ГАБИОННЫЙ ТЮФЯК БИОПОЗИТИВНОЙ КОНСТРУКЦИИ
GABION MAT OF BIOPOSITIVE CONSTRUCTION

Изобретение относится к гидротехническому и мелиоративному строительству, а именно к природоохранным берегоукрепительным конструкциям в регулируемых руслах рек и защитно-регуляционных сооружений.
Относительно близким техническим решением являются габионы, состоящие из сетчатой оболочки и каменного заполнителя, укладываемые вдоль берегов на откос [1]. Основными недостатками данного технического решения являются:
- низкая эффективность работы и биопозитивность конструкции;
- невозможность их укладки вручную без применения строительной техники;
- небольшой срок их службы.
Цель изобретения - повышение эффективности работы габионного тюфяка и биопозитивности его конструкции.
Указанная цель достигается тем, что в габионом тюфяке, состоящем из металлической сетки и каменного заполнителя, в основании натянуты металлические проволоки с образованием крупноячеистой сетки, сверху которой разложен и прикреплен геотекстиль, на котором в шахматном порядке уложены мешки, заполненные плодородным растительным грунтом с добавлением семян многолетних трав и кустарников. Причем мешки крепко связаны между собой и с металлическими проволоками основания с помощью прочных веревок, а пространство между мешками до их верха заполнено местным грунтом, который вместе с мешками образует нижний слой тюфяка, сверху этого слоя устроен сплошной верхний его слой из камня, поверху которого обтянута габионная сетка, прикрепленной к металлическим проволокам основании. При этом крупноячеистая сетка выполнена из оцинкованной металлической проволоки диаметром 3-4 мм и прикреплена к бетонным анкерам, устроенным в откосе выше крепления, на расстоянии ширины тюфяка друг от друга.
На фиг.1 показано поперечное сечение берегозащитного сооружения с креплением из габионных тюфяков; на фиг.2 - то же, в плане; на фиг.3 - узлы соединения мешков (с растительным грунтом) между собой и с металлическими проволоками основания.
Габионный тюфяк биопозитивной конструкции состоит из песчаной подготовки 1, крупноячеистой сетки из металлических проволок 2, геотекстиля 3, прикрепленного сверху к металлическим проволокам 2 сетки, мешков 4, заполненных плодородным растительным грунтом с добавлением семян многолетних трав и кустарников, местного грунта 5, уложенного в пространство между мешками 4 до их верха. Мешки 4 с растительным грунтом крепко связаны между собой и металлическими проволоками 2 основания с помощью веревок 6. Сверху нижнего слоя из мешков 4 и местного грунта 5 устроен сплошной верхний слой из камня 7, поверху которого обтянута габионная сетка 8, прикрепленной к металлическим проволокам 2 крупноячеистой сетки в основании. При этом сама крупноячеистая сетка из металлических проволок 2 выполнена с ячейками размерами 1×1 м и прикреплена к бетонным анкерам 9.
Габионный тюфяк биопозитивной конструкции строится следующим образом.
Отсыпается дамба или береговой откос. Планируются откосы и гребень дамбы. В откосе чуть выше верха крепления на расстоянии ширины тюфяка друг от друга устраиваются бетонные анкеры 9. От подошвы крепления до его верхней линии на откосе отсыпается песчаная подготовка 1 толщиной 15 см. Монтируется крупноячеистая сетка из металлических проволок 2 и прикрепляется к бетонным анкерам 9. Сверху этой сетки раскладывается геотекстиль 3 и прикрепляется к металлическим проволокам 2. Далее, на геотекстиль 3 в шахматном порядке укладываются заранее заготовленные мешки 4, заполненные плодородным растительным грунтом с добавлением семян многолетних трав и кустарников. Причем мешки 4 между собой соединяются крепкими веревками 6 и прикрепляются к металлическим проволокам 2 основания. А пространство между мешками 4 до их верха заполняется местным грунтом 5, который вместе с мешками 4 образуют нижний слой тюфяка. Сверху нижнего слоя из мешков 4 и местного грунта 5 укладывается сплошной верхний его слой из камня 7, поверху которого обтягивают габионную сетку 8 и прикрепляют ее к металлическим проволокам 2 крупноячеистой сетки основания. После чего по такой же технологии строятся второй, третий и т.д. тюфяки вдоль откоса дамбы или берега. И по длине откоса могут быть два и более рядов тюфяков в зависимости от высоты дамбы и гидрологических условий реки, водоема и т.п..
Крепление из габионных тюфяков биопозитивной конструкции работает следующим образом.
В период паводков при гидродинамическом воздействии потока нагрузки рассредоточиваются и частично гасятся из-за гибкости крепления из габионных тюфяков. Часть струи прибрежного потока воды проходит через крепление в тело дамбы и обратно из дамбы в реку, без возникновения фильтрационных деформаций в теле сооружения и под креплением. Наличие песчаной подготовки и геотекстиль 3 в основании тюфяка предотвращает возможный контактный размыв подстилающих грунтов под креплением. Габионный тюфяк работает и как защитное крепление, и как дренаж и фильтр. При размыве русла ниже низа крепления нижний ряд тюфяков будет опускаться в воронку размыва (под действием силы тяжести) и может принять вертикальное положение. И в этом случае сползание крепления не будет происходить, только сильнее будут натянуты крепежные проволоки анкеров 9 и поперечные металлические проволоки 2 крупноячеистой сетки основания. При этом габионные тюфяки сохраняют свою форму, тесно связанные между собой и с металлическими проволоками 2; мешки 4 с растительным грунтом, а также габионная сетка, прикрепленная к металлическим проволокам 2, удерживают весь заполнитель на своем месте. В то же время в плодородном грунте и во влажной среде происходит быстрое зарастание семян растений и развитие их корневой системы. Вместе с тем и местный грунт между мешками 4 также частично будет зарастать. Со временем через габионные тюфяки будут расти не только трава, но и кустарники, и все крепление полностью зарастет. По мере зарастания и развития корневой системы в теле тюфяков прочность и устойчивость крепления будет возрастать. В результате эффективность работы крепления повысится, а само крепление будет сливаться с естественным ландшафтом прибрежной зоны и превратится в биопозитивное сооружение, при котором создаются благоприятные условия для нереста рыб вдоль прибрежного крепления, где густые заросли создают застойные зоны воды. Как правило, в прибрежных зеленых и застойных зонах воды происходит метание икр и размножение рыб, малки рыб питаются личинками насекомых, находящихся в зеленых листьях вдоль уреза воды.
Крепление из габионных тюфяков не препятствует круговороту веществ и энергии, воспринимается природой как родственный ей элемент, помогает развитию природы. Самое главное, включается в экосистему реки и помогает развитию саморегулирующего природного механизма по самоочистке воды.
Прибрежное крепление из габионных тюфяков одновременно обеспечивает и инженерную защиту, и восстановление природной среды. Оно относится к эффективным биопозитивным конструкциям и может быть использовано на равнинных и предгорных участках рек.
Источники информации
1. Алтунин С.Т. Регулирование русел. - М.: Сельхозиздат. 1956 г., с.62-64.