги и прочие, от размыва и затопления селевыми потоками.

Источники информации
[1] а. с. SU 1645357 А1, Противоселевое устройство; Е 02 В 8/06; бюл. изобр. 16 от 30.04.1991г.

[2] а.с. SU 1640271 А1, Гидротехнический канал; Е 02 В 5/00; бюл. изобр. 13 от 07.04.1991г.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве селепроводящего канала. Селепроводящий канал содержит лоток полигонального поперечного сечения с симметричными откосами - двумя боковыми и двумя донными. Новым является то, что лоток укреплен комбинированной облицовкой, состоящей из гибких железобетонных ростверков и бутовых креплений с толщиной бутовой кладки не менее 45 см, причем железобетонные ростверки расположены поперек сечения лотка по линии боковых и донных откосов на расстоянии друг от друга и состоят из рядов железобетонных призматических блоков, заанкеренных к основанию, соединенных между собой тросами и выступающих выше уровня бутового крепления и донных откосов на 30-40 см, при этом выступающие части железобетонных блоков с напорной стороны выполнены с наклоном грани и ориентированы напротив направления селевого потока под углом 30-40^o. Технический результат изобретения состоит в повышении эффективности работы селепроводящего канала и в снижении материальных затрат на его крепление. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Селепроводящий канал, содержащий лоток полигонального поперечного сечения с симметричными откосами - двумя боковыми и двумя донными, отличающийся тем, что лоток укреплен комбинированной облицовкой, состоящей из гибких железобетонных ростверков и бутовых креплений с толщиной бутовой кладки не менее 45 см, причем железобетонные ростверки расположены поперек сечения лотка по линии боковых и донных откосов на расстоянии друг от друга и состоят из рядов железобетонных призматических блоков, заанкеренных к основанию, соединенных между собой тросами и выступающих выше уровня бутового крепления и донных откосов на 30-40 см, при этом выступающие части железобетонных блоков с напорной стороны выполнены с наклоном грани и ориентированы против направления селевого потока под углом 30-40^o. 2. Селепроводящий канал по п.1, отличающийся тем, что боковые откосы в промежутках между железобетонными ростверками укреплены бутобетонной или армобутовой кладкой. 3. Селепроводящий канал по п.1, отличающийся тем, что расстояние L между железобетонными ростверками (м) не превышает устойчивой ширины В русла (м), причем L=20-30 м.