Федеральная служба по интеллектуальной собственности (Роспатент) выдала патент на изобретение группы челябинских ученых, которое позволяет возводить прочные и устойчивые подводные конструкции без использования традиционных доков, кессонов и тяжёлой плавучей техники. Новый способ, получивший название «опускаемого бетона», открывает возможности для эффективного гидротехнического строительства в условиях подъёма уровня океана и освоения шельфовых территорий.
Разработчики из Южно-Уральского государственного университета – Тагир Хафизов, Альберт Байбурин, Андрей Овчинников и Александр Киянец – предложили технологию, при которой бетонная цилиндрическая стена формируется прямо на плавучей опалубке-понтоне, а затем под действием силы тяжести опускается на дно. Процесс идёт поэтапно, с точным контролем скорости и армированием.
«Рабочая площадка – это понтон в форме круга. На нем закреплены два цилиндра-опалубки (как матрешка, один в другом). В щель между ними укладывают бетон, закладывают арматуру и вертикальные полые трубы, – объясняет аспирант Андрей Овчинников. – После того, как бетон набрал прочность, цилиндры раздвигают, и тяжелая бетонная оболочка начинает опускаться вниз. Тросы, лебедки и полиспасты лишь сдерживают её, не давая упасть рывком. Фишка: к наружной стене крепят надувные резиновые баллоны с газом – они снижают нагрузку на платформу, как гигантские поплавки».
На втором этапе происходит «прогрызыние» грунта и якорение. Через те самые вертикальные полые трубы под давлением подают воду, и она размывает дно под нижним торцом цилиндра. Стена медленно оседает на твердые слои морского грунта. Затем через эти же трубы нагнетают закрепляющий раствор, который вытесняет воду и слабый ил, заполняет все пазухи. А следом в трубы опускают стальные стержни-анкеры. Всё вместе – раствор и сталь – превращается в мощный якорь, держащий удары волн и случайные столкновения судов.
«Последний этап – создание крепкой начинки, – рассказывает разработчик. – Изнутри готового бетонного цилиндра откачивают воду. Откачка помогает платформе опускаться дальше, а на каждом уровне внутри бетонируют железобетонные диски-распорки. Они фиксируются встык к стене и не дают воде раздавить конструкцию извне. На самом дне заливают утолщенную плиту-распорку – это уже полноценное основание подводно-надводного сооружения. После этого рабочую понтонную площадку со всем оборудованием демонтируют и перевозят на следующий объект».
Как отмечают ученые, традиционные методы подводного строительства требуют сухих доков, кессонов, плавучих кранов, барж и буксиров, что сильно удорожает проекты и замедляет освоение шельфов. Новая технология позволяет монтировать конструкцию прямо на месте, без гигантской флотилии.
Способ создан для гидротехнического строительства и особо актуален из-за изменения климата, подъема уровня Мирового океана и расширения затапливаемых территорий проживания человека. Может применяться при строительстве защитных дамб, платформ, подводных оснований и даже целых жилых комплексов в море.