ПОПЕРЕЧНОЕ 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 не эффективно для применения в тех случаях, когда местным строительным материалом является деревья или кустарник.

Наиболее близким техническим решением являются сквозное берегозащитное сооружение [2].

Недостатками данного технического решения являются:

- сложность формы элементов;

- недостаточно прочное основание;

- 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 поперек направления течения потока на глубину, превышающую глубину размыва. В котловане сооружаются цилиндрические габионы. Цилиндрические габионы состоят из сеток, которые заполняются камнями. 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 поперек 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 поперечная сквозная преграда, которая отсекает основной поток от размываемого берега. В образованное пространство между вертикальными железобетонными столбами или деревьями протекает часть потока и сильно снижает скорость продольного течения до величины, позволяющей выпадению 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.

Глубина заглубления цилиндрических габионов по мере отдаления от берега может увеличиваться, что усилит устойчивость габионов.

Вертикальные железобетонные столбы или деревья могут устанавливаться в две или более линий на некотором расстоянии поперек направления движения потока реки. При такой установке значительно усиливается эффективность гашения скоростного потока реки, протекающего за поперечным 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 поперечного сквозного берегозащитного сооружения или и предотвращать выпадению 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.

На фиг.1 изображен план реки с поперечным 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 поперечным сквозным берегозащитным сооружением, установленным в две линии; на фиг.5 - разрез А-А на фиг.1 с железобетонными столбами в цилиндрических габионах, заглубляющихся к концу шпоры, аксонометрия; на фиг.6 - цилиндрические габионы, аксонометрия.

На реке 1 на размываемом берегу 2 установлено поперечное 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. Верх цилиндрических габионов 5 может покрываться бетоном 11. Концевые габионы поперечного сквозного берегозащитного сооружения 3 или 4 по мере удаления от берега могут заглубляться.

Поперечное сквозное берегозащитное сооружение сооружается и работает следующим образом. На защищаемом размываемом участке 2 берегу реки 1 откапывается котлован поперек направления течения потока на глубину, превышающую глубину размыва (фиг.1). В котловане сооружаются цилиндрические габионы 5. Цилиндрические габионы 5 состоят из сеток 8, которые заполняются камнями 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 поперечная преграда, которая отсекает основной поток от размываемого берега 2. Образованная поперечная преграда представляет из себя сквозную полузапруду. Расстояние между поперечными преградами зависит от длины и угла установки и как правило равна 2-3 длинам. В образованное пространство между вертикальными железобетонными столбами 6 или деревьями 7 протекает часть потока и сильно снижает скорость продольного течения до величины, позволяющей выпадению 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 поперечным сквозным берегозащитным сооружением 4, и скорость выпадения наносов на дно.

На дне, для усиления жесткости сквозного берегозащитного сооружения, может укладываться сетка 10, на которую будут устанавливаться цилиндрические габионы 5. Сетка 10 будет усиливать жесткость поперечного 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 11 (фиг.6) толщиной 7-15 см. Покрытые бетоном 11 цилиндрические габионы 5 имеют более жесткую конструкцию и меньше подвержены динамическим нагрузкам от воздействия потока воды.

Глубина заглубления цилиндрических габионов 5 по мере отдаления от размываемого берега 2 может увеличиваться, тем самым усиливается устойчивость сквозного берегозащитного сооружения 3 или 4, так как максимальные ямы размыва имеют место в конце полузапруды.

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. А.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. Алтунин С.Т. Регулирование русел. М.: Сельхозгиз, 1956, с 102-103, рис.78 (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 различных назначений, и других сооружениях. Поперечное сквозное берегозащитное сооружение состоит из поперечных шпор, выполненных из стволов, укрепленных снизу в габионах, состоящих из сетки и камней. Причем габионы выполнены в виде габионных цилиндрических фундаментов, заглубленных ниже глубины размыва, в которых вертикально установлены в одну или более линий на некотором расстоянии друг от друга поперек направления движения потока реки стволы. Стволы представляют собой деревья или железобетонные столбы, закрепленные камнями в цилиндрическом габионе. При этом цилиндрические габионы по мере отдаления от берега заглубляются. Повышается эффективность и надежность защиты берегов русел рек от размыва и долговечность срока службы берегоукрепительного сооружения. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Поперечное сквозное берегозащитное сооружение, состоящее из поперечных шпор, выполненных из стволов, укрепленных снизу в габионах, состоящих из сетки и камней, отличающееся тем, что габионы выполнены в виде габионных цилиндрических фундаментов, заглубленных ниже глубины размыва, в которых вертикально установлены в одну или более линий на некотором расстоянии друг от друга поперек направления движения потока реки стволы.2. Сооружение по п.1, отличающееся тем, что стволы представляют собой деревья, корневая часть которых закреплена камнями в цилиндрическом габионе.3. Сооружение по п.1, отличающееся тем, что стволы представляют собой железобетонные столбы, один конец которых закреплен камнями в цилиндрическом габионе.4. Сооружение по п.1, отличающееся тем, что цилиндрические габионы выполнены заглубляющимися по мере отдаления от берега.5. Сооружение по п.1, отличающееся тем, что верх цилиндрических габионов покрыт бетоном.