Берегоукрепительное сооружение и способ его возведения

Изобретение относится к гидротехнике, в частности к берегозащитным сооружениям. Берегозащитное сооружение содержит две биологические застройки и техническую конструкцию между ними из кольцеобразных элементов в виде использованных автомобильных шин, установленных в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Вертикально установленные автомобильные шины заглублены на величину наружного диаметра шины. Горизонтально установленные автомобильные шины размещены послойно в шахматном порядке со смещением в сторону откоса на величину, равную ширине боковины шины. Горизонтально уложенные шины первого слоя и вертикально установленные шины содержат сетчатый элемент, жестко закрепленный, например, со стороны протекторной части шины, при этом горизонтально уложенные шины первого слоя установлены с упором в боковины вертикально установленных шин. Пустоты внутри шин заполнены почвой и засажены, начиная со 2-го слоя, растениями с мощной корневой системой. Изобретение позволяет снизить трудоемкость возведения берегоукрепительного сооружения, упростить его монтаж и эксплуатацию. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к гидротехнике, в частности к берегозащитным сооружениям, и может быть использовано для защиты берегов рек, водоемов от разрушений, вызванных абразионным размывом волнобоем, оползнями различного вида и овражной эрозией.

Берегозащитные сооружения должны быть просты по конструкции, обладать необходимой прочностью и устойчивостью от сползания по откосу, иметь минимальную стоимость и отвечать требованиям надежности.

Известно защитное крепление откосов, содержащее отдельные блоки из использованных шин, скрепленных между собой и расположенных на откосе в шахматном порядке. Блоки смещены в смежных слоях относительно друг друга в сторону откоса на величину, большую или равную ширине боковины шины. Откос выполнен ступенчатым.

Защитное крепление опирается на сборную или монолитную подушку. Блоки уложены послойно и горизонтально и смещены с образованием сквозных каналов. Пустоты внутри шин и сквозные каналы заполнены почвой и засажены растениями. Через ряды шин снизу доверху проложены водопроводные трубы с соответствующей арматурой для полива растений [1].

Однако сквозные каналы образуются только при смещении блоков на величину, большую ширины боковины шины.

При смещении блоков на величину, равную ширине боковины шины, сквозные каналы не образуются, их надо дополнительно пробивать.

Недостаток технического решения и способа его возведения заключается в высокой трудоемкости возведения конструкции и высокой стоимости работ в процессе строительства и эксплуатации.

Технический результат - снижение трудоемкости при возведении берегоукрепительного сооружения путем исключения крепежного материала и упрощения монтажа при обеспечении эффективности гашения скорости набегающего потока воды и предотвращении геологических процессов, способствующих оползневым смещениям (овражная и речная эрозия, выветривание и т.д.).

Технический результат достигается тем, что берегозащитное сооружение, содержащее техническую конструкцию из кольцеобразных элементов в виде использованных автомобильных шин, уложенных горизонтально послойно в шахматном порядке со смещением в сторону берега каждого последующего слоя относительно нижнего слоя на величину, равную ширине боковины шины, заполненных почвой и засаженных растениями пустот внутри шин, согласно изобретению берегозащитное сооружение дополнительно содержит две биологические застройки, первая расположена в 50-100 см зоне от минимального горизонта воды в сторону берега и включает древесно-кустарниковую растительность, вторая является продолжением верхнего слоя кольцеобразных элементов технической конструкции, уложенных горизонтально послойно со смещением в сторону берега последующего слоя относительно нижнего слоя, причем техническая конструкция дополнительно содержит вертикально установленные кольцеобразные элементы в виде использованных автомобильных шин, заглубленных на величину наружного диаметра шины и расположенных на расстоянии не менее 2-2,5 м от первой биологической застройки, первый слой горизонтально уложенных шин установлен с упором в боковины вертикально установленных шин, при этом шины, установленные вертикально, и первый слой горизонтально уложенных шин содержат сетчатый элемент, жестко закрепленный, например, со стороны протекторной части шины.

Диаметр сетчатого элемента больше диаметра обода шины.

Размеры ячеек сетчатого элемента меньше размера частиц грунта, составляющих не менее 65-70% гранулометрического состава грунта откоса.

Технический результат достигается также тем, что способ возведения берегоукрепительного сооружения, включающий инженерные изыскания на наличие физико-геологических процессов, таких как волновая абразия, эрозия, оползни и др., приводящих к деформациям прибрежной территории, планирование защитных мероприятий и возведение берегоукрепительного сооружения из кольцеобразных элементов в виде использованных автомобильных шин, уложенных горизонтально послойно в шахматном порядке со смещением в сторону берега каждого последующего слоя относительно нижнего слоя на величину, равную ширине боковины шины, согласно изобретению в процессе планирования защитных мероприятий защищаемый берег в поперечном направлении разбивают на четыре участка, каждый из которых представляет определенный уровень защиты берега, причем на первом участке - первом уровне защиты проводят биологическую застройку из древесно-кустарниковой растительности, которую засаживают в меженный период в 50-100 см зоне от минимального горизонта воды, на втором участке - втором уровне защиты вертикально укладывают кольцеобразные элементы в виде использованных автомобильных шин и заглубляют их в откос берега на величину наружного диаметра шины, на третьем участке - третьем уровне защиты кольцеобразные элементы в виде использованных автомобильных шин укладывают горизонтально послойно в шахматном порядке со смещением в сторону берега каждого последующего слоя относительно нижнего слоя на величину, равную ширине боковины шины, пустоты внутри шин заполняют почвой и засаживают, начиная со 2-го слоя растениями с мощной корневой системой, способных длительно находиться в условиях недостатка влаги, на четвертом участке - 4 уровне защиты осуществляют насыпь, проводят уполаживание откоса путем срезки защищаемого берега и проводят вторую биологическую застройку из древесной и жесткой травянистой растительности.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 представлена схема берегоукрепительного сооружения, на фиг.2 - фрагмент берегоукрепительного сооружения, вид сверху.

Берегоукрепительное сооружение содержит биологическую застройку из древесно-кустарниковой растительности 1, использованные автомобильные шины 2, насыпь 3, биологическую застройку из древесной и жесткой травянистой растительности 4, минимальный горизонт воды 5, максимальный горизонт воды 6, обусловленный паводком, граница берега до проведения защитных мероприятий 7, линия берега после возведения берегоукрепительного сооружения 8, пустоты, заполненные почвой 9, сетчатый элемент 10.

В зависимости от крутизны берега выбирают количество автомобильных шин, уложенных горизонтально слоями.

Берегоукрепительное сооружение работает следующим образом.

Подходя к берегу, волны вступают в активное взаимодействие с дном при глубине, примерно равной половине длины волны. Вначале они перестраиваются из трехмерных в двухмерные с общим постепенным уменьшением их высоты. На глубинах, равных примерно высоте волн, происходит их разрушение. Разрушающиеся волны называются прибойными. В приурезовой зоне эти волны превращаются в накат - непрерывный возвратно-поступательный поток.

При воздействии волн на берегоукрепительное сооружение происходит многократное «дробление» массы волны последовательно на 3-х уровнях защиты, при этом волна теряет кинетическую энергию и тем самым мощность мгновенного динамического воздействия на поверхность сооружения.

В меженный период, когда вода находится на минимальном горизонте, скорость волны, как правило, ниже, чем во время паводка, когда скорость течения значительно возрастает, в этом случае первая биологическая застройка за счет плотно высаженной древесно-кустарниковой растительности способствует снижению скорости течения потока у берега, перераспределению скоростей потока по глубине. Верхние наиболее скоростные части потока погашаются на втором уровне защиты берегоукрепительного сооружения, при этом вертикально установленные кольцеобразные элементы поглощают продольные вдольбереговые течения. Третий уровень защиты препятствует возникновению поперечных циркуляций потока с вихревыми явлениями.

Сетчатый элемент автомобильных шин предохраняет от размыва грунт в зоне между вторым и третьим уровнями защиты, что дополнительно обеспечивает устойчивость сооружения против сдвига.

Вторая биологическая застройка из древесной и жесткой травянистой растительности - четвертый уровень защиты предотвращает овражную эрозию и обеспечивает эффективную работу сооружения в целом.

Растения, высаженные в пустоты шин, образованные горизонтально уложенными автомобильными шинами, за счет мощной корневой системы скрепляют слои шин между собой и с грунтом берега.

Предлагаемая конструкция исключает осадку грунта и тем самым предотвращает деформацию сооружения.

1. Берегоукрепительное сооружение, содержащее техническую конструкцию из кольцеобразных элементов в виде использованных автомобильных шин, уложенных горизонтально, послойно, в шахматном порядке, со смещением в сторону берега каждого последующего слоя относительно нижнего слоя на величину, равную ширине боковины шины, пустоты внутри которых заполнены почвой и засажены растениями, отличающееся тем, что берегоукрепительное сооружение дополнительно содержит две биологические застройки: первая расположена в 50-100 см зоне от минимального горизонта воды в сторону берега и включает древесно-кустарниковую растительность, вторая биологическая застройка является продолжением верхнего слоя кольцеобразных элементов технической конструкции, уложенных горизонтально, послойно со смещением в сторону берега последующего слоя относительно нижнего слоя, причем техническая конструкция дополнительно содержит вертикально установленные кольцеобразные элементы в виде использованных автомобильных шин, заглубленных на величину наружного диаметра шины и расположенных на расстоянии не менее 2-2,5 м от первой биологической застройки, первый слой горизонтально уложенных шин установлен с упором в боковины вертикально установленных шин, при этом шины, установленные вертикально, и первый слой горизонтально уложенных шин содержат сетчатый элемент, жестко закрепленный, например, со стороны протекторной части шины.

2. Берегоукрепительное сооружение по п.1, отличающееся тем, что диаметр сетчатого элемента больше диаметра обода шины.

3. Берегоукрепительное сооружение по п.1, отличающееся тем, что размеры ячеек сетчатого элемента меньше размера минимальных частиц грунта, составляющих не менее 65-70% гранулометрического состава грунта откоса.

4. Способ возведения берегоукрепительного сооружения, включающий инженерные изыскания на наличие физико-геологических процессов, таких как волновая абразия, эрозия, оползни и др., приводящих к деформации прибрежной территории, планирование защитных мероприятий и возведение берегоукрепительного сооружения из кольцеобразных элементов в виде использованных автомобильных шин, уложенных горизонтально, послойно, в шахматном порядке, со смещением в сторону берега каждого последующего слоя относительно нижнего слоя на величину, равную ширине боковины шины, пустоты внутри которых заполнены почвой и засажены растениями, отличающийся тем, что в процессе планирования защитных мероприятий защищаемый берег в поперечном направлении разбивают на четыре участка, каждый из которых представляет определенный уровень защиты берега, причем на первом участке - первом уровне защиты - проводят биологическую застройку из древесно-кустарниковой растительности, которую засаживают в меженный период в 50-100 см зоне от минимального горизонта воды, на втором участке - втором уровне защиты - вертикально укладывают кольцеобразные элементы в виде использованных автомобильных шин и заглубляют их в откос берега на величину наружного диаметра шины, на третьем участке - третьем уровне защиты - кольцеобразные элементы, в виде использованных автомобильных шин, укладывают горизонтально, послойно, в шахматном порядке, со смещением в сторону берега каждого последующего слоя относительно нижнего слоя на величину, равную ширине боковины шины, пустоты внутри шин заполняют почвой и засаживают, начиная со второго слоя, растениями с мощной корневой системой, способными длительно находиться в условиях недостатка влаги, на четвертом участке - четвертом уровне защиты - осуществляют насыпь, проводят уполаживание откоса путем срезки защищаемого берега и проводят вторую биологическую застройку из древесной и жесткой травянистой растительности.