СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ ФАШИН БИОПОЗИТИВНОЙ КОНСТРУКЦИИ
MANUFACTURING METHOD OF HEAVY FASCINES OF BIOPOSITIVE CONSTRUCTION

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве природоохранных, берегоукрепительных сооружений в размываемых руслах рек и каналов.
Известен способ возведения габионного крепления [1], включающий укладку вдоль берегов русла на основание заполненных камнем габионов призматической формы. Перед укладкой габионов на основание пористое пространство между камнями заполняют плодородным грунтом с высевом семян влаголюбивых растений с развитой корневой системой. После чего выдерживают их в водяной или влажной среде до полного прорастания и армирования корневой системой, при этом сам габион выполняют с наклонным призматическим каркасом, содержащим в центре шарнир, который соединяет растяжки с шарнирами в вершинах габиона. Габионы укладывают слоями со сдвигом поперечных швов в поперечном сечении русла, а между слоями выполняют швы плодородного грунта. Основными недостатками данного технического решения являются:
- сложность конструкции и способа возведения;
- потребность большого количества каменного материала;
- растительный грунт между габионами и их камнями, а также в основании будет размываться при гидродинамическом воздействии паводкового потока, потребуются дополнительные затраты на дренажные и противофильтрационные мероприятия.
Относительно близким техническим решением является способ возведения откосного крепления из тяжелых фашин [2], состоящих из грунтового крупнозернистого заполнителя и хворостяной оболочки; выполнены фашины цилиндрической формы диаметром 0,6-1,0 м, 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.
Указанная цель достигается тем, что в способе возведения тяжелых фашин биопозитивной конструкции, включающий выполнение хворостяной оболочки, внутри которой устроен грунтовой заполнитель. Перед изготовлением фашин вначале выполняют сетчатую оболочку с легкими фашинами, прикрепленными плотными рядами к сетке, затем эту сетчатую и фашинную оболочку раскладывают по сегментному лотку эстакады так, чтобы средняя линия оболочки проходила по оси лотка. В лоток сверху фашинного слоя укладывают соединенные между собой мешочки с плодородным грунтом, после чего свободные концы сетчатой оболочки натягивают вокруг и соединяют сверху них, в качестве сетчатой оболочки используют мягкую габионную сетку, а с двух концов фашины в местах перевязки предусматривают ручки-петли для укладки и монтажа фашин на откосе. При этом заранее заготавливают мешочки из геосетки, заполненные плодородным растительным грунтом с добавлением семян многолетних трав и кустарников, и легкие фашины диаметром 10-15 см - из сухого камыша по длине тяжелой фашины 200-250 см. Эстакаду с сегментным лотком изготавливают из деревянных решетчатых конструкций, устроенных на лыжах с возможностью перемещения в обе стороны, при этом по размерам тяжелой фашины выполняют сегментный лоток и располагают на эстакаде с гибкой системой поворота лотка в одну и другую сторону, с углом поворота до 180°, сегментный лоток с двух концов оборудуют ручными рычагами для опрокидывания и сброса изготовленной тяжелой фашины.
На фиг.1 показан фронтальный вид деревянной эстакады с сегментным потоком с тяжелой фашиной в стадии ее изготовления; на фиг.2 - тоже самое в плане; на фиг.3 - поперечное сечение сегментного лотка на эстакаде с изготовленной тяжелой фашиной внутри и с механизмом опрокидывания лотка с фашиной, там же приведена схема укладки изготовленных тяжелых фашин на береговой откос; на фиг.4 показана легкая фашина из сухого камыша; на фиг.5 - конструкция изготовленной тяжелой фашины в аксанометрии с разрезом; на фиг.6 - узел соединения мешочков с растительным плодородным грунтом.
Тяжелую фашину биопозитивной конструкции изготавливают на специальной установке, состоящей из деревянного решетчатого каркаса 1, устроенного на лыжах 2, а сверху каркаса 1 установлен сегментный лоток 3, оборудованный поворотным механизмом 4 и рычагами 5 для опрокидывания лотка. Сама тяжелая фашина состоит из мешочков 6, заполненных плодородным растительным грунтом и расположенных внутри оболочки из габионной сетки 7 и легких фашин 8, прикрепленных с внутренней строны сетки 7. Мешочки 6 внутри оболочки легких фашин 8 уложены в один плотный ряд в длину и связаны между собой узлами 9. Тяжелая фашина в нескольких местах перевязана оцинкованной проволокой, и в местах перевязки передусмотрены ручки-петли 10. В необходимых случаях на откосе выше крепления на определенном расстоянии друг от друга устраивают бетонные анкера 11, куда прикрепляются ряды уложенных тяжелых фашин.
Способ изготовления тяжелых фашин биопозитивной конструкции осуществляется и работает следующим образом.
По предлагаемому способу заранее заготавливаются мешочки 6 из геосетки, заполненные плодородным растительным грунтом с добавлением семян многолетних трав и кустарников и легкие фашины 8 из сухого камыша по длине тяжелой фашины; и по ее размерам отрезают и заготавливают габионные сетки-оболочки 7. Далее изготавливают деревянный решетчатый каракас 1, устроенный на лыжах 2, а сверху каркаса 1 монтируют сегментный лоток 3, оборудованный поворотным механизмом 4 и рычагами 5 для опрокидывания лотка 3. Сетку 7 укладывают и растягивают симметрично в длину внутри сегментного лотка 3, сверху сетки 7 с прикреплением к ней по сегменту плотными рядами укладывают легкие фашины 8 из сухого камыша. Затем сверху слоя легких фашин укладывают в длину в один плотный ряд мешочки 6 с плодородным растительным грунтом, соседние мешочки 6 между собой связывают плотными узлами 9 из веревки в двух местах. После чего вокруг мешочков 6 с двух сторон натягивают свободные концы металлической сетки 7 вместе с оболочкой из легких фашин 8 и плотно связывают между собой эти концы. Полученную цилиндрическую фашину (длиной 2-2,5 м) дополнительно перевязывают в нескольких (2-3) местах оцинкованной проволокой (⌀ 2-3 мм) и в местах перевязки с двух сторон фашины изготавливают ручки-петли 10. Затем с помощью поворотного механизма 4 опрокидывают (до 90 град) сегментный лоток 3 с тяжелой фашиной в сторону берегового откоса, при этом тяжелая фашина падает на край гребня берегового откоса (или дамбы). Далее с помощью ручек-петель 10 тяжелую фашину перекатывают по откосу к месту ее укладки. По такой же технологии изготавливаются все необходимое количество тяжелых фашин. Сегментный лоток 3 при опрокидывании приподнимается и поворачивается на 90°, при этом для удержания лотка 3 на самой верхней точке в поворотном механизме 4 предусмотрен страховочный трос с фиксированной длиной. Страховочный трос в поворотном механизме 4 гибко соединен с опорой лотка 3 и имеет свободу перемещения, которая позволяет поворачивать лоток 3 то в одну, то в другую сторону.
Тяжелые фашины могут быть изготовлены рядом с местом их укладки, а также вдалеке от места укладки. В случае их изготовления далеко от места их монтажа загрузка на автотранспорт, выгрузка и укладка на откосе может быть осуществлена с помощью автокрана, погрузчика, других строительных механизмов, приспособленных для этого. В необходимых случаях все эти операции могут быть выполнены и вручную. В этом случае вес одной фашины не должен превышать 75-80 кг, чтобы два человека свободно могли поднять и уложить ее. Уложенные на откосе тяжелые фашины соединяют между собой с помощью оцинкованной проволоки через их ручки-петли 10. В необходимых случаях смонтированные тяжелые фашины на откосе прикрепляют к анкерам, построенным на откосе выше крепления.
Откосное крепление, состоящее из тяжелых фашин предлагаемой биопозитивной конструкции, работает следующем образом.
Основные гидродинамические нагрузки паводкового потока воспринимают сетчатые оболочки 7 фашин и узлы их соединения из оцинкованной проволоки 10. При этом часть нагрузки потока рассредоточивается и частично гасится из-за гибкости и мягкой волнообразной формы откосного крепления. Часть струи прибрежного потока воды проходит через крепление в откос берега (или тела дамбы) и обратно из откоса в реку без возникновения опасных фильтрационных деформаций в откосе и под креплением из-за использования сухого камыша в фашинной оболочке. Фашинное крепление работает и как защитное покрытие, и как дренаж и фильтр. При размыве русла ниже низа крепления нижние ряды фашин будут опускаться в образовавшую яму размыва и произойдет натяжение узлов соединения 9 и анкерных проволок 11. В случае максимально возможного размыва русла до половины рядов фашины могут принять вертикальное положение, и при этом сползание крепления не будет происходить, только сильнее будут натянуты соединительные проволоки в узлах 10 и 11. И в вертикальном висячем положении тяжелые фашины не теряют свою форму из-за сетчатой (габионной) оболочки и крепежных проволок. Кроме того, фашины с камышовой оболочкой в воде создают дополнительную силу подъема, которая уменьшает нагрузки на крепежные и анкерные проволоки. В то же время в плодородном грунте и во влажной среде происходит быстрое зарастание семян трав и кустарников и развитие их корневой системы. Через короткое время побеги растений пройдут через сетчатые и камышовые оболочки фашин наверх и покроют всю поверхность крепления, а корни растений пройдут вглубь в откос и ширь, армируя (дополнительно) все крепление вместе с подстилающими грунтами откоса. Через такое крепление будет расти не только трава, но и кустарники. И с каждым годом по мере зарастания и развития корневой системы трав и кустарников в теле крепления и откоса берега (или дамбы) устойчивость против сползания и прочность крепления будут повышаться. В результате фашинное крепление еще сильнее будет укрепляться, и сливаться с естественным ландшафтом прибрежной зоны. При этом одновременно создаются и благоприятные условия для миграции и нереста рыб, благодаря густым зарослям и застойным зонам вдоль прибрежного крепления. Как известно, рыбы размножаются в прибрежных застойных зонах воды, и мальки рыб питаются личинками насекомых, находящихся в зеленых растениях вдоль уреза воды. Кроме того, зеленые заросли вдоль уреза воды способствуют биологической очистке воды.
Таким образом, береговое крепление из тяжелых фашин, изготовленных по предлагаемому способу, превращается в откосное биопозитивное сооружение, которое не препятствует круговороту веществ и энергии, помогает развитию природы и включается в экосистему реки, воспринимается природой как родственный ей элемент.
Тяжелая фашина биопозитивной конструкции предназначена для крепления прибрежных откосов берегов и дамб и восстановления водоохранных зеленых полос вдоль предгорных и равнинных участков рек с уклонами i<0,01, где средние скорости потоков достигают до 3-4 м/с. Крепление из таких фашин наиболее полно отвечает современным требованиям природоохранного законодательства и закона о безопасности гидротехнических сооружений.
Источник информации
1. Патент №2200790 РФ, МКИ Е02В 3/12, Е02D 17/20. Способ возведения габионного крепления./ Ламердонов З.Г., Курбанов С.О., Дышеков А.Х. М., 2003.
2. Алтунин С.Т. Регулирование русел. - М.: «Сельхозиздат», 1962, 352 с.