Способ возведения земляного сооружения и устройство для его осуществления

Способ возведения земляного сооружения и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к строительству на берегах водоемов намывных территорий. Цель изобретения - снижение материалоемкости, трудозатрат и энергоемкости строительных работ путем повышения эффективности управления процессом перемещения и аккумуляции наносов, транспортируемых вдоль береговым волновым течением при господствующих односторонних по силе и продолжительности действия волнениях, увеличения функциональных ресурсов устройства для создания застойной зоны за счет его многоразового использования, улучшения экологических условий. Способ содержит последовательно повторяющиеся операции установки в прибрежной зоне элементов устройства и возведения за ними цоколя земляного сооружения из откладывающихся на дне водоеме наносов, которые поступают с водно-грунтовым потоком вдольберегового волнового течения, питаемого сбрасываемым в прибрежную зону грунтом и регулируемого с помощью устройства. Затем возводят на цоколе известными способами надводную часть, а на мористом конце сооружения - оголовок земляного сооружения. Устройство состоит из нестационарного незатопленного регулирующего волнолома 1 и системы нестационарных незатопленных аккумулирующих волноломов 2 - 5 не связанных между собой механически. Аккумулирующие волноломы 2 - 5 расположены по кривой четверти эллипса, обращенной выпуклостью в сторону берега и отстоящей на расчетном расстоянии от оси проектного земляного сооружения. Большую полуось эллипса 9 ориентируют параллельно линии ведущего берега. После окончания строительства устройство демонтируется и используется по новому назначению. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 02 В 3 04

ОПИСАНИЕ. ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И

С:

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4296096/23-15 (22) 12.08.87 (46) 23.09.90. Бюл. № 35 (71) Киевский государственный университет им. Т. Г. Шевченко и Институт гидромеханизации АН УССР (?2) Е. С. Цайт и Ю. Н. Сокольников (53) 627.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 97520, кл. E 02 D 17/18, 1954.

Авторское свидетельство СССР № !36249, кл. Е 02 Р 17/18, 1961.

Башкиров Г. С. Динамика прибрежной зоны моря.— М.: Морской транспорт, 1961, с. 212 — 213. (54) СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ЗЕМЛЯНОГО СООРУЖЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к строительству на берегах водоемов намывных территорий.

Цель изобретения — снижение материалоемкости, трудозатрат и энергоемкости строительных работ путем повышения эффективности управления процессом перемещения и аккумуляции наносов, транспортируемых вдольбереговым волновым течением при господствующих односторонних по силе и продолжительности деиствия волнениях, увеличения функциональных ресурсов устройства

ÄÄSUÄÄ 1594245 A 1 для создания застойной зоны за счет его многоразового использования, улучшения экологических условий. Способ содержит последовательно повторяюшиеся операции установки в прибрежной зоне элементов устройства и возведения за ними цоколя земляного сооружения из откладывающихся на дне водоема наносов, которые поступают с водно-грунтовым потоком вдольберегового волнового течения, питаемого сбрасываемым в прибрежную зону грунтом и регулируемого с помощью устройства. Затем возводят на цоколе известными способами надводную часть, à íà мористом конце сооружения — оголовок земляного сооружения.

Устройство состоит из нестационарного незатопленного регулирующего волнолома и системы нестационарных незатопленных аккумулирующих волноломов 2 — 5, не связанных между собой механически. Аккумулирующие волноломы 2 — 5 расположены по кривой четверти эллипса, обращенной выпуклостью в сторону берега и отстоящей на расчетном расстоянии от оси проектного земляного сооружения. Большую полуось эллипса 9 ориентируют параллельно линии ведущего берега. После окончания строительства устройство демонтируется и используется по новому назначению. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 8 ил.

1594245 аккумулирующий волнолом с удалением от первого на расчетное расстояние. После завершения или с упреждением формирования цоколя на полную высоту в зоне застоя второго аккумулирующего волнолома и возведения на нем надводной части в этой же последовательности вдоль проектной оси системы аккумулирующих волноломов закрепляют третий и последующие аккумулирующие волноломы. Наконец, с уп10 реждением к процессу завершения формирования цоколя сооружения в зоне застоя последнего по течению аккумулирующего волнолома возводят стационарный волнолом, выполняющий функции оголовка сооруже15 ния, После этого регулирующий и систему аккумулирующих волноломов демонтируют.

При этом коэффициент надводного откоса, расположенного между уровнем воды в водоеме и верхним пределом размывающего действия волн, может быть определен по формуле х Х

m=1,65 Хп и d +mp, Способ включает размещение устройства для создания зоны застоя, загрузку грунта в течение, намыв грунтового материала в тело сооружения. Для этого закрепляют в прибрежной зоне водоема параллельно урезу воды против места проектного примыкания к берегу корневой части сооружения первый аккумулирующий волнолом, входящии в систему аккумулируюгцих нестационарных незатопленных волноломов, одновременно закрепляют в прибрежной зоне выше по течению 45 регулирующий нестационарный н незатопленный волнолом под острым углом к линии уреза. После этого на протяжении всего периода строительства дискретно загружают грунт во вдольбереговое течение на участке, расположенном между нижним ого50 ловком регулирующего волнолома и верхним оголовком аккумулирующего волнолома, а по завершении формирования в зоне застоя первого аккумулирующего волнолома на полную высоту цоколя сооружения позволяет на нем со стороны берега по оси проектного сооружения надводную часть. Затем закрепляют еще ниже по течению вдоль оси системы аккумулирующих волноломов второй (21

1,,=0,7 h., Изобретение относится к строительству гидротехнических сооружений из несвязного грунтового материала, например песка или гравия, на берегах открытых акваторий водоемов и может быть использовано при возведении дамб, молов, искусственных кос и намывных территорий.

Цель изобретения — снижение материалоемкости, трудозатрат и энергоемкости строительных работ путем повышения эффективности управления процессом перемещения и аккумуляции насосов, транспортируемых вдольбереговым волновым течением при господствующих односторонних по силе и продолжительности действия волнениях, увеличения функциональных ресурсов устройства для создания застойной зоны за счет

его многоразового использования, улучшения экологических условий.

На фиг. 1 представлен план расположения устройства относительно оси земляного сооружения; на фиг. 2 — план размещения регулирующего и первого аккумулирующего волноломов; на фиг. 3 — участок отмели между регулирующим и первым аккумулирующим волноломами; на фиг. 4 —этап завершения формирования на полную высоту цоколя сооружения за первым аккумулирующим волноломом; на фиг. 5— этап установки второгс аккумулирующего волнолома; на фиг, 6 — этап завершения формирования за вторым аккумулирующим волноломом на полную высоту цоколя сооружения и возведения на нем неподвижной части; на фиг. 7 — этап установки стационарного волнолома параллельно береt.y и разрезы А — А, Б — Б ь  — В; на фиг. 8— план возведенного сооружения. где m=ctgn — коэффициент динамически устойчивого откоса при косоподходящем волнении, где а— угол откоса с горизонтом, град;

2., — отношение расчетной длины волны Х к ее высоте h; — средний диаметр несвязанного грунта, мм; га — — ct gy — коэффициент естественного откоса грунта, где ср — угол внутреннего трения грунта в водонасыщенном состоянии, град.

Продольную ось стационарного волнолома ориентируют преимущественно параллельно исходной линии берега, а его длину в плоскости естественного дна водоема принимают равной не менее ширины торцовой части сооружения на уровне нижнего предела размывающего действия волн.

Дифрагирующие волноломы состоят из нестационарного незатопленного регулирующего волнолома шириной b, назначаемой конструктивно, и системы нестационарных незатопленных аккумулирующих волноломов такой же ширины, не связанных механически между собой, при этом регулирующий волнолом имеет длину 1,, определяемую по зависимости где h — высота волны, м; т — — ctga —. коэффициент откоса береговой отмели, над которой размещают регулирующий волнолом, где а— угол отмели с горизонтом, град, и закреплен в прибрежной зоне водоема выше по течению от места проектного

1594245

Формула изобретения

50

55 чение за время строительства дискретно загружают грунтовый материал 18, который течением 19 с повышенной транспортирующей способностью перемещается в зону застоя первого аккумулирующего волнолома.

После завершения формирования в зоне застоя первого аккумулирующего волнолома на полную высоту цоколя 20 сооружения (фиг. 4) на нем со стороны берега по проектной оси 7 сооружения возводят подводную часть 21. Закрепляют на эллиптической оси 6 системы аккумулирующих волноломов еще ниже по течению второй аккумулирующей волнолом 3, отстоящий от первого на расстоянии В= (2,0 — 2,5) ° 1,.

После завершения или с упреждением формирования в зоне тиховода второго аккумулирующего волнолома цоколя 22 сооружения на полную высоту и возведения на нем надводной части 23 (фиг. 6) в той же последовательности вдоль оси 6 системы аккумулирующих волноломов устанавливают третий волнолом 4 и последующие, например волнолом 5, аккумулирующие волноломы. Наконец, с упреждением к процессу завершения формирования цоколя сооружения в зоне застоя последнего по течению (обозначенного в данном случае индексом 5) аккумулирующего волнолома половинной длины возводят преимущественно параллельно берегу стационарный волнолом 11, выполняющий функции оголовка сооружения (фиг. 7).

После завершения строительства регулирующий и система аккумулирующих волноломов, включающая в данном случае волноломы 2 — 5, демонтируются и возведенное сооружение 24 вместе с оголовком 11 под действием волнения 13 и вдольберегового течения 17 переводится на эксплуатационный режим работы (фиг. 8). При этом обеспечивается динамическая устойчи. вость к действию косоподходящих волн криволинейного в плане контура сооружения и поперечных сечений откосов без защитной одежды.

1. Способ возведения земляного сооружения, включающий размещение над отмелью устройства для создания застойной зоны, загрузку грунта в течение, намыв грунтового материала в тело сооружения, отличающийся тем, что, с целью снижения материалоемкости, трудозатрат и энергоемкости строительных работ путем повышения эффективности управления процессом перемещения и аккумуляции наносов, транспортируемых вдольбереговым волновым течением при господствующих односторонних по силе и продолжительности действия волнениях, увеличения функциональных ресурсов устройства для создания застойной зоны за счет его многоразового использования, улуч10

35 щения экологических условий, закрепляют в прибрежной зоне водоема параллельно урезу воды против места проектного примыкания к берегу корневой части сооружения первый аккумулирующий волнолом, входящий в систему аккумулирующих нестационарных незатопленных волноломов, устанавливаемую по дуге четверти эллипса, однбвременно закрепляют в прибрежной зоне выше по течению регулирующий нестационарный незатопленный волнолом под острым углом к линии уреза, после этого на протяжении всего периода строительства за гружают грунт во вдольбереговое течение на участке, расположенном между береговым оголовком регулирующего волнолома и верхним оголовком акку мулирующего волнолома, а по завершении формирования цоколя сооружения на полную высоту в застойной зоне первого аккумулирующего волнолома возводят на цоколе со стороны берега по оси проектного сооружения надводную часть земляного сооружения, затем закрепляют еще ниже по течению, вдоль оси системы аккумулирующих волноломов второй аккумулирующий волнолом с удалением от первого, после завершения или с упреждением формирования цоколя в застойной зоне на полную высоту и возведения на нем надводной части сооружения возводят третий аккумулирующий волнолом в той же последовательности, вдоль проектной оси системы аккумулирующих волноломов закрепляют четвертый и последующие аккумулирующие волноломы. наконец, с упреждением к процессу завершения формирования цоколя сооружения, в застойной зоне последнего по течению аккумулирующего волнолома возводят стационарный волнолом, выполняющий функции оголовка сооружения, после этого регулирующий и систему аккумулирующих волноломов демонтируют.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что надводную часть сооружения, расположенную между уровнем воды в водоеме и верхним пределом размывающего действия волн, выполняют незакрепленной.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что продольную ось стационарного волнолома ориентируют параллельно исходной линии берега, а его длину в плоскости естественного дна водоема принимают равной не менее ширины торцовой части сооружения на уровне нижнего предела размывающего действия волн.

4. Устройство для возведения земляного сооружения, содержащее дифрагирующие вол ноло м ы. отличающееся тем, что о но выполнено в виде нестационарного незатопленного регулирующего волнолома шириной б, назначаемой конструктивно, и cHcTr.мы нестационарных незатопленных аккумулирующих волноломов такой же ширины, не связанных между собой, при этом длина

1594245

10

А =а+(Ь„+Л). m+b„ (4) 50

55 примыкания к берегу корневой части сооружения на расстоянии 1.=606 так, что его продольная ось образует с линией уреза воды острый угол Р, равный 20 — 45, в береговой оголовок расположен на глубине

Н=(0,5 — 0,7) h, аккумулируюшие волноломы системы имеют одинаковую длину l„ определяемую по зависимости и расположены в прибрежной зоне водоема на одинаковом между их смежными оголовками расстоянии В=(2,0 — !,5) 1. по кривой четверти эллипса, обращенной выпуклостью в сторону берега и удаленной от проектной оси сооружения на расстояние где a=l,— 1,6l — расстояние между осью системы аккумулируюших волноломов и урезом воды проектного сооружения, м;

h„— высота наката волны, м;

Ь вЂ” запас в высоте наката волны, м;

Ьс — полуширина гребня проект ного сооружения, м, так, что поперечная ось первого аккумулируюшего волнолома совпадает с малой полуосью эллипса, перпендикулярной линии берега, а поперечная ось последнего аккумулируюшего волнолома — с большой параллельной линии оерега полуосью эллипса в местах проектного расположения корневой части и оголовка сооружения соответственно.

При этом большая полуось N эллипса равна 2,5 — 3,0 длинам малой P полуоси.

Число аккумулирующих волноломов, размещаемых по кривой четверти эллипса, определяют по формуле

А

1 5(N+P) — (N. P)

1,275 (l,+8) а последний аккумулирующий волнолом, поперечную ось которого совмеща<от с большой полуосью эллипса, выполняют половинной длины.

Предлагаемый способ осушествляют с помощью устройства (фиг. 1) и содержит операции, последовательность выполнения которых иллюстрируется схемами (фиг. 2 — 8).

Устройство (фиг. 1) включает нестационарный незатопленный регулирующий волнолом 1 длиной lр, определяемой по формуле (2), и шириной b и систему аккумулируюших волноломов такой же ширины, состоящую из отдельных равной длины l„=1,6lp нестационарных незатопленных ro;I«oломов

2 — 5, не связанных между собой механически, которые размещены по кривой 6 четверти эллипса, удаленной от оси 7 проектного сооружения на расстояние А, определяемое

45 по формуле (4). 1!ервый по течению аккумулирующий волнолом 2 своей поперечной осью совмещен с маЛой полуосью 8 эллипса, перпендикулярной линии берега, а последний аккумулирующий волнолом 5 системы, выполняемый с половинной длиной, своей поперечной осью совмещен с большой полуосью 9 эллипса в местах проектного расположения корневой части 10 и оголовка

11 сооружения соответственно. Отношение длин большой N и малой P полуосей эллипса равно — =2,5 — 3,0.

И

Расстояние В между смежными оголовками аккумулируюших волноломов постоянно. Регулирующими волнолом 1 (фиг. 2) расположен выше по течению от первого аккумулируюшего волнолома на расстоянии так, что его продольная ось образует с линией уреза острый угол Р, а береговой оголовок 12 установлен на глубине

Н=(0,5 — 0,7) h.

Устройство работает следующим образом.

Под действием господствующих однонаправленных по силе и продолжительности действия волнений 13 в прибрежной зоне над береговой отмелью 14 вдоль берегового уступа 15 с урезом воды 16 распространяется течение 17. В результате дифракции волн и сопутствующего сужения волноломом водного сечения в створе регулируюшего волнолома и ниже по г< н IIIII<> в«растает скорость вдол ьбер I 0 B<>I <> I< II II s? что приводит к увел и нен и к> <. I.<> портирук)шей способности, и гру <товь><<,.;>? риал перемешается в зону з>> <>я II< рв<>< аккумулируюшего волнолома. В, ?ед<"< I II<. и<.кривления волновых лучей, вызванн<>го дифракцией и рефракцией волн, II <>è«õoäèò отклонение вектора скорости вдо,;ьберегового течения в сторону волнолома, в это время с увеличением глубин снижается скорость течения и его транспортируюшая способность. Выпадающие из течения наносы по глубине потока формируют цоколь сооружения. После завершения формирования цоколя в зоне застоя аккумулир юга го волнолома 2 цикл транспорта и гак ч ляпни наносов переносится в зону тихов<>да аккумулируюшего волнолома 3, затем водно лома 4 и так далее.

Прил ер. В прибрежной зоне водоема (фиг. 2) против места 10 примыкания к берегу оси 7 корневой части проектного сооружения параллельно урезу воды и в удалении от него расстоянии А закрепляют первый аккумулирующий волнолом 2, а выше его по течению в удалении L=60h — регулирующий волнолом 1 под острым углом к линии уреза. На участке отмели, расположенном между регулирующим волноломом 1 и первым аккумулируюшим волноломом 2 (фиг. 3), во вдольбереговое те1594245

A=a+(h Л) m+b„

1р — — 0 7 h.mg, регулирующего волнолома lр определяется по формуле где h — высота волны;

mq — — сна — коэффициент откоса береговой отмели, над которой размещают регулирующий волнолом; а — угол отмели с горизонтом, град, и волнолом закреплен в прибрежной зоне водоема выше по течению от места проектного примыкания к берегу корневой части сооружения на расстоянии L=60 h, его продольная ось образует с линией уреза воды острый угол р=20 — 45, а береговой оголовок расположен на глубине Н=(0,5—

0,7) h, аккумулирующие волноломы выполиены с одинаковой длиной l .

b — полуширина сооружения по гребню, м, так, что поперечная ось, первого аккуму15 лирующего волнолома совпадает с малой полуосью эллипса, перпендикулярной линии берега, а поперечная ось последнего аккумулирующего волнолома — с большой параллельной линии берега полуосью эллипса в местах проектного расположения корневой части и оголовка соответственно.

5. Устройство по и. 4, отличающееся тем, что большая полуось N эллипса превышает длину малой Р полуоси в 2,5 — З,О раза.

608. э

Ф(ы

Составитель Р. Нагорная

Редактор И.,г!србак Тепрел А. Кравчук Корректор М. Максимиьвинсц

Заказ 2816 Тираж 538 Полписное

ВН11НПН Госулпрствснного комитета по изооре снпягя и открытиям при! КНТ СССР

113035. Москва, Ж вЂ” 5. Рву гнская наб., л. 4!5

Пронзволсгвснно-нзла гельский коз:бин-IT «Патент». г. Ужгорол, ул. Гагарина, 101