ОТКОСНОЕ КРЕПЛЕНИЕ ИЗ ФАШИН БИОПОЗИТИВНОЙ КОНСТРУКЦИИ Российский патент 2010 года по МПК E02B3/12 E02D17/20 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве природоохранных, берегоукрепительных сооружений в размываемых руслах рек и каналов.

Относительно близким техническим решением является крепление прибрежных откосов из тяжелых фашин [1], состоящих из грунтового крупнозернистого заполнителя и хворостяной оболочки, выполненных цилиндрической формы диаметром 0,6-1,0 м, и перевязанных мягкой проволокой в нескольких местах. Основными недостатками данного технического решения являются:

- ненадежность и короткий срок службы;

- сложность и трудоемкость изготовления и монтажа:

- невозможность их использования при больших скоростях потока (более 1,5-2 м/с);

- слабая зарастаемость и биопозитивность конструкции.

Цель изобретения - повышение эффективности и биопозитивности конструкции, снижение трудоемкости изготовления.

Указанная цель достигается тем, что в откосном креплении биопозитивной конструкции, включающем укладку вдоль берегов русла на основание фашин, крепление выполнено из послойно уложенных рядов легких и тяжелых фашин, причем в основание сплошными рядами вдоль линии откоса уложены легкие фашины, сверху которых натянуты металлические проволоки с образованием крупноячеистой сетки, а сверху сетки и легких фашин нормально к их рядам по линии уклона откоса расположены плотными рядами тяжелые фашины, при этом поверху слоя тяжелых фашин устроена вторая крупноячеистая арматурная сетка, которая прикреплена к металлическим проволокам в основании. Легкие фашины изготовлены из сухого созревшего камыша, диаметром 0,15-0,2 м и длиной 1,7-2,5 м, а тяжелые фашины изготовлены диаметром 0,3-0,7 м и длиной 2-2,5 м из грунтового заполнителя и гибких оболочек, при этом заполнитель выполнен из мешков, заполненных плодородным грунтом с добавлением семян многолетних трав и кустарников с развитой корневой системой, а оболочка тяжелых фашин - из плотных слоев сухого камыша и гибкой габионной сетки, обтянутой вокруг слоев камыша, причем крупноячеистые сетки в основании и наверху связаны между собой и прикреплены к анкерам, которые устроены в откосе выше крепления и на расстоянии друг от друга.

На фиг.1 показано поперечное сечение берегозащитного сооружения с откосным креплением биопозитивной конструкции из послойно уложенных фашин; на фиг.2 - то же самое в плане, на фиг.3 - легкая фашина из камыша, на фиг.4 - тяжелая фашина.

Откосное крепление биопозитивной конструкции состоит из легких фашин 1, гибко соединенных между собой, металлических проволок 2 растянутых сверху легких фашин 1 с образованием крупноячеистой сетки, тяжелых фашин 3, уложенных сверху легких фашин 1 и состоящих из заполнителя и гибкой оболочки; заполнитель выполнен полностью из соединенных между собой мешков 4, заполненных плодородным растительным грунтом с добавлением семян многолетних трав и кустарников; а оболочка - из сухого камыша 5 и гибкой габионной сетки 6. В местах перевязки тяжелых фашин 3 предусмотрены монтажные петли 7, а сверху них растянута вторая крупноячеистая сетка 8 из металлической проволоки, между собой крупноячеистые сетки (верхняя и нижняя) соединены и прикреплены к анкерам 9, устроенным в откосе выше крепления.

Откосное крепление из фашин биопозитивной конструкции строится следующим образом.

Вначале заготавливаются легкие фашины 1 из сухого камыша и тяжелые фашины 3 из грунтового заполнителя и гибкой сетчатой оболочки 6. После планируется откос, намечаются места устройства анкеров 9, чуть выше верхней линии крепления, разрабатываются ямы глубиной 0,5-0,7 м, устраиваются опалубки с установкой анкеров, заливается бетон (М-100). После набора прочности бетона, заравнивается откос и разбивается на карты укладки фашинного крепления длиной по 10 м вдоль откоса. Далее сплошными рядами вдоль откоса по всей длине карты укладываются легкие фашины 1 до верхней линии крепления, сверху рядов легких фашин растягиваются металлические проволоки 2 (0 3-4 мм) с образованием крупноячеистой сетки и прикреплением ее к анкерам 9. После чего по верху крупноячеистой сетки и легких фашин 1 перпендикулярно к ним монтируются плотными рядами тяжелые фашины 3, сверху которых растягивают вторую крупноячеистую сетку 8 из металлических оцинкованных проволок, проходящих через монтажные петли 7 и с прикреплением к нижнему слою сетки 2 и к анкерам 9. Затем по такой же технологии монтируют следующий участок карты крепления.

После завершения монтажа тяжелых фашин желательно их поливать водой, особенно места расположения мешков с растительным грунтом, чтобы быстрее заросли семена растений и развилась их корневая система.

Откосное крепление из фашин работает следующим образом. Из-за гибкости и мягкой волнообразной формы предлагаемого крепления гидродинамические нагрузки паводкового потока будут рассредоточиваться и частично гаситься. При этом часть струи прибрежного потока проходит через фашины в тело откоса и обратно из откоса в реку без возникновения опасных фильтрационных деформаций под креплением и в грунтах откоса. Расположение легких фашин 1 нормально (перпендикулярно) к направлению обратного фильтрационного потока предотвращает возможные фильтрационные деформации подстилающих грунтов (механическую суффозию, контактный размыв и др.). Сухой камыш, из чего сделаны легкие фашины, является хорошим дренирующим материалом. Волнообразное расположение тяжелых фашин 3 по линии уклона откоса и под большим углом (близким к 90°) к направлению потока реки обеспечивают частичное гашение избыточной энергии потока, а также равномерное распределения гидродинамических нагрузок потока вдоль крепления. Фашинное крепление работает и как защитное крепление, и как дренаж. При размыве русла ниже низа крепления нижняя часть фашинного крепления будет опускаться под действием собственной силы тяжести в образовавшуюся воронку размыва и произойдет натяжение металлических проволок 2 и 8. В случае максимально возможного размыва русла она примет вертикальное висячее положение, и при этом сползания крепления не будет происходить, только сильнее будут натянуты соединительные проволоки 2 и 8 и крепежные проволоки анкеров 9. И в вертикальном положении данное крепление сохраняет свою форму, из-за конструкции фашин и наличия крепежных металлических проволок 2 и 8. Вместе с тем легкие и тяжелые фашины в воде создают дополнительную подъемную силу, которая уменьшает нагрузки на проволоки 2 и 8. Одновременно в плодородном грунте и в влажной среде происходит быстрое зарастание семян растений и развитие их корневой системы. В результате через фашинное крепление будут расти и трава и кустарники. С каждым годом, по мере зарастания и развития корневой системы трав и кустарников в теле креплении и откоса (берега или дамбы), устойчивость и прочность сооружений будут повышаться. В результате крепление еще сильнее будет укрепляться и сливаться с естественным ландшафтом прибрежной зоны. При этом создаются и благоприятные условия для миграции и размножения рыб на участках рек вдоль прибрежного крепления, где густые заросли растений создают застойные зоны воды. Как известно, мальки рыб питаются личинками насекомых, находящихся в зеленых растениях вдоль уреза воды.

Использование сухого камыша в легких и тяжелых фашинах обеспечивает не только водопроницаемость и гибкость конструкции, но и способствует сохранению влаги в теле крепления в течение длительного времени, что создает хорошие условия для прорастания растений и из плодородного грунта в мешках 4. Со временем все крепление из фашин полностью зарастет травой и кустарниками и через несколько лет все фашинное крепление превратится в сплошную дерновку, проросшую ветвями растений вверх и корнями вниз и вширь.

Таким образом, гибкое откосное крепление из фашин превращается в биопозитивное крепление, которое не вносит помех в круговорот веществ и энергии, помогает развитию природы и включается в экосистему реки, воспринимается природой как родственный ей элемент.

Откосное крепление биопозитивной конструкции предназначено для инженерной и природоохранной защиты прибрежных зон рек на их предгорных и равнинных участках, где средние скорости паводковых потоков не превышают 3,0 м/с.

Источник информации

1. Алтунин С.Т. Регулирование русел. - М.: Сельхозиздат, 1962, 352 с.

Изобретение относится к гидротехническому строительству берегоукрепительных сооружений в размываемых руслах рек и каналов. Крепление выполнено из послойно уложенных рядов легких и тяжелых фашин. В основание сплошными рядами вдоль линии откоса уложены легкие фашины, сверху которых натянуты металлические проволоки с образованием крупноячеистой сетки. Сверху сетки и легких фашин нормально к их рядам по линии уклона откоса расположены плотными рядами тяжелые фашины. Поверху слоя тяжелых фашин устроена вторая крупноячеистая арматурная сетка, которая прикреплена к металлическим проволокам в основании. Легкие фашины изготовлены из сухого созревшего камыша диаметром 0,15-0,2 м и длиной 1,7-2,5 м. Тяжелые фашины изготовлены диаметром 0,3-0,7 м и длиной 2-2,5 м из грунтового заполнителя и гибких оболочек. Заполнитель выполнен из мешков, заполненных плодородным грунтом с добавлением семян многолетних трав и кустарников с развитой корневой системой, а оболочка тяжелых фашин - из плотных слоев сухого камыша и гибкой габионной сетки, обтянутой вокруг слоев камыша. Крупноячеистые сетки в основании и наверху связаны между собой и прикреплены к анкерам, которые устроены в откосе выше крепления и на расстоянии друг от друга. Изобретение позволяет повысить эффективность работы сооружения, снизить материальные затраты на его строительство, а также способствует восстановлению водоохранных зеленых зон вдоль русел. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Откосное крепление из фашин биопозитивной конструкции, отличающееся тем, что крепление выполнено из послойно уложенных рядов легких и тяжелых фашин, причем в основание сплошными рядами вдоль линии откоса уложены легкие фашины, сверху которых натянуты металлические проволоки с образованием крупноячеистой сетки, а сверху сетки и легких фашин нормально к их рядам по линии уклона откоса расположены плотными рядами тяжелые фашины, при этом поверху слоя тяжелых фашин устроена вторая крупноячеистая арматурная сетка, которая прикреплена к металлическим проволокам в основании.

2. Откосное крепление по п.1, отличающееся тем, что легкие фашины изготовлены из сухого созревшего камыша диаметром 0,15-0,2 м и длиной 1,7-2,5 м, а тяжелые фашины изготовлены диаметром 0,3-0,7 м и длиной 2-2,5 м из грунтового заполнителя и гибких оболочек, при этом заполнитель выполнен из мешков, заполненных плодородным грунтом с добавлением семян многолетних трав и кустарников с развитой корневой системой, а оболочка тяжелых фашин - из плотных слоев сухого камыша и гибкой габионной сетки, обтянутой вокруг слоев камыша, причем крупноячеистые сетки в основании и наверху связаны между собой и прикреплены к анкерам, которые устроены в откосе выше крепления и на расстоянии друг от друга.