ПРОДОЛЬНОЕ СКВОЗНОЕ БЕРЕГОЗАЩИТНОЕ СООРУЖЕНИЕ Российский патент 2006 года по МПК E02B3/12 

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 и 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:

- крепление непосредственно контактирует с потоком жидкости и влекомыми наносами и поэтому может 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;

- данное техническое решение неэффективно для применения в тех случаях, когда местным строительным материалом является деревья или кустарник.

Наиболее близким техническим решением является продольное сквозное берегозащитное сооружение [2]. Недостатками данного технического решения являются:

- недостаточная эффективность работы и процесса отстаивания наносов;

- крепление в экономическом отношении не всегда является эффективным техническим решением из-за применения индустриальных железобетонных конструкций.

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

Поставленная цель достигается тем, что на защищаемом размываемом участке берега реки откапывается котлован вдоль направления течения потока на глубину, превышающую глубину размыва. В котловане сооружаются цилиндрические габионы. Цилиндрические габионы состоят из сеток, в которые заполняются камни. В качестве сетки можно использовать плетеные сетки из проволоки толщиной 4÷5 мм или шестигранную сетку с двойным кручением. Высота цилиндрических габионов рассчитывается и зависит от высоты устанавливаемых столбов и силы гидродинамического давления на них. В цилиндрических габионах, в линию друг от друга на некотором расстоянии вдоль направления движения потока реки, устанавливаются вертикальные железобетонные столбы или деревья. При установке деревьев желательно, для усиления степени закрепления их в цилиндрических габионах, корневую часть, которая будет засыпаться камнями, сохранять. Цилиндрические габионы между собой могут соединяться. Таким образом образуется искусственная сквозная преграда, которая отсекает основной поток от размываемого берега. В образованное пространство между вертикальными железобетонными столбами или деревьями затекает часть потока и сильно снижает скорость продольного течения до величины, позволяющей исключить выпадение взвешенных наносов. Эта скорость зависит от густоты установки вертикальных железобетонных столбов или деревьев и подбирается в зависимости от фракционного состава наносов реки. Так при содержании наносов преимущественно песчаных фракций необходимо проектировать скорости равными 0,2-0,3 м/с. Если фракции меньше песчаных, то и скорости должны быть меньше.

Вертикальные железобетонные столбы или деревья могут устанавливаться в две или более линий на некотором расстоянии вдоль направления движения потока реки. При такой установке значительно усиливается эффективность гашения скоростного потока реки, протекающего за продольным сквозным берегозащитным сооружением, и скорость выпадения наносов на дно.

На дне, для усиления жесткости сквозного берегозащитного сооружения, может укладываться сетка, на которую будут устанавливаться цилиндрические габионы. Сетка будет усиливать жесткость продольного сквозного берегозащитного сооружения и предотвращать выпадение камней из цилиндрических габионов.

Для усиления жесткости цилиндрических габионов верх может покрываться бетоном толщиной 7-15 см. Покрытые бетоном цилиндрические габионы имеют более жесткую конструкцию и меньше подвержены динамическим нагрузкам от воздействия потока воды.

Пространство между железобетонными стволами или деревьями и защищаемым от размыва берегом для ускорения процесса заиления может заполняться деревьями или кустарником. В результате заполнения этого пространства деревьями или кустарником сильно снижаются скорости течения потока в этом пространстве и процесс осаждения наносов сильно ускоряется. В результате такого заполнения сильно ускоряется и процесс зарастания кустарником и деревьями этого пространства после заиления.

На фиг.1 изображено план реки с продольным сквозным берегозащитным сооружением; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 с железобетонными столбами; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1 с деревьями; на фиг.4 - план реки с продольным сквозным берегозащитным сооружением, установленным в две линии; на фиг.5 - цилиндрические габионы, аксонометрия.

На реке 1 на размываемом берегу 2 установлено продольное сквозное однорядное берегозащитное сооружение 3 или двухрядное 4. Для этого на глубине, превышающей глубину размыва, заглубляются цилиндрические габионы 5, в которые вертикально установлены железобетонные столбы 6 или деревья 7. Цилиндрические габионы 7 состоят из сетки 8, заполненной камнями 9. Под цилиндрическими габионами 7 укладывается сетка 10. Для улучшения заиления пространства за вертикальными железобетонными столбами 6 или деревьям 7 и размываемым берегом 2 оно заполняется деревьями 12.

Продольное сквозное берегозащитное сооружение сооружается и работает следующим образом. На защищаемом размываемом участке 2 берега реки 1 откапывается котлован вдоль направления течения потока на глубину, превышающую глубину размыва (фиг1). В котловане сооружаются цилиндрические габионы 5. Цилиндрические габионы 5 состоят из сеток 8, в которые заполняются камни 9. В цилиндрических габионах 5, в линию друг от друга на некотором расстоянии вдоль направления движения потока реки, устанавливаются вертикальные железобетонные столбы 6 или деревья 7 (фиг.2, 3). Таким образом образуется искусственная сквозная преграда, которая отсекает основной поток от размываемого берега 2. В образованное пространство между вертикальными железобетонными столбами 6 или деревьями 7 затекает часть потока и сильно снижает скорость продольного течения до величины, позволяющей исключить выпадение взвешенных наносов. Эта скорость зависит от густоты установки вертикальных железобетонных столбов 6 или деревьев 7 и подбирается в зависимости от фракционного состава наносов реки 1. Так при содержании наносов преимущественно песчаных фракций необходимо проектировать скорости равными 0,2-0,3 м/с. Если фракции меньше песчаных, то и скорости должны быть меньше.

Вертикальные железобетонные столбы 6 или деревья 7 могут устанавливаться в две 4 или более линий на некотором расстоянии вдоль направления движения потока реки (фиг.4). При такой установке значительно усиливается эффективность гашения скоростного потока реки 1, протекающего за продольным сквозным берегозащитным сооружением 4, и скорость выпадения наносов на дно.

На дне, для усиления жесткости сквозного берегозащитного сооружения, может укладываться сетка 10 в горизонтальной плоскости, на которую будут устанавливаться цилиндрические габионы 5. Сетка 10 будет усиливать жесткость продольного сквозного берегозащитного сооружения 3 или 4 и предотвращать выпадение камней 9 из цилиндрических габионов 5.

Для усиления жесткости цилиндрических габионов 5 верх может покрываться бетоном 12 (фиг.5) толщиной 7-15 см. Покрытые бетоном 12 цилиндрические габионы 5 имеют более жесткую конструкцию и меньше подвержены динамическим нагрузкам от воздействия потока воды.

Пространство между железобетонными стволами 6 или деревьями 7 и защищаемым от размыва берегом 2 для ускорения процесса заиления может заполняться деревьями или кустарником 11(фиг.1). В результате заполнения этого пространства деревьям или кустарником 11 сильно снижаются скорости течения потока в этом пространстве и процесс осаждения наносов сильно ускоряется. В результате такого заполнения сильно ускоряется и процесс зарастания кустарником и деревьями этого пространства после заиления.

Гибкость является огромным достоинством этого сооружения, так как оно находится в воде и избежать деформаций дна и основания невозможно, а это повлечет и деформацию сооружения, что не является опасным для такого типа береговой защиты.

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 использования местного строительного материала, а также за счет уменьшения потребного его количества. При этом долговечность этих сооружений больше ранее известных аналогичных технических решений.

В экологическом отношении - это наиболее благоприятный вариант решения проблемы защиты берегов от размыва.

Источники информации

1.A.c. 1461821 СССР, МКИ Е 02 D 17/20. Устройство для крепления откоса земляного сооружения / Шкундин Б.М. и Новожилов А.П.(СССР); Заяв.04.03.87; опубл.28.02.89, Бюл.№8 (аналог).

2. Алтунина С.Т. Регулирование русел, Москва, "Сельхозгиз", 1956, с.102-103. (прототип).

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. Продольное сквозное берегозащитное сооружение состоит из стволов, укрепленных снизу в габионах, состоящих из сетки и камней. Габионы выполнены в виде цилиндрических габионов, заглубленных ниже глубины размыва, в которых вертикально установлены в одну или более линий на некотором расстоянии друг от друга вдоль направления движения потока реки стволы. Вертикальные стволы представляют собой деревья или железобетонные столбы, закрепленные камнями в цилиндрических габионах. Цилиндрические габионы прикреплены к сетке, уложенной вдоль течения потока в горизонтальной плоскости. Пространство между вертикальными стволами и берегом может быть заполнено деревьями и кустарником. Верх цилиндрических габионов может быть покрыт бетоном. Повышается эффективность и надежность защиты берегов русел рек от размыва и долговечность срока службы берегоукрепительного сооружения. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Продольное сквозное берегозащитное сооружение, состоящее из стволов, укрепленных снизу в габионах, состоящих из сетки и камней, отличающееся тем, что габионы выполнены в виде цилиндрических габионов, заглубленных ниже глубины размыва, в которых вертикально установлены в одну или более линий на некотором расстоянии друг от друга вдоль направления движения потока реки стволы. 2. Сооружение по п.1, отличающееся тем, что вертикальные стволы представляют собой деревья, корневая часть которых закреплена камнями в цилиндрических габионах.3. Сооружение по п.1, отличающееся тем, что вертикальные стволы представляют собой железобетонные столбы, один конец которых закреплен камнями в цилиндрических габионах.4. Сооружение по п.1, отличающееся тем, что цилиндрические габионы прикреплены к сетке, уложенной вдоль течения потока в горизонтальной плоскости.5. Сооружение по п.1, отличающееся тем, что пространство между вертикальными стволами и берегом заполнено деревьями и кустарником. 6. Сооружение по п.1, отличающееся тем, что верх цилиндрических габионов покрыт бетоном.