Защитные покровные сетчатые конструкции

Полезная модель относится к области транспортного строительства, выполняемых в различных регионах страны, в сложных природно-климатических условиях для защиты от скально-обвальных явлений транспортных, гидротехнических, промышленных объектов, курортных территорий, новых и эксплуатируемых железных и автомобильных дорог, предусмотрено комбинированное гибкое покрытие, состоящее из двух видов коррозионностойких стальных сетчатых полотен, полотен двойного кручения, покрывающих поверхность откоса и поверх них навешиваются полотна кольчужных сеток, изготовленных из стальной канатной оцинкованной проволоки с внутренним диаметром кольца не менее 250-500 мм с номинальной прочностью на разрыв от 16 до 50 тонн, покрывающих поверхность откоса, предотвращая попадание обломков на защищаемый объект.

Технический результат состоит в снижении сроков строительства на 50%, воздействия на экосистему в районе строительства, резкое улучшение уровня безопасности движения на железных и автомобильных дорогах, расположенных у подошвы склона, высокой скорости монтажа конструкции при обеспечении требуемой прочности, устойчивости, долговечности.

4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Предлагаемая полезная модель предназначена для защиты от скально-обвальных явлений транспортных, гидротехнических, промышленных объектов, курортных территорий, новых и эксплуатируемых железных и автомобильных дорог и других коммуникаций преимущественно в сложных природно-климатических и геокриологических условиях, независимо от высоты и крутизны откоса.

Чаще в строительной практике для защиты объектов от опасных геологических процессов используют тросовые конструкции - тросы, натянутые в продольном и поперечном направлениях, в местах пересечения тросы закрепляются зажимами, заанкерованными в массив.

Получается натянутая и плотно укрепленная на откосе сетка из тросов, укрепляющая отдельно взятую поверхность, но не предохраняющая нижележащие уступы (патент Япония 2965517, Е02Д 17/20 Ито Кодзо).

Недостатком является низкая надежность и трудоемкость закрепления тросов, сетка не предохраняет нижележащие горизонты от вывалов с верхних уступов кусков породы на нижележащие, что создает опасность работы людей и техники.

Применяется также противооползневая металлическая сетка из переплетенных вертикальных и горизонтальных проволочных стержней, расположенных с различным шагом. Вдоль боковой кромки сетки, параллельно вертикальным стержням крепится защитная проволочная обвязка (патент Японии 2717515, Е02Д 17/20 патентообладатель Санва К.К., автор Ханалсото Шунео).

Недостатком данной конструкции является низкая надежность при укреплении высоких откосов большой протяженности, причем крепление проволочной обвязкой на откосе является слабым креплением и исключает возможность быстрой замены поврежденных участков сетки при вывалах кусков породы.

Одним из прогрессивных методов противообвальных сооружений в России является устройство покровных сеток (сетчатых полотен), покрывающих поверхность откоса в регионах с крутыми откосами, в стесненных условиях, где затруднена очистка склона от падающих обломков, способствующих торможению их за счет трения с сеткой, потери кинетической энергии в связи с изменением направления вращения обломка.

В зависимости от характера защищаемого объекта применяется закрепление нижнего края покровных сеток у подножья откоса. Недостаток металлических крученых покровных сеток - подверженность их коррозии, низкая надежность при сейсмичности (см. методические рекомендации по защите скально-обвальных откосов сетчатыми конструкциями, ОАО ЦНИИС, Москва, 2003 г.).

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату являются защитные комбинированные гибкие конструкции, состоящие из двух видов навесных сеток (сетчатых полотен) покрывающих поверхность откоса (склона) для предотвращения осыпей и падения скальных обломков на защищаемой объект, сплетенных из коррозионностойких стальных проволок, навешанных на несущие анкера, расположенных за верхней бровкой откоса, недостатком является трудоемкость установки крепления (см статью в журнале Транспортное строительство 1 2007 г. «Защита автомобильной дороги от скально-обвальных и осыпных процессов сетками»).

В противоположность известным проволочным ограждениям, конструкция полезной модели воспринимает нагрузки от осыпей и крупных единовременных вывалов (более 0,3 м³), что очень важно при расположении защищаемых объектов у подножья скальных откосов.

Поставленная задача решается за счет того, что защитные покровные сетчатые конструкции, содержащие навесные сетчатые полотна, сплетенные из: коррозионностойких стальных проволок, навешанных на несущие анкера расположенных за верхней бровкой откоса, согласно полезной модели, конструкция включает комбинированное гибкое покрытие, состоящее из двух видов стальных сеток: сетчатых полотен двойного кручения из прочных коррозионностойких стальных проволок, покрывающих поверхность откоса и поверх них навешиваются полотна кольчужных сеток из колец, изготовленных из стальной оцинкованной проволоки с внутренним диаметром кольца не менее 250-500 мм с номинальной прочностью на разрыв от 16 до 500 тонн, выполняющие функции «стальной паутины», при этом соединение сетчатых полотен на откосе осуществляется либо канатами с анкерными скобами, либо анкерами из стержневой арматуры или из стержневой арматуры винтового профиля, могут быть удлинены за счет муфт обеспечивающих требуемую прочность на разрыв.

Приведенная совокупность признаков обеспечивает получение технического результата, выражающегося в снижении стоимости, сроков строительства при сооружении прочного устойчивого защитного покрытия в стесненных труднодоступных горных районах с высокой сейсмичностью, соблюдая охрану окружающей среды.

Различные конкретные варианты осуществления полезной модели, а также и другие ее преимущества подробнее поясняются ниже со ссылками на чертежи, где

на фиг.1 показано защитное гибкое сетчатое покрытие скальных откосов;

на фиг.2 показаны конструкции сетчатых покрытий из двух видов металлических сеток: сетка двойного кручения и кольчужная сетка (панцирная);

на фиг.3 показано крепление сетчатых полотен к склону прижимным канатом скобами;

на фиг.4 показана конструкция анкера из металлической стержневой стальной арматуры винтового профиля;

на фиг.5 изображена установка несущих анкеров за верхней бровкой откоса;

на фиг.6 дано соединение полотнищ покровной сетки простой скруткой (проволокой);

на фиг.7 даны типы плетения кольчужных сеток.

Защитная покровная сетчатая конструкция 1 включает в себя: сетку двойного кручения 2, образованную попеременным скручиванием каждой проволоки с одной из двух рядом расположенных, проволока изготовлена из высокопрочной коррозионностойкой стали, прочностью в диапазоне 980-220 Н/мм ², длина полотна сетки двойного кручения соответствует длине укрываемого склона, ширина - 3,0 м вешается на склоне почти в вертикальном положении, прикрепляя ее к несущим анкерам 3 и спускают полотнища 4 вниз по склону (фиг.5) и надежно по всей длине связывают между собой проволокой 5, имеющей тот же диаметр, что и проволоке самой сетки (фиг. 6).

Для плотного прилегания сетки к откосу ее крепят монтажными анкерами 6.

Один из вариантов крепления сетки у подошвы откоса, по нижнему краю сетки пропускают стальной трос 7 и через каждые 4-5 м закрепляют анкерами 8 (фиг.2).

Поверх сеток двойного кручения навешивается на несущий анкер из металлической стержневой стальной арматуры винтового профиля (фиг.4 кольчужная сетка 9, сплетенная из отдельных независимых колец 10 диаметром не менее 250, 350, 420, 500 мм; диаметр стальной канатной оцинкованной проволоки из которой изготавливаются кольца кольчужных сеток 3, 4, 5 мм. Количество стальных проволок в кольцах кольчужных сеток - не менее 7, 12, 19 шт. Типы плетения кольчужных сеток даны на фиг.7, где показано соединение каждого внутреннего кольца по периметру с шестью соседними кольцами, каждое кольцо выдерживает разрывную нагрузку в 22 т, выполняющие функции «стальной паутины», что ограничивает перемещение обвально-осыпного материала в сторону откоса, в случае единовременных крупных вывалов (более 0,3 м²) сетка регулирует их падение и они сползают по склону 11, теряя часть кинетической энергии за счет трения, сетка меняет форму с круглой на эллипсоидальную, снижая энергию взаимодействия скального обломка с сеткой.

Навешивание защитных сетчатых конструкций выполняется при жестком соблюдении последовательности технологических операций:

тщательно осматриваются нагорные склоны 11, производится съем неустойчивых камней и глыб, вырубка кустарников, уборка обломочного материале расчистка площадки за верхней бровкой 16 от древесно-кустарниковой растительности, бурение скважин и заделка в них арматурных стержней и горячекатаной арматуры диаметром не менее 32 мм класса AIII длиной 6000-10000 мм несущего анкера 3 на цементном растворе, марка цемента не менее 40 (фиг.4). Несущий анкер 3 устанавливается по месту, длина которого L п необходимости увеличивается с помощью муфт 15, исходя из обязательног условия заделки анкера в коренные породы на глубину не менее 1500 мм. При установке несущего анкера 3, ось 12 должна быть перпендикулярна бровке склона 11 (с помощью металлической шайбы 13 (100×100 мм) и сферической гайки 1 диаметром 47 мм).

В зависимости от геометрических параметров склона производим монтаж покровной сетки двойного кручения 2, рулоны которой доставляются за бровки склона, их выравнивают, устанавливают на краю склона (фиг.5), края сетки прикрепляют к анкерам 3, производят скатывание ее по склону и скрепляют полотнища простой скруткой (проволокой 5) (фиг.6) или скобами с шагом 200 мм по длине полотна или сплошным плетением и закрепляют ее у подошвы склона стальным тросом 7 через каждые 400-500 мм по подошве основания склона закрепляют анкерами 8 (фиг.2).

Покровная сетка 2 двойного кручения задерживает мелкие фракции материала обрушения.

В зависимости от типа склона и его высоты, рулоны кольчужной сетки поднимаются при помощи подъемного крана, лебедки, что исключает укладку вручную. Рулоны раскатываются по склону 11 в одно действие. Несущие анкера располагаются на расстоянии 1500 мм от верхних полотен кольчужной сетки 9 которая воспринимает основные нагрузки.

Кольчужная сеть 9 монтируется из полотен размером 3×10 м, которые соединяются между собой канатом 16 диаметром 12 мм и анкерными скобами Закрепление полотен кольчужной сетки 9 и сетки двойного кручения 2 к каждому несущему анкеру 3 производится двумя канатами, которые пропускаются через все петли арматурных стержней, соединенных между собой электросваркой.

Кольчужная сеть 9 удерживается на склоне дополнительно прижимными канатами 6 и скобами 18 (фиг.2, 3).

В зависимости от геометрических параметров и инженерно-геологического строения склона производятся прочностные расчеты по разработанной методик комбинированного сетчатого покрытия от веса максимально возможного скального вывала объемом более 3,0 м³ предела разрывной нагрузки кольца панцирной сетки.

Коэффициенты перегрузки и надежности приняты К_{перегр.}=1,5; К _надеж.=3,0

Эффективность комбинированных сетчатых покрытий по сравнению традиционными конструкциями обеспечивает снижение:

- трудоемкости на 70%;

- сроков строительства на 50%;

- воздействия на экосистему в районе строительства.

Преимущество от традиционных типов защиты:

- быстрый монтаж (особенно в стесненных условиях, когда строительство связано с большим объемом трудоемких работ, механизация которых затруднена);

- стоимость предлагаемых конструкций значительно ниже традиционных;

- сокращение нарушения окружающей среды;

- существенно улучшают уровень безопасности движения на дороге.

1. Защитные покровные сетчатые конструкции, содержащие навесные сетчатые полотна, сплетенные из коррозионно-стойких стальных проволок, навешанных на несущие анкера, расположенных за верхней бровкой откоса, отличающиеся тем, что комбинированное гибкое покрытие состоит из двух видов стальных сеток: сетчатых полотен двойного кручения из прочных коррозионно стойких стальных проволок, покрывающих поверхность откоса и поверх них навешиваются полотна кольчужных сеток, изготовленных из стальной канатной оцинкованной проволоки с внутренним диаметром кольца не менее 250-500 мм с номинальной прочностью на разрыв от 16 до 50 т, выполняющие функции «стальной паутины».

2. Защитные конструкции по п.1, отличающиеся тем, что соединение сетчатых полотен на откосе осуществляется канатами, анкерными скобами либо канатами с анкерными скобами.

3. Защитные конструкции по пп.1 и 2, отличающиеся тем, что крепление покровных сетчатых полотен к склону выполняется анкерами из стержневой арматуры или из стержневой арматуры винтового профиля.

4. Защитные конструкции по п.3, отличающиеся тем, что при необходимости анкера из стержневой арматуры винтового профиля могут быть удлинены за счет муфт, обеспечивающих требуемую прочность на разрыв.