ЗАЩИТНОЕ СООРУЖЕНИЕ ОТ ПАВОДКОВ ПРИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ
PROTECTIVE STRUCTURE AGAINST FLOODS IN CASE OF EMERGENCY SITUATIONS

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве защиты от паводков при чрезвычайных ситуациях, при проведении аварийно-восстановительных работ, а также при капитальном строительстве в сложных условиях.
Известен способ возведения габионного крепления в текущей воде [1], который включает укладку вдоль берегов русла на подготовленном на откосе дамбы основании заполненных камнями габионных тюфяков, изготовленных из сетки. Габионные тюфяки выполняют в виде мешков, которые изготавливают из плетеной сетки, которую перед укладкой на откос разворачивают из рулонов, складывают вдвое и прошивают по низу мешка обвязочной проволокой, после чего прошивают поперечники, разбивая образовавшийся мешок на отдельные секции, далее мешок опускают на откос дамбы и анкеруют на берме анкерами.
Недостатками данного технического решения являются:
- конструкция и способ ее строительства достаточно сложен;
- такое техническое решение неэффективно применять для защиты от паводков;
- невозможность многократного использования.
Наиболее близким техническим решением является способ борьбы с подтоплением от паводков при чрезвычайных ситуациях [2, включающий сооружение из распорных элементов, собираенная из треугольных призм путем закрепления хомутами распорных элементов вокруг поперечной арматуры, с образованием узлов. С напорной стороны на распорные элементы укладывается водонепроницаемая ткань с удлиненным понуром, а с низовой стороны устраивается водосборная канава с насосом для сбора и отвода профильтровавшейся воды. С напорной стороны распорные элементы установлены учащенно с прозорами, обеспечивающими надежное прилегание водонепроницаемой ткани. Нижние ярусы собираются из более толстых распорных элементов, чем верхние.
Недостатками данного технического решения являются:
- низкая надежность в работе водонепроциемого покрытия;
- сильная фильтрация в основании защитного сооружения.
Цель изобретения - повышение производительности при возведении защитного сооружения, эффективности и надежности защиты берегов русел рек.
Поставленная цель достигается тем, что вдоль всего берега реки собирается защитное сооружение из распорных трубок. Распорные трубки при этом собираются в треугольные фермы, которые обеспечивают жесткость защитного сооружения. Распорные трубки изготавливаются заблаговременно из пластмасс или композитного материала.
Треугольные фермы собираются из распорных трубок путем соединения их в узлах. Сами треугольные фермы закрепляются в грунт основания анкерами (фиг.1). В качестве поперечной арматуры можно использовать и металлическую трубу или арматуру. С напорной стороны на распорные элементы укладывается водонепроницаемое покрытие с удлиненным понуром. Водонепроницаемое покрытие собирается из плоских плит. Плоские плиты соединяются между собой с помощью соединительных замков. Сборные плоские плиты длинной стороной ориентированы вдоль защитного сооружения и со сдвигом вертикальных швов, что позволит уменьшать толщину плит по высоте по мере снижения гидростатического давления воды. Водонепроницаемое покрытие разбивается конструктивно на горизонтальные и вертикальные швы. Под каркасом защитного сооружения укладывается противофильтрационное устройство. Противофильтрационное устройство уменьшает градиенты фильтрации и соответственно количество профильтровавшейся воды. Для предотвращения от всплытия под действием фильтрационного противодавления противофильтрационное устройство присыпается грунтом. Высота слоя присыпки h по мере отдаления от верхового откоса к низовому уменьшается и зависит от величины действующего напора H. Высота слоя присыпки зависит от напора H и в верхней точке h=(0.2÷0.4)H.
Наклонная передняя грань обеспечивает устойчивость сооружения на сдвиг от действия гидростатического давления воды, так как вертикальная составляющая прижимает защитное сооружение к основанию. Устойчивость сооружения на сдвиг обеспечивается также весом самой конструкции.
Удлиненный понур служит для удлинения пути фильтрации и предотвращения возможных фильтрационных деформаций. Длина удлиненного понура определяется из фильтрационных расчетов и можно использовать метод коэффициентов P.P. Чугаева.
С низовой стороны устраивается водосборная канава с насосом для сбора и отвода профильтровавшейся воды. С напорной стороны распорные трубки установлены учащенно с прозорами, обеспечивающими надежное прилегание водонепроницаемого покрытия. Нижние ярусы защитного сооружения собираются из более толстых распорных трубок, чем верхние. Диаметры распорных трубок 30÷100 мм.
На фиг.1 изображено защитное сооружение, поперечный разрез; на фиг.2 - каркас защитного сооружения, аксонометрия; на фиг.3 - эпюра фильтрационного противодавления; на фиг.4 - защитное покрытие из сборных плит, аксонометрия; на фиг.5 - общий вид соединительных замков плит, аксонометрия.
На берегу реки 1 установлено продольное защитное сооружение 2, состоящее из треугольных ферм 3, собранных из распорных трубок 4 (фиг.2). Распорные трубки 4 соединяются с помощью соединительных наконечников в узлах 5.
Треугольные фермы 3 между собой соединены арматурой 6 с помощью хомутов. На распорные трубки 4 с напорной стороны укладывается водонепроницаемое покрытие 7, которое собирается из плоских плит 8. Плоские плиты 8 соединяются между собой с помощью соединительных замков 9. Водонепроницаемое покрытие 7 разбиваются конструктивно на горизонтальные швы 10 и вертикальные швы 11. Под каркасом защитного сооружения 2 укладывается противофильтрационное устройство 12, а перед ним устраивается понур 13. Противофильтрационное устройство 12 присыпается грунтом 14. Со стороны нижнего бьефа устраивается водосборная канава 15 для сбора профильтровавшейся воды. Насос 16 перекачивает профильтровавшуюся воду обратно в верхний бьеф. Треугольные фермы 3 закрепляются к грунту основания с помощью анкеров 17.
Способ строительства защитного сооружения от паводков при чрезвычайных ситуациях осуществляется и работает следующим образом. Вдоль всего берега реки 1 собирается защитное сооружение 2 из распорных трубок 4. Распорные трубки при этом собираются в треугольные фермы 3, которые обеспечивают жесткость защитного сооружения 2. Распорные трубки 3 изготавливаются заблаговременно из пластмасс или композитного материала.
Треугольные фермы 3 собираются из распорных трубок 4 путем соединения их в узлах 5. Сами треугольные фермы 3 закрепляются в грунт основания анкерами 17 (фиг.1). В качестве поперечной арматуры 6 можно использовать и металлическую трубу или арматуру. С напорной стороны на распорные трубки 4 укладывается водонепроницаемое покрытие 7 с удлиненным понуром 13. Водонепроницаемое покрытие 7 собирается из плоских плит 8. Плоские плиты 8 соединяются между собой с помощью соединительных замков 9. Водонепроницаемое покрытие 7 разбиваются конструктивно на горизонтальные швы 10 и вертикальные швы 11. Вертикальные швы 11 уложены со сдвигом. Под каркасом защитного сооружения 2 укладывается противофильтрационное устройство 12. Противофильтрационное устройство 12 уменьшает градиенты фильтрации и соответственно количество профильтровавшейся воды. Для предотвращения от всплытия под действием фильтрационного противодавления противофильтрационное устройство 12 присыпается грунтом 14. Высота слоя присыпки h по мере отдаления от верхового откоса к низовому уменьшается и зависит от величины действующего напора H. Та, что высота слоя присыпки 14 зависит от напора H и в верхней точке, h=(0.2÷0.4)H.
Наклонная передняя грань обеспечивает устойчивость защитного сооружения 2 на сдвиг от действия гидростатического давления воды, так как вертикальная составляющая прижимает защитное сооружение 2 к основанию. Устойчивость защитного сооружения 2 на сдвиг обеспечивается также весом самой конструкции.
Удлиненный понур 13 служит для удлинения пути фильтрации и предотвращения возможных фильтрационных деформаций. Длина удлиненного понура 13 определяется из фильтрационных расчетов и можно использовать метод коэффициентов P.P. Чугаева.
С низовой стороны устраивается водосборная канава 15 с насосом 16 для сбора и отвода профильтровавшейся воды. С напорной стороны распорные трубки 4 установлены учащенно с прозорами, обеспечивающими надежное прилегание водонепроницаемого покрытия 7. Нижние ярусы защитного сооружения 2 собираются из более толстых распорных трубок 4, чем верхние. Диаметры распорных трубок 4 30÷100 мм.
Предлагаемое защитное сооружения от паводков при чрезвычайных ситуациях дешевле и надежнее в работе известных аналогичных технических решений. Такой способ позволяет работать и в сложных, экстремальных условиях, быстро и эффективно. Такое конструктивное решение позволяет использовать защитное сооружение много раз. При этом долговечность этих сооружений в 1,5-2 раза больше.
Источники информации:
1. Патент РФ №2248427, 7 E02B 3/00. Способ возведения габионного крепления в текущей воде / Ламердонов З.Г.; Заяв. 25.08.2003, опубл. 20.03.2005 (аналог).
2. Патент РФ №2312949, МПК E02B 3/00. Способ борьбы с подтоплениями от паводков при чрезвычайных ситуациях / Ламердонов 3.Г.; Заяв. 19.06.2006; Опубл. 20.12.2007 (Прототип).