Викитека

Применяемые берегозащитные сооружения.

Posted by: admin at июля 13, 2009

Берегозащитные мероприятия должны проектиро­ваться, как правило, для каждой литодинамической системы в целом. (Литодинамическая система – крупный участок береговой зоны с независимыми от других аналогичных участков режимом и бюджетом наносов). Каждая литодинамическая система включает источник поступления наносов, зону их перемещения и участок аккумуляции. В проекте берегозащитных мероприятий выбор ме­тода защиты должен быть обоснован волновой обстановкой в средних и экстремальных условиях, результатами исследова­ния бюджета наносов, с учетом экономики и влияния меро­приятий на окружающую среду. Берегозащитные мероприя­тия должны обеспечивать минимальные нарушения в на­стоящем времени и будущем природных факторов в физиче­ском и экологическом аспектах и эстетики литодинамиче­ской системы. При выборе типа, размеров и расположения берегозащитных сооружений в литодинамической системе должно учитываться не только достижение поставленной це­ли на защищаемом участке побережья, но также влияние проектируемых берегозащитных сооружений и мероприятий на примыкающие к нему участки побережья.

При проектировании берегозащитных мероприятий следу­ет иметь в виду, что индивидуальная защита коротких отрез­ков размываемых берегов внутри большой зоны размывае­мого побережья весьма сложна, дорогостоящая и малоэффек­тивна, так как прилагающие незащищенные берега продол­жают отступать. Частичные берегозащитные мероприятия могут даже ускорить размыв прилегающих берегов.

При оценке состояния берегов в литодинамической системе должна предусматриваться возможность использова­ния существующей в ней естественной защиты и ее сохране­ния в ненарушенном состоянии. При этом необходимо учи­тывать, что надводная и подводная части существующего пляжа являются внешней границей защиты, на которой га­сится большая часть волновой энергии, а дюна на песчаных побережьях является внутренней границей защиты от жесто­ких штормов.

В случае размыва пляжей или их отсутствия защита берега должна быть обеспечена искусственными средствами с помощью различного вида берегозащитными сооружениями, способствующих восстановлению и стабилизации пляжей. При изучении проблемы искусственного восстановления пляжей необходимо выяснить возможность механической или гидравлической доставки пляжевого материала на уча­сток размыва.

 

 

Рис. 3. Искусственный пляж. о. Тенерифе.

На прямолинейных участках берега и при неизмен­ном направлении результирующего потока наносов вдоль него метод искусственного питания может обеспечить защиту берега на большом протяжении. Важное преимущество мето­да искусственного питания состоит и в том, что он устраняет основную причину размыва берега и пляжей – дефицит есте­ственного поступления наносов на рассматриваемый участок побережья и устраняет низовые размывы на смежных участ­ках побережья.

К свободным следует относить искусственные песча­ные пляжи, функционирующие без пляжеудерживающих со­оружений. При экономически выгодном расположении пес­чаных карьеров и стоимости песка в них, а также условий доставки его на защищаемый участок побережья искусствен­ные свободные песчаные пляжи являются эффективным и экономически целесообразным методом защиты морских песчаных побережий от размыва волнами и течениями. Этот метод защиты берега об абразии заложен самой природой во взаимодействии размываемого берегового откоса со штормо­выми волнами, в результате которого формируется профиль подводного берегового склона, обеспечивающий наиболее полное гашение волновой энергии.

Использование искусственных свободных песчаных пляжей в целях берегозащиты позволяет значительно снизить материалоемкость, стоимость и трудоемкость работ, а также сократить их сроки; в условиях курортов обеспечивает нор­мальный водообмен в береговой зоне. Достоинством таких сооружений является их природоохранная роль, способст­вующая сохранению земельных ресурсов. Они не только пол­ностью исключают низовые размывы берега, неизбежные при строительстве каких-либо других берегозащитных сооружения.

Каменную наброску банкетов, работающих в качест­ве упоров откосных креплений на берегах с песчаными нано­сами, при условии их заглубления до уровня постоянной влажности допускается укладывать по тюфячной выстилке. Глубина заложения тюфяка должна назначаться с учетом воз­можной глубины размыва.

Буны – стенки, идущие от берега в перпендикулярном к нему направлении: они состоят из камней, свай, забранных досками, или плетней, заполненных хрящом или камнем (рис.4). Буны останавливают движение песка или других предметов вдоль берега, переносимых наклонными волнами или течениями прибывающей воды, но и способствуют осаждению этих веществ; таким образом, удерживая наносы, прибиваемые к берегу, выдвигают его все более в море. Когда пространства между бунами будут наполнены, тогда наносы, обходя концы буны, будут двигаться прежним порядком. Поэтому принадлежат к числу лучших средств для защиты скал, берегов и набережных стен от подмывов со стороны моря и предохранения разрушения берега от вторжения моря в материк.

 

Рис. 4. Буны. Побережье Балтийского моря. 2009 г.

 

Строительство бун пре­дусматривается в том случае, когда создание искусственных свободных пляжей по технико-экономическим условиям не­целесообразно или невозможно. Строительство бун преду­сматривается в целях:

·                    удержания наносов из естественного их вдольберегового потока и образования за счет этого пляжа необходимой ши­рины;

·                    сохранения или замедления размыва искусственного пля­жа, созданного отсыпками или намывами пляжевого материа­ла, доставляемого извне;

·                    стабилизации ширины пляжа, подверженного периодиче­ским штормовым и сезонным размывам;

·                    сокращения интенсивности вдольберегового перемещения наносов путем приведения уреза моря к направлению, близ­кому к нормали относительно лучей расчетных волн.

Применение бун для образования и защиты пляжей должно быть предусмотрено Генсхемой берегозащитных ме­роприятий, разработанной для литодинамической системы в целом и при надлежащем тщательном технико-экономичес­ком и природоохранном обосновании.

При проектировании бун следует учитывать:

·                    господствующее направление и годовой объем вдольберего­вого перемещения наносов;

·                    значимость и протяженность низового участка размыва бе­рега и общий объем размыва, который может образоваться в результате постройки бун;

·                    экономические преимущества строительства бун с отсып­ками пляжевого материала в межбунных отсеках по сравне­нию с берегозащитой, основанной на искусственных свобод­ных пляжах и периодическом их пополнении пляжеобразующим материалом, доставленным извне, или по сравнению с подводными волноломами с траверсами;

·                    необходимость соблюдения соответствия выбранной конст­рукции бун инженерно-            -геологическим условиям защищаемого участка берега;

·                    необходимость соответствия материала и конструкции бун экономическим требованиям.

Буны подразделяются:

·                    по конструкции и роду материалов, из которых они возво­дятся (деревянные и железобетонные из свай и пластин, из фасонных массивов и камня, на колоннах-оболочках, грави­тационных бетонных массивов и т.д.);

·                    по способу пропуска наносов (сквозные, уменьшающие скорость перемещения вдольбереговых наносов, и непрони­цаемые, пропускающие вдольбереговой поток наносов только через гребень и в обход конструкции);

·                    по высоте (низкие, высокие и регулируемой высоты, кон­струкция которых позволяет наращивать либо понижать их гребень).

Габионы (рис. 5) – это слово пришло в строительство из фортификации и имеет французское происхождение. Его значение таково: корзина с камнями. Габионы использовали для «устройства крутостей высоких насыпей» укреплений для защиты от пуль и снарядов еще 200 лет назад. Сейчас это вполне мирный строительный элемент, представляющий собой ящик (контейнер, корзину) из металлической сетки глубокого цинкования, заполненный, как правило, щебнем гранитов или известняков.

 

 

Рис. 5. Габионы. г. Светлогорск, 2009 г.

 

Основными свойствами габионных конструкций являются гибкость, прочность, водопроницаемость, поглощение шума, долговечность, экологичность.

Долговечность. Проводившиеся до настоящего времени эксперименты и натурные наблюдения за функционированием габионов дают основание предположить, что при условии правильного проектного решения срок их службы практически неограничен (если не рассматривать такие экстремальные ситуации, как катастрофические землетрясения, сели, горные обвалы и т. д.).

Волногасящие прикрытия из фасонных массивов (рис. 6) применяются для защиты береговых откосов и сооружений от волнового воздействия. По конструкции прикрытия делятся на два типа:

·                    прикрытия, уложенные курсами по определенной системе на горизонтальном или слабонаклонном естественном осно­вании, отодвинутые от стены или прислоненные;

·                    прикрытия, состоящие из каменного ядра и защитного по­крытия из фасонных массивов, уложенных по откосу и греб­ню ядра.

В отдельных случаях прикрытия могут выкладываться из фасонных массивов равномерно без определенной системы.

Укладка фасонных массивов в приурезовой зоне, в отличие от наброски, обеспечивает возможность создания компактного прикрытия с соблюдением заранее заданных размеров, эконо­мию материалов и улучшенный вид.

В аварийных случаях допускается устройство волногасящих прикрытий из фасонных массивов в виде наброски.

Рис 6. Технические характеристики фасонных массивов

 

Преимуществами волногасящих прикрытий из фасон­ных массивов являются:

возможность интенсивного гашения волн на коротком рас­стоянии;

·                    малое волноотражение по сравнению с сооружениями, имеющими сплошные непроницаемые грани;

·                    значительное снижение интенсивности размыва пляжей, расположенных перед прикрытиями;

·                    относительная легкость ремонта повреждений прикрытия;

·                    возможность ликвидации усадок путем дополнительной ук­ладки фасонных массивов;

·                    снижение материалоемкости при достаточно высокой ус­тойчивости сооружения.

Прикрытия из фасонных массивов на участках, сложенных неразмываемыми грунтами и не используемых для курортных целей, по эффективности волногашения эквивалентны пля­жам, но в отличие от последних обладают большей устойчиво­стью и практически не требуют периодических пополнений объемов.

Для волногасящих прикрытий в приурезовой зоне реко­мендуется применять четыре типа фасонных массивов: тетраподы, долосы, гексалеги и диподы. Это не исключает и применение других типов фасонных массивов. Основными факторами, определяющими волногасящий эффект прикрытий из фасонных массивов, являются: тип фасонного массива, крутизна и высота морского откоса и процент пустот в теле прикрытия. Степень гашения энергии волн зависит от характеристик внешнего слоя фасонных мас­сивов прикрытия. Наиболее эффективными является внешний слой, состоящий из двух курсов массивов при 40-50% пустотности. При большей толщине внешнего слоя гашение волно­вой энергии возрастает слабо. Использование фасонных массивов из бетона для строительства волногасящих прикрытий допускается в том случае, когда отсутствует необходимое количество дешевого камня требуемого размера и прочности.

Сооружение волногасящих прикрытий из фасонных массивов допускается при любых фунтах естественного осно­вания. На скальном основании или на каменной постели ре­комендуется правильная укладка массивов. На размываемых грунтах допускается произвольная укладка без каменных по­стелей с последующим пополнением массивов по мере осадки сооружения.

Волногасящие прикрытия из фасонных массивов рекомендуется применять вне зон курортного использования и городской застройки при технико-экономической нецелесо­образности искусственного пляжеобразования:

·                    на мысовидных выступах берега;

·                    на берегах с волноотбойными стенами или открытым бе­реговым уступом, если ширина естественного пляжа недоста­точна для обеспечения волногашения;

·                    на оползневых берегах, где гибкость, обеспечиваемая хо­рошей взаимосвязью между массивами, гарантирует их долго­временную работу при существенных деформациях, возни­кающих в результате оползневых подвижек;

·                    при необходимости защиты откоса и оснований дюны от размыва во время нагонных повышений уровня моря;

·                    в качестве противоаварийного средства для ликвидации размыва берега или временного усиления поврежденных волноотбойных стен.

Волногасящие прикрытия под воздействием волнения раз­рушаются постепенно, поэтому сооружение их с большим за­пасом устойчивости экономически невыгодно, т. к. в процессе эксплуатации прикрытия легко ремонтируются пополнением фасонных массивов. Волногасящие прикрытия из фасонных массивов за­щищают берег только непосредственно по фронту конструк­ции и не обеспечивают его защиту на верховом и низовом участках. Поэтому в целях предотвращения обхода прикрытия и его постепенного разрушения должно быть предусмотрено усиление его концов путем устройства надежных сопряжений прикрытия с береговым уступом в виде врезок либо путем за­щиты торцов прикрытия короткими и невысокими траверса­ми. Одновременно следует предусмотреть меры по ликвида­ции низового размыва.

При проектировании волногасящих прикрытий из фа­сонных массивов устанавливаются их характеристики:

·                    целесообразный тип и необходимая масса фасонного мас­сива в соответствии с крутизной морского откоса прикрытия;

·                    высота и ширина гребня прикрытия;

·                    нижняя граница (заглубления) защитного прикрытия;

·                    необходимая масса камня и толщина слоев грунтонепроницаемого фильтра, обеспечивающего устойчивость каменного ядра или фунтов защищаемого берегового откоса;

·                    необходимость в каменной постели или в фильтре в зави­симости от требований, предъявляемых к основанию прикры­тия и его общей устойчивости.

Бетон для изготовления фасонных массивов должен удовлетворять требованиям, предъявляемым к гидротехниче­ским бетонам. Проектная марка бетона фасонных массивов по прочности, водонепроницаемости и морозостойкости должна назначаться в зависимости от района строительства и зоны работы сооружения. Ядро волногасящего прикрытия из фасонных масси­вов должно выполняться из несортированного камня твердых пород. Фильтры, сопрягающие фасонные массивы с ядром бермы или грунтами защищаемых откосов, выполняются из несортированного    камня,    удовлетворяющего    требованиям крупности и прочности. Устойчивость волногасящего прикрытия определяет­ся устойчивостью отдельных фасонных массивов на его мор­ском откосе под воздействием расчетных волн. С увеличением крутизны морского откоса прикрытия количество материала для его возведения уменьшается, но при этом возрастает вес отдельного массива. При назначении крутизны морского от­коса должен учитываться тип массива, способ укладки и угол естественного откоса каменного ядра.

Масса отдельного фасонного массива, соответствую­щая состоянию его предельного равновесия при воздействии расчетных волн, обрушивающихся непосредственно на откос прикрытия.

Это статья часть Дипломной работы по географии Берегозащита.