КОМБИНИРОВАННОЕ КРЕПЛЕНИЕ ОТКОСОВ Российский патент 2003 года по МПК E02D17/20 

Изобретение относится к гидротехническому и мелиоративному строительству и может быть использовано в качестве берегоукрепительных конструкций в размываемых руслах рек, каналов, откосов дамб, предназначенных для самых различных назначений, и других сооружениях.

Известно устройство крепления откоса земляного сооружения [1], содержащее уложенное на откосы синтетическое фильтровое покрытие, удерживающие элементы и слой каменной наброски. Удерживающие элементы выполнены в виде ригелей, стоек с шарнирами, канатов, сетки и ограничителей. Каменная наброска выполнена в виде гравия. Нижние концы стоек шарнирно присоединены к ригелю, а их верхние концы к канату. На канате присоединена сетка. Один из концов каната прикреплен к ригелю, а другие их свободные концы натянуты за счет приложения усилия, стойки и ригеля соединены К-ограничителями. Между покрытием и сеткой уложен слой каменной наброски. Слой гравия защищает покрытие от динамического волнового воздействия. В свою очередь он надежно защищен сеткой, удерживаемой в заданном положении канатами. Недостатком данного технического решения является то, что:
- крепления непосредственно контактируют с потоком жидкости и влекомыми наносами и поэтому могут подвергаться быстрому истиранию и разрушению в короткие сроки;
- конструкция представляет из себя достаточно сложное техническое решение, что делает ее ненадежной в работе и дорогой по стоимости;
- эффективность применения крепления значительно снижается в случае, когда в реке или канале имеют место большие колебания уровня воды, колебания скорости и расхода потока.

Наиболее близким техническим решением является устройство для крепления откосов русел рек или каналов габионами [2], состоящее из металлической сетчатой оболочки и заполнителя в виде активного металлургического шлака. Недостатками данного технического решения являются:
- форма каркаса габиона является изменяемой и может деформироваться в процессе эксплуатации и при этом приводить к разрушению крепления в целом;
- долговечность конструкции крепления, состоящей из таких габионов, является малой из-за разрушения крепления, вызванного коррозией и истиранием сетки, непосредственно контактирующей с наносами без защитного слоя;
- крепление в экономическом отношении является дорогостоящим техническим решением.

Цель изобретения - повышение эффективности и надежности защиты берегов русел рек и каналов от размыва и долговечности срока службы берегоукрепительного сооружения.

Поставленная цель достигается тем, что комбинированное крепление откосов, содержащее сетку и камни, согласно изобретению состоит из поперечных и продольных полуцилиндрических габионов, закрепленных на сплошном сетчатом ковре с решетчатым взаимным расположением, при этом внутреннее пространство габионов заполнено каменным мощением с каменной наброской вверху, причем крепление опирается на габионный цилиндрический зуб, к которому спереди примыкает гибкий габионовый фартук, образуя с габионным цилиндрическим зубом устойчивую на сдвиг Г-образную форму поперечного сечения, при этом гибкий габионный фартук состоит из сплошных полуцилиндрический габионов с продольным расположением гребня по отношению к оси водотока, закрепленных на сплошном сетчатом ковре с заполнением пространства между полуцилиндрическими габионами каменной наброской или бетоном с устройством конструктивно-деформационных швов по гребню габионов.

Поперечные полуцилиндрические габионы могут иметь раскосную схему установки на сплошном сетчатом ковре в плане и образуют неизменяемые жесткие треугольные формы.

Изобретение поясняется граически, где:
- на фиг.1 изображено поперечное сечение дамбы реки или канала с комбинированным креплением откоса;
- на фиг.2 - комбинированное крепление откоса дамбы русла реки или канала с решетчатой схемой взаимного расположения поперечных и продольных полуцилиндрических габионов, вид сверху;
- на фиг.3 - комбинированное крепление откоса дамбы русла реки или канала с раскосной схемой взаимного расположения поперечных полуцилиндрических габионов, вид сверху;
- на фиг.4 - разрез 1-1 на фиг.2;
- на фиг. 5 - узел А на фиг.1 с гравийной засыпкой пространства между полуцилиндрическим габионами;
- на фиг.6 - узел А на фиг.1 с бетонированием пространства между полуцилиндрическими габионами;
- на фиг.7 - узел В на фиг.1.

У дамбы 1 на верховом откосе 2 предусмотрено комбинированное крепление 3. Комбинированное крепление 3 откосов 2 содержит сетку и камни, причем крепление 3 состоит их поперечных 5 и продольных 4 полуцилиндрических габионов, закрепленных на сплошном сетчатом ковре 9 с решетчатым взаимным расположением, при этом внутреннее пространство габионов заполнено каменным мощением с каменной наброской 13 вверху, причем крепление опирается на габионный цилиндрический зуб 14, к которому спереди примыкает гибкий габионный фартук 17, образуя с габионным цилиндрическим зубом 14 устойчитую на сдвиг Г-образную форму поперечного сечения. Гибкий габионный фартук 17 состоит из сплошных полуцилиндрических габионов 18 с продольным расположением гребня по отношению к оси водотока, закрепленных на сплошном сетчатом ковре 9 с заполнением пространства между полуцилиндрическими габионами каменной наброской 19 или бетоном 20 с устройством конструктивно-деформационных швов 21 по гребню габионов 18. При этом поперечные 5 полуцилиндрические габионы имеют раскосую 6 схему установки на сплошном сетчатом ковре 9 в плане и образуют неизменяемые жесткие треугольные формы.

Комбинированное крепление откосов монтируется и работвет следующим образом.

На подготовленное основание дна и верхнего откоса 2 дамбы 1 укладывается сплошное ковровое сетчатом покрытие 9 на подготовленное основание 11. На сплошном ковровом сетчатом покрытии 9 устраиваются поперечные 5 или наклонные 6 и продольные 4 полуцилиндрические габионы, жестко закрепленные к нему креплениями 10 и образующие в плане ячейки прямоугольной или треугольной формы. Полуцилиндрические габионы 4, 5 и 6 состоят из сетки 7 плотно заполненные камнем 8. Внутри ячеек укладывается сплошной слой камней, образующих каменное мощение 12 и занимающих полностью или частично по высоте эту ячейку. Выложенный внутри сплошной слой камней 12 придает креплению 3 повышенную конструктивную жесткость и устойчивость деформативным изменениям. Если каменное мощение 12 не полностью закрывает по высоте ячейки, то верхняя часть присыпается каменной наброской 13, размеры камней которых зависят от величины скорости движения воды. Жесткость крепления 3 повышается в случае, когда поперечные полуцилиндрические габионы 6 имеют раскосную систему установки, так как при этом образуются неизменяемые треугольные системы, взаимосвязанные между собой. Комбинированное габионное крепление 3 внизу упирается на габионный цилиндрический зуб 14, который является упорным элементом и значительно повышает устойчивость крепления против возможных сползаний с откоса. Габионный зуб 14 состоит из камней 15, обернутых сеткой 16.

Спереди по дну предусмотрен гибкий габионный фартук 17, примыкающий к зубу 14. Гибкий фартук 17 представляет из себя сплошное ковровое сетчатое покрытие, на котором жестко закреплены полуцилиндрические габионы 18, своей осью ориентированные вдоль направления движения потока. Такая ориентация повышает эксплуатационную надежность работы фартука 17, так как в поперечном направлении гибкость и способность изменять свою форму, не нарушая конструктивной целостности, у него выше. Эти достоинства необходимы при подмывах гибкого фартука 17, так как он при этом начинает опускаться вниз, предотвращая подмывы крепления откоса 3. Концы сетки 16 закрепляются к гибкому габионному фартуку 17, образуя вместе с ним Г-образную форму поперечного сечения, что усиливает устойчивость на сдвиг этой системы. Пространство между полуцилиндрическими габионами 18 заполняется гравийной засыпкой 19 или бетонируется 20 в случае, если есть опасность истирания сетки от влекомых потоком наносов. При этом по гребню полуцилиндрических габионов 18 предусматриваются конструктивно-деформационные швы 21, делающие конструкцию фартука 17 гибкой и изменяемой при подмывах.

Гибкость конструкции является огромным достоинством этого сооружения, так как оно находится в воде и избежать возможных деформаций дна и основания невозможно, а это повлечет к деформациям сооружения, что не является опасным для такого типа крепления. Габионы разрушенные легко монтировать в процессе эксплуатации. Предлагаемое техническое решение имеет ряд достоинств перед другими ранее известными. В предлагаемом техническом решении можно использовать местный строительный материал, который является наиболее дешевым и доступным.

Предлагаемое техническое решение дешевле известных аналогичных из-за экономии бетона, а также надежной защиты от истирания сетки в процессе эксплуатации. При этом долговечность этих сооружений больше ранее известных аналогичных технических решений.

Источники информации
1. А.c. 1461821 СССР, МКИ Е 02 D 17/20. Устройство для крепления откоса земляного сооружения / Шкундин Б. М. и Новожилов А. П. (СССР); Заявл. 04.03.87; опубл. 28.02.89, Бюл. 8.

2. А.с. 1141143 СССР, МКИ Е 02 В 3/12. Габион/ Саратов И.Е, Свиренко Л. П. и Шерков И.А. (СССР); Заявл. 14.09.83; опубл. 23.02.85, Бюл. 7.

Изобретение относится к гидротехническому и мелиоративному строительству и может быть использовано в качестве берегоукрепительных конструкций в размываемых руслах рек, каналов, откосов дамб, предназначенных для самых различных назначений, и других сооружениях. Новым в комбинированном креплении откосов, содержащем сетку и камни, является то, что крепление состоит из поперечных и продольных полуцилиндрических габионов, закрепленных на сплошном сетчатом ковре с решетчатым взаимным расположением, при этом внутреннее пространство габионов заполнено каменным мощением с каменной наброской вверху, причем крепление опирается на габионный цилиндрический зуб, к которому спереди примыкает гибкий габионный фартук, образуя с габионным цилиндрическим зубом устойчивую на сдвиг Г-образную форму поперечного сечения, при этом гибкий габионный фартук состоит из сплошных полуцилиндрических габионов с продольным расположением гребня по отношению к оси водотока, закрепленных на сплошном сетчатом ковре с заполнением пространства между полуцилиндрическими габионами каменной наброской или бетоном с устройством конструктивно-деформационных швов по гребню габионов. Технический результат изобретения состоит в повышении эффективности и надежности защиты берегов русел рек и каналов от размыва и долговечности срока службы берегоукрепительного сооружения. 1 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Комбинированное крепление откосов, содержащее сетку и камни, отличающееся тем, что крепление состоит из поперечных и продольных полуцилиндрических габионов, закрепленных на сплошном сетчатом ковре с решетчатым взаимным расположением, при этом внутреннее пространство габионов заполнено каменным мощением с каменной наброской вверху, причем крепление опирается на габионный цилиндрический зуб, к которому спереди примыкает гибкий габионный фартук, образуя с габионным цилиндрическим зубом устойчивую на сдвиг Г-образную форму поперечного сечения, при этом гибкий габионный фартук состоит из сплошных полуцилиндрических габионов с продольным расположением гребня по отношению к оси водотока, закрепленных на сплошном сетчатом ковре с заполнением пространства между полуцилиндрическими габионами каменной наброской или бетоном с устройством конструктивно-деформационных швов по гребню габионов. 2. Комбинированное крепление откосов по п. 1, отличающееся тем, что поперечные полуцилиндрические габионы имеют раскосную схему установки на сплошном сетчатом ковре в плане и образуют неизменяемые жесткие треугольные формы.