Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ УСТРОЙСТВА ВОДООТВОДНОГО СООРУЖЕНИЯ

Изобретение относится к строительству железных и автомобильных дорог и может быть использовано для отвода воды от земляного полотна и других насыпных сооружений.

Известна водоотводящая система, в которой с целью повышения надежности эксплуатации предлагается отмостка для предотвращения размыва грунта и в целом достигается предотвращение обводнения основного лотка (Авторское свидетельство SU №1606567, E01F 5/00 от 15.11.1990).

Однако предложенная система отличается громоздкостью и дороговизной.

Известно водоотводное сооружение, в котором достигается повышение эксплуатационной надежности водоотводного сооружения наличием дополнительного лотка (Авторское свидетельство SU №94904, E01F 5/00 от 07.08.1982).

Однако указанное сооружение предполагает работу службы эксплуатации, которая затруднена в зимне-весенний период (заносы снега, наледи, снежные насты) и экономически нецелесообразна.

Известен способ возведения грунтового сооружения, заключающийся в том, что путем создания на мысовидных участках верхового откоса профиля сооружения укладывают дополнительно объем гравийно-галечникового грунта с образованием уширенной верхней части сооружения (Авторское свидетельство SU №1719531, Е02В 7/06 от 15.03.1992).

Недостатками известного способа является высокая трудоемкость производства работ и высокий расход материла.

Наиболее близким к предложенному способу является способ устройства водоотводного сооружения, заключающийся в нарезании канавы, укрепление ее дна и стенок покрытием и придании дна канавы профилированной в продольном сечении формы с выступами, в качестве покрытия используют геотекстильный материал, который укладывают по поверхности дна, стенок и закрепляют кромки по длине канавы. Выступы формируют из геотекстильного материала, скрепленного с образованием поперечных обойм, заполняемых для придания жесткости грунтом или иным материалом при использовании их в качестве гасителей скорости течения воды. Обоймы заполняют П-образными скобами - по одной на каждую, с фиксацией в грунте донной части канавы (Патент RU №2025551, E01F 5/00 от 30.12.1994).

Недостатком данного способа является высокая трудоемкость работ, и то, что выступы формируют без учета изменения скоростей течения воды, а это требует повышенных затрат геотекстильного материала и П-образных скоб. Кроме того, требует больших капитальных затрат.

Задачей изобретения является снижение трудоемкости работ и уменьшение расхода строительных материалов, а также долговечности жестких покрытий канав путем создания защитного гибкого полотна с применением элементов в качестве гасителей скорости течения воды по всему периметру и защиты участков незакрепленного русла.

Технически результат достигается тем, что задача решается таким образом, что в способе устройства водоотводного сооружения, включающем формирование русла с последующей укладкой по руслу защитного покрытия в виде гибкого материала с образованием выступов над поверхностью дна русла, в качестве гибкого материала используют плоский полиэтиленовый гибкий материал, покрытый сверху упругими стержнями и/или волокнами, выступающими в виде щетки, скрепленных жестко основанием с гибким полиэтиленовым материалом, при этом последний с упругими стержнями и/или волокнами укладывают по периметру дна и стенок по длине русла чередующимися последовательно равными отдельными полосами, причем кромки по периметру гибкого полиэтиленового материала, который укладывают по профилю поверхности дна и стенок, закрепляют пластинами и выполняют их из металла и выполняют из группы, включающей алюминий и жесть.

Кроме того, в качестве плоского полиэтиленового гибкого материала изготовление его выполняют из износостойкого материала, например из пластика высокой прочности.

Использование защитного покрытия с прикрепленными гибкими и упругими стержнями и/или упругих волокон, покрывающих сверху плоский полиэтиленовый гибкий материал, полотно которого укладывают по периметру дна и стенок по длине русла чередующимися равными отдельными полосами, предотвращает разрушение водоотводного сооружения и гасит скорость течения воды. Колебания гибких стержней периодически возникают в зависимости от наполнения и скорости воды в русле. Между упругими стержнями в виде щетки образуются водовоздушные пузырьковые явления, т.е. образуется аэрированная «воздушная подушка».

Таким образом, вертикальные пластмассовые стержни или волокна способны к вибрированию (изгибу). Вносимые колебания в потоке воды приводят к отсутствию разрушений дна и стенок русла и восстановлению устойчивого движения воды. Отсюда можно заключить, что течение в виде скачков, характерных для известных технических решений, отсутствует. В целом создается единая безволновая форма движения; теряется скорость течения, что способствует предотвращению размыва водоотводного русла в целом.

Предложенное техническое решение иллюстрируется чертежами.

На фиг. 1 изображено устройство водоотводного сооружения с гасителями скорости течения воды.

На фиг. 2 - водоотводное сооружение, разрез.

На фиг. 3 - фрагмент выполнения покрытия со стержнями.

На фиг. 4 - то же, с волокнами.

При эксплуатации сооружений водоотводного типа часто встречаются случаи размыва прилегающего к конструкции грунта, что способствует проникновению воды в основание лотка и является причиной деформации, а затем и разрушения сооружения. При строительстве типовых (по типовому проекту) водоотводных сооружений на автомобильных дорогах особое внимание уделяют количественному и временному факторам сброса воды с поверхности и ее отводу. Чтобы обеспечить долговременную эксплуатацию водоотводного сооружения, необходимо уделять достаточное внимание таким факторам, как естественное использование естественного ландшафта местности, влияние различных климатических и метеорологических условий, характер грунтов.

Предлагаемый способ изобретения направлен на предотвращение разрушения водоотводного сооружения с учетом вышеуказанных факторов на стадии строительства.

В зависимости от склона рельефа (как правило, оврага), физико-механических свойств грунтов, а также протяженности возводимого водоотводного сооружения в выбранных для конкретного случая строительства местах, сборные лотки представляют сборную конструкцию русла на месте строительства в целом.

В целях обеспечения максимальной защиты сооружения от размыва целесообразно вести ландшафтное строительство по существующему или искусственному протоку оврага или специально нарезаемым канавам с минимальным изменением естественного рельефа. При строительстве русла сборные лотки укладывают в канавы, размеры и конструктивные особенности поперечного сечения сборных лотков выбираются для конкретного случая строительства, учитывают общий уклон рельефа и физико-механические характеристики грунта для конкретного случая строительства.

Способ устройства водоотводного сооружения заключается в нарезании канавы, в которую укладывают сборный лоток 1 в виде русла, укладка лотков происходит по длине из определенных отдельных секций заводского изготовления. По длине русла 1 по уже заданному профилю формируют и укладывают по дну и откосам отдельные плоские полиэтиленовые гибкие покрытия в виде полос 2. Материал из полиэтиленовых полос 2 включает в себя тонкий слой из износостойкого материала, например из пластика высокой прочности (или иного материала современного материала), на который сверху закрепляют известными методами из отдельных упругих вертикальных стержней 3 или упругих волокон 4 в виде щетки.

По длине русла 1 плоский полиэтиленовый материал укладывают чередующимися последовательно равными на расстоянии отдельными полосами 2 и кромки полос 2 по периметру их укладки закрепляют пластинами 5 из металла, выбранного из группы, включающей алюминий и жесть. Закрепление пластин 5 можно обеспечить, например, крепежом 6 его над поверхностью русла 1, в которое попадает сток, и он проходит через полосы 2 с закрепленными сверху упругими вертикальными стержнями 3 (или волокнами 4) в виде щетки, выполняя роль гасителей, где теряется скорость течения. Это способствует отсутствию истирания и размыва водоотводного русла, выполненного по длине из сборных лотков (материал сборных лотков может быть изготовлен заводским известным способом - прочность таких лотков достаточно надежная и долговечна). Кроме того, сборные лотки 1 и полосы 2 с упругими элементами 3 и 4 являются быстросборными элементами устройства при укладке их в нарезанные канавы, что в целом способствует предотвращению размыва водоотводного сооружения при простоте строительства и надежности в эксплуатации.

Способ реализуют следующим образом.

По длине русла 1, укрепленного из сборных лотков, заглубляют в прорытую канаву на уровне поверхности земли, планируют и грунтом на уровне поверхности рельефа местности, используя естественный ландшафт местности. Плоский полиэтиленовый гибкий материал готовят из отдельных полос 2, которые сверху покрывают закрепленными жестко упругими стержнями 3 или 4, выполненными в виде гасителей. Для устройства гасителей скорости течения воды на дно и стенки водоотводного русла 1 укладывают отдельными полиэтиленовыми полосами 2 с элементами 3 и 4, кромки которых по периметру закрепляют металлическими полосами 5 крепежом 6 в бетонные стенки дна лотка 1 (русла).

Полиэтиленовые полосы 2 укладывают на расстоянии t друг от друга по разметкам длины русла в виде лотка 1 и закрепляют полосами с крепежом.

Расстояние t задают расчетом таким образом, чтобы при скорости V_в=1,5 м/с расстояние должно быть не менее 0,6 м. В этом случае поток воды будет гасит скорость течения воды, не успевая набрать скорость течения воды на свободных участках лотка 1 между участками, закрепленными плоскими гибкими полиэтиленовым материалом пластин 2 с упругими элементами 3 и 4 в виде щетки. Поток гасится, уменьшает скорости движения воды в русле 1 (лотка). Высота упругих вертикальных стержней 3 или волокон 4 определяется расчетом и зависит от возможного максимального наполнения водой русла 1, и от устраиваемого "профиля (прямоугольный, трапецеидальный, смешанный и т.п.).

Таким образом, укладываемый гибкий полиэтиленовый материал с упругими вертикальными элементами (стержнями или волокнами) отдельными полосами закрепляют равномерно чередующимися последовательно полосами 2 металлическими пластинами 5 в виде узких нарезанных полос. Бетонные сборные лотки в виде русла 1 водоотводного сооружения после укладки в канаву с закрепленным предложенным устройством из гибкого материала оказывает дополнительное сопротивление потоку воды, снижая его скорость. Используя планировку поверхности рельефа местности в зоне водоотвода, проводят укрепления водоотводного сооружения и при этом придают вокруг современный вид (дизайна), используя посадку различных культурных растений на поверхности земли.

Технико-экономическая эффективность способа устройства водоотводного сооружения заключается в повышении устойчивости его работы, снижении трудоемкости и стоимости водоотводного сооружения в целом и улучшении внешнего вида (дизайна) устройства сооружения, вписывающего в рельеф местности за счет доставки и укладки уже готовых сборных изделий и использования гибкого материала из полиэтилена высокой прочности, при этом снизится трудоемкость работ в 2-3 раза и обеспечится устойчивость, надежность и долговечность сооружения.