Способ возведения оградительного сооружения

1449626 ставитель Р,Нагорнаяхред И.Дидык Корректор Л.Пат Редактор М.Блан ираж 637 Подписно оруд, ул. Проектная,ият роизводственно-полиграфическое, п аказ 6938/3 НИИПИ Госуда твенного комитет 113035, Москва,по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР1449626 сооружения, а также снижение удельной стоимости сооружения и улучшение условий эксплуатации. Способвозведения оградительного сооружениявключает определение размеров бермы 20 и тела оградительного сооружения 21, Корневая часть 22 подвод"ной бермы сопряжена с поверхностьюподводного берегового склона 14, а,корневая часть 23 оградительного со,оружения пристыкована к вершине мыса 2. Тело подводной бермы 20 возводят в пространстве, занятом тече.".нием 9 со свободными границами 11,Изобретение относится к морской гидротехнике, а именно к способам возведения в прибрежной зоне водоемов оградительных сооружений, предназначенных для защиты ограждаемой акватории от волн открытого водоема, плавающего льда и занесения наносами,Цель изобретения - повышение эффективности работ путем обеспечения динамической устойчивости поверхностей откосов сооружения и оголовка в процессе его строительства и эксплуатации при повышенной волновой нагрузке и при любом отклонении вектора равнодействующей потока волновой энергии от нормали к линии бере-; га сооружения, а также снижения удельной стоимости сооружения и улучшения условий эксплуатации. 20 На фиг.1 приведен схематическийплан участка побережья водоема,естественная компоновка которого часто встречается в природе и перспективна для возведения оградительногосооружения заявляемым способом; нафиг".2 - часть схематического плана;на фиг.З - компоновка тел подводнойбермы и оградительного сооружения;на фиг,4 - сечение А-А на фиг,1; нафиг.5 - сечение Б-Б на фиг.1; нафиг.6 - сечение В-В на фиг,З; нафиг.7 - роза волнений (ветров).Тело коренного берега 1 (фиг.2)является мысом 2, подветренный берег 35 ширина основания бермы равна ширине течения 9 со свободными границами 11 поверху. Начинают его возведение с корневой части на длину не менее двух длин волны расчетных параметров на естественной поверхностидна водоема. После этого начинаютвозводить корневую часть оградительного сооружения с сохранением опережения возведения подводной бермы свходящими элементами. На участке 42поверхность гребня тела бермы сопрягают с поверхностью подводного берегового склона 14. 6 з.п.ф-лы, 7 ил. 3 которого резко повернут от вершинымыса 2 н глубь территории суши. Контур этого берега ограничивает подветренную акваторию 4, открытую вестественном состоянии действию штормовых волн водоема, плавающего льдаи подверженную занесению наносами.Наветренный берег 5 мыса 2 подвержен действию односторонних господствующих по силе ипродолжительностиволнений, гамма которых характеризуется формой розы волнений (ветров) 6(фиг.7), а энергетическая равнодействующая 7 ориентирована косо к ли"нии наветренного берега 5. Под действием односторонних господствующихпо силе и продолжительности волнений,характеризующихся энергетической равнодействующей 7, вдоль наветренногоберега 5 формируется вдольбереговоеволновое течение 8, направленное квершине мыса 2, за которой на подветренной акватории 4 переходит в течение 9. Динамическая струя 10 этоготечения, заключенная между свободными его границами 11, направлена вводоем вдоль продольной оси 12 течения, которая отклоняется от продолже"ния 13 линии наветренного берега 5 вводоем под углом у и расширяется помере удаления от вершины мыса 2. Поверхность подводного берегового,склона 14 наветренного берега 5 мыса2 соединяется с поверхностью дна 1549626 Ьт вс 3 сР ф з14 водоема по периметру наветренного берега 5 плоскостью свала 16. Поверхность подводного берегового склона 17 подветренного берега 3 мыса 2 соединяется с поверхностью дна 15 водоема по периметру подветренного берега 3 поверхностью свала 18.Топография подводной части рассматриваемого участка берега 1 от" ражена изобатами 19.Тело подводной бермы 20 возведено на поверхности дна 15 водоема и ориентировано вдоль продольной оси 12 течения 9 со свободными границами 11, которая совпадает с динамической струей 10 этого течения.Впритык к телу подводной бермы 20 с подветренной стороны динамической струи 1 О течения 9 со свободными границами 11 возведено тело оградительного сооружения 21. При этом корневая часть 22 подводной бермы 20 сопряжена с поверхностью подводного берегового склона 14 наветренного берега 5, а корневая часть 23 огра- . дительного сооружения 21 пристыкована к вершине мыса 2.С подветренной стороны оградительного сооружения 21 расположена ограждаемая акватория 24, являющаяся частью подветренной акватории 4, условной границей которой является продолжение 13 линии наветренного берега 5 в водоем.Наводная территория коренного тела мыса 2 наветренного берега 5 сопря. гается с поверхностью подводного берегового склона 14 поверхностью берегового уступа 25 по линии подножия 26 берегового уступа (фиг,4).Над поверхностью подводного берегового склона 14 в пределах между критической глубиной Ни подножьем берегового уступа 26,находится пространство, в котором формируется и течет вдольбереговое волновое течение 8. Наводная территория коренного те" ла мыса 2 подветренного берега 3 сопрягается с поверхностью подводного берегового склона 17 плоскостью берегового уступа 27 по линии подножия 28 берегового уступа. На подветренной акватории 4, ограниченной подветренным берегом 3, при штормах возникает течение 9 со свободнымиграницами 11, в которое за вершиной мыса 2 переходиг вдоль береговоеволновое течение 8. Спокойная поверхность водоема 29 принимает при штормах волновой профиль 30, амплитудаволн которого при прохождении пространства, занятого течением 9 сосвободными границами 11, уменьшается против исходной.10 Тело подводной бермы 20 (фиг.б)возведено в пространстве, занятомтечением 9 со свободными границами11. Гребень 31 тела бермы расположенна критической глубине Н к волны расРчетных параметров, Ширина основаниябермы 20 равна ширине 1 поверху) течения 9 со свободными границами 11,поверхность гребня 31 бермы 20 сопряжена с поверхностью дна 15 водоема,внешним откосом 32, Тело бермы 20сопряжено с телом оградительногосооружения 21 по линии 33 контакта.Внешний откос 34 оградительного сооружения 21 сопряжен с подветренным25 краем гребня бермы 20. Гребень 35оградительного сооружения 21 сопряжен с поверхностью дна 15 водоема внутренним откосом 36,Строительным работам по возведению оградительного сооружения пред- ,шествуют проектные разработки и работы по перендсу опорной сети сооружения в натуру и по ее привязке ктопооснове,На этапе проектных разработок оп 35ределяют расчетную ширину вдольберегового волнового течения 8 у наветренного берега 5 мыса 2, направлениединамической струи 10 течения 9 со40свободными границами 11 -(В ) конг фэффициенты откосов профилей оголовка 37, а также внешнего 34 и внут"реннего 36 откосов оградительногосооружения 21 (я;), длину оградитель 45ного сооружения 21 (Ь ) и ширинуСего гребня 35 (В ).Расчетную ширину вдольбереговоговолнового течения 8 (В ) у наветренного берега 5 мыса 2 определяют всоответствии с энергетической равно 50действующей 7 господствующих по силеи продолжительности однонаправленных волнений среднего гидрологического года, с учетом розы волнейий(ветров)6 по зависимости где ш - коэффициент откоса подводпсного берегового склона 14наветренного берега 5 мыса 2.Угол у между продолжением 13 линиинаветренного берега 5 в водоем и про 5дольной осью 12, совпадающей с динамической струей 10 течения 9 со свободными границами 11, в которое завершиной мыса 2 переходит вдольбере"говое волновое .течение 8, Формирующе- Оеся при штормах у наветренного берега 5, определяется по зависимостиф а акЧ 25 - - -" -вьп 8,Я агде 9 - угол между направлением ди 15намической струи 10 течения9 со свободными границами11 и продолжением 13 линиинаветренного берега 5 мыса202 по направлению вдольберегового волнового течения 8вдоль этого берега, град;О - угол между энергетическойравнодействующей 7 волнений,действующих на наветренныйберег мыса и линией этогоберега, град;, - пологость расчетной волныприведенного волнения,ъ. =зЬ;ЗОа - осредненный коэффициентоткоса подводного берегового склона 17 подветренногоберега 3 мыса 2; 35а " коэффициент откоса подводнокрго берегового склона попериметру вершины мыса 2.Ширину течения 9 со свободными границами 1 1 Впринимают равной расчетной ширине вдольберегового волнового течения 8 В у наветренного берега 5 мыса 2,Коэффициенты откосов профилей оголовка 37 оградительного сооружения 21, а также его внешнего 34 и внутреннего 36 откосов определяют по зависимости50ьЧз. м а; щК 0,35( - ,1 ) где К - коэффициент уположения профилей внешнего откоса 34 оградительного сооружения, при котором обеспечивается динамическая устойчивость поверхности откоса при однонаправленном косом подходеволн к линии берега, который увеличивают пропорционально удалению соответствующего профиля откоса от .места примыкания к оголовку37 от К = 1,75 до К=2;Ь - высота волны расчетных параметров на акватории водоема с наветренной стороны сооружения 21, и;3 - пологость волны расчетныхпараметров;Ъ - длина волны расчетных параметров на акватории водоемас наветренной стороны сооружения 21;Й - средневзвешенная крупностьнаносов Фракций смеси грунта из которого возводят сооружение, м.Длину Ь оградительного сооружения 21 назначают исходя из текущих и перспективных размеров ограждаемой акватории 24, учитывая габариты и количество единиц Флота, базирующих" ся на ограждаемой акватории 24, принимая во внимание создание удобных подходов и маневра Флота, а также на основании размещения оборудования и помещений для обработки и ремонта флота,Минимальная ширина гребня 35 оградительного сооружения 21 В назначается исходя из обеспечения нормальной работы строительных механизмов и транспортных средств на площади гребня сооружения. Мероприятия по переносу в натуру опорной сети оградительного сооружения 21 включают известные работы по выносу и закреплению на берегу 1 и акватории 4 водоема или противоположном берегу бухты створными опорными знаками продольной оси 12 тече" ния 9 со свободными границами 11.Работа по переносу в натуру и закреплению на берегу 1 и акватории 4 водоема створными знаками продольных осей: подводной бермы 20-38, которую совмещают с продольной осью 12 тече-. ния 9 со свободными границами 11, и оградительного сооружения 21-39. Работы по ограждению опорными знаками, например, плавучими, на акватории 4 контура подножья 40 подводкой бермы1449626 т = (2,0-2,5)шоф Ви 50 20 и контура подножья 41 оградительного сооружения 21.Работы по оконтуриванию опорнымизнаками подножий 40 и 41 соответственно подводной бермы 20 и оградительного сооружения 2 выполняют по ме"ре возведения их тел.Строительные работы по осуществлению способа начинают с возведения те- Ола подводной бермы 20. Возводят берму известным способом, например,средствами гидромеханизации из местных легких грунтов, например песчаных в 15Тело подводной бермы 20 начинают возводить с корневой части 22участка 42, расположенного у вершины мыса 2, где происходит переходвдольберегового волнового течения 208 в течение 9 со свободными границами 11. При этом участок 42 расположен на продолжении 13 линии наветренного берега в водоем.На участке 42 поверхность гребня 253 тела бермы 20 сопрягают с поверхностью подводного берегового склона 14 наветренного берега 5 и продолжают возведение бермы в пространстве, занятом течением 9 со свободными границами 11, в направлениираспространения этого течения. Приэтом поверхность гребнк 31 располагают на критической глубине Нволны расчетных параметров. На этомуровне (Н ) располагают поверхность35гребня на всю его длину,Ширину основания тела бермы 20назначают равной ширине течения 9со свободными границами 11 В которунт принимают равной ширине вдольберегового течения 8 (В в ).Тело бермы 20 возводят на естест венной поверхности дна 15 водоема,а поверхность гребня 31 сопрягают с 45дном водоема 15 внешним (наветрен-ным) откосом 32 бермы 20, коэффициент откоса которого где ш - коэффициент естественногооткоса грунта из котороговозводят тело бермы 20, вводонасыщенном состоянии.Поверхность подветренного откосабермы 20, совпадающую с линией 33контакта, которой плоскость гребня31 бермы 20 сопрягают с поверхностью дна водоема 15, выполняют с коэффициентом откоса шПосле того как корневая часть бермы 20 возведена в направлении течения 9 на длине равной не менее двух длин волны расчетных парамет" ров (минимальная длина волны расчетных параметров равна 10-и высотам волн), начинают возводить корневую часть 23 оградительного сооружения 21, возводят не одновременно, но с сохранением упомянутого опережения в две длины волны расчетных парамет" ров. Поверхность гребня 35 оградительного сооружения 21 располагают над спокойной поверхностью водоема 29 с назначением конструктивного запаса по высоте в зависимости от класса сооружения и с учетом суммарной высоты наката и нагона волн рас" четных параметров на внешний откос 34 оградительного сооружения 21,Тело оградительного сооружения 21 возводят с подветренной стороны тела бермы 20 впритык к нему, по плоскости подветренного откоса бермы 20, совпадающего с линией 33 контакта. Поверхность внешнего откоса 34 оградительного сооружения 21 сопрягают с подветренным краем гребня 31 бермы 20. Поверхность внутреннего откоса 36 оградительного сооружения 21 сопрягают с поверхностью дна 5 водоема. Коэффициенть откосов ш; профилей поверхностей внешнего 34 и внутреннего 36 откосов оградительного сооружения 21 увеличивают от корневой части 23 к оголовку 37 в соответст-:-. вии с увеличением коэффициента К про" порционально удалению соответствующего сечения сооружения от места его примыкания к вершине мыса 2, По периметру оголовка 37 оградительного сооружения 21 значение коэффициента К принимают равным 2,0.Предлагаемый способ возведения оградительного сооружения ббеспечивает динамическую устойчивость неукрепленной защитной одеждой поверхности устройства, когда для его возведения в качестве строительных ма териалов имеются только легкие мест, ные грунты, например песчаные, а сооружение подвергается воздействию однонаправленных и косо ориентированных к его продольной оси волн высотой более 2 м. Динамическая устойчивость сооружения достигается путем.Способ возведения оградитель" ного сооружения, включающий определение размеров бермы и тела сооружения на основании расчетных зависимос тей и его строительство на акватории которая ограничена подветренным крутоповернутым в глубь суши берегом мыса, а наветренный коренной берег этого мыса, сложенный неразмываемыми породами, подвержен действию господствующих по силе и продолжительности волнений, энергетическая равнодействующая которых направлена к вершине мыса и обуславливает формирование вдольберегового волнового течения того же направления, переходящего за 1вершиной мыса в течение со свободными границами, при этом производят вынос и закрепление опорными знаками на суше и акватории. продольных осей течения со свободными границами и плановых контуров сооружения и его элементов, тело сооружения возводят из местного легкого грунта на естественной поверхности дна водоема, стыковку корневой части сооружения производят ее торцом к телу коренного берега мыса путем формирования неукрепленных поверхностей оголовка, внешнего и внутреннего откосов сооружения, планирования поверхности его гребня, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности работ. путем обеспечения динамической устойчивос- ти поверхностей откосов сооружения и оголовка в процессе его строительЗО использования волногасящей способности течения со свободными границами, в которое переходит вдольберегового волновое течение, формирующееся у наветренного берега мыса. Волногасящая способность течение со свободными границами усиливается благодаря воздействию в пространстве, занимаемом течение, тела подводной бермы,10 расположение тела оградительного сооружения с подветренной стороны течения со свободными границами (под его защитой) и нарастающему увеличению пологости поверхностей откосов сооружения от корневой части к оголовку по сравнению с динамически устойчивыми для случая фронтального волнения,2 ОФормула изобретения,д, швня 1 пВ,шсв где щ - угол между направлением динамической струи и течениясо свободными границами ипродолжением линии наветренного берега мыса по направлению вдольберегового волнового течения вдоль этого берега, градВ - угол между энергетическойравнодействующей волнений,действующих на наветренныйберег мыса, и линией этогоберега, град;%, - пологость расчетной волныприведенного волнения,ства и эксплуатации при повышенной волновой нагрузке и при любом отклонении вектора равнодействующей потока волновой энергии от нормали к линии берега сооружения, а также снижения удельной стоимости сооружения и улучшения условий эксплуатации, сооружают от створа линии подветренного берега мыса в глубь акватории водоема по длине области, занятой при штормах течением со свободными границами, тело подводной бермы и, одновременно сооружают вдоль подветренного края течения со свободными границами впритык к подветренной стороне тела бермы тело оградительного сооружения и по мере выдвижения его в водоем уполаживают поверхность его внешнего откоса по сравнению с динамически устойчивой при фронтальном волнении и сопрягают поверхность внешнего откоса сооружения с подветренной бровкой гребня бермы, принимают коэффициент откоса профилей по периметру оголовка сооружения равным величине его внешнего откоса в конечном головном поперечном сечении,2. Способ по п,1 о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью усиле . ния волногасящего действия течения со свободными границами путем увеличения средней скорости его динами" ческой струи за счет уменьшения площади живого сечения, подводную берму возводят с углом отклонения продольной оси течения от продолжения линии наветренного берега мыса в во,цоем и определяют по формулеФ% - длина волны расчетныхпараметров, м,а бровку внешнего откоса гребня бермы сопрягают с естественной поверх 40 ностью дна водоема плоскостью, коэффициент откоса профиля которой ш определяют по зависимости ш = (2-3)ш,Н= 0,7 Ь ш " осредненный коэффициент отокоса подводной береговой отмели подветренного берегамыса;ш " коэффициент откоса подводвмного берегового склона попериметру вершины мыса, а ширину основания бермы Впринимают равной ширине течения со свободными границами В , которая равна ширине вдольберегового волнового течения В , формирующегося у наветренного берега мыса,т.е. В, =Всг= Вету при этом Ввт определяют по зависимости коэффициент откоса подводного берегового склона наветренного берега мыса между линией уреза при спокойном горизонте воды и критической глубийной воды расчетных параметров, величину которого определяют по зависимостия А 5037( У л)% где ш, - коэффициент естественногооткоса грунта, из котороговозводят тело бермы, в водонасыщенном состоянии,при этом поверхность гребня подвод-.ной бермы располагают на критическойглубине Н которую определяют пор Эзависимости где Ь - высота волны расчетныхрпараметров 17. обеспеченности в группе перед обнаружением, которую определяют по нормативнь 1 м докумен-.5там, м,3. Способ по п.2, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью направленного использования волногасящегодействия течения со свободными грани 10 цами, усиленного подводной бермой,и учета уменьшения средней скорос"ти динамической струи течения по мере удаления ее сечения от вершинымыса, тело оградительного сооружения возводят таким образом, что ограничивают область занимаемую динамической струей течения, поверхностьювнешнего откоса сооружения, поперечным профилям которой по длине сооружения придают коэффициенты: откосаш , определяемые по зависимостиФьЧэ ош =К 035 (- - 1 - )Ф 25 где К - коэффициент уположенияпрофилей внешнего откоса ог"радительного сооружения,при котором обеспечиваетсядинамическая устойчивость 30 поверхности откоса при одновременном косом подходеволны к линии берега, который увеличивают пропорционально удалению соответствующего профиля откоса отместа примыкания к оголовкуот К = 1,75 до К = 2,0Ь - высота волны расчетных параметров на акватории водоемас наветренной стороны сооружения, м;% - длина волны расчетных параметров на акватории водоема с наветренной стороны сооружения, м;Й - средневзвешенная крупностьфракций смеси грунта, из которого возводят сооружение,М е4. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью исполь"зования защитного экранирующего действия подветренного берега мыса наначальном этапе возведения оградительного сооружения, возведение телподводной бермы и сооружения начинают от места примыкания их к подвет"141449626ужения коэфего откоса сооруженивнутреннеей этих пото ое расположено сы откосов профил. ренному беРегУФКОТОРтечения со сво- фициентьеляют в с оответствинподвет ренной стороныверхностей опр д . й п Эмостью, прнведенно вб дными границами.о1 о тлича ю- с зависимостью, пб возведения о градитель 5. Способ по п.,п - 7. Спосоотличто с целью обеспео ения по пп. - , ои й с я тем, что,ог- ного сооружо с цельющ иской устойчивости о -и й с я тем, что,чения динамическоо ения во врения дельно стоРадиадительного сооружоительных работ, теело уменьшенияя и улучшения услови й маневрапроведения строительс опереже О жения и улна ограждаемоймы сооружают с опб аботки флота, на оподводной бера ительного и о р.е ы строительногокием возведе ения тела оградите чем нана удвоенную акватории карьеры стя возведдения тел сорруж -еоо ения не мене нагрунта дл дна дне огсооружчетных параметровбе мы располагают ндлину волны расчетньния и ермыии с удалением бровво оема.аемой акватории с удна акватории д1 о т л иасное расстояниеб. Способ по п,етрам ого ки карьер а на безоптему что по периметрамловка оградительного