ГИБКОЕ БЕРЕГОЗАЩИТНОЕ СОООРУЖЕНИЕ Российский патент 2008 года по МПК E02B3/12 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве берегозащитного сооружения для предотвращения размывов берегов рек и переформирования русел рек с целью их регулирования.

Известно берегозащитное сооружение [1], включающее закрепленную на береговом откосе полузапруду ступенчатой конструкции из бетона и арматуры, с возрастающей в направлении к берегу высотой ступеней и разделенную конструктивно-деформационными швами на взаимосвязанные блоки.

Недостатками данного технического решения являются:

- возможный подмыв конца основания шпоры струями потока, обтекающими преграду, представляющую собой шпору, и из-за этого заглубление ее вниз и нарушение целостности конструкции;

- большая масса сооружения и поэтому большие удельные нагрузки на грунт основания, способствующие подмыву сооружения и опусканию вниз;

- относительная сложность и неэкономичность технического решения.

Наиболее близким техническим решением является гибкое берегозащитное сооружение [2], которое состоит из насыпной дамбы и отдельных шпор. Недостатками данного технического решения являются:

- большая масса сооружения и поэтому большие удельные нагрузки на грунт основания;

- предлагаемое техническое решение не обеспечивает предотвращения от размыва стенки по всей длине.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности за счет снижения давления на грунт основания и снижение трудоемкости строительства.

Поставленная цель достигается тем, что на участке реки, подверженном боковой водной эрозии, отсыпается дамба, на которой устраивается откосное крепление и устанавливаются гибкие шпоры. Гибкие шпоры состоят из отдельных блоков, имеющих форму треугольных призм. Наиболее опасными участками являются вогнутые участки реки. Гибкая шпора устанавливается поперек движущемуся потоку под углом 15°-30° к поперечной оси и расстояния между ними зависят от длины гибкой шпоры так, что в пространстве между ними образовывается застойная зона для осаждения частиц, находящихся во взвешенном состоянии, которые под действием собственного веса начинают осаждаться.

Монтаж гибких шпор (фиг.2, 3) осуществляется с помощью подъемных кранов с ее корневой части. Для соединения отдельных блоков между собой в основании их имеются петли, которые скручиваются между собой соединительной проволокой. Такое соединение блоков между собой обеспечивает им возможность вращаться относительно друг друга при опускании гибкой шпоры, вызванном подмывом основания. Для фиксирования угла поворота блоков предусматриваются верхние петли, которые также соединяются между собой соединительной проволокой. Для прочного соединения блоков между собой достаточно использовать проволоку толщиной 6 мм, а скрутку осуществлять специальными ключами.

Поперечное сечение блока имеет треугольную форму (фиг.4), при такой форме повышается устойчивость гибкой шпоры, так как центр тяжести находится ниже центра тяжести шпор с прямоугольным поперечным сечением. Толщина блоков зависит от размывающей способности грунта основания и меняется от 0,5 до 2 м. Так в легкоразмываемых грунтах необходима более гибкая конструкция с небольшой толщиной блоков.

Блоки являются полыми с треугольными отверстиями для значительного снижения давления их на грунт основания и снижения тем самым подмыва и опускания гибкой шпоры. В стенках блоков имеется перфорация, что делает конструкцию сквозной и тем самым снижает размывы в голове гибкой шпоры.

Для усиления работы гибкого берегозащитного сооружения дамба покрывается откосным креплением для недопущения размыва корневой части гибких шпор. Откосное крепление устраивается на подготовленном основании укладкой плетеной сетки в поперечном направлении с нахлестом и соединением ее между собой (фиг.5). Ширина нахлеста обычно составляет 15÷20 см. Поверху плетеной сетки укладывается бетон толщиной 10÷15 см.

На фиг.1 изображен план дамбы с гибким берегозащитным сооружением; на фиг.2 - продольный разрез гибкой шпоры; на фиг.3 - вид сверху гибкой шпоры; на фиг.4 - поперечный разрез гибкой шпоры; на фиг.5 - разрез А-А на фиг.2.

На защищаемом участке реки 1 устраиваются гибкие шпоры 2, примыкающие к откосному креплению 3. Гибкие шпоры 2 состоят из отдельных блоков 4, имеющих форму треугольных призм 4. В блоках 4 предусмотрены боковые петли 5 и верхние петли 6, которые скрепляются между собой при монтаже соединительной проволокой 7. Монтаж гибкой шпоры и откосного крепления осуществляется на подготовленном основании 8. Откосное крепление представляет собой бетон 9 с плетеной сеткой 10. В блоках 4 имеются треугольные отверстия 11, а на стенках - перфорация 12.

Гибкое берегозащитное сооружение монтируется и работает следующим образом. На участке реки 1, подверженном боковой водной эрозии, отсыпается дамба (фиг.1), на которой устраивается откосное крепление 3 и устанавливаются гибкие шпоры 2, которые состоят из отдельных блоков 4, имеющих форму треугольных призм. Гибкая шпора 2 устанавливается поперек движущемуся потоку под углом 15°-30° к поперечной оси и расстояния между ними зависят от длины гибкой шпоры 2 так, что в пространстве между ними образовывается застойная зона для осаждения частиц, находящихся во взвешенном состоянии, которые под действием собственного веса начинают осаждаться.

Монтаж гибких шпор 2 (фиг.2, 3) осуществляется с помощью подъемных кранов с корневой части. Для соединения отдельных блоков 4 между собой в основании их имеются петли 5, которые скручиваются между собой соединительной проволокой 7. Такое соединение блоков 4 между собой обеспечивает им возможность вращаться относительно друг друга при опускании гибкой шпоры 2, вызванном подмывом основания. Для фиксирования угла поворота блоков 4 предусматриваются верхние петли 6, которые также соединяются между собой соединительной проволокой 7. Толщина блоков 4 зависит от размывающей способности грунта основания и меняется от 0,5 до 2 м. Так в легкоразмываемых грунтах необходима более гибкая конструкция с небольшой толщиной блоков 4.

Поперечное сечение блока 4 имеет треугольную форму (фиг.4), при такой форме повышается устойчивость гибкой шпоры 2, так как центр тяжести находится ниже центра тяжести шпор с прямоугольным поперечным сечением. Блоки 4 являются полыми с треугольными отверстиями 11 для значительного снижения давления их на грунт основания и снижения тем самым подмыва и опускания гибкой шпоры 2.

В стенках блоков 4 имеется перфорация 12, что делает конструкцию сквозной и тем самым снижает размывы в голове гибкой шпоры 2.

Для усиления работы гибкого берегозащитного сооружения дамба покрывается откосным креплением 3 для недопущения размыва корневой части гибких шпор 2. Откосное крепление 3 устраивается на подготовленном основании 8 укладкой плетеной сетки 10 в поперечном направлении с нахлестом и соединением ее между собой (фиг.5). Поверху плетеной сетки 10 укладывается бетон 9 толщиной 10÷15 см.

Блочная конструкция гибкой шпоры повышает ее гибкость и изменяемость. Гибкие шпоры изменяют кинематическую структуру потока таким образом, что у береговой части грунтовой дамбы образуются застойные зоны и прекращается процесс размыва, а в непосредственной близости контакта ее и дамбы с низовой стороны начинается процесс заиления. Взвешенные и влекомые частицы под действием собственного веса начинают осаждаться из-за уменьшения силы взвешивания, вызванной снижением скорости потока.

Предлагаемая конструкция с тавровым поперечным сечением позволит значительно сэкономить расходуемый на строительство полузапруды строительный материал и сделает конструкцию более экономичной и надежной в работе.

Данное гибкое берегозащитное сооружение может быть использовано на горных и равнинных реках и как выправительное сооружение для регулирования русел рек.

Гибкое берегозащитное сооружение обеспечит надежную защиту от размыва дамбы и затопления при паводковых расходах населенных пунктов, попадаемых в эту зону.

Источники информации

1. Патент Российской федерации 2076168, МКИ Е02В 3/12. Берегозащитное сооружение. / опубл. 27.03.97 (Аналог).

2. Патент Российской федерации 2204649 С2, МПК Е02В 3/12. Гибкое берегозащитное сооружение. / опубл. 20.05.2003 (Прототип).

Изобретение относится к гидротехническому строительству берегозащитных сооружений для предотвращения размывов берегов рек. Берегозащитное сооружение состоит из насыпной грунтовой дамбы и гибких шпор, состоящих из отдельных блоков, разделенных конструктивно-деформационными швами. Блоки выполнены в форме треугольных призм с ориентированным вверх ребром, полыми с треугольным отверстием внутри и перфорацией в стенках. Для соединения блоков между собой с обеспечением вращения их относительно друг друга основания блоков снабжены петлями, скрепляемыми при монтаже соединительной проволокой. Для фиксирования угла поворота блоков на них установлены верхние петли, также скрепляемые при монтаже проволокой. Толщина блоков меняется от 0,5 м до 2,0 м при снижении размываемое грунта. Гибкие шпоры устанавливаются поперек движущегося потока под углом 15°-30° к его поперечной оси. Расстояние между ними зависит от длины гибких шпор. Для защиты от размыва корневой части гибких шпор дамба покрыта откосным креплением из бетона с плетеной сеткой. Изобретение позволяет повысить эксплуатационную надежность берегозащитного сооружения, снизить трудоемкость его строительства и сделать конструкцию берегозащитного сооружения более экономичной. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Гибкое берегозащитное сооружение, состоящее из насыпной грунтовой дамбы и гибких шпор, состоящих из отдельных блоков, разделенных конструктивно-деформационными швами, отличающееся тем, что блоки выполнены треугольной призматической формы с ориентированным вверх ребром, полыми с треугольным отверстием внутри и перфорацией в стенках, при этом для соединения блоков между собой с обеспечением вращения их относительно друг друга основания блоков снабжены петлями, скрепляемыми при монтаже соединительной проволокой, а для фиксирования угла поворота блоков на них установлены верхние петли, также скрепляемые при монтаже проволокой.2. Сооружение по п.1, отличающееся тем, что толщина блоков меняется от 0,5 до 2,0 м при снижении размываемости грунта.3. Сооружение по п.1, отличающееся тем, что на дамбе выполнено откосное крепление из бетона с плетеной сеткой.