Устройство для перекрытия русла малой реки Российский патент 2023 года по МПК E02B7/00 E02B3/02 

Изобретение относится гидротехнике, а именно при выполнении гидромелиоративных работ по временному перекрытию русла реки для удаления из русла донных отложений с засоренными твердыми включениями.

При производстве дноочистительных и ремонтно-восстановительных работ на водных объектах возникает необходимость перекрывать русла реки перемычками или плотинами для доступа к открытому дну русла реки.

Известны устройства для перекрытия русла реки в виде грунтовых и бетонных перемычек. (Ясинецкий В.Г., Фенин Н.К. Организация и технология гидромелиоративных работ. М. Агропроиздат, 1986, с. 289, рис. 181).

Недостатком известных грунтовых перемычек является их низкая эксплуатационная надежность за счет оползания грунта, а недостатком бетонных перемычек является их сложность и дороговизна возведения.

Известно устройство для перекрытия реки, включающее поперечно расположенные перемычки из местного материала и проран, в котором установлена пространственная сквозная металлическая конструкция с сетчатым ограждением и заполненная крупным несвязным материалом (патент РФ №2333311, МПК Е 02 В 1/00, опубликовано 10.09.2008).

Недостатком этого известного устройства для перекрытия русла реки является сложность возведения, отсутствие эксплуатационной надежности за счет фильтрации через указанное устройство.

Наиболее близким аналогом предлагаемого устройства является патент на полезную модель RU №65062, опубликовано 27.07.2007 (выбран прототипом) в котором содержится противофильтрационное ядро, выполненное из насыпного грунта, помещенного между двумя рядами каркасных щитов ограждения, затянутых металлической сеткой и закрытых полотнищами гибкого синтетического материала, прилегающего к сетке щитов и дну водоема, а к щитам ограждения в нижней части неподвижно закреплены анкерами.

Недостаток этого известного устройства заключается в его ненадежной работоспособности, так, например, при загрузке насыпного грунта экскаватором появляется большая вероятность разрыва синтетического материала, нарушая эксплуатационную работоспособность плотины (устройства перекрытия).

Основной недостаток этой плотины (устройства перекрытия) заключается в отсутствии возможности отвода протекающего потока воды из перекрытого русла в указанном устройстве (плотине) и отсутствие возможности перекачки воды из нижнего бьефа водоема.

Задачей настоящего изобретения является ускорение работ по перекрытию русла реки, обеспечение отвода потока воды из перекрытого русла реки с возможностью откачки воды из изолированного плотиной участка реки нижнего бьефа.

Поставленная решается устройством для перекрытия русла малых рек, выполненным в виде плотины из насыпного грунта, помещенного между двумя рядами каркасных щитов ограждения, в котором, согласно предложению, ограждение выполнено в виде пространственной конструкции, в которой каркасные щиты выполнены из металла, их ряды расположены на расстоянии 2-4 метра друг от друга и соединены между собой поперечными связями, на щитах каждого ряда установлены, с возможностью перемещения в вертикальной плоскости относительно щитов, анкера в виде закольных свай, при этом с наружной стороны ряда щитов, обращенной к верхнему бьефу, неподвижно закреплена вертикально по меньшей мере одна перфорированная труба, на всю высоту металлических щитов, в которую свободно вставляется всасывающий трубопровод водяного насоса для откачки воды из верхнего бьефа, а с наружной стороны ряда щитов, обращенной к нижнему бьефу установлен, с возможностью вертикального перемещения, всасывающий трубопровод эжекторного насоса, конструктивно связанного с напорным трубопроводом водяного насоса для откачки воды из верхнего бьефа, при этом все насосное оборудование монтируется на площадке, установленной в верхней части пространственной конструкции плотины.

Для эжекторного насоса может быть предусмотрено автоматическое отключение при полной откачке воды из нижнего бьефа (изолированного участка).

Технический результат предложенного изобретения характеризуется быстрой установкой плотины, ускорением подготовительных работ, сохранением действующего потока реки за счет перекачки потока водяным (лопастным) насосом с одновременным откачиванием водного объема эжекторным насосом из изолированного плотиной нижнего бьефа, оставляя открытым дно реки для удаления донных отложений и расчистки реки от засорений твердыми включениями, бытовыми отходами и от поваленных деревьев.

Обеспечение перекрытия потока воды за счет применения пространственно-расположенных щитов ограждения с использованием закольных свай, закрепленных подвижно на щитах ограждения с возможностью необходимого заглубления в дно русла реки и совместно с грунтом, заполняющим пространственную конструкцию, обеспечивают надежное противодействие гидродинамическому воздействию водного потока и исключают возможность фильтрации через предложенную конструкцию.

Применение в предложенной конструкции перфорированных труб, закрепленных неподвижно с внешней стороны на оградительных щитах со стороны бьефа, обеспечивает за счет перфорации поддержание одинакового уровня в верхнем бьефе водоема, в самой трубе.

Закрепление на оградительных щитах нижнего бьефа всасывающей трубы эжекторного насоса вертикально и подвижно позволяет обеспечить расположение оголовка всасывающей трубы выше уровня донных отложений, не погружая в донный массив, что дает возможность проводить полную откачку воды из изолированного участка, тем самым открывать русло реки и в дальнейшем производить расчистку экскаваторной техникой с удалением всех имеющихся включений в донных отложениях.

После откачки всей воды из изолированного участка (нижнего бьефа) эжекторный насос отключают. Это можно делать вручную или же предусмотреть возможность автоматического отключения, реализованную на основе известных из уровня техники устройствах (датчиках, реле и т.п.).

Признаки устройства для перекрытия русла малых рек, описанные в предлагаемой конструкции в совокупности не известны, и они позволяют получить положительный технический результат, что дает возможность сделать вывод о существенности и новизне предложенного устройства.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами, где

На фиг. 1 - общий вид конструкции устройства перекрытия русла реки

На фиг. 2 - установка приемной всасывающей трубы лопастного водяного насоса на устройстве перекрытия (вид А на фиг. 1).

На фиг. 3 - установка всасывающей трубы эжекторного насоса (вид Б на фиг. 1).

На фиг. 4 - установка насосного оборудования на монтажной площадке.

На фиг. 5 - конструкция устройства перекрытия, установленная в русле реки.

Устройство для перекрытия русла малых рек включает ограждение, которое выполнено в виде пространственной конструкции 1, состоящей из металлических щитов, расположенных в два ряда на расстоянии друг от друга от 2-х до 4-х метров (зависит от ширины русла малой реки) и соединенных между собой поперечными связями 2, а по краям этой конструкции установлены с возможностью перемещения в вертикальной плоскости относительно щитов пространственной конструкции, анкера в виде закольных свай 3, с наружной стороны верхнего бьефа 4 этой пространственной конструкции неподвижно закреплены вертикально перфорированные трубы 5, на всю высоту металлических щитов, в которые свободно вставляется всасывающий трубопровод 6 водяного, например, лопастного насоса 7, для перекачки перекрытого потока воды, а с наружной стороны нижнего бьефа 8 пространственной конструкции плотины установлен с возможностью вертикального перемещения всасывающий трубопровод 9 эжекторного наоса 10, при этом все насосное оборудование устанавливается на монтажной площадке 11, подготовленной сверху пространственной конструкции плотины а сама пространственная конструкция и место примыкания к берегу заполняется местным грунтом 12.

Установка всасывающего трубопровода водяного лопастного насоса 7 в перфорированную трубу 5 позволяет производить перекачку воды из верхнего бьефа в отведенный заранее подготовленный канал или магистральную трубу, а установка эжекторного насоса 10 в совокупности с лопастным насосом 7 позволяет одновременно производить откачку воды из нижнего бьефа 8, оставляя открытым дно реки, изолированной плотиной.

Последовательность использования устройства для перекрытия русла малых рек состоит в следующем.

На производственной базе изготавливают ограждение (каркас перекрытия) и перевозят грузовым транспортом на берег реки.

С берега на расстоянии до 10 м устанавливают автокраном в русло реки изготовленное устройство, закалывают экскаватором закольные сваи 3, погружая их в донные отложения, устанавливают всасывающий патрубок водяного лопастного насоса в перфорированную трубу 5, а отводящую трубу направляют в заранее подготовленный канал или в отдельную магистраль, всасывающую трубу 9 эжекторного насоса 10 устанавливают, по высоте, на уровне донных отложений.

После этого заполняют пространственную конструкцию устройства и места примыкания к берегу местным грунтом 12, исключая проток реки и обеспечивая полное стопорение пространственной конструкции от динамического воздействия водного потока. И начинают перекачку воды из верхнего 4 и нижнего 8 бьефа.

Применение предлагаемого устройства позволит производить перекрытие русла реки отдельными участками по течению реки (изолированный участок создается посредством установки второй перемычки (плотины), выполненной по аналогичной конструктивной схеме, но без насосов) ниже по течению реки, не закрывая действующий поток реки), осуществлять расчистку реки от донных отложений и удалять из русла реки различные засоряющие предметы - поваленные деревья, бытовые отходы, заросшую растительность, неподдающиеся размыву твердые включения.

Изобретение относится гидротехнике и может быть использовано при выполнении гидромелиоративных работ по временному перекрытию русла реки для удаления из русла донных отложений с засоренными твердыми включениями. Устройство для перекрытия русла малой реки выполнено в виде плотины из насыпного грунта, помещенного между двумя рядами каркасных щитов ограждения, при этом ограждение выполнено в виде пространственной конструкции 1, в которой каркасные щиты выполнены из металла, их ряды расположены на расстоянии 2-4 метра друг от друга и соединены между собой поперечными связями 2. На щитах каждого ряда установлены, с возможностью перемещения в вертикальной плоскости относительно щитов, анкеры в виде закольных свай 3. С наружной стороны ряда щитов, обращенной к верхнему бьефу, неподвижно закреплена вертикально по меньшей мере одна перфорированная труба 5, на всю высоту металлических щитов, в которую свободно вставляется всасывающий трубопровод водяного насоса для откачки воды из верхнего бьефа. С наружной стороны ряда щитов, обращенной к нижнему бьефу, установлен, с возможностью вертикального перемещения, всасывающий трубопровод 9 эжекторного насоса, конструктивно связанного с напорным трубопроводом водяного насоса для откачки воды из верхнего бьефа. Все насосное оборудование монтируется на площадке 11, установленной в верхней части пространственной конструкции плотины. Целесообразно предусмотреть для эжекторного насоса автоматическое отключение при полной откачке воды из нижнего бьефа. Технический результат: быстрая установка плотины, ускорение подготовительных работ, сохранение действующего потока реки за счет перекачки потока водяным (лопастным) насосом с одновременным откачиванием водного объема эжекторным насосом из изолированного плотиной нижнего бьефа, оставляя открытым дно реки для удаления донных отложений и расчистки реки от засорений твердыми включениями, бытовыми отходами и от поваленных деревьев. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для перекрытия русла малой реки, выполненное в виде плотины из насыпного грунта, помещенного между двумя рядами каркасных щитов ограждения, отличающееся тем, что ограждение выполнено в виде пространственной конструкции, в которой каркасные щиты выполнены из металла, их ряды расположены на расстоянии 2–4 метра друг от друга и соединены между собой поперечными связями, на щитах каждого ряда установлены, с возможностью перемещения в вертикальной плоскости относительно щитов, анкеры в виде закольных свай, при этом с наружной стороны ряда щитов, обращенной к верхнему бьефу, неподвижно закреплена вертикально по меньшей мере одна перфорированная труба, на всю высоту металлических щитов, в которую свободно вставляется всасывающий трубопровод водяного насоса для откачки воды из верхнего бьефа, а с наружной стороны ряда щитов, обращенной к нижнему бьефу, установлен, с возможностью вертикального перемещения, всасывающий трубопровод эжекторного насоса, конструктивно связанного с напорным трубопроводом водяного насоса для откачки воды из верхнего бьефа, при этом всё насосное оборудование монтируется на площадке, установленной в верхней части пространственной конструкции плотины.

2. Устройство для перекрытия русла малой реки по п. 1, отличающееся тем, что для эжекторного насоса предусмотрено автоматическое отключение при полной откачке воды из нижнего бьефа.