Крепление откосов для потока, насыщенного наносами

Крепление откосов для потока, насыщенного наносами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве берегоукрепительных конструкций в размываемых руслах рек, каналов и других сооружениях.

Известно комбинированное крепление откосов [1], состоящее из слоеных бетонных блоков, разбитых в плане конструктивно-деформационными швами на квадраты или прямоугольники, взаимосвязанные между собой со всех четырех сторон сеткой-рабицей и образованные послойным чередованием бетонных плит, склеенных высокопрочным раствором или бетоном, в который всплошную или полосами в местах стыковки блоков уложена сетка-рабица. Сетка-рабица на откосах занесена на берму и жестко закреплена, а на дне концы донного крепления заходят в глубину откосов, образуя консоли, количество слоев бетонных плит больше двух.

Недостатки данного технического решения:

- не используются наносы, содержащие в потоки для образования естественной защиты;

- является достаточно дорогим техническим решением;

- долговечность конструкции крепления, состоящей из таких блоков, является малым из-за истирания бетона наносами и разрушения крепления;

- в экологическом отношении не является благоприятным техническим решением.

Наиболее близким техническим решением является крепление откосов для потока, насыщенного наносами, включающее [2] сетчатые металлические цилиндры с заполнением внутреннего пространства, соединенные между собой и образующие цельное крепление. Недостатки данного технического решения:

- не используются наносы, содержащиеся в потоке, для образования естественной защиты;

- в экологическом отношении не является благоприятным техническим решением.

Цель изобретения - повышение эффективности и надежности защиты берегов русел рек и каналов от размыва и долговечности срока службы берегоукрепительного сооружения для потоков насыщенными наносами.

Поставленная цель достигается тем, что на верховом откосе дамбы устраивается подготовка, которая должна предотвращать механическую суффозию в тех местах крепления, где не произошло заиление наносами в полной степени. Далее изготавливаются параболические цилиндры и в качестве материала для изготовления можно использовать плетеную сетку либо сетку с двойным кручением проволоки. Параболические цилиндры из сетки с двойным кручением проволоки имеют повышенную жесткость и их можно делать и без дополнительного усиления формы. В качестве материала для изготовления сетки обычно используется оцинкованная проволока толщиной 2-4 мм. Прочность на растяжение такой сетки 3-6 тонн на один погонный метр длины. Внутри параболических цилиндров помещается кустарник или ветки деревьев, которые резко замедляют скорость движения потока через параболические цилиндры, и наносы начинают осаждаться на верховом откосе дамбы. Наиболее благоприятная скорость, при которой происходит процесс осаждения наносов в параболических цилиндрах, зависит от фракционного состава наносов в воде. Так, если поток транспортирует частицы песчаных фракций, то наиболее благоприятной скоростью является скорость прохождения потока через каркасы 0,15-0,2 м/с, если частицы суглинистой и глинистой фракций - 0,05-0,1 м/с. Нижняя часть крепления заглубляется на глубину, превышающую глубину возможного размыва, и служит анкером, предотвращающим всплытие крепления. Размеры ячеек сетки зависят от степени насыщения потока наносами, так как влияют на степень гашения скорости движения потока и, следовательно, на транспортирующую способность потока. Размеры ячеек могут находиться в пределах от 5×5 см до 15×15 см, а скорости потока, транспортирующие наносы, от 1,0 до 2,5 м/с. Так, при скоростях потока ближе к 1 м/с, параболические цилиндры изготавливаются из сетки с более крупными ячейками, и наоборот. Плотность заполнения внутреннего пространства, кустарником или ветками деревьев, может колебаться от 30 до 80% и также зависит от скорости потока и степени насыщенности его наносами.

Параболические цилиндры, уложенные на откосе дамбы, закрепляются анкерами по линии соприкосновения крепления. В качестве анкеров используют арматуру класса А111 и длина анкеров обычно 1,2-1,5 м. Параболические цилиндры могут иметь как поперечную, так и продольную ориентацию к направлению движения потока. При капитальном строительстве, как правило, эффективнее использовать поперечную ориентацию, так как лучше происходит процесс заиления наносами крепления. При противоэрозионных работах эффективнее использовать продольную ориентацию, так как таким образом можно гасить энергию стекающего потока воды

На фиг.1 изображено поперечное сечение дамбы с креплением верхнего бьефа и поперечной ориентацией сетчатых параболических цилиндров направлению движения потока, общий вид; на фиг.2 - план дамбы с креплением верхнего бьефа и поперечной ориентацией сетчатых параболических цилиндров направлению движения потока, общий вид; на фиг.3 - план дамбы с креплением верхнего бьефа и продольной ориентацией сетчатых параболических цилиндров направлению движения потока, общий вид; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.5 - плетеная сетка, общий вид; на фиг.6 - сетка с двойным кручением проволоки между ячейками, общий вид;

На откосе дамбы 1 устраивается подготовка 2 и крепление 3 с заглубленным основанием 4. Крепление 3 состоит из параболических цилиндров 5, заполненных кустарником или ветками деревьев 6. Параболические цилиндры 5 соединены между собой, а в качестве сетки может использоваться плетеная сетка 7 (фиг.5) или сетки с двойным кручением проволоки 8 (фиг.6) между ячейками. Крепление 3 закрепляется на верховом по линии соприкосновения 9 сетки 7 или 8 с основанием, анкерами 10.

Крепление откосов для потока, насыщенного наносами, осуществляется и работает следующим образом. На верховом откосе дамбы 1 (фиг.1) устраивается подготовка 2, которая должна предотвращать механическую суффозию в тех местах крепления 3, где не произошло заиления наносами в полной степени. Далее на верховом откосе укладывается кустарник или ветки деревьев 6 параболической формы, вокруг которых обматывается плетеная сетка 7 либо сетка с двойным кручением проволоки. Таким образом, внутри цилиндрических цилиндров 5 помещается кустарник или ветки деревьев 6, которые резко замедляют скорость движения потока через параболические цилиндры 5, и наносы начинают осаждаться на верховом откосе дамбы 1. Нижняя часть крепления 3 заглубляется на глубину, превышающую глубину возможного размыва, и служит анкером, предотвращающим всплытие крепления 3. Размеры ячеек сетки 7 и 8 зависят от степени насыщения потока наносами, так как влияют на степень гашения скорости движения потока и, следовательно, на транспортирующую способность потока. Размеры ячеек могут находиться в пределах от 5×5 до 15×15 см, а скорости потока, транспортирующие наносы, от 1,0 до 2,5 м/с. Так, при скоростях потока ближе к 1 м/с параболические цилиндры 5 изготавливаются из сетки с более крупными ячейками, и наоборот. Плотность заполнения внутреннего пространства, кустарником или ветками деревьев 6, может колебаться от 30 до 80% и также зависит от скорости потока и степени насыщенности его наносами.

Крепление откоса из параболических цилиндров 5, уложенные на откосе дамбы 1, закрепляются анкерами 10 по линии соприкосновения крепления 9 (фиг.4). Параболические цилиндры 5 могут иметь как поперечную, так и продольную ориентацию направлению движения потока. При капитальном строительстве, как правило, эффективнее использовать поперечную ориентацию (фиг.2), так как лучше происходит процесс заиления наносами крепления 3. При противоэрозионных работах, когда поток воды стекает по креплению, эффективнее использовать продольную ориентацию (фиг.3), так как при этом происходит процесс гашения энергии потока из-за искусственной шероховатости.

Предлагаемое крепление откосов для потоков насыщенными наносами дешевле и надежнее в работе известных аналогичных технических решений. При этом долговечность этих сооружений в 1,5-2 раза больше, так как предусмотрена возможность их заиления и постепенного зарастания новой растительностью. Срок службы таких креплений равен сроку службы металлической проволоки, из которых изготовлена сетка.

Источники информации:

1. Патент Российской Федерации МКИ Е 02 D 17/20, Е 02 В 3/12. Комбинированное крепление откосов/Ламердонов З.Г.; Заяв. 08.11.2000; опубл. 20.09.2002. Бюл. №26 (аналог).

2. Патент США №1629315 А, кл. Е 02 В 3/12, опубл. 17.05.1927 (прототип).

1. Крепление откосов для потока, насыщенного наносами, включающее сетчатые металлические цилиндры с заполнением внутреннего пространства, соединенные между собой и образующие цельное крепление, отличающееся тем, что сетчатые цилиндры имеют параболическую форму, выполнены обматыванием сетки вокруг уложенного на подготовленном основании откоса кустарника или веток деревьев и закреплены на откосе анкерами по линии соприкосновения сетки с основанием, причем нижняя часть крепления заглублена на глубину, превышающую глубину возможного размыва.

2. Крепление по п. 1, отличающееся тем, что параболические цилиндры имеют поперечную ориентацию к направлению движения потока.

3. Крепление по п. 1, отличающееся тем, что параболические цилиндры имеют продольную ориентацию к направлению движения потока.

4. Крепление по п. 1, отличающееся тем, что параболические цилиндры изготовлены из плетеной сетки.

5. Крепление по п. 1, отличающееся тем, что параболические цилиндры изготовлены из жесткой сетки с двойным кручением проволоки между ячейками.