Модуль берегового защитного сооружения

 

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и предназначено для защиты речных берегов от паводков и наводнений. Модуль, открытый заливной, содержит мягкую оболочку, усиленную вантами, верхняя часть которой снабжена поплавком, а нижняя часть – узлом крепления к грунту. Мягкая оболочка модуля в рабочем состоянии имеет в поперечном сечении форму открытого спереди полуэллипса с полуосями переменной длины. Модуль содержит по краям стыковочные пояса со сквозными карманами для вставления в них соединительных тросов-вант, а также снабжен наружным поперечным фартуком герметизации стыковочного пояса, при этом нижняя часть модуля снабжена продольным фартуком герметизации. Поплавок выполнен в виде камеры с плавающим в воде наполнителем. Если модуль является начальным или конечным, то может быть выполнен с возможностью присоединения к нему бокового торца через стыковочный пояс. Изобретение повышает надежность защиты от наводнений, скорость возведения конструкции, снижает ущерб от наводнения. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, а именно к сооружениям для защиты речных берегов и других водоемов от паводков и наводнений.

В различных регионах Земли ежедневно возникают катаклизмы: землетрясения, наводнения, пожары, обвалы, катастрофы, от которых страдают люди и окружающая среда.

Для оказания помощи людям и окружающей среде необходимы различные аварийно-спасательные средства, в том числе и средства для защиты от наводнений и паводков.

Ежегодно во многих регионах в Российской Федерации и в других странах мира наводнения разрушают прибрежные зоны, затопляют большие площади, уничтожают урожаи, разрушают населенные пункты.

При наводнениях гибнут люди. Ущерб от наводнений исчисляется сотнями миллиардов долларов, а моральные убытки от наводнений невозможно подсчитать.

Таким образом создание эффективных сооружений для защиты от наводнений и паводков является актуальной задачей.

Анализ уровня техники показывает.

Наиболее распространенный способ защиты - возведение земляных оградительных дамб различных очертаний в плане.

Берегозащитными дамбами обычно называют располагаемые возле береговой линии сооружения откосного профиля в виде грунтовой насыпи или конструкции из других материалов, служащие для предупреждения затопления берегов в периоды высоких вод и ветровых нагонов.

Дамбы устраивают насыпным (сухим) или намывным способом в виде насыпей трапецеидального поперечного сечения. Производство работ усложняется одновременным проведением укрепительных работ. При неблагоприятных грунтах в основании дамб устраивают песчаные подушки, каменные постели, дрены, погружают сваи и применяют другие методы укрепления грунтов. К наиболее распространенным видам укрепления грунтовых откосов дамб относятся: каменная наброска, мощение и габионы.

Известны различные насыпи и дамбы, которые изготавливаются из глин и суглинков, из супесей, из песков, из крупнообломочных грунтов, из мореных грунтов, а также из смесей этих материалов, (Рекомендации по использованию аналогов для проектирования и строительства насыпей и плотин. - М.: Энергоатомиздат, 1984).

Известен способ крепления берега реки по а.с. СССР №1778215, Е 02 В 3/06 от 02.01.91, включающий установку вертикальных анкеров в скальном грунте и заглубление ниже поверхности возможного размыва, а верхнюю часть заанкеривают в берег, на поверхность несвязного грунта вдоль анкеров укладывают крупные элементы, например камни или бетонные блоки, расстояние между анкерами принимают не превышающим размеры этих крупных элементов.

Известно устройство для предохранения берега от размыва, включающее установленные в ряд вдоль береговой линии горообразных блоков, насажанных на вертикальные сваи и соединенных между собой, и блоков, уложенных вертикальными штабелями и заполненными балластом, сверху блоков уложены пригрузочные балки, выполненные по краям с вырезами, соответствующими по форме поперечному сечению свай (пат. РФ №2050430, Е 02 В 3/12 от 05.05.91.).

Известно оградительное сооружение, включающее ростверк на вертикальных свайных опорах с верхним и нижним строениями в виде крупноблочных элементов коробчатой конструкции, разделенных на отсеки для пропускания свайных опор, установленных один на другой и опирающихся посредством нижнего крупноблочного элемента в форме двутавровой конструкции в плане на упоры, закрепленные на свайных опорах. Крупноблочные элементы верхнего строения выполнены в виде вертикальных волнозащитных экранов и закрепленных на них по обе стороны экранов коробов. Расположенные на уровне поверхности дна и нижние крупноблочные элементы соединены посредством общих осей и отверстий, расположенных в соседних смежных стенках. Нижний крупноблочный элемент снабжен днищами - перегородками, расположенными на крайних отсеках. В крупноблочных элементах, расположенных в зоне переменного горизонта воды на уровне поверхности дна, а также между ними, пространство отсеков вокруг свайных опор заполнено монолитным бетоном на разную высоту (пат. РФ №2040632, Е 02 В 3/06 от 18.05.92).

Известен блок - секция берегозащитного сооружения, включающий две пары блоков с щелевидными отверстиями и двумя парами вертикальных прорезей, расположенных на торцах блока, на разных расстояниях от его краев (пат. РФ №2048638, Е 02 В 3/06 от 16.09.92.).

Известен способ защиты территорий от затопления при подъеме уровня воды в открытой акватории, включающий возведение ограждающих сооружений и водопропускных устройств. Территорию окружают ограждающими сооружениями, выполненными в виде замкнутого контура. Ограждающие сооружения выполняют в виде дамб. Водопропускные устройства имеют отверстия с затворами (пат. РФ №2032018, Е 02 В 1/00 от 23.02.90).

Известен модуль открытый заливной, содержащий мягкую оболочку, усиленную вантами, верхняя часть которой снабжена поплавком, а нижняя часть - узлом крепления к грунту (О.Г.Затворницкий. Конструкции из мягких оболочек в гидротехническом строительстве. - Москва, Энергия, 1975, с.8-12, рис.2б.). Данное сооружение принято в качестве наиболее близкого аналога.

Известные берегозащитные сооружения являются материалоемкими, сложными конструктивно; ограничена область их применения из-за конструктивных особенностей; сборка сооружений сложна, трудоемка, занимает много времени; заграждения, насыпи, дамбы и другие временные сооружения, возводимые ежегодно, требуют больших затрат, расхода материалов, трудоемки; не обеспечивается надежная защита от наводнений.

Недостатком наиболее близкого аналога является более низкая надежность эксплуатации и невозможность быстрого наращивания берегозащитных сооружений.

Технической задачей изобретения является повышение надежности эксплуатации берегозащитных сооружений, удешевление изготовления берегозащитных сооружений, обеспечение возможности оперативного возведения защиты от наводнений.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в модуле берегового защитного сооружения, открытом заливном, содержащем мягкую оболочку, усиленную вантами, верхняя часть которой снабжена поплавком, а нижняя часть - узлом крепления к грунту, согласно изобретению, мягкая оболочка модуля в рабочем состоянии имеет в поперечном сечении форму открытого спереди полуэллипса с полуосями переменной длины, модуль содержит по краям стыковочные пояса со сквозными карманами для вставления в них соединительных тросов-вант, а также снабжен наружным поперечным фартуком герметизации стыковочного пояса, при этом нижняя часть модуля снабжена продольным фартуком герметизации, а поплавок выполнен в виде камеры с плавающим в воде наполнителем. Если модуль является начальным или конечным, то выполнен с возможностью присоединения к нему бокового торца через стыковочный пояс.

На фиг.1 изображено берегозащитное сооружение из модулей, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.3 - то же, развертка; на фиг.4 - разрез по А-А на фиг.3; на фиг.5 - стыковочный пояс; на фиг.6 - то же, вид сбоку; на фиг.7 - съемный торец модуля.

На чертежах показано: 1 - модуль берегового защитного сооружения (МБЗС); 2 - полотнище оболочки модуля; 3 - пояс стыковки модуля; 4 - сквозной карман (СК) для стыковочного троса; 5 - наружный поперечный фартук (НПФ); 6 - торец оболочки; 7 - нижний продольный фартук (НПФ); 8 - поплавок; 9 - ванта усиления оболочки (ВУО); 10 - анкер; 11 - люверса.

Предлагаемый модуль 1 изготавливается из мягкого материала заданной прочности с водоустойчивьм покрытием. В сложенном положении модуль 1 компактен и транспортабелен любым видом транспорта, что позволяет за относительно короткое время оперативно доставлять берегозащитные сооружения в районы предполагаемых наводнений и быстро устанавливать в необходимых местах на побережье.

Модуль 1 удобен и для складирования, что позволяет хранить в критических опасных районах необходимое количество береговых заграждений.

Модуль 1 берегового защитного сооружения является сооружением многоразового использования и может эксплуатироваться в течение многих лет, благодаря чему можно оперативно менять дислокацию одного комплекта берегозащитного сооружения последовательно в разное время в зависимости от складывающейся обстановки и ожидаемых (прогнозируемых) наводнений в различных регионах.

Модуль 1 берегозащитного сооружения открытый заливной предназначен преимущественно для защиты от наводнений районов с открытым незастроенным побережьем, с берегами без специальных покрытий.

Береговые заграждения на основе предлагаемого модуля монтируются вдоль реки или водоема и предназначены для защиты береговой зоны от наводнений и для препятствия проникновению воды в прибрежные районы, при повышении уровня воды в реке (водоеме), прорыве плотины и других нарушений уровня воды бассейна.

Модуль в развернутом положении представляет собой плоское полотнище (фиг.3). Береговое защитное сооружение (фиг.1) монтируется из требуемого количества модулей 1 в полевых условиях на берегу по месту. Модули 1 соединяются между собой тросо-вантами 9, которые вставляются в СК 4 стыковочных поясов - ПСМ 3 и герметизируются НПФ 5, которые препятствуют проникновению воды в местах стыковки модулей. К конечным модулям берегозащитного сооружения (левому и правому) через ПСМ 3 крепятся тросо-вантами 9 торцы 6. Берегозащитные сооружения закрепляются на грунт через люверсы 11 анкерами 10.

При поступлении воды в берегозащитное сооружение поплавок 8 поднимает верхнюю часть оболочки, которая удерживается на плаву.

Благодаря натяжению тросов-вант 9 модуль 1 под напором воды превращается в открытый желоб, который в поперечном сечении принимает форму полуэллипса с полуосями, длина которых изменяется в зависимости от высоты уровня воды.

Камера поплавка 8 заполняется под избыточным давлением наполнителем, плавающим в воде.

Для установки берегозащитных заграждений не требуется специальной подготовки побережья.

При различных аварийных ситуациях, таких как наводнение, прорыв плотины и т.д., когда уровень воды в водоеме повышается, она выходит из берегов и, достигнув берегозащитное заграждение, заливается в него, причем, чем больше воды заливается в берегозащитное сооружение, тем оно устойчивее и тем эффективнее препятствует проникновению воды за пределы сооружения. При спаде уровня воды в водоеме, она из берегозащитного сооружения постепенно самотеком возвращается в русло реки (в чашу водоема).

Надежных постоянных средств защиты от наводнений, которые зачастую невозможно предсказать заранее, в настоящее время нет, особенно от наводнений возникающих при резком повышении уровня воды.

Формула изобретения

1. Модуль берегового защитного сооружения, открытый заливной, содержащий мягкую оболочку, усиленную вантами, верхняя часть которой снабжена поплавком, а нижняя часть – узлом крепления к грунту, отличающийся тем, что мягкая оболочка модуля в рабочем состоянии имеет в поперечном сечении форму открытого спереди полуэллипса с полуосями переменной длины, модуль содержит по краям стыковочные пояса со сквозными карманами для вставления в них соединительных тросов-вант, а также снабжен наружным поперечным фартуком герметизации стыковочного пояса, при этом нижняя часть модуля снабжена продольным фартуком герметизации, а поплавок выполнен в виде камеры с плавающим в воде наполнителем.

2. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что, если он является начальным или конечным, то выполнен с возможностью присоединения к нему бокового торца через стыковочный пояс.

РИСУНКИ

NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 20.12.2008

Извещение опубликовано: 20.12.2008        БИ: 35/2008