ВСПЛЫВАЮЩАЯ ДАМБА
BUOYANT DAM

Описание изобретения
Изобретение Всплывающая дамба относится к гидротехническому строительству, в частности, к инженерным сооружениям, защищающим территории населенных пунктов от подтопления во время паводков, и является, по существу, механической всплывающей дамбой.
Известны устройства защиты от паводковых наводнений в виде грунтовых дамб, выполненных в виде насыпей с защитными и противофильтрационными слоями и дренажом (патент RU №2346107, МПК 02В 7/06, опубл. 10.02.2009, патент RU №2706152, МПК E02D 17/18, опубл. 14.11.2019). Грунтовые дамбы обеспечивают эффективную защиту населенных пунктов от наводнений, но их возведение нецелесообразно в случаях защиты от нерегулярного подтопления территорий малых населенных пунктов, из-за высокой материалоемкости таких дамб, и как следствия высокой стоимости и продолжительности работ по их возведению. Возведение грунтовых дамб, также приводит к изменению ландшафта.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является сооружение, включающее комплекс противопаводковых мобильных секций, образующих накопительную емкость между напорной и водоудерживающей гранями, соединенных между собой шарнирами (патент RU №2659242, №41739, МПК Е02В 7/02, Е02В 3/10, опубл. 29.06.2018).
Сходство с аналогом заявляемого изобретения заключается в наличии поднимающейся, за счет выталкивающей силы воды плоскости дамбы и наличии шарнира, связанного с бетонным основанием.
Различия от аналога заявляемого изобретения заключаются в его большей простоте и надежности, которые обусловлены естественной плавучестью секций, отсутствием зависимости от подвижности большого количества шарниров, отсутствием трубопроводов с клапанами, а также наличием гидроизолирующей мембраны.
К недостаткам аналога можно отнести незащищенность шарниров и трубопроводов с клапанами от засора грунтом и обломками, как возможного проявления воздействия интенсивного паводка, а также отсутствием плавучести водоудерживающих плоскостей.
Задачей, выполняемой Всплывающей дамбой является защита территорий населенных пунктов от подтопления во время паводков.
Технический результат заключается в создании водонепроницаемой плоскости, за счет всплытия заранее смонтированных на армированном бетонном фундаменте плавучих секций, образующих с ним шарнир и соединенных между собой в горизонтальные ряды.
Ряды являются прямолинейными сторонами замкнутого контура вокруг населенного пункта, или располагаются вдоль прибрежной полосы водоема. Расположение и геометрия дамбы в плане зависит от условий местности.
Прямолинейные стороны, образующие угол дамбы, сопрягаются между собой через бетонный устой, примыкая к его вертикальным плоскостям.
Плавучие секции дамбы - 1, каждая из которых образует шарнир с фундаментом - 2, в обычных условиях находятся в горизонтальном положении лежа на грунте. При укладке секций предусмотрена выемка грунта. Выемка производится с тем расчетом, чтобы после укладки секций и их защитной засыпки керамзитным гравием - 3, верхний уровень засыпки сравнялся с уровнем земли - 4. Для защиты шарнира от грунта и гравия предусмотрена крышка шарнира - 5 из эластичного материала. После монтажа фундамента предусмотрена обратная засыпка песком - 6.
При подтоплении, вода, своей выталкивающей силой, начинает поднимать края рядов секций, обращенные в сторону пребывания воды. При этом, другая сторона ряда секций остается зацепленной за фундамент, образуя с ним шарнир. Тем самым, создается поднимающаяся вместе с повышением уровня воды плоскость дамбы. Сила давления воды, через секции, передается на фундамент, который, в свою очередь передает ее на грунт.
Для защемления секций в фундаменте, исключающем их всплытие в горизонтальном положении, в конструкции дамбы, предусмотрен плоский вкладыш-зацеп - 7, который закрепляется к соседним секциям, при их укладке, в стыке между ними, предварительно установленный под ось шарнира. Вкладыш-зацеп устанавливается при повороте вокруг своей оси, что обусловлено геометрией шарнира.
Для гидроизоляции стыков секций, примыкания секций к устоям, а также шарнира, в конструкции Всплывающей дамбы предусмотрена гидроизоляционная мембрана из поливинилхлорида - 8. Мембрана в продольном направлении закреплена с одной стороны к торцам плавучих секций, с другой стороны к фундаменту. В поперечном направлении, мембрана закреплена к угловому бетонному устою - 9, расположенному между соседними рядами плавучих секций.
Плавучие секции дамбы, вкладыш-зацеп и крышка шарнира изготавливаются из пластика, так же, как и болты, которыми между собой стягиваются секции. Фундамент, выполняется из бетона, армированного стеклопластиковой арматурой, сборным из блоков длиной равной длине секции. В конструкции каждого блока предусмотрено углубление для вкладыша-зацепа.
Изобретение изображено на чертежах:
на фиг. 1 - Секция дамбы. Поперечный разрез. Положение на грунте;
на фиг. 2 - Секция дамбы. Поперечный разрез. Положение при подтоплении;
на фиг. 3 - Схема работы всплывающей дамбы. Положение секций на грунте;
на фиг. 4 - Схема работы всплывающей дамбы. Положение при подтоплении;
на фиг. 5, 6, 7, 8 - Условные фазы (1, 2, 3, 4) всплытия дамбы при подтоплении;
На фото рабочего макета Всплывающей дамбы:
на фиг. 9, 10, 11, 12 - Условные фазы (1, 2, 3, 4) всплытия дамбы при подтоплении.