ПРОТИВОПАВОДКОВОЕ СООРУЖЕНИЕ
ANTI-FLOOD STRUCTURE

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 борьбы с подтоплением от паводков при чрезвычайных ситуациях [1], включающий сооружение из распорных элементов, собранное 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:
- конструктивное решение не является оптимальным;
- высокая фильтрация и большие фильтрационные градиенты.
Наиболее близким техническим решением является способ борьбы с подтоплением от паводков [2], включающий сооружение, состоящее из сборных элементов, собранных в призму с полигональным напорным откосом, путем закрепления хомутами распорных трубок вокруг поперечной арматуры с образованием узлов с удлиненным понуром, а с низовой стороны устраивается водосборная канава с насосом для сбора и отвода профильтровавшейся воды. С напорной стороны уложена водонепроницаемая ткань. Нижние ярусы собираются из более толстых распорных элементов, чем верхние. Недостатками данного технического решения являются:
- конструктивное решение не является оптимальным;
- высокая фильтрация и большие фильтрационные градиенты.
Цель изобретения - повышение эффективности и надежности защиты берегов русел рек при паводках.
Поставленная цель достигается тем, что вдоль всего берега реки собирается противопаводковое сооружение из распорных трубок. Распорные трубки при этом собираются в треугольные фермы, которые обеспечивают жесткость защитного сооружения. Распорные трубки изготавливаются заблаговременно из пластмасс или композитных материалов.
Из распорных трубок собирают призму с полигональным напорным и полигональным низовым откосом путем закрепления хомутами распорных трубок вокруг поперечной арматуры с образованием узлов. Под каркасом противопаводкового сооружения на подготовленный грунт основания укладывается водонепроницаемый материал, С напорной стороны на распорные элементы, образующие полигональный откос, укладывают и закрепляют водонепроницаемую ткань с образованием удлиненного понура. Удлиненный понур служит для удлинения пути фильтрации и предотвращения возможных фильтрационных деформаций. Длина удлиненного понура определяется из фильтрационных расчетов.
При этом длина водонепроницаемого участка L будет L≥СН, где L - длина развернутого подземного контура, при которой отсутствуют фильтрационные деформации; С - коэффициент Бляя - величина обратная градиенту; Н - действующий напор. (Журавлев, Г.И. Гидротехнические сооружения. - М.: Колос, 1979, стр.29).
Наименование грунта
С
Наименование грунта
С
Илистые
8
Гравелистые
3.5
Мелкопесчаные
6
Лессовые
4÷3.5
Среднепесчаные
5
Суглинистые
3÷3.5
Крупнопесчаные
4
Торф разложившийся
8
Галечниковые
3
Торф неразложившийся
5
В качестве поперечной арматуры можно использовать и металлическую трубу.
Наклонная полигональная передняя и задняя грань обеспечивают повышенную устойчивость сооружения на сдвиг от действия гидростатического давления воды, так как вертикальная составляющая прижимает противопаводковое сооружение к основанию. Устойчивость сооружения на сдвиг обеспечивается также весом самой конструкции.
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. Водонепроницаемая ткань укладывается путем разматывания рулонов, которые герметично соединяются между собой в стыках соединителями. Нижние ярусы сборно-разборного сооружения собираются из более толстых распорных элементов, чем верхние. Диаметры распорных трубок 30÷100 мм.
На фиг.1 изображено противопаводковое сооружение, поперечный разрез; на фиг.2 - каркас противопаводкового сооружения, аксонометрия; на фиг.3 - эпюра фильтрационного противодавления.
На берегу реки 1 установлено продольное противопаводковое сооружение 2, состоящее из ферм 3, собранных из распорных трубок 4 (фиг.2). Распорные трубки 4 соединяются с помощью хомутов в соединительных узлах 5. Фермы 3 соединены между собой арматурой 6. На верховой полигональный откос укладывается водонепроницаемая ткань 7, которая заносится в глубину, для удлинения пути фильтрации, образуя понур 8. Под каркасом противопаводкового сооружения уложен водонепроницаемый материал 9. Со стороны нижнего бьефа устраивается водосборная канава 10 для сбора профильтровавшейся воды. Насос 11 перекачивает профильтровавшуюся воду обратно в верхний бьеф. Фермы 3 закрепляются к грунту основания с помощью анкеров 12.
Противопаводковое сооружение собирается и работает следующим образом.
На берегу реки 1 собирается противопаводковое сооружение 2. Из распорных трубок 4 собирают фермы 3 с полигональным напорными верховыми и низовым откосом путем закрепления хомутами. Из ферм 3 собирается каркас подпорного сооружения 2 соединением поперечной арматуры 6 с образованием узлов 5. Под каркасом противопаводкового сооружения 2 на подготовленный грунт основания укладывается водонепроницаемый материал 9, с напорной стороны на распорные элементы, образующие полигональный откос, укладывают и закрепляют водонепроницаемую ткань 7 с образованием удлиненного понура 8. Удлиненный понур 8 служит для удлинения пути фильтрации и предотвращения возможных фильтрационных деформаций. Длина удлиненного понура 8 определяется из фильтрационных расчетов. Водонепроницаемая ткань 7 укладывается путем разматывания рулонов, которые герметично соединяются между собой в стыках соединителями.
При этом длина водонепроницаемого участка L будет L≥СН, где L - длина развернутого подземного контура, при которой отсутствуют фильтрационные деформации; С - коэффициент Бляя - величина обратная градиенту; Н - действующий напор.
В качестве поперечной арматуры 6 можно использовать и металлическую трубу.
Наклонная полигональная передняя грань обеспечивает устойчивость противопаводкового сооружения 2 на сдвиг от действия гидростатического давления воды, так как вертикальная составляющая прижимает противопаводковое сооружение 2 к основанию. Устойчивость противопаводкового сооружения 2 на сдвиг обеспечивается также весом самой конструкции.
С низовой стороны устраивается водосборная канава 10 с насосом 11 для сбора и отвода профильтровавшейся воды. С напорной стороны распорные трубки 4 установлены учащенно с прозорами, обеспечивающими надежное прилегание водонепроницаемой ткани 7. Нижние ярусы противопаводкового сооружения 2 собираются из более толстых распорных трубок 4, чем верхние. Диаметры распорных трубок 4,30÷100 мм.
Предлагаемое противопаводковое сооружение дешевле и надежнее в работе известных аналогичных технических решений. Такое конструктивное решение экономичнее аналога и позволяет использовать противопаводковое сооружение много раз. При этом долговечность этих сооружений в 1,5-2 раза больше.
Источники информации
1. Патент РФ №2312949, МПК E02B 3/00. Способ борьбы с подтоплениями от паводков при чрезвычайных ситуациях / Ламердонов З.Г.; заяв. 19.06.2006; опубл. 20.12.2007 (аналог).
2. Патент РФ №2312950, МПК12. Способ борьбы с подтоплениями от паводков / Ламердонов З.Г.; заяв. 21.06.2006; опубл. 20.12.2007 (прототип).