RU2718836C1

RU2718836C1 - Flood-proof soil dam

Info

Publication number: RU2718836C1
Application number: RU2019119920A
Authority: RU
Inventors: Михаил Александрович Колосов; Наталия Валерьевна СЕЛЕЗНЁВА
Priority date: 2019-06-25
Filing date: 2019-06-25
Publication date: 2020-04-14

Abstract

FIELD: hydraulic structures.

SUBSTANCE: invention relates to hydraulic structures and is intended for protection of settlements from flooding during flooding. Water-flooding soil dam contains protective screen, water collector with back filter and flexible waterproof material pressed to upper edge of dam facing water area and reinforced concrete beam. Protective screen is made in the form of vertically installed wall from plastic scraper, which adjoins surface of dam, facing water area. Flexible waterproof material is hooked in the dam body. At the same time its lower end is pressed by soil and placed under reverse filter, located in lower part of external slope of dam. Water collector is arranged in lowland of protected territory and connected to water area by pipeline with gate valve.

EFFECT: invention allows to reduce the volume of construction material and reduce the area of the territory allocated for construction of the structure.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к водоподпорным гидротехническим сооружениям и предназначено для защиты населенных пунктов от паводковых наводнений при разливе рек. Изобретение может быть также использовано для защиты морских побережий от ветровых нагонов.The invention relates to water-retaining hydraulic structures and is intended to protect settlements from floods during river floods. The invention can also be used to protect coasts from wind surges.

Существующие методы защиты от паводков включают строительство грунтовых или бетонных дамб с креплением откосов от размывов, иногда с противофильтрационной защитой в виде экранов или диафрагмы из противофильтрационных материалов. Аналогичные сооружения строятся для защиты побережий от ветровых нагонов.Existing flood protection methods include the construction of soil or concrete dams with fastening slopes from erosion, sometimes with impervious protection in the form of screens or a diaphragm made of antifiltration materials. Similar structures are being built to protect coasts from wind surges.

Общим недостатком таких сооружений является больших объем грунта и бетона, требуемый при строительстве. Кроме того они занимают значительные полезные площади заселенных территорий.A common drawback of such structures is the large amount of soil and concrete required during construction. In addition, they occupy significant useful areas of the settled territories.

Известно устройство защиты от паводковых наводнений в виде дамбы -запруды, выполненной из бетона с отверстиями, предназначенными для сброса воды во время паводка (патент RU №2116401, МПК Е02В 3/02, опубл. 27.07.1998).A device for flood protection in the form of a dam-dam made of concrete with holes designed to discharge water during floods (patent RU No. 2116401, IPC EV 3/02, publ. 07.27.1998).

Недостатком дамбы является высокая стоимость и сложность строительства.The disadvantage of the dam is the high cost and complexity of construction.

Известна конструкция противопаводковой дамбы трапецеидального сечения с со шпунтом в качестве водонепроницаемого ядра в центре дамбы и плитами или каменной наброской со стороны воды (см. кн. Гришина М.М. «Гидротехнические сооружения» - М: Госстройиздат, 1962. - С 314, рис. 13-1в).A known design of a flood-proof dam of a trapezoidal section with a tongue and groove as a waterproof core in the center of the dam and slabs or stone drafts from the water side (see pr. Grishina MM "Hydraulic Structures" - M: Gosstroyizdat, 1962. - С 314, fig. . 13-1c).

Недостатком дамбы является большой расход металла на устройство шпунтового сооружения, недостаточная защита территории от фильтрационных вод.The disadvantage of the dam is the high consumption of metal for the construction of a sheet pile structure, insufficient protection of the territory from filtration water.

Из известных устройств наиболее близким аналогом заявляемого изобретения (прототипом) является противопаводковая грунтовая дамба по патенту RU №141832, МПК Е02В 3/04, опубл. 20.06.2014. Дамба выполнена из грунта с двумя откосами и водонепроницаемым глиняным ядром в центре, при этом на откосе, обращенном к воде, размещен защитный экран из водонепроницаемого гибкого и прочного материала, например, стеклоткани, прижатый к грунту сверху и снизу железобетонными брусами.Of the known devices, the closest analogue of the claimed invention (prototype) is a flood flood dam according to patent RU No. 141832, IPC EV02 3/04, publ. 06/20/2014. The dam is made of soil with two slopes and a waterproof clay core in the center, while on the slope facing the water there is a protective screen made of waterproof flexible and durable material, for example, fiberglass, pressed to the ground from above and below by reinforced concrete beams.

Благодаря уклону экранируемой стороны снижается давление на дамбу движущегося водного потока и набегающей волны. Фильтруемая внутрь дамбы вода задерживается глиняным ядром от выхода на защищаемую территорию, а проникающий небольшой объем воды по обратному фильтру собирается в водосборнике.Due to the slope of the screened side, the pressure on the dam of the moving water stream and the incident wave is reduced. Water filtered into the dam is delayed by the clay core from entering the protected area, and a small amount of water that penetrates through the return filter is collected in the catchment.

Дамба обеспечивает надежную защиту территории от паводковых вод и их фильтрацию на защищаемую территорию. Но при этом строительство дамбы требует значительных объемов грунта и кроме того отнимает большие полезные площади.The dam provides reliable protection of the territory from flood waters and their filtration into the protected area. But at the same time, the construction of the dam requires significant amounts of soil and, in addition, takes up large usable areas.

Предлагаемое решение позволяет сократить объем строительного материала и уменьшить площадь территории, отводимой под строительство сооружения.The proposed solution allows to reduce the volume of building material and reduce the area allocated to the construction of the structure.

Для решения проблемы используется следующая совокупность существенных признаков: в противопаводковой грунтовой дамбе, содержащей также как и прототип, защитный экран, водосборник с обратным фильтром и гибкий водонепроницаемый материал, прижатый к верхней кромке дамбы, обращенной к акватории, железобетонным брусом, в отличие от прототипа, защитный экран выполнен в виде вертикально установленной стенки из пластикового шпунта, примыкающей к поверхности дамбы, обращенной к акватории, а гибкий водонепроницаемый материал заанкерен в теле дамбы, при этом его нижний конец прижат грунтом и размещен под обратным фильтром, расположенным в нижней части внешнего откоса дамбы, в свою очередь водосборник организован в низине защищаемой территории и соединен с акваторией трубопроводом с задвижкой.To solve the problem, the following set of essential features is used: in a flood flood dam, which also contains a prototype, a protective screen, a water collector with a reverse filter and a flexible waterproof material pressed against the upper edge of the dam, facing the water area, with a reinforced concrete beam, unlike the prototype, the protective screen is made in the form of a vertically mounted wall of plastic dowel adjacent to the surface of the dam facing the water area, and a flexible waterproof material is anchored in the body amba, while its lower end is pressed by soil and placed under the inverse filter located at the bottom of the external slope of the dam, in turn, the catchment is organized in the lowland of the protected area and is connected to the water area by a pipeline with a valve.

Сущность изобретения заключается в том, что поверхность грунтовой дамбы, обращенная к акватории, защищается от паводковых потоков вертикальной стенкой из пластикового шпунта, а в тело дамбы «по диагонали» закладывается гибкий водонепроницаемый материал, при этом нижняя часть внешнего откоса дамбы примыкает к водоему (водосбору), выполненному на наиболее низком участке защищаемой территории. Это позволяет сократить объем грунтового материала при сооружении дамбы, и вместе с тем обеспечить высокую степень ее устойчивости и противофильтрационной прочности. Устойчивость дамбы обеспечивается натяжением гибкого водонепроницаемого материала, пригруженного грунтовой засыпкой. Материал выполняет также роль противофильтрационного экрана, препятствуя выходу фильтрующих вод на внешний откос грунтовой насыпи и направляя фильтрующую воду в дренаж и затем в водосборник. Таким образом, предлагаемое решение обеспечивает надежную защиту береговой территории от паводковых вод и в то же время защиту самой дамбы от разрушения водой и плывущими предметами.The essence of the invention lies in the fact that the surface of the soil dam facing the water area is protected from floods by a vertical wall of plastic dowel, and a flexible waterproof material is laid diagonally in the dam body, while the lower part of the external slope of the dam is adjacent to the reservoir (drainage area) ) performed on the lowest section of the protected area. This allows you to reduce the amount of soil material during the construction of the dam, and at the same time ensure a high degree of its stability and antifiltration strength. The stability of the dam is ensured by the tension of a flexible waterproof material, loaded with soil backfill. The material also plays the role of an anti-filter screen, preventing the filter water from reaching the external slope of the soil embankment and directing the filter water to the drainage and then to the catchment. Thus, the proposed solution provides reliable protection of the coastal area from flood waters and at the same time protects the dam itself from destruction by water and floating objects.

Сопоставление предлагаемого устройства и его прототипа показало, что задача - сокращения объема строительного материала при возведении дамбы и уменьшения площади территории, отводимой под строительство сооружения, решается в результате новой совокупности признаков, что доказывает соответствие предлагаемого изобретения критерию «новизна».Comparison of the proposed device and its prototype showed that the task is to reduce the volume of building material during the construction of the dam and reduce the area allocated for the construction of the structure, is solved as a result of a new set of features, which proves the conformity of the proposed invention with the criterion of "novelty".

В свою очередь, проведенный информационный поиск в области гидротехнических сооружений не выявил решений, содержащих отдельные отличительные признаки заявляемого изобретения, что позволяет сделать вывод о соответствии способа критерию «изобретательский уровень».In turn, the information search in the field of hydraulic structures did not reveal solutions containing individual distinctive features of the claimed invention, which allows us to conclude that the method meets the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежом, гдеThe invention is illustrated in the drawing, where

на фиг. 1 представлен план защищаемой территории,in FIG. 1 presents a plan of the protected area,

на фиг. 2 разрез I-I дамбы,in FIG. 2 section I-I of the dam,

на фиг. 3 разрез II-II по водовыпуску.in FIG. 3 section II-II on the outlet.

Предлагаемое устройство выполнено следующим образом.The proposed device is as follows.

Для защиты береговой территории 1 вдоль акватории в районе предполагаемых затоплений строится защитная дамба 2. На наиболее низком участке строится водоем (водосборник) 3 с трубопроводом 4 для сбора фильтрующих через дамбу вод и атмосферных осадков, выпадающих на территорию 1. В сопряжении водоема 3 с трубопроводом 4 устанавливается задвижка 5.To protect coastal territory 1, a protective dam 2 is being built along the water area in the area of the alleged flooding. A reservoir (catchment) 3 with pipeline 4 is being built at the lowest site to collect water filtering through the dam and atmospheric precipitation falling into territory 1. In conjunction with a reservoir 3 4 the valve 5 is installed.

Дамба 2 содержит шпунтовую стенку 6, железобетонный брус 7 и гибкий водонепроницаемый материал 8, верхняя кромка которой прижата железобетонным брусом 7, а нижняя примыкает к дренажу 9. На материал 8 уложена грунтовая насыпь 10. Устойчивость стенки 6 обеспечивается натяжением материала 8, размещенного в теле дамбы. Натяжение материала рассчитывается по формуле: Т=P⋅R, где Р - нагрузка от веса грунта; R - радиус кривизны из уложенного в грунт материала. При выборе материала 8 рекомендуется использовать геосинтетическую ткань Геоспан ТН 100 с прочностью 100 кН/м.The dam 2 contains a sheet pile wall 6, a reinforced concrete beam 7 and a flexible waterproof material 8, the upper edge of which is pressed by a reinforced concrete beam 7, and the lower edge adjoins the drainage 9. A soil embankment 10 is laid on the material 8. The stability of the wall 6 is ensured by the tension of the material 8 placed in the body dams. The material tension is calculated by the formula: T = P⋅R, where P is the load from the weight of the soil; R is the radius of curvature of the material laid in the ground. When choosing material 8, it is recommended to use the Geospan TN 100 geosynthetic fabric with a strength of 100 kN / m.

Материал 8 выполняет также роль противофильтрационного экрана, препятствуя выходу фильтрующих вод на откос грунтовой насыпи 10 и направляя фильтрующую воду в дренаж 9. По дренажу 9 фильтрующая вода поступает в водосборник 3, где она скапливается и после прохождения паводка выпускается в акваторию, для чего открывается задвижка 10.Material 8 also plays the role of an anti-filter screen, preventing the filter water from escaping to the slope of the embankment 10 and directing the filter water to the drain 9. Through the drain 9, the filter water enters the water collector 3, where it accumulates and, after the flood, is released into the water area, for which the valve opens 10.

Для сооружения стенки 6 рекомендуется использовать поливинилхлоридный шпунт марки «Монблан» с ромбической формой замкового соединения.For the construction of wall 6, it is recommended to use polyvinyl chloride sheet pile of the Mont Blanc brand with a rhombic shape of the castle joint.

Предлагаемая конструкция разработана специалистами кафедры Гидротехнических сооружений, конструкций и гидравлики ФГБОУ ВПО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала СО. Макарова» в составе научно-исследовательской работы. Были произведены расчеты, показавшие возможность использования дамбы в составе схемы защиты г. Крымска и других населенных пунктов Кавказа и Приморского края от паводковых затоплений.The proposed design was developed by specialists of the Department of Hydrotechnical Structures, Structures and Hydraulics of the State University of the Sea and River Fleet named after Admiral SB. Makarova "as part of research work. Calculations were made that showed the possibility of using the dam as part of the protection scheme for the city of Krymsk and other settlements of the Caucasus and Primorsky Territory against floods.

Изложенное позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применимость».The above allows us to conclude that the invention meets the criterion of "industrial applicability".

Claims

An anti-flood soil dam containing a protective screen, a water collector with a reverse filter and flexible waterproof material pressed against the upper edge of the dam facing the water area with a reinforced concrete beam, characterized in that the protective screen is made in the form of a vertically mounted wall made of plastic dowel adjacent to the tongue the surface of the dam facing the water area, and a flexible waterproof material is anchored in the body of the dam, while its lower end is pressed by soil and placed under the inverse filter located in the lower of the outer slope dike in turn sump arranged in the hollow of the protected area and is connected to the water area of the conduit with a latch.