Спосіб споруджування штучного острова

Реферат: Спосіб споруджування штучного острова включає виготовлення оболонки, транспортування оболонки на плаву на місце установки, установлення оболонки на дно й розміщення в оболонці заповнення. Оболонку виготовляють із залізобетону у вигляді чаші, яка має огороджувальну частину, донну частину й сполучену з огороджувальною і донною частиною вигнуту перехідну частину. На суші виготовляють основу оболонки, що складається з донної частини, перехідної частини й нижньої ділянки огороджувальної частини. Здійснюють добудування огороджувальної частини до необхідної висоти й розміщення в оболонці заповнення в одному або декількох добудовувальних причалах. Транспортування штучного острова на місце установки й установлення на дно здійснюють після добудування в останньому добудовувальному причалі. UA 114734 U (12) UA 114734 U UA 114734 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гідротехнічного будівництва, а точніше - до споруджування штучних островів на шельфі морів і океанів. Шельф - це відносно мілководні (до декількох сотень метрів) ділянки дна океанів, окраїнних і внутрішніх морів, що оточують континенти та острови (http://www.mining-enc.ru/sh/shelf/). Один із способів споруджування штучних островів для забудови прибережних областей, наприклад у Перській затоці, полягає в намиванні величезної маси піску, гравію, забиванні паль і зміцненні дна. На такому підготовленому дуже ретельно будмайданчику зводяться необхідні для замовника об'єкти. Створений таким способом штучний острів є дорогим і, до того ж, може бути споруджений тільки у порівняно тихій заводі глибиною не більше 15-20 м. Найчастіше штучні острови споруджувалися для встановлення обладнання для розвідки і освоєння морських родовищ нафти і газу, установки ЛЕП і т.д. В авторському свідоцтві СРСР № 1728358 описаний штучний острів і спосіб його монтажу. Штучний острів має захисну оболонку, що складається з труб, які з'єднані гнучкими зв'язками, що проходять через отвори з герметизуючими патрубками, установленими в трубах. Спосіб монтажу острова полягає в тому, що оболонку транспортують до місця будівництва острова на плаву, потім шляхом баластування переводять оболонку з горизонтального у вертикальне положення, встановлюють на ґрунт і розміщують у ній заповнення у вигляді ґрунтового ядра. В авторському свідоцтві СРСР № 1728358 описаний штучний острів, що містить ґрунтове ядро та розташовану навколо нього захисну оболонку. Захисна оболонка виконана з видовженого вигнутого прокатного двотавра, навитого по периметру острова у вигляді спіралі із зачепленням полиць сусідніх двотаврів. У верхній і нижній частинах захисної оболонки двотавр з'єднаний з трубчастим каркасом. У період виготовлення і транспортування захисної оболонки на місце установки вона перебуває на плаву в складеному стані. Після заповнення трубчастого каркаса піском або бетоном і опускання його на дно водойми захисна оболонка розсовується за принципом телескопічного висування спіралі і заповнюється ґрунтом. В авторських свідоцтвах СРСР № 1752866 і 1778236 розкрито циліндричні огороджувальні оболонки, призначені для споруджування штучних островів на континентальному шельфі. Оболонки складаються з парного числа панелей, зв'язаних між собою за допомогою рухомих з'єднань. До місця установки оболонку транспортують по воді в горизонтальнім положенні складеною вдвічі в місцях розташування шарнірів. На місці установки острова оболонку переводять у вертикальне положення за рахунок баластування внутрішньопанельних порожнин. Потім здійснюють розсунення оболонки з доданням їй циліндричної форми, установлення на дно та заповнення ґрунтом. Діаметр острова становить 100 м. Встановлений він на глибині 30 м. В заявці 94028557 на видачу патенту РФ на винахід розкрито спосіб монтажу циліндричної огороджувальної оболонки штучного острова, при якому при транспортуванні та установці оболонки на місце використовують понтон. Загальним для штучних островів, розкритих у зазначених документах, є те, що вони мають огороджувальну (захисну, оконтурювальну) оболонку, виконану із порожнистих металевих елементів (труб, панелей). У розгорнутому вигляді оболонка має форму циліндра, заповненням якого служить, як правило, ґрунт, що намивають. Способи споруджування штучних островів, розкриті в зазначених документах, включають виготовлення оболонки, транспортування оболонки на плаву на місце установки, установлення оболонки на дно й розміщення в оболонці заповнення. Недолік способів споруджування штучних островів, розкритих у зазначених документах, полягає в тому, що вони не дозволяють створювати великі штучні острови найрізноманітнішого призначення, які довговічні й можуть бути встановлені на глибинах 30-80 м і більше. В основу корисної моделі поставлена задача розробити спосіб, що дозволяє споруджувати довговічні штучні острови великого діаметра (200-800 м, які можуть бути встановлені на шельфах глибиною 30-80 м, і можуть мати найрізноманітніше призначення. Поставлена задача вирішується в способі споруджування штучного острова, що включає виготовлення оболонки, транспортування оболонки на плаву на місце установки, установлення оболонки на дно й розміщення в оболонці заповнення, згідно з корисною моделлю оболонку виготовляють із залізобетону у вигляді чаші, яка має огороджувальну частину, донну частину й сполучену з огороджувальною і донною частиною вигнуту перехідну частину, на суші виготовляють основу оболонки, що складається з донної частини, перехідної частини й нижньої ділянки огороджувальної частини, здійснюють добудування огороджувальної частини до необхідної висоти й розміщення в оболонці заповнення в одному або декількох добудовувальних причалах, а транспортування штучного острова на місце установки й установлення на дно здійснюють після добудування в останньому добудовувальному причалі. 1 UA 114734 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Краще, щоб виготовлення на суші основи оболонки включало виготовлення сталевої несучої тарілки, розміщення її на бетонному майданчику з ухилом 3-4° до поверхні води, установлення на несучій тарілці опалубки, закладку арматури і заливання в простір між опалубкою бетону. Краще, щоб після виготовлення основи оболонки її разом з несучою тарілкою спускали на воду, після чого несучу тарілку відокремлюють і повертали назад на бетонний майданчик. Бажано, щоб добудовування огороджувальної частини оболонки й розміщення в оболонці заповнення здійснювалось у береговому добудовувальному причалі. Бажано, щоб наступне добудування огороджувальної частини оболонки й розміщення в оболонці заповнення здійснювалось принаймні в одному морському добудовувальному причалі. Краще, щоб морський добудовувальний причал був утворений установленими на дні трьома шестигранними штучними островами. Далі корисну модель описано з посиланням на креслення, на яких: Фіг. 1 - штучний острів у вертикальному розрізі; Фіг. 2 - штучний острів з дахом у вертикальному розрізі; Фіг. 3 - вигляд у вертикальному розрізі несучої тарілки з установленою в ній опалубкою та арматурою для створення основи оболонки штучного острова; Фіг. 4 - вигляд зверху на металевий остов основи оболонки; Фіг. 5 - вигляд зверху на береговий добудовувальний причал зі штучним островом, що перебуває в ньому; Фіг. 6 - вигляд зверху на морський добудовувальний причал зі штучним островом, що перебуває в ньому; Фіг. 7 - вигляд у вертикальному розрізі на один зі штучний островів, з яких складається морський добудовувальний причал; Фіг. 8 - вигляд зверху на один зі штучний островів, з яких складається морський добудовувальний причал; Штучний острів, згідно з корисною моделлю, показаний на фіг. 1, містить огороджувальну частину 1, донну частину 2 і сполучену з огороджувальною і донною частиною вигнуту перехідну частину 3. Огороджувальна частина виконана циліндричною. Як заповнювання оболонка містить перекриття 4 і перегородки 5, що утворюють виробничі й житлові приміщення. Оболонка виконана із залізобетону. її діаметр 500 м, висота 90 м. Два верхні поверхи надводні: один житловий, другий - сільськогосподарський. Підводні поверхи виробничі. Над верхнім поверхом може бути встановлений куполоподібний прозорий дах 6 (Фіг. 2). Споруджування штучного острова здійснюють у такий спосіб. Спочатку виготовляють на суші основу оболонки, що складається з донної частини 2, перехідної частини 3 і нижньої ділянки огороджувальної частини 1. Для цього виготовляють сталеву несучу тарілку 7 і встановлюють її на бетонному майданчику 8, що має ухил 30° - 40° до поверхні водойми, біля якої розташований бетонний майданчик. Виготовлення несучої тарілки може здійснюватися безпосередньо на бетонному майданчику. На виготовленій несучій тарілці встановлюють опалубку 9 і закладають арматуру 10 (фіг. 3). Металевий кістяк нижньої частини оболонки показаний на фіг. 4. Через місця для заливання бетону 11 у простір між опалубкою заливають бетон і ущільнюють його вібраторами. Таким способом одержують основу оболонки висотою 30 м. Після затвердіння бетону демонтують усю доступну опалубку й основу оболонки разом з несучою тарілкою 7, на якій вона перебуває, по ковзній підстилці переміщають (стягуванням і/або зштовхуванням) у водойму. При цьому глибину водойми розраховують так, щоб нижня частина оболонки разом зі сталевою несучою тарілкою 7 опинилася на плаву. У водоймі несучу тарілку 7 відокремлюють і за допомогою спеціального устаткування доставляють назад на бетонний майданчик 8 для повторного використання. Надалі добудовування штучного острова здійснюють на плаву в добудовувальних причалах. Береговий добудовувальний причал 12 показано на фіг. 5. Він має залізобетонну стіну, яка піднімається над поверхнею причалу на 10-15 м і проходить до дна водойми, у якій перебуває після спуску на воду основа оболонки штучного острова. Товщина стіни, що піднімається над поверхнею причалу 12, повинна бути достатньою для розміщення залізничних рейок 13, по яких переміщаються вантажні піднімальні крани 14 з висотою стріли 30 м. Крани переносять будівельні матеріали із транспортних засобів 15, що перебувають на причалі 12. Стіна може мати форму половини шестикутника або восьмикутника. У береговому добудовувальному причалі 12 виконують наступні роботи: нарощують огороджувальну частину 1 оболонки до досягнення необхідної висоти штучного острова, виконують роботи із заповнення оболонки перекриттями, перегородками, установлюють шахти 2 UA 114734 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 16 вантажних і пасажирських ліфтів, а також здійснюють завантаження всіх механізмів і пристроїв, які знадобляться пізніше. Штучний острів, що споруджується, періодично відводять від добудовувального причалу 12 і провертають навколо осі, наприклад, на 180°, що дозволяє рівномірно підставляти під вантажні піднімальні крани 14 усі сторони острова. У міру нарощування висоти й заповнення внутрішнього простору острова його осадка збільшується. По досягненню висоти острова 60 м роботи припиняють. Якщо це запланована висота, острів виводять із берегового добудовувального причалу й буксирують на постійне місце знаходження. Там його довантажують будівельними матеріалами й устаткуванням до посадки на дно на глибині 40 м. Для моделей штучних островів, які призначені для установки на глибинах 60-100 м, необхідне їхнє подальше добудовування до необхідної висоти. Добудовування здійснюють у морському добудовувальному причалі, що споруджується в місцях, де глибина становить 45-55 м. Такий добудовувальний причал показаний на фіг. 6. Гніздо, у якому добудовується штучний острів, утворене стінками 17 трьох шестигранних штучних островів 18 (фіг. 8), виготовлених за технологією, описаною вище. Вони встановлені на дно шляхом завантаження будівельних матеріалів, які, як показано на фіг. 7, розташовуються на всіх поверхах острова й доставляються наверх вантажними ліфтами. Для посадки шестигранних островів на дно можуть бути передбачені баластові цистерни 19. Доставку будівельних матеріалів на морський добудовувальний причал здійснюють вантажними суднами 20 (див. фіг. 6). Як і на береговому добудовувальному причалі 12, на шестигранних штучних островах 17 морського добудовувального причалу встановлені вантажні піднімальні крани 14, які переміщаються по залізничних рейках 13. У морському добудовувальному причалі виконують ті ж роботи, що й у береговому: нарощують огороджувальну частину 1 оболонки до досягнення необхідної висоти штучного острова, виконують роботи із заповнення оболонки перекриттями, перегородками, здійснюють добудовування шахт ліфтів, а також здійснюють завантаження всіх механізмів і пристроїв, які знадобляться пізніше. Після закінчення робіт штучний острів відбуксирують на місце установки й шляхом довантаження встановлюють на дно. При цьому глибина маршруту транспортування повинна бути більше глибини осадки острова. При необхідності може бути передбачений ще один або декілька морських добудовувальних причалів, установлюваних на більших ніж 55 м глибинах, для споруджування штучних островів висотою більш 100 м. У статті Михайла Краснова "Міжнародна програма будівництва на шельфі" (https://www.proza.ru/2011/02/26/688) говориться про будівництво на шельфі підводних платформ, які за своїм призначенням можуть бути вузькоспеціалізованими, широкопрофільними або універсальними. Штучні острови споруджені, згідно з технічним рішенням, що мають підводну й надводну частину, можуть мати те ж призначення: - Сировинне добувне підприємство; - Науково-дослідна океанологічна, гідрологічна, геофізична, геологічна і т.д. база; - Поселення або підводне місто; - Завод, зокрема, по переробціриби й інших морських продуктів; - Гідроелектростанція на морських течіях; - Логістичний комплекс; - Паливозаправна станція; - Нафто- або газосховище; - Порт для надводних і підводних кораблів із транспортними тунелями між дном і поверхнею, дном і сушею. - Туристичний і розважальний комплекс. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Спосіб споруджування штучного острова, що включає виготовлення оболонки, транспортування оболонки на плаву на місце установки, установлення оболонки на дно й розміщення в оболонці заповнення, який відрізняється тим, що оболонку виготовляють із залізобетону у вигляді чаші, яка має огороджувальну частину, донну частину й сполучену з огороджувальною і донною частиною вигнуту перехідну частину, на суші виготовляють основу оболонки, що складається з донної частини, перехідної частини й нижньої ділянки огороджувальної частини, здійснюють добудування огороджувальної частини до необхідної висоти й розміщення в оболонці заповнення в одному або декількох добудовувальних 3 UA 114734 U 5 10 15 причалах, а транспортування штучного острова на місце установки й установлення на дно здійснюють після добудування в останньому добудовувальному причалі. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що виготовлення на суші основи оболонки включає виготовлення сталевої несучої тарілки, розміщення її на бетонному майданчику з ухилом 3-4° до поверхні води, установлення на несучій тарілці опалубки, закладку арматури і заливання в простір між опалубкою бетону. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що після виготовлення основи оболонки її разом з несучою тарілкою спускають на воду, після чого несучу тарілку відокремлюють і повертають назад на бетонний майданчик. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що добудовування огороджувальної частини оболонки й розміщення в оболонці заповнення здійснюють у береговому добудовувальному причалі. 5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що наступне добудування огороджувальної частини оболонки й розміщення в оболонці заповнення здійснюють принаймні в одному морському добудовувальному причалі. 6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що морський добудовувальний причал утворений установленими на дні трьома шестигранними штучними островами. 4 UA 114734 U 5 UA 114734 U 6 UA 114734 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7