Мат балластировочный (баллмат)

Заявленная полезная модель относится к гидротехническому строительству и может быть использована для защиты и балластирования трубопроводов и коммуникационных кабелей, уложенных на дне водоема или на заболоченной и обводненной территории.

Мат балластировочный (баллмат) содержащий плиту прямоугольной формы, выполненную из смеси камня-наполнителя и мастичного состава, с многослойным покрытием всей поверхности, включающим внутренний слой, выполненный из нетканого, иглопробивного геотекстильного полотна с поверхностной плотностью составляющей, по меньшей мере, 200 г/м², армирующую систему, выполненную из металлической сетки и внешний слой выполненный из нетканого, иглопробивного геотекстильного полотна с поверхностной плотностью составляющей, по меньшей мере, 500 г/м².

Область техники

Заявленная полезная модель относится к гидротехническому строительству и может быть использована для защиты и балластирования трубопроводов и коммуникационных кабелей, уложенных на дне водоема или на заболоченной и обводненной территории.

Предшествующий уровень техники

Известно покрытие подводных откосов берегов водоемов, гидротехнических сооружений и т.п. (авт.св. СССР 255845, МПК Е02В 3/12, 1969 г.), состоящее из соединенных между собой тюфяков, полости которых заполнены балластом. Каждый из тюфяков выполнен по высоте из гибких полотен, нижнее из которых имеет гофры и соединено с верхним полотнищем по перешейкам между гофрами, образуя замкнутые полости для балласта.

Недостатком известного покрытия является значительная материалоемкость и сложность сооружения тюфяков, из которых оно состоит.

Наиболее близким предлагаемому является защитное покрытие подводного трубопровода от размыва (п. РФ 2285085, МПК Е02В 3/12, 2006 г.), включающее холмовидный корпус, состоящий из верхнего и нижнего полотен из металлической сетки-рабицы, скрепленных между собой по краям, и внутренних скрепляющих полотнища стержней из металлической проволоки или прутков. Внутри корпуса размещен инертный материал (щебень, и/или галька, и/или камень, и/или гравий, и/или песок, и/или их композиция, и/или отходы строительного производства), упакованный в мягкую тару (мешки и/или пакеты, выполненные из натуральных и/или синтетических волокон).

Недостатками известного покрытия являются сложность изготовления и большой объем водолазных работ при ее монтаже.

Раскрытие сущности полезной модели

Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является упрощение конструкции и снижение объема работ при монтаже.

Техническим результатом, который может быть получен в заявленной полезной модели, является получение простого в изготовлении мата балластировочного (сокращенное название - баллмат), для монтажа которого требуется минимальное количество технологических операций.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что мат балластировочный содержит прямоугольную плиту, выполненную из смеси камня-наполнителя и мастичного состава, с многослойным покрытием всей поверхности, включающим внутренний слой, необходимый для удержания отколотых и крошащихся частей указанной плиты и выполненный из нетканого, иглопробивного геотекстильного полотна с поверхностной плотностью составляющей 200 г/м², армирующей системы, выполненной из металлической сетки, и внешний слой выполненный из нетканого, иглопробивного геотекстильного полотна с поверхностной плотностью составляющей 500 г/м², который предохраняет от повреждений внутренний слой и слой, выполненный из металлической сетки.

В частной форме воплощения мата балластировочного, указанный мастичный состав включает песок, гидравлическое вяжущее в виде портландцемента или гидратированной извести, битумную мастику и целевые добавки. Указанный состав обладает высокой аморфностью, что позволяет ему заполнять пустоты между камнем-наполнителем, а во время эксплуатации позволяет мату принимать необходимое положение на любой поверхности без дополнительных трудозатрат при монтаже.

В частной форме воплощения мата балластировочного, в качестве указанного камня-наполнителя используется булыжник и/или галька и/или карьерный камень, которые являются доступными материалами и не требуют дополнительной доработки.

В частной форме воплощения мата балластировочного, удельный вес указанного камня-наполнителя составляет, по меньшей мере, 23 КН/м³, что позволяет мату гарантированно выполнять балластировочную функцию.

В частной форме воплощения мата балластировочного, указанный камень-наполнитель имеет марку по морозостойкости, по меньшей мере, F25, что позволяет использовать мат в северных водоемах, а также в зимний период.

В частной форме воплощения мата балластировочного, указанный камень-наполнитель имеет марку по прочности, по меньшей мере, 400, что необходимо для того, чтобы указанный камень-наполнитель сохранял свою целостность при транспортировке и монтаже.

В частной форме воплощения мата балластировочного, водопоглощение указанного камня-наполнителя составляет, по меньшей мере, 0,6% по массе. Такая степень влагопоглощения позволяет мату во время его эксплуатации увеличить балластировочные свойства до необходимого уровня.

В частной форме воплощения мата балластировочного, показатель снижения прочности при насыщении водой (коэффициент размягчаемости) указанного камня-наполнителя составляет, по меньшей мере, 0,8, что позволяет камню-наполнителю сохранять прочностные свойства на необходимом уровне во время эксплуатации.

В частной форме воплощения мата балластировочного, максимальное значение устойчивости структуры указанного камня-наполнителя против распада (потеря массы) составляет 10%. Это оптимальное значение устойчивости структуры указанного камня-наполнителя против распада, определенное экспериментальным путем и позволяющее эксплуатировать мат в нормальных погодных условиях.

В частной форме воплощения мата балластировочного, средний габаритный размер камня-наполнителя составляет (1-2)D, где D - минимальный размер ячейки сетки, что не позволяет указанному камню-наполнителю проходить сквозь ячейки указанной металлической сетки наружу.

В частной форме воплощения мата балластировочного, прочность при сжатии указанного камня-наполнителя составляет, по меньшей мере, 75 МПа, что обеспечивает необходимые для эксплуатации мата упругие свойства указанной плиты.

В частной форме воплощения мата балластировочного, в указанной плите через каждые, по меньшей мере, 0,5 метра по длине установлена перегородка, выполненная из металлической сетки. Указанная перегородка выполняет функцию дополнительного армирующего элемента при изготовлении матов большой длины. Это необходимо для того, что бы укрепить плиту и, чтобы она была более устойчива к изгибающим нагрузкам, например, при монтаже или во время эксплуатации.

В частной форме воплощения мата балластировочного, указанная металлическая сетка выполнена с размером ячейки 80×100 мм из проволоки диаметром 2-4 мм. Указанные значения размеров ячейки и диаметра стальной проволоки были выбраны экспериментальным путем, для обеспечения прочности указанной плиты.

В частной форме воплощения мата балластировочного, указанная металлическая сетка является сеткой двойного кручения, что увеличивает прочностные свойства указанной сетки.

В частной форме воплощения мата балластировочного, он (мат) дополнительно снабжен монтажными петлями, расположенными на одной из поверхностей указанного внешнего слоя, концы которых соединены с закладными элементами, расположенными внутри указанной плиты, что необходимо для перемещения мата с помощью грузоподъемных устройств. При этом предпочтительно, чтобы каждая указанная петля была выполнена из стального каната.

Краткое описание чертежа

Заявленный мат балластировочный поясняется при помощи схем, представленных на фиг.1-3.

На фиг.1 показан заявленный мат балластировочный с частичными разрезами его слоев, а на фиг.2-4 показаны примеры использования заявленных матов балластировочных.

При этом на указанной схеме приняты следующие условные обозначения:

- плита 1 прямоугольной формы;

- камень-наполнитель 2;

- мастичный состав 3;

- геотекстильное полотно 4, из которого выполнен внутренний слой многослойного покрытия;

- металлическая сетка 5, из которой выполнена армирующая система многослойного покрытия;

- геотекстильное полотно 6, из которого выполнен внешний слой многослойного покрытия;

- мат 7 балластировочный;

- трубопровод 8.

Осуществление полезной модели

Заявленный мат балластировочный содержит плиту 1 прямоугольной формы, выполненную из смеси камня-наполнителя 2 и мастичного состава 3, с многослойным покрытием всей поверхности указанной плиты 1. При этом многослойное покрытие включает внутренний слой, выполненный из нетканого, иглопробивного геотекстильного полотна 4 с поверхностной плотностью составляющей 200 г/м ², армирующую систему, выполненную из металлической сетки 5 и внешний слой выполненный из нетканого, иглопробивного геотекстильного полотна 6 с поверхностной плотностью составляющей 500 г/м ². Кроме того, указанный мат может быть дополнительно снабжен монтажными петлями (на схеме они показаны), расположенными на одной из поверхностей указанного внешнего слоя, концы которых соединены с закладными элементами (выполненными в виде, например, стальных стержней или стальных плит), расположенными внутри указанной плиты 1.

Заявленный мат балластировочный может быть изготовлен следующим образом.

На открытом грунте сооружают четырехугольную опалубку, например, из деревянных досок.

На дно опалубки, с выходом за ее пределы, укладывают нетканое, иглопробивное геотекстильное полотно 6 с поверхностной плотностью составляющей 500 г/м². Поверх указанного полотна 6 укладывают металлическую сетку 5 с выходом за ее пределы опалубки, а на указанную сетку 5 укладывают нетканое, иглопробивное геотекстильное полотно 4 с поверхностной плотностью составляющей 200 г/м².

Поверх указанного геотекстильного полотна 4 насыпают камень-наполнитель 2 до полного заполнения опалубки.

Затем камень-наполнитель 2 заливают мастичным составом 3. При необходимости производят перемешивание камня-наполнителя с мастичным составом 3 для устранения пустот между отдельными камнями.

При этом до засыпки камня-наполнителя 2 на геотекстильное полотно 4 могут быть уложены закладные элементы, с которыми соединены монтажные петли.

Если длина (наибольший размер) указанной плиты 1 превышает 0,5 метра, то на геотекстильном полотне 4 устанавливают вертикальные перегородки, выполненные из металлической сетки.

После застывания мастичного состава 3, оборачивают полученную плиту 1 выступающими краями указанного геотекстильного полотна 4 и соединяют указанные края между собой, например, при помощи нитей или металлических скоб, так, чтобы указанное геотекстильное полотно 4 плотно облегало указанную плиту 1.

Затем плиту 1, обернутую слоем геотекстильного полотна 4, оборачивают выступающими краями указанной металлической сетки 5 и соединяют указанные края между собой, например, при помощи стальной проволоки, так, чтобы указанная сетка 5 плотно облегала указанную плиту 1, обернутую слоем геотекстильного полотна 4.

Затем плиту 1, обернутую слоем геотекстильного полотна 4 и металлической сеткой 5, оборачивают выступающими краями указанного геотекстильного полотна 6 и соединяют указанные края между собой, например, при помощи нитей или металлических скоб, так, чтобы указанное геотекстильное полотно 6 плотно облегало указанную плиту 1, обернутую слоем геотекстильного полотна 4 и металлической сеткой 5.

Полученные, описанным выше способом, маты балластировочые могут храниться штабелями высотой до 1,5 метров на открытом воздухе.

На фиг.2-4 показаны примеры использования полученных описанным выше способом матов 7 балластировочных.

Как показано на фиг.2 маты 7 балластировочные могут быть уложены поверх трубопровода 8, прижимая его ко дну водоема и при этом предохраняя его поверхность от любых возможных повреждений. При этом указанные маты охватывают трубопровод, принимая его форму, за счет аморфности мастичного состава 3.

На фиг.3 указанные маты 7 стелятся непосредственно на русло водоема, чтобы предохранить трубопровод 8 от нежелательного контакта с дном водоема, также указанные маты 7 уложены поверх трубопровода 8 как и в варианте, представленном на фиг.2.

На фиг.4 трубопровод 8 оборачивают указанными матами 7 и скрепляют их концы, например, замковым соединением или стальными скобами.

Для укладки матов в водоеме могут использоваться указанные монтажные петли и минимальное количество водолазных работ.

Таким образом, заявленный мат балластировочный прост в изготовлении и требует для монтажа минимального количества водолазных работ.

1. Мат балластировочный, содержащий плиту прямоугольной формы, выполненную из смеси камня-наполнителя и мастичного состава, с многослойным покрытием всей поверхности, включающим внутренний слой, выполненный из нетканого иглопробивного геотекстильного полотна с поверхностной плотностью, составляющей 200 г/м ², армирующую систему, выполненную из металлической сетки, и внешний слой, выполненный из нетканого иглопробивного геотекстильного полотна с поверхностной плотностью, составляющей 500 г/м ².

2. Мат по п.1, отличающийся тем, что указанный мастичный состав включает песок, гидравлическое вяжущее в виде портландцемента или гидратированной извести, битумную мастику и целевые добавки.

3. Мат по п.1, отличающийся тем, что в качестве указанного камня-наполнителя используется булыжник, и/или галька, и/или карьерный камень.

4. Мат по п.1, отличающийся тем, что удельный вес указанного камня-наполнителя составляет, по меньшей мере, 23 кН/м³.

5. Мат по п.1, отличающийся тем, что указанный камень-наполнитель имеет марку по морозостойкости, по меньшей мере, F25.

6. Мат по п.1, отличающийся тем, что указанный камень-наполнитель имеет марку по прочности, по меньшей мере, 400.

7. Мат по п.1, отличающийся тем, что водопоглощение указанного камня-наполнителя составляет, по меньшей мере, 0,6 мас.%.

8. Мат по п.1, отличающийся тем, что показатель снижения прочности при насыщении водой (коэффициент размягчаемости) указанного камня-наполнителя составляет, по меньшей мере, 0,8.

9. Мат по п.1, отличающийся тем, что максимальное значение устойчивости структуры указанного камня-наполнителя против распада составляет 10%.

10. Мат по п.1, отличающийся тем, что средний габаритный размер камня-наполнителя составляет (1-2)D, где D - минимальный размер ячейки сетки.

11. Мат по п.1, отличающийся тем, что прочность при сжатии указанного камня-наполнителя составляет, по меньшей мере, 75 МПа.

12. Мат по п.1, отличающийся тем, что в указанной плите через, по меньшей мере, 0,5 м по длине установлена перегородка, выполненная из металлической сетки.

13. Мат по п.1 или 12, отличающийся тем, что указанная металлическая сетка выполнена с размером ячейки 80×100 мм из проволоки диаметром 2-4 мм.

14. Мат по п.13, отличающийся тем, что указанная металлическая сетка является сеткой двойного кручения.

15. Мат по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен монтажными петлями, расположенными на одной из поверхностей указанного внешнего слоя, концы которых соединены с закладными элементами, расположенными внутри указанной плиты.

16. Мат по п.15, отличающийся тем, что каждая указанная петля выполнена из стального каната.