Откосное крепление комбинированной конструкции для защиты прибрежных зон от размыва Российский патент 2024 года по МПК E02B3/12 

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству и может быть использовано в качестве берегозащитного крепления на размываемых участках малых рек в равнинных зонах.

Известно откосное крепление биопозитивной конструкции, которое состоит из тюфяков, гибко соединенных между собой, металлических проволок, растянутых в основании с образованием крупноячеистой сетки, геосетки с карманами, расположенными параллельными рядами и заполненными плодородным растительным грунтом, местного (каменного) грунта, уложенного между рядами карманов, легких фашин из сухого камыша, уложенных плотными рядами по всей площади тюфяков, и бетонных анкеров, устроенных в откосе выше крепления [Патент RU №2456404]. Основными недостатками такого крепления являются потребность большого количества каменного и песчано-гравелистого материала, сложность конструкции и использование для изготовления легких фашин из камыша, который имеет ограниченный срок службы и не везде его можно найти.

Относительно близким техническим решением является габионный тюфяк биопозитивной конструкции (используемый как откосное крепление), который состоит из песчаной подготовки, крупноячеистой сетки из металлических проволок, геотекстиля, мешков, заполненных плодородным растительным грунтом с добавлением семян многолетних трав и кустарников, местного грунта, уложенного в пространство между мешками до их верха; сверху нижнего слоя из мешков и местного грунта устроен сплошной верхний слой из камня, поверху которого обтянута габионная сетка, прикрепленной к металлическим проволокам крупноячеистой сетки в основании [Патент RU №2369685].

Основными недостатками данного технического решения являются потребность большого количества каменного материала и высокая трудоемкость изготовления, а также при возможном размыве русла у подошвы откоса высока вероятность разрушения всего крепления.

Из анализа известных технических решений выявлено, что технической проблемой в данной области является необходимость расширения арсенала сооружений, используемых для защиты прибрежных зон от размыва.

Технический результат предлагаемого технического решения - снижение трудоемкости изготовления откосных креплений при повышении эффективности работы крепления.

Для решения технической проблемы и достижения указанного технического результата в откосном креплении комбинированной конструкции для защиты прибрежных зон от размыва, содержащее в основании крупноячеистую металлическую сетку, на которой уложены в шахматном порядке и прочно соединены между собой мешки, заполненные плодородным растительным грунтом, в пространство между мешками до верха уложен местный грунт, а сверху устроен сплошной слой из гибких тюфяков, гибкие тюфяки выполнены из перфорированных дренажных труб цилиндрической формы, обмотанных вокруг геоматами и геосеткой, при этом гибкие тюфяки уложены плотными рядами, начиная с подошвы откоса и связаны между собой с помощью металлической проволоки, сверху гибких тюфяков по всей площади натянута габионная оцинкованная сетка, прикрепленная к крупноячеистой сетки основания, при этом у подошвы откосного крепления вдоль русловой части устроены гибкие плиты в виде фартука, которые выполнены из объемных георешеток, ячейки которых заполнены гравием и галькой и обернуты вокруг габионной сеткой.

Изобретение проиллюстрировано на чертежах.

На фиг. 1 изображено поперечное сечение откосного крепления;

на фиг. 2 - план участка крепления;

на фиг. 3 - гибкий цилиндрический тюфяк;

на фиг. 4 показан геомат;

на фиг. 5 - объемная георешетка.

Откосное крепление состоит из металлической крупноячеистой сетки 1, укладываемой в основании откоса, геотекстиля 2, мешков 3, заполненных растительным грунтом и соединенных между собой веревками 4, местного песчано-гравелистого грунта 5, уложенного между мешками до их верха, гибких тюфяков 6, выполненных из перфорированных труб 7, геомат 8 и геосетки 9, завернутых слоями вокруг трубы 7. Гибкие тюфяки 6 уложены плотными рядами поверху мешков 3 и песчано-гравелистого грунта 5, а сверху тюфяков 6 обтянута габионная сетка 10 и прикреплена к крупноячеистой сетке 1 основания откоса. У подошвы откоса и вдоль русла реки устроены гибкие плиты в виде фартука 11, состоящего из объемных георешеток 12, заполненных гравием и галькой и обернутых вокруг в габионную сетку 13.

Откосное крепление комбинированно конструкции для защиты прибрежных зон от размыва реализуется следующим образом. Строительство ведется по участкам защищаемой прибрежной зоны. Сначала отсыпается прибрежную дамбу или береговой откос на первом участке. Планируются откосы до верха крепления, и отсыпается песчаная подготовка под все крепление. Сверху песчаной подготовки по всей площади монтируется крупноячеистая сетка 1 из металлических стержней. Сверху этой сетки раскладывается геотекстиль 2 и прикрепляется к металлическим стержням сетки 1. Далее на геотекстиль 2 в шахматном порядке укладываются заранее заготовленные мешки 3, заполненные плодородным растительным грунтом. Причем мешки 3 между собой соединяются веревками 4 и прикрепляются к металлическим стержням крупноячеистой сетки 1 основания. А пространство между мешками 3 до их верха заполняется местным песчано-гравелистым грунтом 5, который вместе с мешками 3 образуют нижний слой крепления. Сверху нижнего слоя из мешков 3 и местного грунта 5 по всей площади укладывается сплошной верхний слой из гибких тюфяков 6, выполненых цилиндрической формы из перфорированных дренажных труб 7, обмотанных вокруг геоматами 8 и геосеткой 9. Гибкие тюфяки 6 изготавливаются поштучно, для этого вначале нарезаются в необходимом количестве дренажные трубы 7, геоматы 8 и геосетки 9. Затем по порядку вокруг каждой штучки дренажной трубы 7 плотно обматывается геомат 8 в 2-3 слоя и закрепляется с приданием цилиндрической формы, полученной штучке тюфяка 1. Далее вокруг полученной штучке тюфяка 6 заворачивают геосетку 9 и закрепляют концы с помощью металлической проволоки так, чтобы цилиндрическая форма тюфяка 6 сохранилась. В таком порядке, изготавливают необходимое количество гибких тюфяков 6. Укладывают гибкие тюфяки 6 плотными рядами по всей площади крепления, начиная с подошвы откоса, связанными между собой с помощью металлической проволоки, а сверху гибких тюфяков обтягивают габионную оцинкованную сетку 10 и прикрепляют ее к металлическим стержням крупноячеистой сетки 1 основания. После чего у подошвы откоса вдоль русла реки монтируют гибкие плиты фартука 11. Для этого вначале раскладывают габионную сетку 13, сверху которой укладывают (заранее нарезанные по размерам) объемные георешетки 12 и заполняют их гравием и галькой. Затем вокруг георешеток, заполненных гравием и галкой обтягивают габионную сетку 13 с соединением донных и верхних слоев сетки и прикреплением к металлическим стержням крупноячеистой сетки 1 основания.

Таким образом, строят откосные крепления комбинированной конструкции и на остальных запланированных участках прибрежной защищаемой зоны.

Откосное крепление комбинированно конструкции для защиты прибрежных зон от размыва работает следующим образом.

В период паводков при гидродинамическом воздействии потока нагрузки рассредоточиваются и частично гасятся из-за гибкости и водопроницаемости всего крепления из металлической сетки, геотекстиля, мешков с растительным грунтом, песчано-гравелистых грунтов и гибких тюфяков. Часть струи прибрежного потока воды проходит через крепление в тело откоса и обратно из откоса в реку, без возникновения фильтрационных деформаций в теле сооружения и под креплением. Наличие песчаной подготовки и геотекстиля в основании крепления предотвращает возможный контактный размыв подстилающих грунтов под креплением. Откосное крепление работает и как защитное крепление, и как фильтр. Наличие фартука у подошвы откосного крепления из гибких плит предотвращает возможный подмыв откоса со стороны русла реки. При размыве русла реки ниже основания фартука 11, его гибкие плиты под действием силы тяжести будут опускаться в воронку размыва. Для надежной защиты откосного крепления размеры гибких плит, устроенных как фартук 11 вдоль русла реки, принимают в зависимости от возможной максимальной глубины размыва русла у подошвы сооружения. Длина фартука 11 в сторону русла реки L должна быть, L>1,5h_p, где h_p - максимальная глубина возможного размыва русла реки ниже основания фартука 11.

При возведении откосного крепления используется геомат достаточно стойкий и прочный искусственный материал, который эффективно работает в условиях водной среды и является высоко дренирующим материалом. Кроме того, он долгое время удерживает воду, тем самым создает благоприятные условия для прорастания растений из растительного и местного грунта подстилающего слоя крепления. Со временем через откосное крепление будут расти не только трава, но и кустарники, и все крепление полностью зарастет. По мере зарастания и развития корневой системы в основании прочность и устойчивость крепления будет возрастать. Откос полностью зарастет травой и кустарниками и через несколько лет оно превратится в сплошную дерновку, проросшую ветвями растений вверх и корнями вниз и вширь.

Откосное крепление предлагаемой конструкции не создает помех и будет помогать развитию природы и включаться в экосистему территории. В результате эффективность работы крепления повысится, а само крепление будет сливаться с естественным ландшафтом прибрежной зоны.

Откосное крепление комбинированной конструкции может быть эффективно использовано на равнинных участках малых рек для защиты прибрежных зон от размыва паводковыми потоками. Особенно эффективно может быть оно использовано на труднодоступных участках малых рек.

По сравнению с прототипом предложенное техническое решение обеспечит снижение трудоемкости изготовления откосных креплений при повышении эффективности работы крепления.

Откосное крепление комбинированной конструкции для защиты прибрежных зон от размыва относится к гидротехническому и природоохранному строительству. В устройстве, содержащем в основании крупноячеистую металлическую сетку 1, сверху которой уложен геотекстиль 2, прикрепленный к металлическим стержням сетки 1, на который уложены в шахматном порядке и прочно соединены между собой мешки 3, заполненные плодородным растительным грунтом, в пространство между мешками 3 до верха уложен местный грунт 5, а сверху устроен сплошной слой из гибких тюфяков 6, гибкие тюфяки 6 выполнены из перфорированных дренажных труб 7 цилиндрической формы, обмотанных вокруг геоматами и геосеткой, при этом гибкие тюфяки 6 уложены плотными рядами, начиная с подошвы откоса, и связаны между собой с помощью металлической проволоки, сверху гибких тюфяков 6 по всей площади натянута габионная оцинкованная сетка 10, прикрепленная к крупноячеистой сетке 1 основания, при этом у подошвы откосного крепления вдоль русловой части устроены гибкие плиты в виде фартука 11, которые выполнены из объемных георешеток 12, ячейки которых заполнены гравием и галькой и обернуты вокруг габионной сеткой 13, прикрепленной к металлическим стержням крупноячеистой сетки 1 основания. Техническое решение обеспечит снижение трудоемкости изготовления откосных креплений при повышении эффективности работы крепления. 5 ил.

Откосное крепление комбинированной конструкции для защиты прибрежных зон от размыва, содержащее в основании крупноячеистую металлическую сетку, сверху которой уложен геотекстиль, прикрепленный к металлическим стержням сетки, на который уложены в шахматном порядке и прочно соединены между собой мешки, заполненные плодородным растительным грунтом, в пространство между мешками до верха уложен местный грунт, а сверху устроен сплошной слой из гибких тюфяков, отличающееся тем, что гибкие тюфяки выполнены из перфорированных дренажных труб цилиндрической формы, обмотанных вокруг геоматами и геосеткой, при этом гибкие тюфяки уложены плотными рядами, начиная с подошвы откоса, и связаны между собой с помощью металлической проволоки, сверху гибких тюфяков по всей площади натянута габионная оцинкованная сетка, прикрепленная к крупноячеистой сетке основания, при этом у подошвы откосного крепления вдоль русловой части устроены гибкие плиты в виде фартука, которые выполнены из объемных георешеток, ячейки которых заполнены гравием и галькой и обернуты вокруг габионной сеткой, прикрепленной к металлическим стержням крупноячеистой сетки основания.