Патент на изобретение №2247191

(54) КРЕПЛЕНИЕ ОТКОСОВ ДЛЯ ПОТОКА, НАСЫЩЕННОГО НАНОСАМИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве берегоукрепительных конструкций в руслах рек или каналов. Сооружение состоит из сетчатых металлических цилиндров с заполнением внутреннего пространства, соединенных между собой и образующих цельное крепление. Сетчатые цилиндры выполнены в виде цилиндрических каркасов, заполненных кустарником или ветками деревьев, и закреплены на подготовленном основании откоса анкерами. Нижняя часть крепления заглублена на глубину, превышающую глубину возможного размыва. Цилиндрические каркасы могут иметь поперечную или продольную ориентацию к направлению движения потока, а также могут быть изготовлены из плетеной сетки, обмотанной вокруг металлических кругов и прикрепленной к ним, или из жесткой сетки с двойным кручением проволоки между ячейками. Изобретение повышает эффективность защиты берега от размыва, увеличивает срок службы сооружения, снижает экономические затраты на возведение и эксплуатацию сооружения. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве берегоукрепительных конструкций в размываемых руслах рек, каналов и других сооружениях.

Известно комбинированное крепление откосов [1], состоящее из слоеных бетонных блоков, разбитых в плане конструктивно-деформационными швами на квадраты или прямоугольники, взаимосвязанные между собой со всех четырех сторон сеткой-рабицей и образованные послойным чередованием бетонных плит, склеенных высокопрочным раствором или бетоном, в который всплошную или полосами в местах стыковки блоков уложены сетка-рабица. Сетка-рабица на откосах сверху занесена на берму и жестко закреплена, а на дне концы донного крепления заходят в глубину откосов, образуя консоли, количество слоев бетонных плит больше двух. Недостатками данного технического решения являются:

– не используются наносы, содержащиеся в потоке, для образования естественной защиты;

– является достаточно дорогим техническим решением;

– долговечность конструкции крепления, состоящей из таких блоков, является малым из-за истирания бетона наносами и разрушения крепления;

– в экологическом отношении не является благоприятным техническим решением.

Наиболее близким техническим решением является крепление откосов для потока, насыщенного наносами, включающее [2] сетчатые металлические цилиндры с заполнением внутреннего пространства, соединенные между собой и образующие цельное крепление.

Недостатками данного технического решения являются:

– не используются наносы, содержащиеся в потоке, для образования естественной защиты;

– в экологическом отношении не является благоприятным техническим решением.

Цель изобретения – повышение эффективности и надежности защиты берегов русел рек и каналов от размыва и долговечности срока службы берегоукрепительного сооружения для потоков насыщенными наносами.

Поставленная цель достигается тем, что на верховом откосе дамбы устраивается подготовка, которая должна предотвращать механическую суффозию в тех местах крепления, где не произошло заиление наносами в полной степени. Далее изготавливаются сетчатые каркасы и в качестве материала для изготовления можно использовать плетеную сетку, которая обматывается вокруг металлических кругов, либо сетку с двойным кручением проволоки. Цилиндрические сетчатые каркасы из сетки с двойным кручением проволоки имеют достаточную жесткость и их можно делать и без металлических кругов. В качестве материала для изготовления сетки обычно используется оцинкованная проволока толщиной 2-4 мм.

Прочность на растяжение такой сетки 3-6 тонн на один погонный метр длины. Внутрь цилиндрических сетчатых каркасов помещается кустарник или ветки деревьев, которые резко замедляют скорость движения потока через цилиндрические сетчатые каркасы, и наносы начинают осаждаться на верховом откосе дамбы. Наиболее благоприятная скорость, при которой происходит процесс осаждения наносов в сетчатых каркасах, зависит от фракционного состава наносов в воде. Так если поток транспортирует частицы песчаных фракций, то наиболее благоприятной скоростью является скорость прохождения потока через каркасы 0,15-0,2 м/с, если частицы суглинистой и глинистой 0,05-0,1 м/с. Нижняя часть крепления заглубляется на глубину, превышающую глубину возможного размыва, и служит анкером, предотвращающим всплытие крепления. Размеры ячеек сетки зависят от степени насыщения потока наносами, так как влияют на степень гашения скорости движения потока и следовательно на транспортирующую способность потока. Размеры ячеек могут находиться в пределах от 5×5 см до 15×15 см, а скорости потока, транспортирующего наносы, от 1.0 до 2,5 м/с. Так при скоростях потока ближе к 1 м/с сетчатые каркасы 5 изготавливаются из сетки с более крупными ячейками и наоборот. Плотность заполнения внутреннего пространства кустарником или ветками деревьев может колебаться от 30 до 80% и также зависит от скорости потока и степени насыщенности его наносами.

Цилиндрические сетчатые каркасы, уложенные на откосе дамбы, соединяются между собой соединительной проволокой и закрепляются анкерами. В качестве проволоки можно использовать катанку диаметром 5-6 мм, а в качестве анкеров – арматуру класса А1 и длина анкеров обычно 1,2-1,5 м. Для качественного скручивания проволоки может использоваться приспособление, для скручивания проволоки имеющее для этого два специальных отверстия, в которые просовываются концы и далее рычагом скручиваются, тем самым образуется прочное соединение. Цилиндрические сетчатые каркасы могут иметь как поперечную, так и продольную ориентацию направлению движения потока. При капитальном строительстве, как правило, эффективнее использовать поперечную ориентацию, так как лучше происходит процесс заиления наносами крепления. При аварийно-восстановительных работах эффективнее использовать продольную ориентацию, так как таким образом легче укладывать сетчатые каркасы в текущую воду.

На фиг.1 изображено поперечное сечение дамбы с креплением верхнего бьефа и поперечной ориентацией сетчатых цилиндров направлению движения потока, общий вид; на фиг.2 – план дамбы с креплением верхнего бьефа и поперечной ориентацией сетчатых цилиндров направлению движения потока, общий вид; на фиг.3 – план дамбы с креплением верхнего бьефа и продольной ориентацией сетчатых цилиндров направлению движения потока, общий вид; на фиг.4 – разрез А-А на фиг.1; на фиг.5 – сетчатый цилиндрический каркас, аксонометрия; на фиг.6 – сетка-рабица, общий вид; на фиг.7 – сетка с двойным кручением проволоки между ячейками, общий вид.

На откосе дамбы 1 устраивается подготовка 2 и крепление 3 с заглубленным основанием 4. Крепление 3 состоит из сетчатых каркасов 5, заполненных кустарником или ветками деревьев 6. Сетчатые каркасы 5 соединяются между собой соединительной проволокой 7, а в качестве сетки может использоваться плетеная сетка 8, усиленная металлическими кругами 9, или сетки с двойным кручением проволоки 10 между ячейками. Крепление 3 закрепляется на верховом откосе анкерами 11.

Крепление откосов для потока, насыщенного наносами, осуществляется и работает следующим образом. На верховом откосе дамбы 1 устраивается подготовка 2, которая должна предотвращать механическую суффозию в тех местах крепления 3, где не произошло заиление наносами в полной степени. Далее изготавливаются сетчатые каркасы 5 и в качестве материала для изготовления можно использовать плетеную сетку 8, которая обматывается вокруг металлических кругов 9, либо сетку с двойным кручением проволоки 10. Внутрь цилиндрических сетчатых каркасов 5 помещается кустарник или ветки деревьев 6, которые резко замедляют скорость движения потока через цилиндрические сетчатые каркасы 5, и наносы начинают осаждаться на верховом откосе дамбы 1. Нижняя часть крепления 3 заглубляется 4 на глубину, превышающую глубину возможного размыва, и служит анкером, предотвращающим всплытие крепления 3. Размеры ячеек сетки 8 и 10 зависят от степени насыщения потока наносами, так как влияют на степень гашения скорости движения потока и следовательно на транспортирующую способность потока. Размеры ячеек могут находиться в пределах от 5×5 см до 15×15 см, а скорости потока, транспортирующего наносы, – от 1.0 до 2,5 м/с. Так при скоростях потока ближе к 1 м/с сетчатые каркасы 5 изготавливаются из сетки с более крупными ячейками и наоборот. Плотность заполнения внутреннего пространства кустарником или ветками деревьев 6 может колебаться от 30% до 80% и также зависит от скорости потока и степени насыщенности его наносами.

Цилиндрические сетчатые каркасы 5, уложенные на откосе дамбы 1, соединяются между собой соединительной проволокой 7 и закрепляются анкерами 11. Цилиндрические сетчатые каркасы 5 могут иметь как поперечную, так и продольную ориентацию направлению движения потока. При капитальном строительстве, как правило, эффективнее использовать поперечную ориентацию, так как лучше происходит процесс заиления наносами крепления 3. При аварийно-восстановительных работах эффективнее использовать продольную ориентацию, так как таким образом легче укладывать сетчатые каркасы 5 в текущую воду.

Предлагаемое крепление откосов для потоков насыщенными наносами дешевле и надежнее в работе известных аналогичных технических решений. При этом долговечность этих сооружений в 1,5-2 раза больше, так как предусмотрена возможность их заиления и постепенного зарастания новой растительностью. Срок службы таких креплений равен сроку службы металлической проволоки, из которых изготовлена сетка.

Источники информации

1. Патент Российской Федерации 2189421, МКИ Е 02 D 17/20, Е 02 В 3/12. Комбинированное крепление откосов /Ламердонов З.Г.; Заяв. 08.11.2000; опубл. 20.09.2002, Бюл. № 26 (аналог).

2. Патент США № 1629315 А, кл. Е 02 В 3/12, опубликованный 17.05.1927 (прототип).

Формула изобретения

1. Крепление откосов для потока, насыщенного наносами, включающее сетчатые металлические цилиндры с заполнением внутреннего пространства, соединенные между собой и образующие цельное крепление, отличающееся тем, что сетчатые цилиндры выполнены в виде цилиндрических каркасов, заполненных кустарником или ветками деревьев, и закреплены на подготовленном основании откоса анкерами, причем нижняя часть крепления заглублена на глубину, превышающую глубину возможного размыва.

2. Крепление по п. 1, отличающееся тем, что цилиндрические каркасы имеют поперечную ориентацию к направлению движения потока.

3. Крепление по п. 1, отличающееся тем, что цилиндрические каркасы имеют продольную ориентацию к направлению движения потока.

4. Крепление по п. 1, отличающееся тем, что цилиндрические каркасы изготовлены из плетеной сетки, обмотанной вокруг металлических кругов и прикрепленной к ним.

5. Крепление по п. 1, отличающееся тем, что цилиндрические каркасы изготовлены из жесткой сетки с двойным кручением проволоки между ячейками.

РИСУНКИ