СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ БЕРЕГОУКРЕПИТЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ, ИХ ТИПЫ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

АННОТАЦИЯ

В статье анализируется устойчивость береговой линии, которая обеспечивается специальными берегоукрепительными сооружениями. Для этого были проанализированы изобретения и полезные модели из архивных материалов и работы разных ученых. Отличие от прототипов подобных берегоукрепительных сооружений состоит в том, что тело берегоукрепительных сооружений выполнено из местного материала, часть сооружения покрыта железобетоном, а место примыкания конца плотины к водосливу выполнено в виде железобетонного  свая. Берегоукрепительные сооружения, выполненные таким образом, не только экономят большое количество железобетона, но и повышают его устойчивость и прочность.

ABSTRACT

The article analyzes the stability of the coastline provided by special bank protection structures. For this, inventions and utility models from archival materials and the work of various scientists were analyzed. The difference from the prototypes of these bank protection structures is that the body of the bank protection structure is made of local material, and a part of the structure is covered with reinforced concrete, and the junction of the end of the dam to the spillway is made in the form of a reinforced concrete pile. Bank protection structures made in this way not only save a large amount of reinforced concrete, but also increase its stability and strength.

Ключевые слова: горные реки, берегоукрепительные сооружения, бьеф, железобетонный  свай, железобетон.

Keywords: mountain rivers, bank protection structures, pool, reinforced concrete piles, reinforced concrete.

Введение

Одним из важнейших вопросов в процессе эксплуатации берегоукрепительных сооружений является безопасный сброс стока реки с гидротехнических устройств. Устройства переброски воды в гидроузлах рассчитаны на выпуск максимального водопотребления и объема стока с гарантией 0,01%, 0,1%, 1%, то есть раз в десять тысяч лет.

Берегоукрепительные сооружения выполнены для защиты береговой полосы от подтопления и от размыва. В ходе исследования разработано и совершенствовано  новые берегоукрепительные сооружения. Были выполнены чертежи и дан план на разрезы. Получены патенты на полезную модель в Азербайджанской Республике.

Материалы и методы  

В зоне между меженными и расчетными горизонтами воды применяются следующие типы берегоукрепительных сооружений, расположенных в порядке возрастания их сопротивляемости размывающему действию течения:

− Сплошная одерновка или одерновка в стенку. Такой тип крепления допускает скорость течения воды до 2,0−2,5 м/с.

Рисунок 1. Берегоукрепительные сооружения откосного типа с железобетонными покрытиями

− Посадка кустарника. При этом типе берегоукрепления черенки свежесрубленной ивы диаметром 1,5−3,0 см и длиной 0,5−1,0 м высаживаются на пологих песчаных берегах рядами, гнездами или бороздами на расстоянии 0,5−1,0 м друг от друга. Эти посадки укрепляют своими корнями берег и отчасти предохраняет его от размыва. Посадка кустарника производится в дополнение к одерновке или как самостоятельное защитное мероприятие. Кустарник, посаженный в глинистых грунтах, повышает устойчивость откоса против его оплывания [1, с. 363-385; 2, с. 533; 3, с. 26-29].

− Хворостяная выстилка слоем 15-20 см, пришиваемая к откосу хворостяными канатами и кольями. Наиболее эффективна поперечная выстилка хвороста. Меньшей прочностью обладает выстилка хвороста под углом или вдоль течения. Выстилка из хвороста ведется снизу по склону откоса и нахлестку (1/3 -2/3) длины предыдущего слоя) комлями вниз. В некоторых случаях хворостяная выстилка покрывается выстилкой камнем[1, с. 363-385; 2, с. 533; 3, с. 26-29].

− Хворостяная выстилка после ее прорастания является довольно долговечным устройством.

Рисунок 2. Вид берегоукрепительные сооружения

Берегоукрепительные сооружения производятся для защиты береговой полосы от подтопления и от размыва. Некоторые виды одежды на каналах также предназначаются для повышения пропускной способности русла за счет уменьшения его шероховатости и повышения скорости течения, для уменьшения потерь на фильтрацию (Рисунок 1, 2, 4).

В зависимости от намеченного срока службы берегоукрепительные сооружения разделяются на временные и постоянные.

Берегоукрепительные сооружения временного типа предназначаются на короткий срок службы (2-3 года) и заключаются в планировке берегового откоса и укреплении его простейшими средствами [8, с. 313; 11, с. 303.].

Рисунок 3. План и разрезы берегоукрепительных сооружений:

русло реки – 1, слой бетонной подготовки – 2; каменный набросок – 3; железобетонная опора (свая) – 4; отверстия – 5; бетонная плита – 6; отверстия – 7; железобетонная плита – 8; камень – 9;  металлический ящик – 10; узлы – 11.

Обсуждение

В зависимости от глубины обмыва в предлагаемом берегоукрепительном сооружении можно предусмотреть слой бетонной подготовки – 2 к шурфу, выкопанному в его фундаментной части – 1, разместить там каменный набросок – 3 и выровнять ее, защитить фундамент сооружения от омывающего эффекта речного потока, что позволяют ему сопротивляться скольжению и опрокидыванию (Рисунок 3) [1].

Железобетонные плиты – 6, уложенные на каменный  набросок – 3 и на железобетонные сваи – 4, выполнены без выступов, в виде цветной бетонной плиты – 6, с открытыми с обеих сторон отверстиями для установки на несколько свай. Эти железные пластины – 6 плавно садятся на каменный набросок – 3, соединяют несколько железобетонных свай – 4 симметрично. Железобетонные плиты – 8 с отверстиями – 7, опирающиеся на железобетонные сваи – 4, укладывают на железобетонные плиты – 6 с отверстиями – 5, открытыми с обеих сторон. Это позволяет отводить на дно скапливающиеся в верхней части устройства осадки, излишки воды, дренажные и хозяйственно-бытовые стоки.     Крепление зубцов – 10 коробчатой ​​сваи из металлической сетки к железобетонным сваям – 4 с помощью элементов крепления – 11, заполненных речными камнями, обеспечивает долгий срок службы и износостойкость берегозащитного  сооружения [1].

Рисунок 4. Вид берегоукрепительные сооружения

Рисунок 5. Шпунтовые берегоукрепительные сооружения

Берегоукрепительные сооружения постоянного типа предназначаются на длительный срок службы и осуществляются в виде берегоукрепительных одежд. Берегоукрепительные сооружения бывают двух типов. Шпунт представляет собой металлический профиль с закруглёнными краями боковых стенок (пазами) или замками  (Рисунок 5) [13, 14].

Металлический шпунт отечественная промышленность выпускает в соответствии с ГОСТ 4781-85 «Профили стальные горячекатаные для шпунтовых свай» из стальных листов марки ст3пс толщиной 10±1 мм. В соответствии с проведенными специалистами Иркутского государственного технического университета исследованиями 37, скорость коррозии стальных листов марки ст3пс в воде составляет от 0,35 до 0,60 мм/год. Аналогичные исследования проводил мировой лидер по производству шпунтовых свай ArcelorMittal (Люксембург). Проведенные ими исследования в отношении шпунтовых свай из стальных листов ст3пс показали скорость коррозии 0,15 мм/год. Общеизвестно, что стальные конструкции в водной среде подвержены коррозии. Автор настоящих учебных материалов не располагает информацией, насколько должен шпунт стать тоньше за счет коррозии. Известны:

1. Незатопляемые – для защиты от подтопления и размыва при проходе высоких вод;
2. Затопляемые – для защиты от подтопления и размыва при проходе меженных и средне меженных вод.

Выводы

Таким образом, из сравнения работоспособности и устойчивости предлагаемого устройства береговой защиты и его прототипа видно, что устройство береговой защиты с особым конструктивным исполнением обладает надежными и долговременными служебными характеристиками, что позволяет устройству защищать омываемый берег за все время своей эксплуатации.

Рекомендации:

1. В ходе исследования, анализировались и визуально просмотрены существующие берегоукрепительные сооружения и даны соответствующие оценки.

2. При восстановлении берегоукрепительных сооружений, разработаны новые берегоукрепительные сооружения. Были выполнены чертежи, планы и разрезы.

3.  Получены патенты на полезную модель в Азербайджанской Республике.