RU2369685C1 - Gabion mat of biopositive construction - Google Patents

Abstract

FIELD: construction industry.

SUBSTANCE: invention refers to hydraulic and meliorative construction of environment-oriented shore protection constructions in controlled river beds and protection regulating structures. Gabion mat of biopositive construction consists of meshed metal cover and rock filler. Metal wires are strained at the bottom thus forming large-meshed net. Above the net there located and attached is geotextile whereon bags filled with fertile vegetable soil and seeds of perennial grasses and bushes are laid in a staggered order. Bags are tightly connected to each other and to metal wires of the bottom by means of strong rope. The space between bags is filled with loose earth up to their top, which together with the bags comprises the lower layer of the mat. Above the lower layer there arranged is continuous upper layer made from rock and covered from above with gabion net attached to metal wires of large-meshed net of the bottom. The bottom of large-meshed net is made from galvanised wire with diametre of 3-4 mm and attached to anchors arranged in the slope above the attachment at the distance of the mat width from each other.

EFFECT: invention allows improving efficiency of shore protection structures in flat and submountain beds of rivers and channels, and contributes to rehabilitation of green coastal areas.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к гидротехническому и мелиоративному строительству, а именно к природоохранным берегоукрепительным конструкциям в регулируемых руслах рек и защитно-регуляционных сооружений.The invention relates to hydraulic engineering and land reclamation construction, and in particular to environmental shore protection structures in regulated riverbeds and protective and regulatory structures.

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:A relatively close technical solution is gabions, consisting of a mesh shell and stone aggregate, laid along the banks on a slope [1]. The main disadvantages of this technical solution are:

- низкая эффективность работы и биопозитивность конструкции;- low work efficiency and biopositiveness of the structure;

- невозможность их укладки вручную без применения строительной техники;- the impossibility of laying them manually without the use of construction equipment;

- небольшой срок их службы.- short term of their service.

Цель изобретения - повышение эффективности работы габионного тюфяка и биопозитивности его конструкции.The purpose of the invention is to increase the efficiency of the gabion mattress and the biopositivity of its design.

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.This goal is achieved by the fact that in the gabion mattress, consisting of a metal mesh and stone aggregate, metal wires are stretched at the base with the formation of a coarse mesh, on top of which a geotextile is laid out and attached, on which bags filled with fertile plant soil with the addition of seeds are staggered perennial grasses and shrubs. Moreover, the bags are tightly connected with each other and with the metal wires of the base using strong ropes, and the space between the bags to their top is filled with local soil, which together with the bags forms the lower layer of the mattress, on top of this layer there is a continuous upper layer of stone, over which is covered gabion mesh attached to a metal wire base. In this case, the coarse mesh is made of galvanized metal wire with a diameter of 3-4 mm and is attached to concrete anchors arranged in the slope above the fastening, at a distance from the width of the mattress from each other.

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.Figure 1 shows a cross section of a shore protection structure with a mount of gabion mattresses; figure 2 is the same in plan; figure 3 - nodes connecting bags (with vegetable soil) between themselves and with metal wires of the base.

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.Gabion mattress biopositive mattress consists of sand preparation 1, coarse mesh wire made of metal wires 2, geotextile 3 attached on top of metal wire 2 mesh bags 4 filled with fertile plant soil with the addition of seeds of perennial grasses and shrubs, local soil 5 laid in space between bags 4 to their top. Bags 4 with vegetable soil are tightly connected between each other and metal wires 2 of the base with ropes 6. On top of the lower layer of bags 4 and local soil 5, a continuous top layer of stone 7 is arranged, over which a gabion net 8 is attached, attached to coarse-mesh metal wires 2 mesh at the base. Moreover, the coarse mesh of metal wires 2 is made with cells 1 × 1 m in size and attached to concrete anchors 9.

Габионный тюфяк биопозитивной конструкции строится следующим образом.Gabion mattress biopositive design is constructed as follows.

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..A dam or a coastal slope is dumped. Slopes and dam crest are planned. Concrete anchors 9 are arranged in the slope slightly above the fastening top at a distance of the width of the mattress from each other. Sand preparation 1 of 15 cm thickness is poured from the sole of the fastening to its upper line. A coarse wire mesh of metal wires 2 is mounted and attached to the concrete anchors 9. Top of this mesh, geotextile 3 is laid out and attached to metal wires 2. Next, on the geotextile 3, pre-prepared bags 4 are filled in a checkerboard pattern, filled with fertile plant soil with added I eat the seeds of perennial grasses and shrubs. Moreover, the bags 4 are interconnected by strong ropes 6 and attached to the metal wires 2 of the base. And the space between the bags 4 to their top is filled with local soil 5, which together with the bags 4 form the bottom layer of the mattress. On top of the bottom layer of bags 4 and local soil 5, a continuous top layer of stone 7 is laid on top of which a gabion net 8 is tightened and attached to metal wires 2 of the coarse mesh base. Then, the second, third, etc. are built using the same technology. mattresses along the side of a dam or shore. And along the length of the slope there can be two or more rows of mattresses, depending on the height of the dam and the hydrological conditions of the river, reservoir, etc.

Крепление из габионных тюфяков биопозитивной конструкции работает следующим образом.Mounting of gabion mattresses biopositive design works as follows.

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.During floods with hydrodynamic effects of the flow, the loads are dispersed and partially extinguished due to the flexibility of fastening from gabion mattresses. Part of the stream of the coastal water stream passes through the fastening into the body of the dam and back from the dam to the river, without filtering deformation in the body of the structure and under the fastening. The presence of sand preparation and geotextile 3 at the base of the mattress prevents possible contact erosion of the underlying soil under the fastening. Gabion mattress works both as a protective mount, and as a drainage and filter. When the channel is eroded below the bottom of the mount, the bottom row of mattresses will fall into the erosion funnel (under the influence of gravity) and can take a vertical position. And in this case, the sliding of the fastener will not occur, only the fastening wires of the anchors 9 and the transverse metal wires 2 of the coarse mesh of the base will be tightened more. At the same time, gabion mattresses retain their shape, closely connected with each other and with metal wires 2; bags of 4 with vegetable soil, as well as a gabion net attached to metal wires 2, hold the entire aggregate in place. At the same time, in the fertile soil and in a moist environment, the seeds of plants are rapidly overgrown and their root system develops. However, the local soil between the bags 4 will also partially overgrow. Over time, not only grass, but also shrubs will grow through the gabion mattresses, and the entire mount will completely overgrow. As the root system grows and develops in the body of the mattresses, the strength and stability of the fastening will increase. As a result, the efficiency of the fastening will increase, and the fastening itself will merge with the natural landscape of the coastal zone and turn into a biopositive structure, which creates favorable conditions for spawning of fish along the coastal fastening, where dense thickets create stagnant zones of water. As a rule, in coastal green and stagnant zones of water, spawning and breeding of fish occur, and small fish feed on insect larvae located in green leaves along the edge of the water.

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.Mounting from gabion mattresses does not interfere with the cycle of substances and energy, it is perceived by nature as a related element, and helps the development of nature. Most importantly, it is included in the ecosystem of the river and helps the development of a self-regulating natural mechanism for water self-purification.

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.The coastal mount of gabion mattresses simultaneously provides both engineering protection and restoration of the natural environment. It refers to effective biopositive structures and can be used on lowland and foothill sections of rivers.

Источники информацииInformation sources

1. Алтунин С.Т. Регулирование русел. - М.: Сельхозиздат. 1956 г., с.62-64.1. Altunin S.T. Regulation of channels. - M.: Selkhozizdat. 1956, p. 62-64.

Claims (2)

1. Габионный тюфяк биопозитивной конструкции, состоящий из сетчатой металлической оболочки и каменного заполнителя, отличающийся тем, что 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 прочной веревки, а пространство между мешками до их верха заполнено местным грунтом, который вместе с мешками образует нижний слой тюфяка, сверху которого устроен сплошной верхний слой из камня, обтянутый поверху габионной сеткой, прикрепленной к металлическим проволокам крупноячеистой сетки основания.1. Gabion mattress mattress of biopositive design, consisting of a mesh metal sheath and stone aggregate, characterized in that the metal wires are stretched to form a coarse mesh, on top of which a geotextile is laid out and attached, on which are staggered bags filled with fertile plant soil with the addition of seeds of perennial grasses and shrubs, and the bags are tightly connected to each other and to the metal wires of the base with a strong rope, and the space is I wait for the bags to the top, filled with local soil, which together with the bags forms the bottom layer of the mattress, on top of which there is a continuous top layer of stone, covered on top with a gabion mesh attached to the metal wires of the coarse mesh of the base. 2. Габионный тюфяк по п.1, отличающийся тем, что крупноячеистая сетка в основании выполнена из оцинкованной проволоки диаметром 3-4 мм и прикреплена к анкерам, устроенным в откосе выше крепления на расстоянии ширины тюфяка друг от друга. 2. Gabion mattress according to claim 1, characterized in that the coarse mesh at the base is made of galvanized wire with a diameter of 3-4 mm and is attached to anchors arranged in the slope above the mount at a distance from the width of the mattress from each other.

Images