Способ возведения искусственного острова на акватории

 

1.СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ИСКУССТВЕННОГО ОСТРОВА НА АКВАТОРИИ, включающий образование ледяной конструкции и заанкеривание ее в дно акватории, отличающийся тем, что, с целью несущей способности, сокращения сроков и трудоемкости возведения, ледяную конструкцию образуют из ледяных армированных и содержащих органические и неорганические включения блоков, в теле которых размещают трубопроводы и термосваи, выступающие за пределы нижних граней блоков, путем поочередного монтажа каждого блока на дно акватории и примораживания каждого последующего блока к предыдущему, а заанкеривание ледяной конструкции в дно акватории осуществляют путем подачи хладогента или хладоносителя в термосваи соответствующего блока после его установки в дно акватории.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью улучшения защиты от воздействия окружающей среды при использовании полнотелых блоков, после монтажа ледяной конструкции над ее верхней поверхностью укрепляют купол из льдоармированного материала.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью улучшения защиты от воздействия окружающей среды при использовании полых блоков, их устанавливают на дно акватории с заглублением их верхних торцов под слой воды, после чего на образованную из них ледяную конструкцию примораживают перекрытие.

4. Способ по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что после монтажа ледяной конструкции по ее поверхности устанавливают защитные блоки из термоизоляционного материала. Изобретение относится к области строительства, а именно к созданию искусственных островов и оснований различного назначения, и может быть использовано для создания как надводных, так и подводных поселений, лабораторий, хранилищ и прочих сооружений. Известны искусственные острова и полуострова, создаваемые на шельфах морей, имеющие железобетонные платформы и опорные металлические конструкции. Недостатком таких сооружений является большая трудоемкость и материалоемкость, высокая себестоимость возведения, ограниченность размеров островов. Наиболее близким к настоящему изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ возведения искусственного острова на акватории, включающий образование ледяной конструкции и заанкеривание ее в дно акватории. Заанкеривание осуществляют путем установки в дно акватории якорей, а для образования несущей конструкции морскую воду замораживают с помощью заякоренных и одетых в термооболочку теплообменников на всю глубину акватории с оставлением незамороженной воды для образования в этих местах полостей путем ее последующего удаления. Несмотря на простоту достигаемого результата, этот способ не лишен недостатков. Ввиду того, что лед, образованный из замороженной воды, увеличивает занимаемый прежде объем, термооболочка может повредиться в процессе замораживания, сложной является задача одновременного промораживания больших объемов воды, так как во время замораживания могут появиться трещины в полости, заполненные желеобразным рассолом воды, который требует более низких (до -73^оС) температур промораживания, что может привести к нарушению прочности основания. Кроме того, при неровностях рельефа дна, особенно для относительно больших глубин, представляется трудным добиться монтажа армокаркасов в нужном положении в целях обеспечения равномерного промораживания образуемого основания и промораживания его ко дну акватории. Определенные сложности могут возникнуть и при образовании надводной части ледяной конструкции. Целью настоящего изобретения является повышение несущей способности, сокращение сроков и трудоемкости возведения. Указанная цель достигается тем, что в способе возведения искусственного острова, включающем образование ледяной конструкции и заанкерирование ее в дно акватории, ледяную конструкцию образуют из ледяных армированных и содержащих органические и неорганические включения блоков, в теле которых размещают трубопроводы в термосваи, выступающие за пределы нижних граней блоков, путем поочередного монтажа каждого блока на дно акватории и примораживания каждого последующего блока к предыдущему, а заанкеривание ледяной конструкции в дно акватории осуществляют путем подачи хладагента или хладоносителя в термосваи соответствующего блока после его установки на дно акватории. При этом с целью улучшения защиты от окружающей среды при использовании полнотелых блоков после монтажа ледяной конструкции над ее верхней поверхностью могут укреплять купол из льдоармированного материала, а при использовании полых блоков их могут устанавливать на дно акватории с заглублением их верхних торцов под слой воды, после чего на образованную из них ледяную конструкцию примораживают перекрытие. Кроме того, после монтажа ледяной конструкции по ее поверхности снаружи могут устанавливать защитные блоки из термоизоляционного материала. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид искусственного заанкеренного ледяного острова, образованного пустотелыми блоками; на фиг.2 общий вид льдоармированного пустотелого блока с выступающими за границы основания с вмороженными в него термосваями; на фиг.3 общий вид искусственного острова, покрытого льдоармированным куполом и приращенной из полых блоков эстакадой; на фиг.4 общий вид подводного льдоармированного острова, образованного пустотелыми блоками, с ходом сообщения к ранее образованной ледяной конструкции; на фиг.5 общий вид подводного ледяного острова с ходом сообщения на берег. Описываемый способ включает образование искусственного острова 1 (фиг.1) из пустотелых блоков 2, заранее изготовленных в форме параллелепипедов (фиг. 2), с последующим монтажом в полостях многоэтажных жилых домов, образованием в них культурно-бытовых и производственных помещений (на чертеже не показаны) и крышей из плоских блоков, покрытых термоизоляцией 3, имеющих отверстия 4 для вентиляции и расположения подъемно-спусковых механизмов, например лифтов 5. Пустотелый блок (фиг.2) заранее изготавливают из пульпы воды с включением органических и неорганических материалов, например отходов деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной или металлургической промышленности, производства синтетических материалов и искусственных волокон путем ее замораживания в опалубке, в теле которого размещены трубопроводы 6 и термосваи 7, выступающие за пределы нижней грани блока, а также перемычки 8 для монтажа общестроительных конструкций. На фиг.3 изображена ледяная конструкция цилиндрической формы 9, образованная пустотелыми блоками с льдоармированными куполом 10, входной дверью 11 и эстакадой 12 для приема судов и вертолетов. На фиг.4 и 5 изображены созданные описываемым способом подводные острова 13 куполообразной формы и 14 конусообразной формы, соединенные ходом сообщения (подводными тоннелями) 15 между собой и с ранее созданной конструкцией 1 и берегом тоннелем 16. Перед образованием ледяной конструкции (фиг.1) изготавливают набор равновеликих по высоте блоков 2, образуя их путем замораживания в съемной или скользящей опалубке пульпы из пресной (речной) воды с включением отходов некоторых производств, например, опилок, искусственных волокон, шлакостекловаты, размельченной макулатуры, при этом предварительно закладывают в опалубку арматуры трубопроводы 6, соединенные с термосваями 7 таким образом, чтобы в образуемом блоке термосваи закреплялись выступами за грани его основания, а трубопроводы проходили вблизи наружной боковой поверхности блока. При изготовлении блоков, устанавливаемых на границе тела ледяной конструкции с водой в опалубку закладывают по площади одной из боковых граней пластину из термоизоляционного материала с выступами (на чертеже не показана) с тем, чтобы после замораживания боковая грань блока имела термоизоляционное покрытие. Кроме того, во внутренней съемной опалубке делают выступы или углубления для закладки арматуры с тем, чтобы пустотелый блок имел перемычки 8, проемы, закладные детали для последующего использования при образовании в полостях сооружений или переходов. Затем блоки комплектуют и на транспортном средстве доставляют к месту возведения искусственного острова. В выбранной для монтажа массива акватории устанавливают один из блоков на дно с полым погружением термосвай 7 в грунт, затем по трубопроводам 6 подают в термосваи хладагент, а при естественном охлаждении хладоноситель для отбора из грунта акватории тепла и вмораживания основания блока в дно акватории, после чего удаляют морскую воду из полости, последовательно вокруг установленного блока осуществляют монтаж остальных блоков с удалением из них полостей воды и подбирая их по высоте таким образом, чтобы образовать равную поверхность создаваемого искусственного острова (фиг.1, фиг.2) независимо от рельефа дна акватории. За счет охлаждения боковых граней и попадающей между блоками воды блоки последовательно примораживают друг к другу. По периметру острова монтируют блоки, имеющие наружную грань с термоизоляционным покрытием, за счет этого одевают поверхность соприкосновения конструкции с водой в термооболочку. На перемычках 8 с помощью закладных деталей и крепежных элементов осуществляют монтаж лифтов 5, помещений для проживания персонала и промышленного назначения. После завершения общестроительных работ конструкции накрывают плоскими блоками с термоизоляцией, имеющими отверстия 4 для вывода вентиляции, либо лифтов 5. При малых глубинах акватории иногда целесообразно возводить остров из полнотелых блоков с оставлением участков незамороженной воды с последующим ее удалением из замкнутого между блоками контура для образования полостей с размещением в них, например, бурового инструмента. В этом случае для защиты производственного персонала и оборудования от воздействия окружающей среды над поверхностью возведенной ледяной конструкции осуществляют монтаж купола 10 из сборно армированных арок с входной дверью 11, с последующим его покрытием термооболочкой. При необходимости приема судов и вертолетов к телу ледяной конструкции можно прирастить из блоков эстакаду 12. В целях размещения в острове энергетических установок, особенно ядерных, осуществляют строительство подводной льдоармированной пустотелой, покрытой термооболочкой конструкции, соединенной подводными тоннелями 15 и 16 как между собой, так и с ранее возведенным островом или же берегом (фиг.4 и фиг. 5). Для этого имеющие проемы пустотелые блоки определенной высоты монтируют на дне акватории так, чтобы верхняя часть блока находилась под слоем воды, к проемам и дну акватории последовательно примораживают пустотелые блоки, укладывая их в горизонтальном положении в таком количестве, чтобы образовать ход сообщения между искусственными островами, либо между подводным островом и берегом, затем образованную конструкцию накрывают термооболочкой примораживанием блоков с термоизоляционным покрытием путем подачи в трубопроводы и термосваи хладагента из присоединенных к ним наружной системы охлаждения, которую отключают после завершения процесса монтажа. Из полостей созданной ледяной конструкции (фиг.4 и фиг.5) с ходами сообщения удаляют морскую воду, обнажившееся дно разравнивают дорожной техникой и дополнительно промораживают, после чего осуществляют монтаж необходимого оборудования, транспортируя его во внутренний объем острова по ходам сообщения 15 и 16. Применение указанного способа ускорит время возведения искусственных опорных сооружений вне зависимости от рельефа дна, позволит создать конструкцию с равномерными механическими характеристиками, а укладка трубопроводов в теле конструкции, успешное ее подмораживание в процессе эксплуатации исключит влияние льдов и штормовой погоды. Предлагаемое изобретение может также найти широкое применение при строительстве подводных энергетических установок, так как создает условия для их монтажа под толщей воды и вдали от населенных пунктов, морских городов, размещаемых по глубине моря, полно используя толщу морской среды, для сооружения складов и хранилищ, в исследовательских целях, при разведке и разработке полезных ископаемых шельфов, их промышленного использования, в рыбном хозяйстве для выращивания в пределах замкнутой акватории различных морекультур, разведения ценных пород рыб, в энергетике при сооружении плотин гидро- и приливных электростанций, при возведении льдоряжевых дамб для отвоевывания участков суши у моря и управления процессом формирования рассыпных месторождений в шельфовой зоне устьев рек, в том числе драгоценных полезных ископаемых. Особенно перспективным представляется применение указанного блочного способа для перекрытия Берингова пролива с целью улучшения климата на Земле.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ИСКУССТВЕННОГО ОСТРОВА НА АКВАТОРИИ, включающий образование ледяной конструкции и заанкеривание ее в дно акватории, отличающийся тем, что, с целью несущей способности, сокращения сроков и трудоемкости возведения, ледяную конструкцию образуют из ледяных армированных и содержащих органические и неорганические включения блоков, в теле которых размещают трубопроводы и термосваи, выступающие за пределы нижних граней блоков, путем поочередного монтажа каждого блока на дно акватории и примораживания каждого последующего блока к предыдущему, а заанкеривание ледяной конструкции в дно акватории осуществляют путем подачи хладогента или хладоносителя в термосваи соответствующего блока после его установки в дно акватории. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью улучшения защиты от воздействия окружающей среды при использовании полнотелых блоков, после монтажа ледяной конструкции над ее верхней поверхностью укрепляют купол из льдоармированного материала. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью улучшения защиты от воздействия окружающей среды при использовании полых блоков, их устанавливают на дно акватории с заглублением их верхних торцов под слой воды, после чего на образованную из них ледяную конструкцию примораживают перекрытие. 4. Способ по пп. 1 3, отличающийся тем, что после монтажа ледяной конструкции по ее поверхности устанавливают защитные блоки из термоизоляционного материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000        

---