RU2229553C1 - Module of bank protection construction - Google Patents

Abstract

FIELD: water development projects, protection of banks of rivers and other water basins from floods. SUBSTANCE: module includes n chambers, is closed and made of soft, waterproof and water-resistant material of specified strength. Cross-section of shell of module has shape of triangle or hemisphere. Internal space of module is divided by horizontal partitions into chambers. Module can have n chambers (n-1, 2, 3, ..., m). Shell of module can be reinforced in cross-section by stay ropes. Modules are joined by linking bands with through pockets into which linking cable (stay ropes) enter, linking bands are closed by lateral aprons to ensure sealing. Longitudinal lower apron is meant for snug fitting to ground. Each chamber is provided with filing and drain valves, lower chamber of module is equipped with joints for attachment to ground. EFFECT: enhanced functional reliability, reduced manufacturing cost, possibility of timely erection of bank protection constructions. 3 dwg

Description

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, а именно к сооружениям для защиты речных берегов и других водоемов от паводков и наводнений.The invention relates to hydraulic structures, namely, structures for protecting river banks and other bodies of water from floods and floods.

В различных регионах Земли ежедневно возникают катаклизмы: землетрясения, наводнения, пожары, обвалы, катастрофы, от которых страдают люди и окружающая среда.In various regions of the Earth, cataclysms occur daily: earthquakes, floods, fires, landslides, catastrophes, from which people and the environment suffer.

Для оказания помощи людям и окружающей среде необходимы различные аварийно-спасательные средства, в том числе и средства для защиты от наводнений и паводков.Various emergency and rescue equipment, including flood protection and flood protection, is needed to help people and the environment.

Ежегодно во многих регионах в Российской Федерации и в других странах мира наводнения разрушают прибрежные зоны, затопляют большие площади, уничтожают урожаи, разрушают населенные пункты.Every year, in many regions of the Russian Federation and in other countries of the world, floods destroy coastal zones, flood large areas, destroy crops, and destroy settlements.

При наводнениях гибнут люди. Ущерб от наводнений исчисляется сотнями миллиардов долларов, а моральные убытки от наводнений невозможно подсчитать.Floods kill people. Flood damage is estimated at hundreds of billions of dollars, and moral damages from floods cannot be calculated.

Таким образом, создание эффективных сооружений для защиты от наводнений и паводков является актуальной задачей.Thus, the creation of effective structures for protection against floods and floods is an urgent task.

Анализ аналогов показывает следующее.Analysis of analogues shows the following.

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.Shore protection dams are usually referred to as slope structures located near the coastline in the form of an embankment or structures made of other materials, which serve to prevent flooding of coasts during periods of high waters and wind surges.

Наиболее распространенный способ защиты - возведение земляных оградительных дамб различных очертаний в плане.The most common method of protection is the construction of earthen fence dams of various shapes in plan.

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.Dams are arranged in bulk (dry) or alluvial in the form of embankments of a trapezoidal cross section. The production of work is complicated by the simultaneous implementation of reinforcement work. In case of unfavorable soils, sand cushions, stone beds, drains are arranged at the base of the dams, piles are immersed and other methods of soil strengthening are used. The most common types of reinforcing soil slopes of dams include stone sketches, paving and gabions.

Известны различные насыпи и дамбы, которые изготавливаются из глин и суглинков, из супесей, из песков, из крупнообломочных грунтов, из моренных грунтов, а также из смесей этих материалов (“Рекомендации по использованию аналогов для проектирования и строительства насыпей и плотин” - М.: Энергоатомиздат, 1984).Various embankments and dams are known, which are made of clay and loam, sandy loam, sand, coarse soil, moraine soil, and also mixtures of these materials (“Recommendations on the use of analogues for the design and construction of embankments and dams” - M. : Energoatomizdat, 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.There is a method of fastening the river bank for AS USSR No. 1778215, E 02 B 3/06 of 02.01.91, including the installation of vertical anchors in rocky soil and deepening below the surface of a possible erosion, and the upper part is anchored to the shore, large elements are laid on the surface of incoherent soil along the anchors, for example, stones or concrete blocks, the distance between the anchors is not exceeding the dimensions of these large elements.

Известно устройство для предохранения берега от размыва, включающее установленные в ряд вдоль береговой линии торообразные блоки, насаженные на вертикальные сваи и соединенные между собой, и блоки, уложенные вертикальными штабелями и заполненные 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).A device is known for protecting the shore from erosion, including toroidal blocks mounted in a row along the shoreline, mounted on vertical piles and interconnected, and blocks stacked with vertical stacks and filled with ballast, loading beams are laid on top of the blocks along the edges with cutouts corresponding to the shape of the cross section of piles (US Pat. RF No. 2050430, E 02 B 3/12 from 05/05/91).

Известно оградительное сооружение, включающее растверк 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 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).A protective structure is known, including a mortar on vertical pile supports with upper and lower structures in the form of large-block elements of a box-like structure, divided into compartments for passing pile supports installed one on top of the other and supported by the lower large-block element in the form of an I-shaped construction in plan with stops fixed on pile supports. Large-block elements of the upper structure are made in the form of vertical waveguide shields and boxes mounted on both sides of them. Lower coarse-grained elements located at the level of the bottom surface are connected by common axes and holes located in adjacent adjacent walls. The lower large-block element is equipped with bottom-baffles located on the extreme compartments. In large-block elements located in the zone of a variable water horizon at the level of the bottom surface, and also between them, the space of compartments around the pile supports is filled with monolithic concrete at different heights (US Pat. RF No. 2040632, E 02 B 3/06 of 05/18/92).

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).Known block section of the shore protection structure, comprising two pairs of blocks with slit-like openings and two pairs of vertical slots located at the ends of the block, at different distances from its edges (US Pat. RF No. 2048638, E 02 B 3/06 from 09/16/92).

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).A known method of protecting territories from flooding when the water level rises in the open water area, including the construction of enclosing structures and culverts. The territory is surrounded by enclosing structures made in the form of a closed loop. The enclosing structures are in the form of dams. Culverts have openings with gates (US Pat. RF No. 2032018, E 02 B 1/00 from 02/23/90).

Анализ известных технических решений позволяет сделать вывод:Analysis of known technical solutions allows to conclude:

известные берегозащитные сооружения являются материалоемкими, сложными конструктивно;well-known shore protection structures are material-intensive, structurally complex;

ограничена область их применения из-за конструктивных особенностей;their scope is limited due to design features;

сборка сооружений сложна, трудоемка, занимает много времени;assembly of structures is difficult, time-consuming, takes a lot of time;

заграждения, насыпи, дамбы и другие временные сооружения, возводимые ежегодно, требуют больших затрат, расхода материалов, трудоемки;barriers, embankments, dams and other temporary structures erected annually require large expenditures, consumption of materials, laborious;

не обеспечивается надежная защита от наводнений.reliable flood protection is not provided.

Технической задачей изобретения является повышение надежности эксплуатации берегозащитных сооружений; удовлетворение потребности в аварийно-спасательных средствах от наводнений и других стихийных бедствий в Российской Федерации и за ее пределами; удешевление изготовления берегозащитных сооружений; оперативное возведение защиты от наводнений.An object of the invention is to increase the reliability of operation of shore protection structures; meeting the need for emergency rescue equipment from floods and other natural disasters in the Russian Federation and beyond; cheaper manufacturing of shore protection structures; rapid construction of flood protection.

Для решения поставленной задачи предлагается модуль берегового защитного сооружения n-камерный (n-1, 2, 3,..., m), закрытый, конструктивные элементы выполнены из мягкого водонепроницаемого и водостойкого материала заданной прочности, модуль в поперечном сечении усилен вантами и имеет форму треугольника или полусферы, внутри модуль разделен на n камер горизонтальными жестко закрепленными перегородками, днище модуля жестко соединено с корпусом, модуль снабжен стыковочными поясами со сквозными карманами для вставления в них тросов (вант), модуль также снабжен наружными поперечными фартуками герметизации стыковочных поясов, нижняя камера модуля снабжена продольным фартуком герметизации для плотного прилегания к грунту, каждая камера модуля снабжена в верхней части заливными клапанами, а в нижней части сливными клапанами, нижняя камера модуля снабжена узлами крепления к грунту.To solve this problem, a coastal protective structure module n-chamber (n-1, 2, 3, ..., m), closed, structural elements are made of soft waterproof and water-resistant material of a given strength, the module in the cross section is reinforced with cables and has the shape of a triangle or hemisphere, inside the module is divided into n chambers by horizontal rigidly fixed partitions, the bottom of the module is rigidly connected to the body, the module is equipped with docking belts with through pockets for inserting cables (cables) into them, the module l is also equipped with external transverse aprons for sealing the docking belts, the lower chamber of the module is equipped with a longitudinal sealing apron for a snug fit to the ground, each chamber of the module is equipped with filling valves in the upper part and drain valves in the lower part, the lower chamber of the module is equipped with ground mounting units.

На фиг.1 изображено берегозащитное сооружение из модулей, многокамерных закрытых, общий вид, на фиг.2 - модуль однокамерный закрытый берегозащитного сооружения; на фиг.3 - модуль многокамерный закрытый берегового сооружения. Передний торец условно снят.Figure 1 shows the shore protection structure of the modules, multi-chamber closed, general view, figure 2 - module single chamber closed shore protection structure; figure 3 - module multi-chamber closed coastal structure. The front end is conditionally removed.

На чертежах показано: 1 - модуль берегового защитного сооружения (МБЗС), 2 - оболочка модуля (ОМ), 3 - камера верхняя (KB), 4 - камера средняя (КС), 5 - камера нижняя (КН), 6 - горизонтальная перегородка (ГП), 7 - пояс стыковочный (ПС), 8 - сквозной карман для стыковочного троса (ванты) (СКСТ), 9 - наружный поперечный фартук (НПФ), 10 - торец оболочки (ТО), 11 - днище оболочки (ДО), 12 - ванта усиления оболочки (ВУО), 13 - люверса, 14 - анкер, 15 - заливной клапан (ЗК), 16 - сливной клапан (СК), 17 - нижний фартук (НФ).The drawings show: 1 - the module of the coastal protective structure (MBZS), 2 - the shell of the module (OM), 3 - the upper chamber (KB), 4 - the middle chamber (KS), 5 - the lower chamber (KN), 6 - the horizontal partition (GP), 7 - docking belt (PS), 8 - through pocket for the docking cable (cable) (SKST), 9 - outer transverse apron (NPF), 10 - end of the shell (TO), 11 - bottom of the shell (DO) 12 - sheath reinforcing guy (HVO), 13 - eyelet, 14 - anchor, 15 - filling valve (ZK), 16 - drain valve (SK), 17 - lower apron (NF).

Модуль 1 может быть выполнен однокамерным, двухкамерным, трехкамерным, n-камерным. Камеры выполнены герметичными. В модуле камеры разделены жестко закрепленными перегородками - ГП 6. Береговое защитное сооружение монтируется на берегу из требуемого количества модулей 1 в полевых условиях и закрепляется к грунту анкерами 14 через люверсы 13 или набережной специальными узлами крепления. Корпусом модуля 1 является оболочка 2, состоящая из отдельных герметичных камер, разделенных ГП 6. В поперечном сечении оболочка 2 модуля 1 усилена ВУО 12. Модули 1 соединяются через ПС 7 тросами (вантами). Сверху ПС 7 закрываются НПФ 9, которые препятствуют проникновению воды между модулями 1.Module 1 can be made single-chamber, two-chamber, three-chamber, n-chamber. The cameras are sealed. In the camera module, separated by rigidly fixed partitions - GP 6. The coastal protective structure is mounted on the shore from the required number of modules 1 in the field and is fixed to the ground with anchors 14 through eyelets 13 or the embankment with special attachment points. The housing of module 1 is a shell 2, consisting of separate sealed chambers separated by GP 6. In a cross-section, the shell 2 of module 1 is reinforced with a VUO 12. Modules 1 are connected via substation 7 with cables (cables). On top of PS 7 are closed NPF 9, which prevent the penetration of water between modules 1.

Гидропневматические береговые заграждения, составленные из предлагаемого модуля, монтируются вдоль реки или водоема и предназначены для защиты береговой зоны от наводнений и для препятствия проникновения воды в прибрежные районы при повышении уровня воды в реке (водоеме), прорыве плотины и других нарушениях уровня воды в бассейне.Hydropneumatic coastal barriers made up of the proposed module are mounted along the river or reservoir and are designed to protect the coastal zone from flooding and to prevent water from entering the coastal areas when the water level in the river (reservoir) rises, the dam breaks and other violations of the water level in the pool.

Гидропневматические модули берегозащитные n-камерные закрытые предназначены преимущественно для защиты от наводнений городов и населенных пунктов с благоустроенными берегами, покрытыми асфальтом, железобетонными плитами, гранитом и другими твердыми настилами.Hydropneumatic modules, shore-protecting, n-chamber closed, are intended primarily for flood protection of cities and settlements with well-maintained shores covered with asphalt, reinforced concrete slabs, granite and other solid floorings.

Модули 1 заблаговременно заливаются водой через заливные клапаны - ЗК 15, начиная с нижней камеры - КН 5, затем КС 4, затем КВ 3. Освобождение камер от воды производят в обратной последовательности (т.е. начинают с КВ 3). Число герметичных камер выбирается исходя из размера и объема берегового защитного сооружения. Чем больше объем модуля 1, тем большим количеством ГП 6 разделяют оболочку 2. Это увеличивает прочность и устойчивость модуля 1 и надежность ОМ 2.Modules 1 are pre-filled with water through the filler valves - ЗК 15, starting from the lower chamber - КН 5, then КС 4, then КВ 3. The chambers are released from water in the reverse order (i.e., they start from КВ 3). The number of pressurized chambers is selected based on the size and volume of the coastal protective structure. The larger the volume of module 1, the greater the number of GP 6 to separate the shell 2. This increases the strength and stability of module 1 and the reliability of OM 2.

Подготовленное таким образом сооружение является надежным препятствием для проникновения воды в прибрежные районы.The structure thus prepared is a reliable obstacle to the penetration of water into coastal areas.

Смонтированное берегозащитное сооружение - это монолитное береговое заграждение - устанавливается вдоль берега на грунт или на твердое покрытие набережной населенного пункта и закрепляется через люверсу анкерами или другими узлами крепления.A mounted shore protection structure - this is a monolithic coastal fence - is installed along the shore on the ground or on a hard surface of the waterfront of the village and is fixed through the grommet with anchors or other attachment points.

Наличие раздельных камер создает возможность заполнять модуль водой в зависимости от высоты ожидаемого уровня воды бассейна. Если подъем уровня воды ожидается не большой, достаточно заполнить водой только КН 5, не заполняя КС 4 и КВ 3. Если подъем уровня увеличивается, тогда заполняются водой КС 4 и КВ 3.The presence of separate chambers makes it possible to fill the module with water, depending on the height of the expected pool water level. If the rise in water level is not expected to be large, it is enough to fill only KH 5 with water, without filling KS 4 and KV 3. If the rise in level increases, then KS 4 and KV 3 are filled with water.

Когда необходимость в заграждении отпадает, камеры модулей освобождают от воды через сливные клапаны в обратной последовательности, начиная с верхней камеры, затем средние камеры, затем нижняя камера.When the need for a barrier disappears, the module chambers are freed from water through the drain valves in the reverse order, starting from the upper chamber, then the middle chambers, then the lower chamber.

Надежных постоянных средств защиты от наводнений в настоящее время нет, особенно при высоком уровне воды, который зачастую нельзя предсказать.There are currently no reliable permanent flood protection measures, especially at high water levels, which often cannot be predicted.

Кроме дешевизны, надежности, простоты конструкции и сборки предлагаемого берегозащитного сооружения, его можно заблаговременно складировать и хранить в прибрежных районах.In addition to low cost, reliability, simplicity of design and assembly of the proposed shore protection structure, it can be stored and stored in advance in coastal areas.

В собранном виде модули компактны, хранятся в чехлах или в специальной таре, занимают мало места. В сложенном виде модули перевозятся любым видом транспорта.Assembled modules are compact, stored in cases or in special containers, take up little space. When folded, the modules are transported by any type of transport.

Модули 1 могут изготавливаться отдельными сериями разных размеров в зависимости от требований.Modules 1 can be manufactured in separate series of different sizes, depending on the requirements.

Claims (1)

Модуль берегового защитного сооружения, n-камерный (n=1, 2, 3, .., m), закрытый, конструктивные элементы которого выполнены из мягкого водонепроницаемого и водостойкого материала заданной прочности и составляют герметичную оболочку-корпус модуля, усиленную поперечными вантами, модуль в поперечном сечении имеет форму треугольника или полусферы, внутри разделен перегородками на n камер, днище и торцы жестко соединены с корпусом, модуль снабжен стыковочными поясами со сквозными карманами для вставления в них стыковочных тросов (вант), снаружи стыковочные пояса снабжены поперечными фартуками для герметизации, каждая камера модуля снабжена в верхней части заливными клапанами, а в нижней части - сливными клапанами, нижняя камера модуля снабжена продольным фартуком герметизации для плотного прилегания и узлами крепления к грунту.The module of the coastal protective structure, n-chamber (n = 1, 2, 3, .., m), is closed, the structural elements of which are made of soft waterproof and water-resistant material of a given strength and make up a sealed shell-module housing reinforced with transverse cables, the module in cross section it has the shape of a triangle or hemisphere, inside it is divided by partitions into n chambers, the bottom and ends are rigidly connected to the body, the module is equipped with docking belts with through pockets for inserting docking cables (cables) into them, outside forging belt provided with transverse sealing aprons, each camera module provided at the top of Filler valves, while the lower part - drain valves, the lower chamber module is provided with a longitudinal sealing apron for a snug fit and fixing to the ground nodes.

Images