Фортификационное сооружение повышенной защиты
FORTIFICATION STRUCTURE OF INCREASED PROTECTION

Изобретение относится к области военного дела, а более конкретно к войсковым фортификационным сооружениям для защиты личного состава, вооружения, боевой и специальной техники, применяемым при инженерном оборудовании позиций войск и решении задач по заблаговременной подготовке территориальной обороны страны, обустройстве позиций средств ПВО и ВКС, для обеспечения повышенной их защиты от поражения современным высокоточным ракетным оружием, разведывательно-ударными комплексами, малогабаритными боевыми дронами и барражирующими боеприпасами.
Известно устройство «Сборное железобетонное сооружение УСБ» - аналог (Руководство «Войсковые фортификационные сооружения», Воениздат, М…, 1984 год, стр. 234-237), состоящее из рабочего помещения, собираемого из железобетонных ребристых полуарок стрельчатого очертания, фундаментных элементов, железобетонных ребристых элементов пола и торцевых плоских железобетонных элементов, а также тупикового входа и пристройки для фильтровентиляционного агрегата, выполненных из железобетонных элементов рамного типа и малых плоских элементов.
Недостатками такого устройства являются необходимость разработки специального технологического оборудования для его заблаговременного производства на заводах железобетонных конструкций и создания в военных округах запасов комплектов, обеспечение их хранения и своевременную доставку в регионы для применения по назначению с помощью грузоподъемных средств и транспортных грузовых автомобилей.
Известно также устройство «Убежище на 20 человек со входом, оборудованным УТКВ» - прототип («Инструкция по применению бумажных земленосных мешков и криволинейных армированных оболочек при возведении фортификационных сооружений», Воениздат, М…, 1963 год, стр. 48-57), состоящее из боковых, торцевых стен и перекрытия, выполненных из земленосных прямых и криволинейных мешков, герметической деревянной перегородки и универсального тканекаркасного входа УТКВ.
Недостатками данного устройства являются высокая трудоемкость возведения из-за выполнения работ по заполнению мешков вручную, низкие защитные и прочностные свойства, в том числе, долговечность и сроки эксплуатации, особенно в неблагоприятных природно-климатических условиях.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение защитных свойств войсковых фортификационных сооружений от современных средств поражения противника. Актуальность таких сооружений обусловлена спадом, за последние 20-30 лет, уровня эффективной защиты войск по сравнению с возросшими возможностями современных средств поражения, объединенных совместно с комплексом воздушно-космической разведки в единую автоматизированную систему управления. Кроме того, сложность выполнения поставленной задачи вызвана также прошедшими изменениями в стратегии и тактике ведения боевых действий, а также в характере и масштабах ведения современных войн практически одновременно на всей территории государства, без обозначения переднего края, линии фронта и тыла. При этом почти полный вывод из обращения сооружений повышенной прочности из металлических и железобетонных конструкций значительно снизили защиту и устойчивость войск в оборонительных операциях. В этих условиях использование современных инновационных разработок материалов и технологий для повышения защиты войск и эффективности применения оружия, боевой и специальной техники является важным своевременным техническим решением для обеспечения обновления номенклатуры сооружений перспективными средствами фортификационной защиты, соответствующих уровню развития технологии XXI века.
Решение задачи повышения защитных свойств фортификационных сооружений, надежности, долговременное™ и длительности эксплуатации, в том числе, при неблагоприятных природно-климатических условиях, за счет увеличения прочности основных конструктивных элементов несущих стен и перекрытий, может достигаться:
- изготовлением земленосных мешков в виде малогабаритных контейнеров по инновационной технологии и материалам из современных технических фильтровальных тканей;
- изготовлением прямоугольных тканевых контейнеров с клапанным устройством для обеспечения удобства и быстрой механизированной расфасовки наполнителя:
- включением в состав наполнителя основных компонентов: воды, вяжущего цементного материала, песка и щебенки в соотношении примерно 1-2-4-6 (вода-цемент-песок-щебень) в зависимости от их качества и заданной прочности конструкций:
- послойной укладки контейнеров с тщательным их уплотнением для вытеснения воздуха и цементного геля, образовавшегося в результате химической реакции гидролиза и гидратации, который выступая наружу, обволакивает волокно тканевой оболочки защитным прочным слоем, а также скапливается на нижнем ряду, заполняя щели и неровности, тем самым обеспечивает монолитность и прочность конструкции:
- дополнительным армированием конструкций стен и перекрытия за счет использования стальных стержней, прокладки металлических сеток или сеток из синтетических материалов с увеличенной ячеей:
- включением добавок для сокращения времени твердения бетона, в том числе и в холодное время:
- обеспечением благоприятных технологических условий твердения бетона во влажной среде при положительной температуре для повышения его прочностных свойств.
Возведенные таким способом войсковые фортификационные сооружения приобретают цельную монолитную высокопрочную конструкцию с высокими физико-механическими свойствами.
Сущность предложенного изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: на фиг. 1 - показан общий вид малогабаритного контейнера из технической фильтровальной ткани; на фиг. 2 - показана порядная укладка контейнеров с уплотнением бетона трамбованием и выделением наружу вяжущего цементного геля; на фиг. 3 - показан общий вид фрагмента защитной стены фортификационных сооружений открытого типа (окопа или укрытия для боевой и специальной техники, участка траншеи или хода сообщения, щели для защиты личного состава и др.), возведенных с применением малогабаритных контейнеров; на фиг. 4 - показан поперечный разрез сооружения для защиты личного состава типа блиндажа (убежища) с перекрытием из элементов фортификационной волнистой стали; на фиг. 5 и 6 - показаны соответственно вариант плана и разреза фортификационного сооружения закрытого типа повышенной защиты и комфортности с увеличенной полезной площадью; на фиг. 7 - показан поперечный разрез группового укрытия для специальных образцов вооружения подразделений радиотехнических войск Воздушно-космических сил (ВКС).
Заявленное фортификационное сооружение повышенной защиты (фиг. 1-7), состоящее из земленосных мешков, отличается тем, что в нем мешки выполнены в виде малогабаритных контейнеров 1 из технической фильтровальной волокнистой ткани 2 за счет сшивки днища 3 с подворотом углов и пришивки клапанного устройства 4 с фартуком 5, заполнены цементно-песчаным бетоном 6 с щебнем, в виде пластичного теста, который после порядной укладки в стеновую конструкцию 7 и на перекрытие 8, при уплотнении трамбованием, выделяет вяжущую цементную гель 9, обволакивающую снаружи тканевую оболочку со скапливанием на поверхности нижнего ряда, заполняя щели и неровности, при этом каждые четыре-пять радов дополнительно усилены стальными стержнями 10 и металлическими сетками 11, что в итоге обеспечивает получение единой монолитной конструкции с высокими тактико-техническими характеристиками.
Для изготовления предложенного устройства применяется готовый рукавный тканый синтетический материал, который термоножом разрезается на отдельные участки в зависимости от размеров контейнера. Каждый участок с одного торца (днища) прошивается соединительным швом 3 одновременно с подворотом углов (фиг. 1) для образования основания контейнера прямоугольной формы. При этом к противоположному торцу пришивается клапанное устройство 4 в виде крышки с фартуком 5. Для заполнения контейнера 1 цементно-песчаным бетоном 6 фартук 5 клапанного устройства 4 раздвигается до образования проема 180×180 мм. В проем подается бетонная смесь 6 непосредственно от бетономешалки с помощью лотка (желоба) или рукава насоса. Заполнение контейнера производится на 80-90% с тем, чтобы при порядной укладке (фиг. 2) с уплотнением в конструкцию стены и на перекрытие он принимал форму строительного блока 12 размерами 600×350×100 мм.
Для возведения различных типов фортификационных сооружений назначаются два расчета из шести и четырех человек. При этом первый расчет обеспечивает заполнение контейнеров бетоном и передачу их второму расчету для порядной укладки в защитные конструкции. Второй расчет производит укладку и уплотнение контейнеров ногами или дополнительно использует трамбовку 13 (фиг. 2), массой 10-15 кг. При уплотнении бетона, требуемой консистенции, через поры контейнера выделяется наружу вместе с воздухом вяжущая цементная гель 9, которая обволакивает синтетическую оболочку 2, заполняя пустоты и неровности, как в ряду, так и между рядами. При этом фильтровальная синтетическая ткань является одновременно арматурным каркасом для затвердевания бетона. После укладки в конструкции стен четырех-пяти рядов контейнеров (фиг. 3, 4, 6 и 7) они закрепляются стальными стержнями 10, забиваемыми через 80-100 см, а также сверху дополнительно прокладывается металлическая или синтетическая сетка 11. Затем после укладки последнего ряда по всей конструкция сооружения бетон закрывается пленкой и в течение короткого времени, до одних суток, обеспечивается его затвердевание. В это время производятся работы на других участках в соответствии с планом строительства объекта. По завершению, установленным порядком, возведения конструкции стены 7 сооружения открытого типа (фиг. 3) производится формирования бруствера, оборудование бойниц, а также проводятся мероприятия по маскировке. При возведении фортификационных сооружений закрытого типа (фиг. 4-7) для устройства перекрытий применяются железобетонные плиты, криволинейная волнистая сталь, металлические и деревянные балки, которые сверху усиливаются одним-тремя рядами контейнеров 1 с бетоном 6, в зависимости от важности объекта, а также покрываются гидроизоляционным материалом 14 перед грунтовым обвалованием 15.
Малогабаритные тканевые контейнеры 1, заполненные цементно-песчаным бетоном 6, учитывая современный уровень развития технологий, могут широко применяться, при инженерном оборудовании позиций войск, в первую очередь, при заблаговременной фортификационной подготовке территориальной обороны, как в мирное, так и в военное время, в том числе, при оборудовании блок-постов, военных баз, полевых аэродромов, временных военных городков, а также военных полигонов и учебных центров. Такие бетонные конструкции обеспечивают высокую защиту и долговременную эксплуатацию фортификационных сооружений, до 10-15 лет, с минимальными затратами на техническое обслуживание и ремонт. В течение этого времени прочность бетона не уменьшается, а увеличивается. При этом могут возводиться следующие сооружения повышенной защиты:
- окопы для стрельбы из стрелкового оружия;
- окопы (укрытия) для боевой и специальной техники;
- закрытые сооружения для защиты личного состава (перекрытые щели, блиндажи и убежища);
- участки траншей и ходов сообщения;
- укрытия для боеприпасов и материально-технических средств;
- сооружения для пунктов управления, медицинских пунктов;
- закрытые сооружения повышенной комфортности для командных пунктов, полевых госпиталей, казарм-общежитий, столовых и др.
Малогабаритные тканевые контейнеры 1 могут применяться для возведения войсковых фортификационных сооружений (фиг. 3-7) котлованного или полузаглубленного типа, а также в особых условиях, на поверхности земли, с обвалованием их грунтом. Для возведения сооружений вначале выбирают участок, удобный для производства земляных работ с помощью инженерной техники, а также обеспечивающий возможность применения грузоподъемных средств и подвоза готового бетона автомобильными бетономешалками (бетоносмесителями). После подготовки строительной площадки и разметки сооружений в плане производится их возведение в соответствии с технической документацией. Возведение сооружений любой конструкции включает устройство защитных стен 7 (фиг. 2-7), которые могут включать установку тканевых контейнеров в один или два ряда. При этом приготовление бетона, необходимого качества и консистенции, производится как на стационарных, так и с помощью мобильных бетонных заводов, развернутых непосредственно на строительной площадке, в полевых условиях. Кроме того, в настоящее время, массовое производство бетонов производится на раздаточных бетонных узлах, которые обеспечивают государственные и частные строительные организации, а также юридических и физических лиц любым ассортиментом бетона или цементно-песчаного раствора. Доставка бетона к строящемуся объекту осуществляется автомобильными бетономешалками, которые оборудованы рукавом или лотком (желобом) для выгрузки бетона в контейнеры или другие емкости непосредственно на месте возведения фортификационного сооружения.
При устройстве блиндажей и убежищ для защиты личного состава, а также закрытых фортификационных сооружений повышенной комфортности (фиг. 4-6) с увеличенной полезной площадью для оборудования входов в них предусматриваются соответствующие закладные детали 16 для крепления дверных блоков 17. При этом рамы дверных блоков утапливают (заделывают) на 3-4 см непосредственно в стеновую конструкцию для обеспечения герметичности и прочности крепления. Земляной пол до установки перекрытия изолируют от влаги гидроизоляционным материалом 18, покрытым слоем бетонной стяжки 19 толщиной до 5 см, усиленной металлической сеткой сварной или вязаной конструкции. Поверх бетонной стяжки может устанавливаться, при необходимости, деревянный пол, покрытый линолеумом или ламинитом. Для повышения защитных свойств особо важных фортификационных сооружений (фиг. 5, 6) над ними может устраиваться защитный бетонный тюфяк 20 из одного-двух рядов контейнеров 1.
Высокий технический уровень сооружений повышенной защиты, возведенных из малогабаритных тканевых контейнеров, заполненных бетоном, по сравнению с существующими аналогами, используемых мешки, заполненные грунтом, вызывает необходимость до начала строительства объекта провести разработку комплекта конструкторской документации и составить подробный план-график выполнения строительных работ, строго увязанного с поставкой строительных материалов и временными параметрами по использованию готового бетона и сроков его твердения. При этом необходимо учитывать следующие требования: время разгрузки бетономешалки по нормам не должно превышать 30 минут; время заполнения бетоном тканевых контейнеров с укладкой их и уплотнением в конструкции - в пределах 10 минут. Песок для приготовления бетонной смеси целесообразно использовать крупнозернистой фракции от 1,5 до 5,0 мм с минимальным включением глины.
При возведении войсковых фортификационных сооружений повышенной защиты для снижения материальных и финансовых затрат целесообразно применять бетоны изготовленные из ПГС (песчано-гравийной смеси), добываемой непосредственно в карьерах или в руслах рек. Такой бетон может поступать на строительную площадку уже в готовом виде для механизированного заполнения контейнеров при помощи автобетономешалки с последующей укладки в защитные конструкции. При необходимости бетон из ПГС может в сухом виде загружаться в контейнеры для доставки их на строительную площадку, где перед применением его увлажняют орошением или опусканием в емкость с водой. Кроме того, сухой бетон из ПГС может доставляться на строительную площадку при помощи самосвалов, где выгружается в расфасовочные бункеры или в отвал, как обычный сухой песок. После этого бетон расфасовывается в контейнеры, которые после увлажнения до требуемой консистенции укладываются в защитные стены с уплотнением. Однако в условиях ветреной погоды целесообразно использовать жесткие бетоны, изготовленные из ПГС с минимальным добавлением воды, в которых при доставке их самосвалами и складировании на строительной площадке не происходит выдувание цемента и песка, а также не происходит пылеобразование при заполнении контейнеров. Кроме того, при укладке такого бетона в защитные конструкции требуется не большое количество дополнительной влаги.
Преимуществами предложенного технического решения по сравнению с конструкциями известных аналогов, возведенных с использованием обычных мешков, заполненных грунтом, являются:
- повышенная эффективность боевого применения сооружений для защиты личного состава, вооружения, боевой и специальной техники;
- повышенная устойчивость конструкции к ударным воздействиям и сопротивлению проникания пуль и осколков;
- простота и удобство возведения конструкций различного типа фортификационных сооружений без применения лесов и опалубки, а также использования специального арматурного каркаса;
- надежность, устойчивость, и пространственная жесткость конструкций после набора прочности бетона;
- устойчивость конструкции к ультрафиолетовому излучению, открытому пламени и воздействию химических реагентов;
- долговечность конструкций и возможность длительной эксплуатации с минимальными затратами на техническое обслуживание и ремонт;
- возможность повышения прочностных свойств за счет дополнительного применения стальных стержней, металлических или синтетических сеток, а также улучшения технологии возведения конструкций;
- возможность возведения в полевых условиях конструкций фортификационных сооружений повышенной защиты и комфортности, отличающихся большой полезной площадью.
Кроме того, преимущество предложенной конструкции обеспечивается не только высокими физико-механическими свойствами, но и возможностью широкого использования при проведении строительства специальных объектов в горных выработках, в дорожном строительстве для укрепления откосов и устройства водопропускных гидротехнических сооружений, а также при возведении защитных дамб и водоотводных каналов.
Фортификационные сооружения повышенной зашиты с гарантийным сроком эксплуатации не менее 10-ти лет в настоящее время целесообразно применять для фортификационного оборудования позиций войск в районах с нестабильной военно-политической обстановкой, особенно вблизи границ от агрессивно настроенных стран, членов НАТО, а также для прикрытия рубежей на Дальнем Востоке, Сахалине, Камчатке и Курильских островах.
Готовность предложенного технического устройства к применению при возведении фортификационных сооружений повышенной защиты подтверждается наличием отечественных инновационных разработок технических фильтровальных тканей и освоенной технологии их промышленного производства из высокопрочных синтетических материалов, налаженного массового механизированного производства цементно-песчаных бетонных смесей с включением щебня на стационарных или небольших мобильных бетонных заводах, развернутых в полевых условиях непосредственно на месте строительства военного объекта, а также возможность поставки бетонов необходимого сортамента, включая и бетоны из ПГС, многочисленными раздаточными бетонными узлами.
Теоретические исследования, проведенные расчеты тактико-технических характеристик, а также результаты опытной проверки фрагмента конструкции фортификационного сооружения повышенной защиты показывают, что по основному критерию оценки «эффективность применения - стоимость» его основные параметры превышают примерно в пять раз существующие аналоги.