устройство для защиты от стихийных бедствий

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ, в частности снежных лавин, включающее в себя смонтированные на грунте защитные элементы со штангами, отличающееся тем, что упомянутые элементы расположены вдоль склона рядами, а верхние концы их штанг жестко связаны друг с другом, образуя в плане раму, при этом в каждом последующем ряду расстояние между штангами выполнено уменьшающимя по отношению к вышерасположенному ряду.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам защиты от селя или снежных лавин в высокогорных районах планеты. Предложение может быть также использовано для укрепления склонов, которые подвержены подвижкам (оползни).

Известен способ защиты от лавин путем профилактических обстрелов лавиноопасных склонов в местах скопления снега или подрыва взрывным зарядом в верхней части склона (Яблоков. Чертоги вечных снегов. Л. Гидрометиздат, 1983).

Недостатками такого способа борьбы с лавинами следует считать:

необходимость строительства дорог для транспортировки тяжелого и дорогостоящего оборудования к опасным местам;

невозможность определения действительной опасности схода лавин, так как сход зависит от многих факторов (погодные условия, влажность, состояние снега и т.д.).

Известно устройство защиты от снежных лавин, включающее в себя смонтированные на грунте защитные элементы со штангами, которые закреплены на склоне с помощью анкеров и укосин, причем штанги соединены с укосинами подвижно, а с анкерами шарнирно, при этом штанги соединены системой тросов с анкерами на своих концах в грунте [1]

Недостатками описанного устройства, принятого за ближайший аналог, следует считать:

сложность и значительная трудоемкость установки такого элемента на склоне, так как образование гнезд для анкеров требует и подвода энергии и значительной трудоемкости из-за (в большинстве случаев) скального грунтах на склонах;

опасность проведения работ на лавинном склоне, когда они трудоемки и длительны.

Элементы недостаточно стойки для защиты от селя или камнепада, так как тросы будут рваться при значительных ударных нагрузках.

Технический результат изобретения устранение указанных недостатков, а именно:

устранение использования тяжелой и энергоемкой техники, которая требует подъездных путей;

повышение надежности и долговечности защиты при повышении ее несущей способности;

значительное сокращение времени установки защиты;

невозможность универсального использования защиты (сель, лавины, оползни).

На фиг. 1 представлена схема устройства с одним элементом защиты; на фиг. 2 размещение элемента на лавиноопасном склоне.

Каждый элемент состоит из вертикальных штанг 1, которые соединены своими верхними концами жестко между собой связями 2, образуя пространственную раму и раму в плане. Для усиления соединения связей 2 со штангами 1 могут быть предусмотрены укосины, как показано на фиг. 1. Элементы располагают на склоне и закрепляют к нему с помощью тросов 3 и стоек 4. Располагают элементы вдоль склона рядами с перекрытием последующим рядом промежутков между элементами предыдущего ряда, т.е. располагают близко к шахматному порядку. Штанги в каждом ряду располагаются с уменьшением шага (расстояние "а"). Сами штанги могут быть металлическими и их соединение тогда может быть осуществлено связями 2 сваркой. Возможно выполнение штанг 1 и связей 2 из пластика, например из стекловолокна. Это повысит их коррозийную стойкость и облегчит транспортировочные операции. В этом случае связи могут быть выполнены разъемными, но образующими жесткое соединение. Трос 3 во всех случаях металлический и с антикоррозийным покрытием. При установке защиты от лавин шаг между штангами в каждом ряду уменьшают для повышения сопротивления движению массы снега, а диаметр увеличивают. Это связано с тем, что первые верхние элементы рассекают массу снега на потоки и гасят незначительную часть энергии, однако скорость лавины падает. Последующие элементы будут задерживать массу снега и испытывать как давление задержанной массы снега, так и динамическую нагрузку от движения остальной массы снега.

При установке защиты от селя верхние элементы должны иметь штанги 1 большего диаметра, так как они будут воспринимать наибольшую нагрузку от ударов камней, которые несет сель.

Используют защиту следующим образом.

Сначала производят монтаж, который наиболее целесообразно осуществить путем доставки готовых элементов на местность сброса их на места установки, а крепление элементов осуществляют на месте с подводом электроэнергии кабелем снизу. Возможен монтаж путем сборки на месте с использованием сварочных работ или соединением штанг 1 и связей 2 муфтами. При сварочных работах сам аппарат может быть расположен внизу и соединяется кабелем с рабочим местом сварщика.

При взаимодействии со снежной массой может произойти проскальзывание нижних концов штанг 1 по поверхности грунта. В этом случае трос 3 натянется и будет воспринимать нагрузку. По мере движения снежной массы нижние концы штанг 1 будут закрепляться на грунте как за счет образования слоя снежной массы, так и за счет сцепления за счет деформации элементов. Повторные лавины, когда часть штанг будет погружена в массу снега, тем более будут восприниматься с большей несущей способностью. Если лавина будет мокрой и рассечение на потоки не будет происходить, то может наблюдаться разрушение переднего ряда элементов, однако последующие ряды все равно остановят лавину. Аналогичные процессы будут происходить и при защите от селя. Самые крупные камни будут остановлены первым рядом элементов и сами начнут останавливать более мелкие камни, не задерживая водную массу, будет образовываться вал, закрепляющий штанги 1 нижними концами на грунте. Это будет благоприятствовать стойкости элементов.

При взаимодействии с лавиной или селем будет возникать опрокидывающий момент, поэтому желательно иметь протяженность элемента по направлению движения потока селя или массы снега максимально возможной.

При предохранении склонов от оползней элементы устанавливаются на наклонных участках, а трос 3 должен быть закреплен на равнинном участке путем его удлинения, желательно концы штанг 1 вбить в склон. Это возможно, так как почва мягкая.

Таким образом, выполнение устройства для защиты от стихийных бедствий по данному предложению позволяет достигнуть все поставленные цели, а именно:

снизить стоимость работ за счет устранения подъездных путей для тяжелой техники, а также снизить энергозатраты;

повысить несущую способность защиты при снижении материалоемкости;

проводить оперативно установку защиты;

использовать защиту для нескольких видов стихийных бедствий.

Все это позволит эффективно и надежно защитить народнохозяйственные объекты и жилые поселки от разрушения.