СБОРНОЕ ПОДПОРНОЕ СООРУЖЕНИЕ УГОЛКОВОГО ПРОФИЛЯ ДЛЯ МАЛЫХ ВОДОТОКОВ

Полезная модель относится к области гидротехнического строительства и предназначена для создания напорного фронта с целью обеспечения потребителей электроэнергией, на базе низконапорной плотины состоящей из сборной железобетонной конструкции заводского изготовления с применением композитных материалов, устанавливаемой на каналах или малых реках с глубинами до 2,5 м и создающим напор до 10 м.
В настоящее время вблизи малых водотоков Российской Федерации расположено около 90% сельскохозяйственных объектов и населенных пунктов. Многие из них являются территориально разрозненными и удаленными от централизованных инженерных сетей, сезонно-действующими объектами небольшой энергоемкости (фермерские хозяйства, коттеджи, малые предприятия и т.д.), поэтому для их водо- и энергоснабжения экономически целесообразно использовать местные водные ресурсы - малые реки и каналы.
Известно подпорное сооружение, включающее полотнища переменной ширины, расположенные по ширине русла и закрепленные ко дну, верхними кромками прикрепленные к вантовой системе и выполненные из отдельных полос разных по длине соединенных между собой гибкими связями и образующих водовыпускные окна в верхней и нижней части сооружений, подпорное сооружение снабжено водобойной стенкой, выполненной высотой 0,2-0,5H, где H - высота подпорного сооружения и установленной от полотнища на расстоянии не менее H. (патент РФ №2245960, МПК: E02B 7/02, опубл. 10.02.2005 г.).
Недостатком аналога является сложность в выполнении и эксплуатации вантовых систем, требующих усовершенствования береговых анкерных опор.
Известно подпорное сооружение (плотина), напорная грань которого выполнена в несъемной опалубке из железобетонных плит со шпунтовым оформлением торцов плит, обратная сторона железобетонных плит, обращенная внутрь плотины, оклеена (на площадке изготовления) геомембраной, например, пленкой ПВХ толщиной 2 мм, швы между пленками соседних железобетонных плит перекрыты после монтажа плиты полосой такой же пленки на тепловой сварке, железобетонные плиты с телом плотины скреплены с помощью анкеров (В.Е. Федосов Гидроузел Капанда в Анголе // Гидротехническое строительство, 2000. №8/9, стр. 103).
По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемой полезной модели.
Недостатком этого подпорного сооружения (плотины) является многодельность. Дополнительно проникшая через неплотности вода в местах пересечения анкерами тонкой геомембраны, при быстром снижении уровня воды перед плотиной при откате воды, создает со стороны плотины давление на эту геомембрану, что может привести к ее отслоению и нарушению фильтрационной прочности сооружения, что снижает надежность плотины и сужает область ее применения.
Кроме того недостатком вышеперечисленных подпорных сооружений является их невозможность применения на каналах или малых реках с глубинами до 2,5 м и создающим напор до 10 м.
Предлагаемое техническое решение лишено указанных недостатков прототипа.
Техническим результатом заявленной полезной модели является создание и компоновка сборно-разборной конструкции подпорного сооружения с обеспечением необходимых нагрузок, с низкой материалоемкостью и малой стоимостью, простой при монтаже и эксплуатации, а также реализация возможности типового проектирования и комплектования подпорных сооружений на малых водотоках.
Для достижения указанного технического результата в сборном подпорном сооружении уголкового профиля для малых водотоков, включающем железобетонные плиты и геомембрану, защищенные геотекстителем, сборное подпорное сооружение выполнено из железобетонных плит, служащих подпорными стенками и представляющими собой вертикальную железобетонную конструкцию, установленную на фундаментную плиту, из сборного железобетона, с зубом, которая для обеспечения устойчивости армирована системой контрфорсов на основе стальных треугольных опорных элементов, смонтированных на ней и передающих нагрузку на фундаментную плиту, со стороны течения вертикальная железобетонная конструкция и понур для обеспечения водонепроницаемости защищены и укреплены защитными слоями, как минимум двумя слоями геотекстителя, например, из высокомодульного полиэстера, нижний слой которого уложен на понур, а между двумя слоями геотекстиля в качестве противофильтрационного элемента размещена геомембрана, фундаментная плита защищена от сдвига зубом и упорной призмой, выполняющей роль гасителя.
Отличительными признаками предлагаемого изобретения от указанного выше, наиболее близкого к нему, являются - выполнение сборного подпорного сооружения из железобетонных подпорных стенок, представляющих собой вертикальную железобетонную конструкцию, установление вертикальной железобетонной конструкции на фундаментную плиту с зубом, армирование вертикальной железобетонной конструкции системой контрфорсов на основе стальных треугольных опорных элементов, смонтированных на ней, укрепление со стороны течения вертикальной железобетонной конструкции и понура как минимум двумя защитными слоями, укладка между двумя слоями геотекстиля геомембраны в качестве противофильтрационного элемента, защита фундаментной плиты от сдвига зубом и упорной призмой.
Благодаря наличию этих признаков обеспечивается технико-экономическая эффективность строительства подпорного сооружения, состоящая из нескольких отдельных элементов, монтируемых непосредственно на рабочем месте без соблюдения специальных требований по водонепроницаемости монтажных стыков, с обеспечением устойчивости и фильтрационной прочности сооружения.
Заявляемое сборное подпорное сооружение уголкового профиля для малых водотоков иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-3.
На фиг. 1 показана схема сборного подпорного сооружения уголкового профиля для малых водотоков.
На фиг. 2 - узел I, защитные слои со стороны течения водотока.
На фиг. 3 - система контрфорсов.
Сборное подпорное сооружение уголкового профиля для малых водотоков состоит из железобетонных подпорных стенок, выполненных из вертикальной железобетонной конструкции 1 с фундаментной плитой 2, из сборного железобетона, с зубом 3 заводского изготовления, системы контрфорсов 4 на основе стальных треугольных опорных элементов и упорной призмы 5, монтируемые на спланированное и уплотненное грунтовое основание (дно) 6, понура 7, двух слоев геотекстиля 8, геомембраны 9, H - напор, например, 10 м.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом:
На уплотненное грунтовое основание 6 дна водотока (водоема или реки и т.д.) укладывают фундаментную плиту 2, из сборного железобетона, с зубом 3, на которую затем монтируют вертикальную железобетонную конструкцию 1 заводского изготовления. Для обеспечения устойчивости вертикальную железобетонную конструкцию 1 с фундаментной плитой 2 армируют системой контрфорсов 4, а для обеспечения водонепроницаемости сборного подпорного сооружения понур 7 и вертикальную железобетонную конструкцию 1 укрепляют двумя слоями геотекстиля 8, причем нижний его слой укладывают на понур 7. Геотекстиль 8, обладает высокой прочностью на растяжение, и который изготавливают, например, из высокомодульного полиэстера, выдерживает большие растягивающие нагрузки при незначительном относительном удлинении.
Противофильтрационным элементом вертикальной железобетонной конструкции 1 служит геомембрана 9, для защиты от повреждений (волнового воздействия, льда, крупного мусора, и пр.), ее укладывают между двумя слоями геотекстиля 8. Применение геомембраны 9 в качестве противофильтрационного элемента позволяет обеспечить фильтрационную прочность сборного подпорного сооружения в целом при напоре на сооружения до H=10 м и исключить трудоемкий процесс по гидроизоляции швов вертикальной железобетонной конструкции 1. Для защиты от сдвига фундаментная плита 2 укреплена зубом 3 и упорной призмой 5, выполняющей роль гасителя.