Защитное гибкое покрытие скальных откосов
Изобретение относится к области транспортного строительства, выполняемого в различных регионах страны, в сложных природно-климатических условиях, для защиты транспортных коммуникаций и объектов от опасных геологических процессов (скально-обвальных явлений), предусмотрена комбинированная сетчатая конструкция, состоящая из двух видов металлических сеток: сеток двойного кручения, которые монтируются из отдельных полотен, покрывающих поверхность откоса, и поверх них кольчужные сетки, кольца которых диаметром не менее 300-400 мм, изготавливающиеся из стальной канатной оцинкованной проволоки с номинальной прочностью на разрыв от 16 до 50 тонн, покрывающая поверхность откоса, предотвращающая попадания обломков не защищаемый объект. Технический результат состоит в снижении трудозатрат, обеспечении безопасности движения на железных и автомобильных дорогах, расположенных у подошвы склона, высокой скорости монтажа конструкции при обеспечении его требуемой прочности, устойчивости, долговечности, соблюдении требований охраны окружающей среды. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к области транспортного строительства в горной стесненной местности и предназначено для стабилизации деформируемых скальнообвальных трещиноватых косогоров и может быть использовано как защита железных и автомобильных дорог, промышленных объектов, населенных пунктов от геологических процессов, в различных регионах страны, в сложных природно-климатических и геокриологических условиях.
Чаще в строительной практике для защиты объектов от опасных геологических процессов используют тросовые конструкции - тросы, натянутые в продольном и поперечном направлениях и заанкерованных в массив, зажимов, закрепляющих тросы в местах их пересечения, и нажимных приспособлений, которые затягивают тросы. Получается натянутая и плотно укрепленная на откосе сетка из тросов, укрепляющая отдельно взятую поверхность, но не предохраняющая нижележащие уступы (патент Японии 2965517 Ито Кодзо).
Недостатком данной конструкции является низкая ее надежность и трудоемкость установки крепления. Конструкция не предохраняет нижележащие горизонты от вывалов кусков породы с верхних уступов, что создает опасность работы на них людей и техники, а сам процесс навешивания и крепления тросов на участках большой протяженности и высоты трудоемок; требуется большое количество тросов и нажимных приспособлений на откосах.
Известна также противооползневая металлическая сетка, состоящая из переплетенных вертикальных и горизонтальных проволочных стержней, расположенных с различным шагом. Вдоль боковой кромки сетки, параллельно вертикальным стержням крепится защитная проволочная обвязка (патент Япония 
2717515, Е02Д 17/20 Противооползневая металлическая сетка (патентообладатель Санва К.К., автор Ханамото Шунео, приоритет Японии, заявка 289589)).
Недостатком известной конструкции является низкая надежность при укреплении высоких откосов большой протяженности.
Крепление с помощью проволочной обвязки на откосе является слабым в конструктивном плане креплением и не дает возможности быстрой замены поврежденных участков сетки.
Кроме того, при вывалах кусков породы данная сетка не способна их удерживать, создавая опасность работы людей и техники, находящихся в основании откоса.
Также известно защитное покрытие из крестообразных элементов для укрепления откосов дорог, склонов, содержащее множество крестообразных элементов, выполненных с возможностью образования ими каркаса с нишами для
заполнения балластным грунтом и фиксаторы их положения (патент РФ 2032022, МПК Е02Д 17/20).
Крестообразные элементы этого защитного покрытия требуют точного изготовления с целью надежной фиксации при сборочных работах, что увеличивает трудовые и материальные затраты.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату являются защитные гибкие конструкции навесных сеток (сетчатых полотен), покрывающих поверхность откоса (склона) для предотвращения осыпей и падения скальных обломков на защищаемый объект, сплетенных из прочных коррозионностойких стальных проволок (см. опыт применения конструкций, представленных ООО «Азов Канат-сеть», ООО «Юридическая фирма Городисский и партнеры» (патент 229561 кл. Е02Д 17/20).
Недостатками этих конструкций является пониженная устойчивость, невысокая эксплуатационная надежность при сейсмичности.
Задачей настоящего изобретения является снижение материалоемкости и трудозатрат на возведение конструкции из комбинированного сетчатого покрытия для защиты транспортных коммуникаций и объектов от опасных геологических процессов при обеспечении требуемой прочности, устойчивости, долговечности при высокой сейсмичности в труднодоступных горных районах.
Предлагаемая комбинированная сетчатая конструкция состоит из сетки двойного кручения и сетки кольчужного типа, применение которой особенно эффективно в стесненных условиях, когда строительство противообвальных сооружений связано с выполнением большого объема трудоемких работ, механизация которых крайне затруднена.
Данная конструкция рациональна для защиты крутых скальных откосов (склонов), разбитых относительно густой системой трещин, создающих угрозу падения на путь большого количества скальных обломков.
Этот тип конструкции образован таким образом, что при его наличии, в противоположность известным проволочным ограждениям, воспринимает нагрузки от осыпей и крупных единовременных вывалов (более 0,3 м3), что очень важно при расположении защищаемых объектов, железных и автомобильных дорог у подножья скальных откосов.
Поставленная задача решается за счет того, что защитное гибкое покрытие скальных откосов навесными сетчатыми полотнами сплетенных из коррозионностойких стальных проволок, навешанных на несущие анкера, расположенных за верхней бровкой откоса, согласно изобретению покрытие включает два вида стальных сеток: сетчатые полотна двойного кручения, покрывающих поверхность откоса, и расположенных поверх них кольчужных сеток, изготовленных из оцинкованной стальной канатной проволоки с диаметром кольца не менее 300-400 мм с номинальной прочностью на разрыв от 16 до 50 тонн, при этом сетчатое полотно двойного кручения закреплено на откосе с помощью монтажных анкеров, а поперек прижимным канатом диаметром не менее 12 мм, в сетчатом полотне двойного кручения проволочная сетка образует квадратные или диагональные ромбообразные ячейки, где острый угол ромба 60°, у подножья откоса
через нижний край покрытия пропущен стальной трос, закрепленный анкерами, что предотвращает попадания обломков на защищаемый объект.
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 изобретения, а также и другие преимущества подробнее поясняются ниже со ссылками на чертежи, где на фиг.1 изображена комбинированная сетчатая конструкция для защиты транспортных коммуникаций от опасных геологических процессов;
на фиг.2 изображены два вида сеток: двойного кручения и поверх них кольчужные сетки;
на фиг.3 изображена конструкция несущего и монтажного анкера;
на фиг.4 дано соединение полотнищ сетки канатом и анкерными скобами.
Защитное гибкое покрытие скальных откосов и способ устройства 1 включает в себя: сетку двойного кручения 2, закрепленной в почти вертикальном положении на склоне, сплетенной из корозионностойких проволок, проволока изготовлена из высокопрочной стали, имеющая номинальную прочность в диапазоне 980-220 Н/мм2, причем в качестве такой стальной проволоки использована скрученная проволока, длина полотна сетки двойного кручения соответствует длине укрываемого склона, ширина - 3,0 м.
Один из вариантов крепления сетки у подошвы откоса, по нижнему краю сетки пропускают стальной трос 3 и через каждые 4-5 м закрепляют анкерами 4 (фиг.2).
После прикрепления к несущим анкерам 5, полотнища сетки спускают вниз по склону и надежно по всей длине связывают между собой проволокой 6, имеющей тот же диаметр, что и проволока самой сетки, или тросом (фиг.1).
Для плотного прилегания сетки к откосу ее крепят монтажными анкерами 7, полная длина которых составляет не менее 2,0 м (фиг.3).
Поверх сеток двойного кручения навешивается на несущий анкер кольчужная сетка 8, которая плетется из отдельных независимых друг от друга колец 9 диаметром 350-420 мм. Каждое внутреннее кольцо соединено по периметру с шестью соседними кольцами, которые изготавливаются из стальной канатной оцинкованной проволоки диаметром 3-4 мм, каждое кольцо выдерживает разрывную нагрузку в 22 т, выполняющие функции «стальной паутины» (фиг.4), ограничивают перемещение обвально-осыпного материала в сторону откоса, в случае единовременных крупных вывалов (более 0,3 м3) сетка регулирует их падение и они сползают по склону 10, теряя часть кинетической энергии за счет трения, меняя форму с круглой на эллипсоидальную, снижая тем самым энергию взаимодействия скального обломка с сеткой. 11 - ось анкера, 12 - канат, соединяющий кольчужную сетку, 13 - анкерные скобы, соединяющие полотнища.
Навешивание защитных сеток выполняется при жестком соблюдении последовательности технологических операций: тщательно осматриваются нагорные склоны 10, производится съем неустойчивых камней и глыб, вырубка
кустарников, после чего приступают к бурению скважин и заделки в них арматурных стержней, несущего анкера 5 из арматурной стали класса A-V, диаметром 32 мм, длиной не менее 4,3 м, на цементном растворе, причем марка цемента не менее 400 (фиг.3).
Ось 11 несущего анкера 5 должна быть перпендикулярна бровке склона, затем производим монтаж сетки двойного кручения 2, рулоны доставляются к вершине склона, где их выравнивают и устанавливают на краю склона, края сетки 2 прикрепляют к установленным анкерам 5, затем производится скатывание сетки 2 по склону 10 и скрепление полотнищ сетки 2 с помощью проволочных скруток или степлера с шагом 0,2 м по длине полотна и закрепление ее у подошвы склона 10. Сетка двойного кручения 2 задерживает мелкие фракции материала обрушения.
В зависимости от типа склона и его высоты рулоны поднимаются при помощи лебедки блоками, исходя из тягового усилия лебедки, что устраняет проблему укладки рулона вручную на вершине склона и любого соединения между рулонами, кроме того рулоны раскатываются по склону 10 в одно действие.
Несущие анкера 5 располагаются на расстоянии 15,0 м от верхних полотен кольчужной сетки 8, которая воспринимает основные нагрузки.
В зависимости от геометрических параметров и инженерно-геологического описания склона 10 производятся расчеты прочностных и геометрических параметров несущих анкеров (фиг.3).
Производится прочностной расчет, по разработанной методике проводятся прочностные расчеты комбинированного сетчатого полотна 8 от веса максимального возможного скального вывала объемом более 3,0 м3, предела разрывной нагрузки кольца панцирной сетки 9.
Коэффициенты перегрузки и надежности приняты Kперегр.=1,5 и К надеж.=3,0.
Кольчужная сеть 9 монтируется из полотен размером 3×10 м, которые соединяются между собой канатом 13 диаметром 12 мм и анкерными скобами 14 (фиг.4). Закрепление полотен кольчужной сетки 8 и сетки двойного кручения 2 к каждому несущему анкеру 5, производятся двумя канатами, которые пропускаются через все петли арматурных стержней, соединенных между собой электросваркой.
Сеть 8 удерживается на склоне дополнительно монтажными анкерами 7 из стержневой горячетканной арматуры диаметром 32 мм, класс арматуры A-V, глубиной заделки 1,80 м, на участке от границы бровки откоса до верха полотен сетки 9, устанавливаются монтажные анкера 7 длиной 3,0 м, глубиной заделки 2,80 м.
Изобретение позволяет:
- обеспечить безопасность движения транспорта на долгие годы, при применении указанных выше конструкций не нарушается и не ограничивается движение транспорта;
- уменьшить нарушения окружающей среды (со временем сквозь защитную сетку 9 прорастает трава и кустарники, которые скрывают сетку (эстетика)), но и обеспечивают дополнительное сцепление с поверхностью склона 10, ограничивая возможность камнепада, увеличивая безопасность движения на железных и автомобильных дорогах и объектов народнохозяйственного значения у подошвы склона.
1. Защитное гибкое покрытие скальных откосов, содержащее навесные сетчатые полотна, сплетенные из коррозионно-стойких стальных проволок, навешанные на несущие анкера, расположенные за верхней бровкой откоса, отличающееся тем, что покрытие состоит из двух видов стальных сеток:
сетчатых полотен двойного кручения, покрывающих поверхность откоса, и расположенных поверх них кольчужных сеток, изготовленных из оцинкованной стальной канатной проволоки с диаметром кольца не менее 300-400 мм, с номинальной прочностью на разрыв от 16 до 50 т.
2. Защитное покрытие по п.1, отличающееся тем, что сетчатое полотно двойного кручения закреплено на откосе с помощью монтажных анкеров, а поперек прижимным канатом диаметром не менее 12 мм.
3. Защитное покрытие по пп.1 и 2, отличающееся тем, что в сетчатом полотне двойного кручения проволочная сетка образует квадратные или диагональные ромбообразные ячейки, где острый угол ромба 60°.
4. Защитное покрытие по пп.1 и 2, отличающееся тем, что у подножья откоса через нижний край покрытия пропущен стальной трос, закрепленный анкерами.
