SI21103A

SI21103A - Segment protipoplavne stene, obsegajoč vrečo za polnjenje z vodo

Info

Publication number: SI21103A
Application number: SI200120043A
Authority: SI
Inventors: Milan Vik; Vaclav ČEPEK; Petr HOLEČEK; Josef Roubik
Original assignee: Rubena A.S. Hradec Kralove
Priority date: 2000-08-02
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2003-06-30
Also published as: PL362284A1; EP1307618B1; CZ20002812A3; AU2001278354A1; ES2281432T3; UA72997C2; PL204520B1; DE60125950D1; EP1307618A1; CZ291602B6; DE60125950T2; WO2002010519B1; SK286729B6; SK772003A3; WO2002010519A1

Abstract

Segment protipoplavne stene, osnovan na posebni vreči, napolnjeni z vodo. Ko je napolnjen ima segment (analogno bolj zapletenim predstavnicam protipoplavnih vreč) obliko kupole nad svojo osnovo, ki je definirana z vsaj eno konveksno površino. Razmerje pravokotne projekcije širine segmenta napram pravokotni projekciji višine segmenta med 1,5:1 do 3,5:1. Segment ima vsaj en polnilni in vsaj en odzračevalni vrat v zgornjem delu in vsaj en vrat za izpust v spodnjem delu; nasprotne strani notranje stene v notranjost vreče so povezane z vsaj enim stabilnostnim predelkom. Segmentna površinska prevleka je iz enostavne platnene vezave, prevlečena na dveh straneh z elastomerno spojino na osnovi EPDM gume in butadiensko-stirenske gume.ŕ

Description

Segment protipoplavne stene, obsegajoč vrečo za polnjenje z vodo

Področje tehnike

Izum se nanaša na segment protipoplavne stene na osnovi posebne vreče, napolnjene z vodo. Iz posameznih segmentov zgrajene stene so namenjene - kot začasni elementi za preprečevanje in tesnjenje - predvsem za hitro zaščito posameznih objektov pred poplavami. Uporabne so za širok spekter nevarnih poplavnih situacij.

Stanje tehnike

Trenutno je poznano več različnih konstrukcij protipoplavnih vreč in protipoplavnih sten iz takih vreč za zaščito pred poplavami. Na primer, obstaja skupina vreč, polnjenih z vodo, pri čemer je njihov prerez izveden iz na osnovnico postavljenega trikotnika. Oblika prereza je lahko podprta s pomočjo zunanjih podpornih palic ali s pomočjo notranjih predelkov, običajno postavljenih v vreče. V tem primeru je površina ali ovoj vreče iz kemično odporne plastike, namreč iz polietilena nizke gostote.

V principu podoben protipoplavni sistem je izveden z odprtimi vrečami (tanki) s trapeznimi prerezi. Vreče so podprte z robustno in hitro sestavljivo strukturo iz jeklenih cevi, površina pa je iz geotekstilij ali s polivinilkloridom prevlečenega blaga. Takšne vreče so polnjene s peskom, zemljo ali vodo (neprepustna konstrukcija).

Trikotna ali trapezna oblika prereza je skupna slabost zgoraj omenjenih protipoplavnih sten. Trikotni ali trapezni prerezi morajo biti podprti z neko strukturo, notranjimi predelki itd. V vogliščih prerezov lahko pride tudi do ojačitve napetosti.

Zaradi teh razlogov je smiselno oblikovati kupolasto obliko prereza, ki je definirana z eno ali več medseboj sekajočih se površin. Take vreče se bolje prilagajajo pogojem v vodni masi vsled težnosti in površinske napetosti.

Zaradi teh razlogov imajo znane protipoplavne vreče kupolaste oblike, ko so napolnjene. Na primer, ena od vreč ima površino oz. ploskev (ki je lahko plahta ali ponjava) v obliki stisnjene elipse, ki je podprta z notranjimi vzdolžnimi predelki, ki spajajo zgornjo in spodnjo steno vreče. Površinska ploskev je iz vodotesnega s polivinilkloridom prevlečenega poliesterskega blaga.

Naslednja znana protipoplavna vreča ima površinsko ploskev iz treh medseboj sekajočih se konveksnih površin (»deteljast« prerez). Tudi v tem primeru je oblika napolnjenih vreč vzdrževana z notranjimi predelki, ki spajajo nasprotne strani površinske ploskve vreč. Površinska ploskev je narejena iz geotekstilij (pri čemer ni natančnih specifikacij oblike in sestave).

Kot zgoraj zapisano je prednost protipoplavnih vreč kupolaste oblike zaradi ugodnejše napetosti njihovih površin. Prav tako imajo možnosti projektiranja za višjo mehanično trdnost in trajnost kot druge oblike prerezov. Pač pa imajo funkcionalno slabost: te vreče niso povsem optimizirane iz vidika funkcionalnosti oblike kot tudi iz vidika materialov, uporabljenih za izdelavo površinskih ploskev. Uporabljeni materiali s plastičnimi prevlekami (posebno polivinilkloridom) niso optimalni v tem pogledu niti iz vidika možnosti trenutne mehanske poškodbe niti iz vidika dolgotrajne odpornosti med poplavno sitacijo.

Princip izuma

Segment protipoplavne stene, osnovan na posebni vreči, napolnjeni z vodo po izumu prispeva k odpravi zgoraj omenjenih napak obstoječih designov. Po napolnitvi ima segment (analogno bolj zapletenim predstavnicam protipoplavnih vreč) obliko kupole nad svojo osnovo, ki je definirana z vsaj eno konveksno površino. Nasprotne strani notranje stene v notranjosti vreče so povezane z vsaj enim predelkom za izboljšanje stabilnosti.

Osnova izuma je v razmerju pravokotne projekcije širine segmenta s pravokotno projekcijo višine segmenta in znaša med 1,5:1 do 3,5:1; segment ima vsaj en polnilni vrat (odprtino) in vsaj en odzračevalni vrat v zgornjem delu; segment ima vsaj en vrat za izpust v spodnjem delu; površinska ploskev (plahta ali ponjava) segmenta je iz tekstila platnene vezave, prevlečenega na dveh straneh z elastomerno spojino na osnovi EPDM (etilen-propilen-dien) gume in/ali butadiensko-stirenske gume.

Iz vidika povezovanja ločenih segmentov v kompaktno protipoplavno steno je ugodno, če imajo zaključni deli (to je deli na začetku in koncu segmenta) površinske ploskve segmenta povezovalne elemente, ki obsegajo kovinska ušesca.

Za lažje ravnanje je ugodno, če so vsaj štiri kovinska ušesca pritrjena na vsak segment protipoplavne stene.

Kot tekstil je ugodno uporabiti blago platnene vezave natezne z natezno trdnostjo 1800 N do 2300 N (v smeri osnovnih niti) in 2000 N do 2300 N (v smeri votkovnih niti) določene (izmerjene) na vzorcu dimenzije 50 x 200 mm. Možno je uporabiti poliestersko blago z maso na enoto površine 140 g/m² ± 10 %.

Ugodno je, ko ima prekrivna spojina površinske ploskve segmenta narejena iz tekstila platnene vezave, prevlečenega na dveh straneh z elastomerno spojino na osnovi EPDM gume in butadiensko-stirenske gume natezno trdnost vsaj 10 Mpa, razteznost vsaj 400 %, stisljivost največ 50%, odpornost na nizko temperaturo do -25°C in odpornost na visoko temperaturo do 70°C.

Ugodno je, ko je prevleka segmentne površine debela 1,2 do 1,4 mm.

Segment protipoplavne stene po tem izumu je prednosten, ker združuje prednosti optimiranih oblik segmentov (kupolasta oblika z določenim razmerjem širine in višine in z določenimi mesti polnilnega, odzračevalnega vratu in vratu za izpust) in prednosti optimirane sestave materialov površinske prevleke segmenta. Tekstil platnene vezave, prevlečeno na dveh straneh z elastomerno spojino na osnovi EPDM gume in butadiensko-stirenske gume posebno z bolj striktno določenimi mehanskimi lastnostmi in v povezavi z zgoraj omenjeno obliko vreče zagotavlja enostavno uporabo in uporabne lastnosti segmenta kakor tudi v težkih prostorskih in meteoroloških pogojih. To predvsem zagotavlja zanesljivo funkcijo segmentov ali sten iz sestavljenih segmentov med trajanjem poplavne situacije.

Povzetek slik

Za nadaljnjo razlago principov izuma so priložene slike, kjer slika 1 prikazuje stranski pogled enostavnega kupolastega segmenta po izumu, slika 2 prikazuje prečni prerez na mestu A slike 1, slika 3 prikazuje stranski pogled dvojno kupolastega segmenta po izumu, slika 4 prikazuje prečni prerez na mestu B v sliki 3.

Primeri uporabljenega izuma

Primer 1

Segment 1 po sliki 1 ali sliki 2 po napolnitvi obsega kupolasto ploskev nad svojo osnovo, ki je definirana z eno konveksno površino - prečni prerez »okroglo hlebčaste« oblike. Razmerje širine 5 in višine v segmenta 1 v pravokotni projekciji je v območju 2,15:1, dolžina segmenta je lahko 2 do 2,5 m. Segment 1 ima en polnilni vrat 3 in en ventilacijski vrat 4 v vrhnjem (zgornjem) območju in vsaj en vrat 5 za izpust v spodnjem območju (pri dnu);

Segmentna površinska ploskev 2 je narejena iz blaga platnene vezave, prevlečenega na dveh straneh z elastomemo spojino na osnovi EPDM gume in butadiensko-stirenske gume.

Poliestersko blago ima maso na enoto površine 140 g/m² ± 10 % in natezno trdnost 2294 N (v smeri osnovnih niti) in 2298 N (v smeri votkovnih niti), določeno na vzorcu dimenzije 50 x 200 mm.

Prevleka segmentne površinske ploskve 2 je debela 1,29 mm. Spojina na osnovi EPDM gume in butadiensko-stirenske gume ima natezno trdnost 11,5 MPa, razteznost 455 %, stisljivost največ 45 %, odpornost na nizko temperaturo do -25°C in odpornost na visoko temperaturo do 70°C.

V notranjosti segmenta je zgornja površinska ploskev 2 segmenta 1 povezana z nasproti ležečo spodnjo steno s pregrado za izboljšanje stabilnosti 9.

Zaključni deli segmentne površinske ploskve 2 so opremljeni s povezovalnimi elementi, ki obsegajo kovinska ušesca 6 za povezavo sosednjega segmenta z vrvmi 7. Predmet po primeru obsega tudi nosilna zanko 8 narejeno iz gumijastega materiala, pritrjeno na površinsko ploskev 2 za nošenje in za enostavno rokovanje s segmentom 1.

Segment 1 protipoplavne stene oblikovane po sliki 1 in sliki 2 je namenjen za dvigovanje nasipov za ograditev posamezne hiše ali večjega območja z integralno protipoplavno steno, za zajezitev ulic v mestih (med hišami) za zaustavitev vode pred vdorom v pristope hiš, ipd.. Segment 1 te oblike lahko stoji na prosti površini brez naslanjanja na katerokoli steno.

Primer 2:

Segment 1 po sliki 3 ali sliki 4 po napolnitvi obsega kupolasto ploskev nad svojo osnovo, ki je definirana z dvema konveksnima površinama - prečni prerez listaste oblike. Razmerje širine s in višine v segmenta 1 v pravokotni projekciji je v območju 2,15:1, dolžina segmenta je lahko 2 do 5 m. Segment 1 ima en polnilni vrat 3 in en ventilacijski vrat 4 na zgornjem (vrhnjem) območju in vsaj en vrat za izpust 5 v spodnjem območju (pri dnu);

Segmentna površinska ploskev 2 segmenta 1, je narejena iz blaga platnene vezave, prevlečenega na dveh straneh z elastomerno spojino na osnovi EPDM gume in butadienskostirenske gume.

Poliestersko blago ima maso na enoto površine 140 g/m² ± 10 % in natezno trdnost 2294 N (v smeri osnovnih niti) in 2298 N (v smeri votkovnih niti) določeno na vzorcu dimenzije 50 x 200 mm.

Prevleka segmentne površine 2 segmenta 1 je debela 1,29 mm. Spojina na osnovi EPDM gume in butadiensko-stirenske gume ima natezno trdnost 11,5 MPa, razteznost 455 %, stisljivost največ 45 %, odpornost na nizko temperaturo do -25°C in odpornost na visoko temperaturo do 70°C.

-6V notranjosti segmenta je zgornja površinska ploskev 2 segmenta 1 povezana z nasproti ležečo spodnjo steno s pregrado za izboljšanje stabilnosti 9, stranski steni površinske ploskve 2 segmenta 1 sta povezani z vodoravno s pregrado za izboljšanje stabilnosti 9.

Zaključni deli segmentne površinske ploskve 2 so opremljeni s povezovalnimi elementi, ki obsegajo kovinska ušesca 6 za povezavo sosednjega segmenta z vrvmi 7. Predmet po izumu obsega tudi nosilno zanko 8 narejeno iz gumijastega materiala, pritrjeno na površinsko ploskev 2 za nošenje in za enostavno rokovanje s segmentom 1.

Segment 1 protipoplavne stene oblikovane po sliki 3 in sliki 4 je namenjen predvsem za zaustavitev vode pred vdorom v vrata, garažna vrata, nizko ležeče jaške ali odprtine za zračenje, ločena kletna okna, ipd. Segment 1 te izvedbe mora biti podprt ali alternativno zavarovan. Če jih je potrebno uporabljati na prosti površini, morajo biti segmenti podvojeni in medsebojno podprti.

Pri uporabi segmentov kot opisanih v primeru 1 in primeru 2, so posamezni segmenti nameščeni na dano mesto tako, da ležijo na svoji spodnji strani s polnilnim in ventilacijskim vratom zgoraj in z vratom za iztok usmerjenim proti vodi.

Najboljše tesnjenje je doseženo s postavitvijo segmentov enega napram drugemu, tako da so v stiku s spodnjimi stranicami svojih stranskih sten. Tesneje so povezani, večja tesnost se doseže. Če je na razpolago samo daljši segment na danem mestu, se lahko upogne navzgor in zatesni s pritiskom v vogal.

Segment je možno napolniti iz kateregakoli vodnega vira - raznoterih črpalk za rečno vodo ali ostale vire, požarnih rezervoarjev ali drugih, požarnih hidrantov, vodovodov, ipd. Povezava s polnilnim vratom 3 je zagotovljena z gasilsko spojko tipa C. Nujno polnjenje je lahko zagotovljeno s tanjšo cevjo brez člena za povezavo. Taka cev se vstavi skozi polnilni vrat v vrečo.

Možno je polniti več segmentov istočasno (glede na razpoložljivo opremo) ali segment po segment. Pri posameznem polnjenju je priporočljivo vstaviti naslednji člen pod stransko steno polnega segmenta. Po polnjenju segmentov se segmenti povežejo z vrvmi ob uporabi

-7kovinskih ušesc 6. Če je možno glede na okoliške pogoje, je dobro pritrditi vsaj zaključne dele protipoplavne stene na trdne predmete (v beton vstavljene okvire, masivne stavbe, ki jih poplava predvidoma ne bo poškodovala) ali na predmete na višje ležečih mestih.

Segment po primeru 2, ki je uporabljen posamezno mora biti statično zavarovan, pritrjen na zavarovan objekt. Zaradi zagotovitve največjega tesnjenja je potrebno namestiti spodnjo stranico segmenta natančno do tesnjene stene in v času polnjenja segmenta preverjati pravilno lego dvigajočih se stranskih sten.

Segment po izumu je polnjen z vodo, ne pod nadtlakom. Polnilni čas (glede na kapaciteto črpalke) je približno 15 minut v primeru standardnega segmenta dolžine 5 m. Ko je segment poln (ni moč ustaviti iztoka vode iz ventilacijskega vrata 4 z dvigom stranskih sten), se dotok vode iz izvora ustavi, cev loči in polnilni vrat 3 ter ventilacijski vrat 4 zapreta s pokrovi.

Protipoplavna stena grajena iz segmentov po izumu je varna do vodnega stebra višine 0,8 m. V primeru umirjene razlite vode na spodnjem dosegu reke in glede na obliko površine in sloj zemlje neposredno pod površjem je možno doseči najvišjo višino 0,9 metra.

Po koncu izpostavljenosti poplavi je lahko protipoplavna zaščita hitro odstranjena. Vrat za iztok 5 posameznega segmenta in ventilacijski vrat 4 (eventualno tudi polnilni vrat 3) se odpreta in voda izteče ven. Posamezni segmenti bodo ločeni z razvezanjem vrvi 7 in transportirani do skladišča ali do mesta naslednje uporabe.

Industrijska uporabnost

Segment po izumu in protipoplavne stene narejene iz njih niso v uporabi samo pri poplavah ali grozečih poplavah (kjer so v uporabi vreče peska) temveč tudi v običajnih situacijah npr. za zajezitev delov vodnih tokov - tako imenovani ρ°°'·^η§ med popravilom struge ali nasipa. Enostavni segmenti niso namenjeni za postavitev direktno zoper močnim tokovom. V tem primeru je potrebno uporabiti segmente po parih.

Za polnjenje segmentov je moč uporabiti vodo črpano iz rek, požarnih rezervoarjev ipd. z uporabo običajnih gasilskih (požarnih) spojk.

Segment izveden po izumu je trajno odporen proti pitni vodi, napajalni vodi in odpadni vodi, katere so lahko izpuščene v vodne tokove v skladu s ustreznimi predpisi. Odporni so na odpadno vodo izločeno s poplavo iz odpadnih odvodnih kanalov in septičnih rezervoarjev. V odvisnosti od koncentracije so segmenti delno odporni proti agresivnim tekočinam in naftnimi produkti. Ti mediji se lahko zbirajo v segment, vendar samo za potreben čas, npr. tekom nesreče. V tem primeru je potrebno segmente izprazniti takoj, ko je mogoče in odstraniti po uporabi (smatrati, da so namenjeni enojni uporabi).

Protipoplavne stene izvedene po izumu je moč namestiti na katerokoli podlago. Še posebej jih je priporočljivo namestiti na utrjeno podlago - beton, tlake, bitumen, ipd. Če je možno je priporočljivo očistiti potrebno območje in odstraniti ostre in podobno nevarne predmete. Če le ni potrebno je bolje ne namestiti segmente na spolzke površine, da se ne bi premaknili, oziroma jih ne nameščati na peščene ali prodnate podlage, da jih voda ne spodkoplje.

Claims

PATENTNI ZAHTEVKI

1. Segment protipoplavne stene obsegajoč z vodo napolnjivo vrečo z obliko kupole nad svojo osnovnico po napolnitvi z vodo, kjer je oblika kupole definirana s ploskvijo v obliki vsaj ene konveksne površine v prečnem pogledu segmenta, z nasprotnima deloma notranje stene ploskve segmenta povezana z vsaj enim predelkom za izboljšanje stabilnosti, pri čemer je segment značilen po tem, da je razmerje med pravokotno projekcijo širine (s) segmenta (1) in pravokotno projekcijo njegove višine (v) v območju med 1,5:1 do 3,5:1, da ima segment (1) vsaj en polnilni vrat (3) in vsaj en odzračevalni vrat (4) na vrhu območja v obliki kupole in vsaj en vrat za izpust (5) v spodnjem delu, pri čemer je polnilni vrat (3) opremljen z običajnim priključkom za gasilske cevi in je ploskev (2) segmenta (1) narejena iz tekstila platnene vezave prevlečenega na obeh straneh z elastomerno spojino na osnovi zmesi etilen-propilen-dien gume in stirenskobutadienske gume.
2. Segment protipoplavne stene po zahtevku 1, kjer je njegova ploskev (2) opremljena s povezovalnimi elementi, ki obsegajo kovinska ušesca (6) na zaključnih delih.
3. Segment protipoplavne stene po zahtevku 1, na katerem so na njegovo ploskev (2) pritrjene vsaj štiri nosilne zanke (8).
4. Segment protipoplavne stene po zahtevku 1, značilen po tem, daje z elastomerno spojino na obeh straneh prevlečen tekstil blago platnene vezave natezne trdnosti, izmerjene na vzorcu dimenzije 50 x 200 mm, 1800 N do 2300 N v smeri osnovnih niti in 2000 N do 2300 N v smeri votkovnih niti.
5. Segment protipoplavne stene po zahtevku 4, v katerem je tekstil poliestersko blago z maso na enoto površine 140 g/m² ± 10 %.
6. Segment protipoplavne stene po zahtevku 1, v katerem ima zmes etilen-propilen-dien gume/ stirensko-butadienske gume, ki obsega prevleko ploskve (2), natezno trdnost vsaj

-1010

10 Mpa, razteznost pri porušitvi vsaj 400 %, stisljivost največ 50%, odpornost na nizko temperaturo do -25°C in odpornost na visoko temperaturo do 70°C.
7. Segment protipoplavne stene po zahtevku 1, značilen po tem, daje elastomerna prevleka ploskve (2) debela 1.2 do 1.4 mm.