Opis patentowy opublikowano: 31.12.197.7 93350 MKP E02b 3/00 E02b 7/00 Int. CL2 E02B 3/00 E02B7/00 CZYTELNIA Urzedu Poleafewego Twórca wynalazku: Henryk Konopelko-Bielecki Uprawniony z patentu: Henryk Konopelko-Bielecki, Kraków (Polska) Azurowy stopien przeciwrumowiskowy do technicznej zabudowy potoków górskich Przedmiotem rozwiazania jest urzadzenie hydro¬ techniczne stanowiace stalowo-betonowa konstruk¬ cje sprezysta o dwóch punktach stalego zamoco¬ wania, sluzaca do samoczynnego gromadzenia ru¬ mowiska w korycie cieku powyzej obiektu, a w konsekwencji do zmniejszenia spadku dna, szyb¬ kosci przeplywu wody, sily unoszenia i liniowej erozji dennej, z wykorzystaniem sily plynacej wody.Znane i powszechnie stosowane sa korekcje ze¬ berkowe, progowe i stopniowe skladajace sie z po¬ szczególnych obiektów budowanych najczesciej w postaci szczelnych przegród drewnianych, kamien¬ nych, betonowych, zelbetowych lub prefabryko¬ wanych o róznej wysokosci i konstrukcji. Stoso¬ wane sa równiez w technicznej zabudowie potoków górskich zapory przeciwrumowiskowe budowane pojedynczo lub w systemie jako przegrody o wy¬ sokosci powyzej 2 m , skladajace sie z korpusu, skrzydel oraz wypadu z kierownicami i najczesciej z progiem tworzacym tzw. „poduszke wodna" slu¬ zaca do rozpraszania energii kinetycznej spada¬ jacej wody, posiadajace w korpusie tzw. gardlo przelewu oraz okienka odsaczajace róznej wielko¬ sci, ustawione naprzemianlegle lub szeregowo w kilku rzedach nad soba.W Austrii, Czechoslowacji i Jugoslawii byly do¬ konywane próby stosowania „zebrowanej" srod¬ kowej czesci korpusu zapory, co mialo przede wszystkim podnosic estetyke architektoniczna o- 2 biektu hydrotechnicznego, sprzyjajac lepszemu wkomponowaniu obiektu w otaczajacy krajobraz.W Polsce równiez byly podejmowane próby konstruowania bardziej azurowych korpusów zapór wykonanych z plaskich elementów zelbetowych, które jednak nie znalazly jak dotad szerszego zastosowania.Na ogól zapory przeciwrumowiskowe sa budo¬ wane z drewna, kamieni, betonu i zelbetu, naj¬ czesciej jako obiekty o masywnej, ciezkiej kon¬ strukcji, których zadanie polega na gromadzeniu rumowiska w specjalnych zbiornikach zlokalizo¬ wanych powyzej zapór.Podstawa do ustalenia parametrów obiektu jest natezenie miarodajnego przeplywu oraz ilosc nie¬ sionego rumowiska zalezna od konfiguracji terenu,- geologicznej budowy zlewni, stratygraficznego u- kladu utworów glebowych, stadium procesu gle- botwórczego, agresywnosci potoku, odpornosci fizy- ko-mechanicznej podloza na erozyjne dzialanie plynacych wód i czynników klimatycznych, loka¬ lizacji lasów, gospodarczego przysposobienia zlew¬ ni itd.Z reguly ustala sie docelowa wysokosc zapory przeciwrumowiskowej, dlugosc*i grubosc wypadu oraz wielkosc gardla przelewu, ponoszac od razu wysokie koszty inwestycyjne i konserwacyjne, cze¬ sto oczekujac wiele lat na zaladowanie zbiornika rumowiskowego. Monumentalna budowla hydro- techniczna jest najczesciej obcym elementem w 93 35093 3 krajobrazie, trudnym do wkomponowania w oto¬ czenie. Ponadto budowle takie wymagaja bardzo mocnych fundamentów na calej swojej dlugosci, co pociaga za soba koniecznosc prowadzenia robót w samym korycie cieku, zmasowanych robót ziem¬ nych i starannego odwodnienia terenu budowy.Wymaga to z kolei odprowadzania wody potoku sztucznym korytem z koniecznoscia podpietrzania powyzej obiektu, albo szukania mozliwosci wy¬ konania bocznego przekopu. Roboty ziemne i bu¬ dowlane w srodowisku silnie uwodnionym sa bar¬ dzo trudne i niebezpieczne zwlaszcza w czasie wezbran.Pozostale z wyzej wymienionych obiektów hyd¬ rotechnicznych budowanych w korycie poprzecznie w stosunku do osi cieku, nie maja za zadanie gromadzenia rumowiska, a sluza do zmniejszenia spadku dna z zabezpieczeniem jego przed erozja.Azurowy stopien przeciwrumowiskowy wedlug pomyslu posiada uniwersalny charakter i moze byc stosowany pojedynczo lub w systemie, w tzw. korekcji stopniowej, albo jako skladowy element zapory przeciwrumowiskowej sukcesywnie pod¬ wyzszanej w miare potrzeby i szybkosci zalado¬ wania, stosowany w sekcjach o metrowej wyso¬ kosci i dowolnej dlugosci.Zasada konstrukcji opiera sie na dwóch przy¬ czólkach polaczonych ze soba dwoma dwuteowni- kami stanowiacymi podstawowy element nosny dla azurowego korpusu stopnia.Przedmiot rozwiazania jest uwidoczniony na za¬ laczonym rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia ogólny widok stopnia w przekroju poprzecznym w plasz¬ czyznie przyczólków, fig. 2 — widok z góry i fig. 3 — widok z boku.Przyczólki 2 (fig. 1, 2, 3) sa silnie zakotwione w brzegach 1 potoku, stanowiac dwa niezalezne od siebie elementy konstrukcyjne, wykonywane oddzielnie z ominieciem koryta cieku i bez po¬ trzeby specjalnego odprowadzania jego wody.Przyczólek 2 sklada sie z lawy 5 fundamentowej i skrzydla 6. Osiowo w oba przyczólki 2 sa zabe¬ tonowane dwa dwuteowniki 7 zakotwione za po¬ moca dwóch kotw 9 rurowych w skrzydlach 6 i lawach 5 przyczólków 2. Oba dwuteowniki 7 sa nawiercone osiowo otworami o srednicy dostoso¬ wanej do zewnetrznej srednicy rur 4 (fig. 1 i 3), tworzacych azurowy korpus 3 stopnia w postaci grzebienia. Odstep miedzy otworami jest uzalez¬ niony od wielkosci sredniego ziarna niesionego przez dany potok rumowiska. Po 10—12 rurach 4 nalezy stosowac slupki rozporowe 8 podparte wspornikami 10. Slupki 8 rozporowe utrzymuja sta¬ la odleglosc miedzy dwuteownikami 7, a wspor¬ niki 10 rozkladaja równomiernie obciazenie na grunt zapobiegajac lukowatemu wyginaniu sie dwuteowników 7, z których górny jest obciazony lacznym ciezarem wszystkich rur 4 zawieszonych na srubach poprzecznych lub precie.Dla zapobiezenia niepozadanemu wyciaganiu rur 4 z korpusu 3 stopnia, poszczególne rury 4 sa za¬ mocowane od dolnej strony dolnego dwuteownika 7 pretem stalowym lub poprzecznymi srubami osa¬ dzonymi w otworach wywierconych w rurach 4 na odpowiedniej wysokosci. Wskazane jest, by dolny dwuteownik znajdowal sie na wysokosci 350 4 cm nad dnem potoku, a odleglosc miedzy obu dwuteownikami 7 wynosila 60 cm. Calosc kon¬ strukcji korpusu 3 powinna miec okolo 1 m wy¬ sokosci przy dowolnej jego dlugosci i szerokosci dwuteownika wynoszacej 18 do 20 cm. W zasa¬ dzie, zwiekszajac wymiary dwuteowników i sred¬ nice rur, mozna dowolnie podwyzszac konstrukcje, stosujac bardzo silne zakotwienie dwuteowników 7 w przyczólkach 2, a przyczólków 2 w brzegach 1 io potoku. Przy normalnej jednak korekcji stopnio¬ wej czy sekcyjnej budowie zapory przeciwrumo¬ wiskowej, wysokosc konstrukcyjna korpusu 3 nie powinna przekraczac 1 m.W ten sposób zbudowany korpus 3 stopnia prze- H5 ciwrumowiskowego wedlug pomyslu ma stanowic azurowa sciane w postaci „grzebienia" umozliwia¬ jacego swobodny przeplyw wody, obciazonej sa¬ moczynnie wyselekcjonowanym rumowiskiem, cal¬ kowita powierzchnia czynnego przekroju wodo- przepuszczalnego korpusu 3.Do podstawowych zalet urzadzenia nalezy zali¬ czyc: lekkosc i wytrzymalosc konstrukcji pracu¬ jacej symetrycznie na zginanie i rozciaganie, bar¬ dzo niski koszt budowy i konserwacji w stosunku do obiektów tego typu dotad stosowanych, wy- soka sprawnosc hydrotechniczna, wielostronnosc zastosowania w postaci pojedynczych stopni, ko¬ rekcji i sekcyjnie budowanych zapór przeciwru- mowiskowych, duza trwalosc obiektu, plytkie fun¬ dowanie, a zatem stosunkowo male-roboty ziemne, so szybki montaz uproszczonej konstrukcji przy moz¬ liwosci stosowania szerokiej typizacji i prefabry- kacji w postaci gotowych perforowanych i anty¬ korozyjnie zabezpieczonych dwuteowników, nawier¬ conych rur o odpowiedniej dlugosci itd., ulatwiona budowa dwóch niezaleznych od siebie przyczól¬ ków, bez potrzeby prowadzenia kosztownych i pra¬ cochlonnych robót ziemno-wodnych w korycie po¬ toku w wyniku czego wzrasta bezpieczenstwo i hi¬ giena pracy oraz maleje zagrozenie zniszczenia 40 wykonanych czesci obiektu przez wody potoku w czasie nieprzewidzianych wezbran powodzio- . wych, wykorzystanie zywej sily wody do samo¬ czynnego formowania grobli rumowiskowej itd.Na skutek dlawienia strugi wodnej unoszacej 45 rumowisko przez azurowy korpus 3 stopnia, szyb¬ kosc wody i sila unoszenia beda malaly juz przed obiektem, powodujac akumulacje transportowane¬ go materialu stosownie do jego granulacji i cie¬ zaru. Czesc rumowiska zostanie jednak przenie- 50 siona przez azurowy korpus 3 i- zlokalizowana w korycie cieku od strony dolnej wody. Nalezy przy tym liczyc sie ze wzmozonym dzialaniem erozyjnym wody pozbawionej czesciowo rumowi¬ ska ponizej stopnia, wymagajacym zastosowania 55 wypadu umocnionego narzutem z duzych glazów, który zabezpieczy dno tej czesci koryta cieku przed erozja, sprzyjajac dalszemu osadzaniu drob¬ nego rumowiska przetransportowanego przez wode pomiedzy rurami 4 korpusu 3. 6o W wyniku zastosowania azurowego korpusu 3 stopnia przeciwrumowiskowego zapewnia sie swo¬ bodny przeplyw wody cala powierzchnia czynnego przekroju koryta, az do momentu zupelnego za- rumoszowania obiektu, w którym ustanie jego 65 akumulacyjne dzialanie, a zacznie swoja role spel-93 350 niac naturalna grobla rumowiskowa usypana przez wode.Po calkowitym zarumoszowaniu stopnia, jezeli tylko glebokosc koryta cieku na to pozwala, mozna wysokosc obiektu zwiekszyc o dalsza sekcje 5 metrowa budujac nowe przyczólki w osi najwyzej osadzonego rumowiska i tworzac nastepna prze¬ grode azurowa, oparta na uformowanej przez wo¬ de grobli kamiennej. W ten sposób moze byc, w miare postepujacego procesu zaladowania, bu- 10 dowana wielosekcyjna zapora przeciwrumowisko- PL