СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ГАБИОННОГО КРЕПЛЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК E02B3/12 E02D17/20 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве берегоукрепительных конструкций в размываемых руслах рек, каналов и других сооружениях.

Наиболее близким техническим решением является способ возведения габионного крепления [1] , включающий укладку вдоль берегов русла на основание заполненных камнем габионов призматической формы. Недостатками данного технического решения являются
- жесткость конструкции габиона недостаточная, так как нет связи между запонителем внутри габиона и между габионами;
- форма каркаса габиона является изменяемой, так как отсутствуют растяжки внутри габиона;
- долговечность конструкции крепления, состоящей из таких габионов, является малой из-за коррозии сетки и разрушения крепления;
- в экологическом отношении не является благоприятным техническим решением.

Цель изобретения - повышение эффективности и надежности защиты берегов русел рек и каналов от размыва и долговечности срока службы берегоукрепительного сооружения.

Поставленная цель достигается тем, что берегоукрепительное сооружение представляет из себя сборную габионную конструкцию, состоящую из наклонных призматических габионов. Призматические габионы приготавливаются заблаговременно так, что пространство между камнями заполняется плодородным грунтом с высевом в него семян влаголюбивых растений. В призматических габионах сетка обтягивает наклонный призматический стержневой каркас с шарнирными креплениями в вершинах. В центре наклонной призмы установлен шарнир с растяжками, соединенными с шарнирами, находящимися в вершинах наклонной призмы. Растяжки разбивают наклонную призму на шесть взаимосвязанных пирамид, которые превращают призму в жесткую неизменяемую систему. Призматические габионы после изготовления помещаются в воду или во влажную среду для благоприятного прорастания в них влаголюбивых растений с развитой корневой системой. Для улучшения процесса роста растений корневая система может орошаться водой, содержащей удобрения. По мере роста корневой системы увеличивается и объем призматического габиона до определенного предела, так как растяжки препятствуют увеличению конструкции в силу своей жесткости на растяжение и это придает ей цельную, жесткую форму. Разрастающаяся корневая система растений обволакивает камни, тем самым армирует конструкцию. Процесс приготовления габионов протекает по определенной технологии так, что в по мере роста растений габионы переворачиваются, а проросшая верхняя часть растений обрезается. Сборка габионного крепления может осуществляться краном на заранее приготовленное основание. Основание может из себя представлять плодородный грунт для того, чтобы в него прорастала растительность и тем самым естественным путем дополнительно закрепляла габионы к основанию.

Габионное крепление может состоять и из нескольких слоев, количество которых по мере эксплуатации может наращиваться. Габионное крепление является гибкой конструкцией и по мере размыва дна русла реки или канала без каких-либо повреждений может опускаться вниз и сверху наращиваться новыми габионами. Между слоями отсыпается плодородный грунт, в который прорастает и сверху, и снизу корневая система, биологически скрепляя слои между собой. Эта прослойка предотвращает истирание сетки габионов, значительно увеличивая срок ее службы. Между габионами в слое также предусмотрен шов из плодородного грунта, имеющий аналогичное назначение. Сами габионы в поперечном сечении располагаются в шахматном порядке для усиления жесткости конструкции габионного крепления.

Призматические габионы выполняются наклонными для того, чтобы уменьшить деформативность габионов от действия собственного веса и других нагрузок по мере их сползания в результате размыва дна русла реки или канала.

На фиг. 1 изображено поперечное сечение русла реки с габионным креплением, общий вид; на фиг.2 - наклонный призматический габион в момент монтажа краном, общий вид; на фиг.3 - наклонный призматический каркас с растяжками и шарнирами, общий вид; на фиг.4 - поперечный разрез наклонного призматического габиона; на фиг.5 - узел А на фиг.1.

Поперечное сечение русла 1 состоит из береговой 2 и донной 3 частей. На береговой 2 части устраивается габионное крепление, состоящее из наклонных призматических габионов 4. В основе наклонных призматических габионов лежит наклонный призматический каркас 5 с шарнирами 6 и растяжками 7. Наклонный призматический каркас 5 покрывается сеткой 8, внутри которой находятся камни 9. Пространство между камнями 9 заполняется плодородным грунтом 10, который армируется корневой системой растений 11. Между слоями и самими наклонными призматическими габионами предусмотрены швы 12.

Способ возведения габионного крепления осуществляется и работает следующим образом.

Изготавливается наклонный призматический каркас 5 с шарнирными 6 соединениями в вершинах. В центре каркаса 5 также имеется шарнир 6, который соединен растяжками 7 с другими шарнирами 6 так, что образуются шесть взаимосвязанных пирамид. Полость каркаса 5 заполняется камнями 9, в поры которых помещается плодородный грунт 10 и семена влаголюбивой растительности 11 с развитой корневой системой. Наклонный призматический каркас 5 покрывается сеткой 8. Приготовленный призматический габион 4 помещается в воду или во влажную среду и удобряется для лучшего прорастания. По мере роста корневой системы растений 11 призматические габионы 4 переворачиваются, тем самым усиливается процесс сцепления корневой системы растений 11 с камнями 9. Перед монтажом габионного крепления верхняя часть проросшей растительности 11 обрезается и призматические габионы 4 укладываются на подготовленное основание, представляющее из себя слой плодородного грунта, в который прорастают корни растений. Габионное крепление может состоять из нескольких слоев разделенных между собой швами 12, представляющих из себя плодородный грунт, предотвращающий истирание сетки 8 в результате трения между камнями 9 и усиливающий жесткость габионного крепления в результате прорастания в него корневой системы растительности 11.

В процессе эксплуатации габионного крепления дно 3 русла реки или канала размывается, в результате чего габионное крепление опускается вниз, оголяя верхнюю часть берега 2, поэтому в оголенной части берега 2 призматические габионы 4 докладываются для предотвращения возможного размыва. При разрушении отдельных габионов 4 в габионном креплении его легко заменить на новый.

Призматические габионы 4 выполняются наклонными, что значительно снизит деформации при работе, которые возможны под действием собственного веса и при других нагрузках.

По предлагаемому способу возведения габионного крепления габины приготавливаются заблаговременно с искусственным высевом семян в заполненное плодородным грунтом пространство между камнями.

Корневая система при этом орошается водой, содержащей удобрения, и сильно разрастается, а по мере роста растений габионы переворачиваются, тем самым растения, ориентируясь на свет, меняют свое направление и сильно обволакивают камни, армируя габионы. Арматура из корневой системы не представляет угрозы для загрязнения окружающей среды и вместе с тем по долговечности может конкурировать с металлом, так как не подвержена коррозии.

Гибкость конструкции является огромным достоинством этого сооружения, так как оно находится в воде и избежать возможных деформаций дна и основания невозможно, а это повлечет и деформации сооружения, что не является опасным для такого типа крепления. Габионы разрушенные легко монтировать в процессе эксплуатации.

Призматическая конструкция с центральным шарниром и растяжками делает конструкцию неизменяемой и жесткой к возможным деформациям, так как состоит из шести взаимосвязанных пирамид.

Предлагаемое техническое решение дешевле известных аналогичных технических решения из-за экономии металла в качестве арматуры и замены ее корневой системой растений. При этом долговечность этих сооружений в 1,5-2 раза больше, так как корневая система растений не подвержена коррозии, а устаревшие части корней обновляются.

Источник информации
1. Алтунин С.Т. Регулирование русел. - М.: Сельхозгиз, 1956 г., с.62-64 (прототип).

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении берегоукрепительных конструкций в размываемых руслах рек, каналов и других сооружениях. В способе возведения габионного крепления, включающем укладку вдоль берегов русла на основание заполненных камнем габионов (Г) призматической формы, перед укладкой на основание (Г) пористое пространство между камнями в (Г) заполняют предварительно плодородным грунтом (ПГ) с высевом семян влаголюбивых растений (Р) с развитой корневой системой, после чего их выдерживают в водяной или влажной среде с искусственными удобрениями до полного прорастания и армирования корневой системой. По мере роста (Р) обрезают их проросшую верхнюю часть. Основание выполняют в виде слоя (ПГ), а (Г) выполняют с наклонным призматическим каркасом (НПК), содержащим в центре шарнир (Ш), который соединяют растяжкой с (Ш) в вершинах (Г). (Г) могут укладывать слоями со сдвигом поперечных швов (ПШ) в поперечном сечении русла, а по мере размыва русла (Г) наращивают как по высоте русла, так и по толщине, при этом (ПШ) выполняют из (ПГ). (НПК) может быть образован из соединенных в центре (Ш) шести взаимосвязанных пирамид. (Ш) между слоями (Г) и отдельными (Г) в слоях выполняют из (ПК). По мере роста корневой системы увеличивается и объем призматического (Г) до определенного предела, так как растяжки препятствуют работе конструкции на растяжение и это придает ей цельную, жесткую форму. Разрастающаяся корневая система растений обволакивает камни, тем самым армирует конструкцию и повышает эксплуатационную надежность сооружения. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ возведения габионного крепления, включающий укладку вдоль берегов русла на основание заполненных камнем габионов призматической формы, отличающийся тем, что перед укладкой на основание габионов пористое пространство между камнями в габионах заполняют предварительно плодородным грунтом с высевом семян влаголюбивых растений с развитой корневой системой, после чего их выдерживают в водяной или влажной среде с искусственными удобрениями до полного прорастания и армирования корневой системой, при этом по мере роста растений обрезают проросшую верхнюю часть растений, основание выполняют в виде слоя плодородного грунта, а габион выполняют с наклонным призматическим каркасом, содержащим в центре шарнир, который соединяют растяжками с шарнирами в вершинах габиона. 2. Способ возведения габионного крепления по п. 1, отличающийся тем, что габионы укладывают слоями со сдвигом поперечных швов в поперечном сечении русла, а по мере размыва русла габионы наращивают как по высоте русла, так и по толщине, при этом поперечные швы выполняют в виде плодородного грунта. 3. Способ возведения габионного крепления по п. 1, отличающийся тем, что наклонный призматический каркас образуют из соединенных в центре шарниром шести взаимосвязанных пирамид. 4. Способ возведения габионного крепления по п. 1, отличающийся тем, что между слоями габионов и отдельными габионами в слоях выполняют швы из плодородного грунта.