Способ возведения запруды
Владельцы патента RU 2321701:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия (ФГОУ ВПО КБГСХА) (RU)
Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве руслорегулировочных и берегоукрепительных сооружений в размываемых руслах рек. Технический результат - повышение эффективности и надежности защиты русел и берегов рек. Способ возведения запруды включает выполнение в русле реки по линии верховой и низовой грани запруды бетонных анкеров, изготовление по размерам запруды арматурного решетчатого каркаса и прикрепление его к анкерам, последующее изготовление габионов внутри арматурного решетчатого каркаса. Габионную сетку растягивают внутри арматурного решетчатого каркаса. Габионы монтируют послойно с плотным заполнением камнем там же, внутри каркаса. Арматурный решетчатый каркас имеет призматическую форму. Сверху гребня запруды могут устраивать дополнительный арматурный каркас решетчатой и трапецеидальной формы с уменьшающей высотой с верховой грани до низовой. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве руслорегулировочных и берегоукрепительных сооружений в размываемых руслах рек.
Известны камнезадерживающие запруды из габионной кладки [1, с.270]. Названные запруды позволяют задерживать в верхнем бьефе крупные фракции донных наносов, а мелкие фракции и все взвешенные наносы проходят через сооружение. Однако после заполнения верхнего бьефа все крупные наносы проходят через гребень запруды. При этом под гидродинамическим воздействием высокоскоростных паводковых потоков (>4-5 м/с) габионная сетка разрывается (перебивается камнями), а это, в свою очередь, приводит к разрушению всего сооружения. А в случае схода селевых потоков габионная сетка еще сильнее рвется и разрушается сооружение.
Наиболее близким техническим решением является запруда [2, RU 200127947 А, кл. Е02В 3/10, 10.11.2003], состоящая из арматурного решетчатого каркаса, прикрепленного к анкерам, и габионов, расположенных внутри каркаса.
Недостатком данного технического решения является то, что при гидродинамических нагрузках высокоскоростных паводковых и селевых потоков габионная сетка на гребне запруды рвется, и это может привести к разрушению всего сооружения.
Цель изобретения - повышение эффективности и надежности защиты русел и берегов рек.
Указанная цель достигается тем, что в способе возведения запруды, включающем выполнение в русле реки по линии верховой и низовой грани запруды бетонных анкеров, изготовление по размерам запруды арматурного решетчатого каркаса и прикрепление его к анкерам, последующее изготовление габионов внутри арматурного решетчатого каркаса; габионную сетку растягивают внутри арматурного решетчатого каркаса, а габионы монтируют послойно с плотным заполнением камнем там же, внутри каркаса, при этом арматурный решетчатый каркас имеет призматическую форму. Сверху гребня запруды устраивают дополнительный арматурный каркас решетчатой и трапецеидальной формы с уменьшающей высотой с верховой грани до низовой.
На фиг.1. изображено поперечное сечение запруды по оси русла; на фиг.2 - план участка запруды; на фиг.3 - продольное сечение вдоль верховой грани запруды; на фиг.4 - арматурный решетчатый каркас в аксонометрии.
Запруда состоит из арматурного решетчатого каркаса 1 призматической формы, прикрепленного к бетонным анкерам 2, устроенным в основании русла 3; габионов 4, смонтированных внутри каркаса 1. Сверху гребня запруды устроен дополнительный арматурный каркас 5 решетчатой трапецеидальной формы. Дно русла 3 перед запрудой со стороны верхнего бьефа и за запрудой в нижнем бьефе укреплено каменными набросками, соответственно 6 и 7. В местах примыкания запруд береговые откосы укреплены габионными тюфяками 8.
Способ возведения запруды из армированных габионов осуществляется и работает следующим образом.
Вначале разрабатывается траншея под запруды. По линии верховой и низовой грани в основании русла 3 разрабатываются ямы и заливаются бетонные анкера 2 с арматурными креплениями. По размерам запруды изготавливаются арматурные решетки и после набора прочности бетона к анкерам 2 прикрепляются решетки и из них монтируется арматурный каркас 1. Далее, внутри каркаса по основанию и по бокам растягивается габионная сетка с прикреплением ее к стержням арматурного каркаса 1. После чего внутри арматурного каркаса послойно монтируются габионы 4 с плотным заполнением камнем до верха каркаса 1. Сверху заполненного габионами каркаса 1 с прикреплением к нему устраивается дополнительный арматурный решетчатый каркас 5. Каркас 5 выполняется трапецеидальной формы с уменьшающей высотой с верховой грани до низовой, примерно от 30 до 5 см. По бокам в местах примыкания запруды на береговых откосах монтируются габионные тюфяки 8. И в конце перед габионной и армированной запрудой в верхнем бьефе устраивается каменная наброска 6 так, чтобы наиболее крупные фракции камней и валунов лежали сверху. Точно также устраивается каменная наброска 7 и в нижнем бьефе за запрудой.
Запруда должна быть прочно врезана в прибрежные откосы реки или берегозащитные сооружения.
При прохождении паводковых или селевых оттоков наибольшие гидродинамические нагрузки воспринимают габионы 4 и арматурные каркасы 1 и 5. При этом габионы 4 получают небольшие перемещения, натягиваются анкера 2 и решетки каркасов 1 и 5, происходит частичное гашение избыточной энергии потоков. В арматурный решетчатый каркас 5, расположенный сверху гребня запруды, застревают камни, хворост, трава, кустарники и др. плавающие тела. В результате образуется защитный слой для металлической сетки габионов 4. Образовавшийся сверху габионов 4 в решетчатом каркасе 5 слой из камня и плавника предотвращает возможное разрушение габионной сетки под абразивным и ударным воздействием твердых частиц (наносов) потоков. Каменные наброски 6 и 7 в понурной части и на дне нижнего бьефа предотвращают образование опасных ям размыва около запруды. Для этого верхняя часть наброски должна быть уложена неразмываемыми валунами. И глубина залегания анкеров 2 должна быть ниже возможной максимальной глубины размыва русла.
Размеры арматурных каркасов 1 и 5, габионов 4 и число анкеров 2 определяются из условия обеспечения устойчивости и прочности сооружения против сдвигающих динамических сил паводковых и селевых потоков.
Запруды предлагаемой конструкции обеспечивают стабилизации дна русла и надежную защиту от подмыва прибрежных сооружений и других объектов. С этой целью запруды располагают на определенном расстоянии друг от друга.
Запруды из габионной кладки укрепленными арматурными решетками, заанкерованными в основание, обеспечивают устойчивость и прочность работы сооружений при любых возможных гидродинамических воздействиях паводковых или селевых потоков. Арматурный решетчатый каркас 5, предусмотренный сверху габионов 4, позволяет продлить срок службы запруды и снизить материальные затраты на ее эксплуатацию.
Рекомендуется использовать запруды, возводимые по предлагаемому способу, на горных и предгорных паводкоопасных и селеопасных участках рек, в прибрежных зонах которых расположены населенные пункты, промышленные и сельскохозяйственные объекты.
Источники информации
1. Алтунин С.Т. Регулирование русел. М.: Сельхозиздат, 1962 г., с.126-136, 267-270.
1. Способ возведения запруды, включающий выполнение в русле реки по линии верховой и низовой грани запруды бетонных анкеров, изготовление по размерам запруды арматурного решетчатого каркаса и прикрепление его к анкерам, последующее изготовление габионов внутри арматурного решетчатого каркаса, отличающийся тем, что габионную сетку растягивают внутри арматурного решетчатого каркаса, а габионы монтируют послойно с плотным заполнением камнем там же, внутри каркаса, при этом арматурный решетчатый каркас имеет призматическую форму.
2. Способ возведения запруды по п.1, отличающийся тем, что сверху гребня запруды устраивают дополнительный арматурный каркас решетчатой и трапецеидальной формы с уменьшающей высотой с верховой грани до низовой.
