БЕРЕГОУКРЕПИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ.

(статья из "Технического энциклопедического словаря”, издание 1937 года)

БЕРЕГОУКРЕПИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ – это мероприятия по защите берегов водоемов и водотоков от разрушения. Понятие Б.р. обычно включает в себя мероприятия по защите берегов главным образом судоходных каналов от динамич. влияний воды (волнение, повышенные скорости, поперечные и вихревые движения на крутых изгибах канала в плане) и обрушения берегов. Важность укрепления берегов рек и каналов особенно возрастает при существовании на них пароходного движения, т. к. производимая пароходом волна является главным разрушителем берегов. В условиях СССР Б.р. должны проводиться по берегам мощных судоходных рек огромного протяжения, как то: Волга, Аму-Дарья, Кура и т. д. При этом Б.р. не могут быть отделены от работ по выправлению русла реки в плане в связи с охраной орошаемых территорий высокой ценности; здесь Б.р., выполняемые в условиях легко разжижаемых и разрушаемых водой грунтов, непосредственно входят в выправительные работы, и недооценка их в этом случае часто лишает их сколько-нибудь серьезного значения (см. Выправительные работы). Большие колебания горизонтов воды на реках Союза и связанные с ними широкие поймы их, тяжелые условия ледоходов и ледоставов, образование на многих реках наледей, донного льда, шуги и т. д. удорожают и осложняют Б.р. Вновь построенные, строящиеся и намечаемые к постройке грандиозные каналы для различных отраслей водного хозяйства ставят Б.р. в ряд весьма сложных и ответственных сооружений, выходящих за пределы выбора того или иного типа береговой одежды и имеющих ц. т. в работах по надлежащему дренированию или глубокому укреплению грунтов — по предотвращению значительной фильтрации из каналов и по предотвращению выноса в канал частиц грунта. Наконец Б.р. на горных реках и потоках требуют надлежащего понимания и изучения твердого стока (наносов) и тесно сочетаются с работами по регулированию стока.

1. В Б.р. применяются весьма различные строительные материалы: хворост, камень, кирпич, бетон, железобетон, земля, колья, сваи и т. д. Хворост, применяемый для фашинных работ, может быть разнородным или только ивовым. Разнородный хворост применяется лишь для тех частей укреплений берегов, которые постоянно находятся под водой. Он должен быть заготовлен из лиственных пород зимой; хворост свежей рубки допускается лишь при условии немедленного употребления его в дело. В Средней Азии и на Кавказе фашины изготовляют часто из гребенщика (Tamarix), дающего тяжелый, хорошо сопротивляющийся гниению хворост. Часто применяемые фашины из тростника должны в силу своей недолговечности рассматриваться как временные, непригодные для сколько-нибудь серьезных сооружений. Камень, употребляемый в Б.р., должен быть устойчивым. Наиболее пригодными являются: граниты, кварциты и плотные известняки. 3емля употребляется при устройстве хворостяных сооружений как балласт для погрузки хворостяной кладки в воду. Применяют земли преимущественно глинистые (как способствующие лучшему прорастанию ивняка) за исключением мергелистых глин вследствие легкой размываемости их водой. Колья, применяемые при хворостяных работах, делаются из толстых ветвей и тонких стволов деревьев диам. 3,5 — 6,5 см. а сваи — из круглого леса диам. 9,0 — 13,5 см. Веревки (т. н. "снасти”) употребляются пеньковые, смоленые, толщиной в 2 — 4 см. Проволока железная, отожженная, диам. 3 мм. употребляется для вязки тяжелых фашин. Вицы, т. е. тонкие, гибкие ивовые прутья, применяются для перевязки фашин и изготовления прутяных канатов.

В Б.р. применяются фашины однокомельные, прутяные канаты, фашины тяжелые и фашинные тюфяки. Фашины однокомельные представляют собой пуки хвороста, сложенного комлями в одну сторону, перевязанные двумя, иногда тремя вицами. Вязаные прутяные канаты представляют собой неопределенной длины пуки тонких, гибких ивовых прутьев, сложенных вперевязку и стянутых вицами. Тяжелые фашины представляют собой фашины из хвороста, сложенного комлями и вершинами вперевязку, наполненные внутри мелким камнем или другим тяжелым материалом, увеличивающим их вес, и перевязанные через 5 — 7 см. веревками или проволоками. Фашинные тюфяки представляют собой несколько рядов фашин, правильно настланных между двумя взаимно связанными сетками из прутяных канатов, в виде либо отдельных платформ длиной ок. 20 — 25 м. либо бесконечной ленты, имеющей длину, равную длине возводимого сооружения. Фашинные тюфяки делаются тонкие и толстые; первые имеют толщину слоя камня в 10 — 15 см. а вторые — в 15 — 25 см. Ширина тюфякам придается 12,0 м. Фашинные тюфяки служат для покрытия подводных частей откосов. Для укрепления на месте их загружают сверху тяжелой, трудно размываемой землей или камнем. При укреплении неровного берега применяются тонкие тюфяки как более гибкие.

2. Б.р. на реках. Главнейшие работы, производимые из вышеописанных материалов, следующие: рассадка кустарниковых пород, хворостяная выстилка, погружение тяжелых фашин, укладка фашинных тюфяков, каменная наброска, каменная сухая кладка, каменная мостовая, одерновка откосов. Рассадка растительности производится для укрепления надводных частей берегов. Для этой цели применяется почти исключительно ивняк свежей рубки. Хворостяная выстилка применяется, когда ивовая рассадка м. б. разрушена сильным течением или ледоходом раньше, чем она укрепится. Хворостяная выстилка бывает поперечной и продольной. Хворостяные выстилки иногда загружают каменной кладкой или мостовой. В таких случаях укладывают два ряда верхних хворостяных канатов перпендикулярно друг к другу для образования клеток. Хворостяные выстилки применяются на р. Волге. Погружение тяжелых фашин производится или простым сбрасыванием в назначенное место, или с берега по откосу, или по специально устраиваемым передвижным козлам. Бесконечные тяжелые фашины всегда вяжутся у самого места погружения, причем по изготовлении известной длины фашины часть ее спускается в предназначенное ей место, а часть, оставшаяся в козлах, удлиняется дальнейшей вязкой, и т. о. постепенная укладка фашины идет непрерывно вслед за ее вязкой. Укрепление фашинным тюфяком подводной части берега обычно производят зимой. На С. тюфяки изготовляют на льду у места их укладки. Предварительно производят разбивку на льду и устраивают прорубь, перекрывают ее поперек пластинами, на которые укладывают нижнюю сетку тюфяка, а затем вяжут тюфяки. Укладка и вязка тюфяков производятся в период низких уровней стояния воды. Каменная наброска служит средством укрепления и защиты от подмыва подводных и наружных откосов фашинных сооружений. Каменная сухая кладка употребляется для невысоких подпорных стенок в откосах. Она производится из бутового камня слоями в 1 — 2 ряда. Каменная мостовая служит для защиты надводных частей береговых откосов. Она выполняется путем укладки слоя отборного рваного или колотого камня твердых пород на основании в виде слоя мелкого щебня. Часто мостовую устраивают в плетневых клетках. При одерновке береговых откосов дернинам дают длину 0,45 м. ширину 0,3 м. и толщину 5 —10 см. При укладке дернину прибивают четырьмя спицами длиной 0,3 м. и толщиной 2,2 см.

3. Типы береговых укреплений на реках. Выбор способа Б.р. зависит от грунта берега, характера его разрушения, режима и характера жидкого и твердого стока реки, имеющихся местных или легко доставляемых дешевых строительных материалов, очертания берега в плане, его профиля и от самого назначения Б.р. Высота, до которой производят укрепление берега, зависит от характерных уровней воды и льда в данной реке. Верхние части берегов выше горизонта самых высоких вод. укрепляются в случаях, когда они не защищены растительностью или разрушаются независимо от ее влияния на них. Разрушительное действие внешних влияний проявляется гл. обр. в нижней части берега, ниже горизонта средних меженних вод. Поэтому берег укрепляют в нижней части его. Для укрепления подводной части берега в СССР, гл. обр. на Волге и Днепре, применяются фашинные тюфяки (тонкий или толстый) с загрузкой их камнями. Надводная часть посла планировки ее до двойного (иногда тройного) откоса укрепляется каменной мостовой в плетневых заборах в косую клетку с 20-ти сантиметровой подстилкой щебня, мха или соломы. В Германии на Рейне распространены следующие виды береговых укреплений: фашинно-каменный и каменный. Фашинно-каменный тип укрепления берега имеет две разновидности: на Верхнем Рейне подводная часть откоса укреплялась укладкой вдоль берега параллельно течению тяжелых фашин и заканчивалась бермой, сделанной на берегу. Берег выше бермы, как и берма, замащивались крупным камнем. На Среднем и Нижнем Рейне, где приходилось восстанавливать береговую линию, делалась насыпь ив хряща и укреплялась тяжелыми фашинами, укладываемыми вдоль по течению или перпендикулярно к нему. Каменный тип укрепления берега имел две главные разновидности:

1) подводную часть берега укрепляли каменной набросной, ограничивая поверху бермой; упиравшийся в берму береговой откос замащивался камнем;

2) для экономии камня вдоль размываемого берега делали небольшую каменную продольную дамбу, заполняя пространство между ней и берегом насыпью из хряща и заканчивая ее бермой на уровне средне-низкого горизонта.

Хрящевая насыпь укреплялась от размыва слоем камня, а берег выше бермы замащивался. Описанные типы береговых укреплений, примененные в Германии, отличаются большой прочностью.

4. Б.р. н а каналах. По урезу наинизшего горизонта воды в канале (фиг. 3) забиваются на известных расстояниях сваи и срезаются на уровне низкого горизонта; за ними закладывается доска, а за ней устраивается призма из сухой каменной кладки. Вместо доски и каменной кладки за сваи можно закладывать продольные тяжелые фашины, а сверху поперек их м. б. сделана на известную высоту хворостяная кладка в стенку. Вместо каменной призмы и тяжелых фашин м. б. применена каменная мостовая на слое щебня, под которым в случае песчаного грунта м. б. утрамбован слой глины или сделано бетонное покрытие.

5. Типы укрепления берегов на главнейших каналах Зап. Европы. Для обделки берегов каналов во Франции применяют кирпичную стенку легкого сечения (фиг. 4). На новом Сев. канале, соединяющем Париж с сев.-зап. угольным районом Франции, от устроенной бермы начинается укрепление откоса, состоящее из сваек, забитых на 1,5 м. в грунт; сзади сваек положена доска на ребро. Непосредственно за доской устроена бетонная подушка высотой сообразно ширине доски. Верх этой подушки скошен, чтобы на него могла опереться кирпичная стенка, поставленная с уклоном. Толщина стенки 0,50 м. длина ее по откосу 1,0 м. Выше стенки на высоту 0,5 м. откос остается необделанным. Как показано на фиг. 5, устроенное в Голландии на Амстердамском морском канале укрепление состоит из сплошного ряда кольев, верх которых лежит немного ниже горизонта воды. Позади кольев идет мостовая из базальтовых кубиков грубой околки размерами 0,21 Х 0,43 м. высотой 0,21 м; такая же мостовая покрывает бровку бечевника. Мостовая устроена на слое щебня, т. ч. общая толщина каменного покрытия достигает 0,67 м.

6. Укрепление береговых откосов рек и каналов габионами. Габионы получили распространение гл. обр. в Испании, Италии и Франции как способ укрепления берегов горных потоков и деривационных каналов. В СССР они также получили распространение (Кавказ, Ср. Азия). Укрепление откосов габионами состоит в следующем: из оцинкованной железной проволоки сплетаются формы-ящики, заполняемые при укладке камнями. Габионы (обыкновенно призматич. формы различных размеров) связываются между собой крепкой железной проволокой, и т. о. получается массив, хорошо сопротивляющийся сдвигу и размыву и представляющий собой значительный вес. Обычно из габионов сначала устраивают основание (или подошву), а затем уже само рабочее тело. Подошва делается из тонких габионов толщиной ок. 0,5 м. Рабочее тело состоит из габионов различных размеров, расположенных в один или несколько рядов сообразно с высотой, которую ему желают придать. Арматура габионов состоит из металлич. сетки, скрученной вдвойне в местах соединений. Проволока берется оцинкованная. Петли сетки делаются шестиугольными, несколько растянутыми в направлении одной диагонали, или четырехугольными. Толщина проволоки колеблется 2,0 — 5,0 мм. Установка на месте габионов состоит в монтаже их, погружении, заполнении их камнем и застегивании габионов. Габионы д. б. связаны друг с другом т. о., что из них получается монолитный блок, сопротивляющийся размыву. Кроме габионов призматич. формы большим распространением пользуются габионы цилиндрич. формы; они изготовляются из металлич. сетки, сплетенной на 2-лт проволоки и загружаемой рваным камнем, валунами или булыжником, иногда с примесью гравия и гальки.

7. Укрепление речных берегов матами и другие береговые укрепления в США. Для защиты от размыва пологих, широких подводных откосов берега, состоящего из мелкопесчаных и илистых наносов, в США на реке Миссисипи применяют маты, т. е. легкие плетневые покрытия (матрацы), в тех случаях, когда скорости течения невелики. Весь подводный откос и прилегающую полосу дна покрывают матами с выпуском верхнего конца на некоторую часть берега выше уреза низких меженних вод. Мат вяжется на месте укладки его. Он делается шириной до 50 м. и произвольной длины, т. к. вяжется на наклонном помосте на судне. Судно передвигается на якорях вдоль берега, и мат постепенно спускается на подводный откос берега; погружение мата производится посредством наброски на него камня. Мат плетется в виде сетки из тонких ивовых ветвей. После этого его укладывают на откосе берега, причем надводный конец мата прикрепляется к берегу колышками, а подводный загружается камнем. Для укладки мата откос предварительно планируют в ровную наклонную плоскость. На Миссисипи в настоящее время применяются: рамные хворостяные матрацы, фашинные плетеные матрацы, укрепления, состоящие на отдельных железобетонных блоков, связанных между собой стальными тросами и проволоками; то же из железобетонных плит и матрацы из армированного асфальта. Хворостяные фашины и плетеные матрацы выходят из употребления в силу нехватки хворостяных материалов. Из двух типов железобетонных одежд блоковой тип выявил большие преимущества перед плитами; огромное распространение получает армированный асфальт. Асфальтовая одежда берегов производилась следующим образом. Арматура с катушек вытягивалась по стальной плавильной палубе баржи. Асфальтовая масса при температуре около 120° распределялась по натянутой проволочной сетке, расположенной в середине асфальтового слоя толщиной около 5 — 6 см. Затем асфальт охлаждался водой до температуры в 35 — 40° и спускался по особой криволинейной консоли, прикрепленной к палубе баржи, в воду. На палубу вновь натягивается сетка, и процесс т. о. непрерывно продолжается.

8. Защита берегов сипаями в Средней Азии, Индии и Китае. В закаспийских областях Союза, где реки отличаются сильными паводками, быстрым течением, подвижным дном и неустойчивым положением русла, применяется своеобразный способ устройства берегозащитных сооружений с помощью так называемых сипаев, представляющих собой треногу, составленную из связанных между собой бревен в виде трехгранной (фиг. 6) или четырехгранной пирамиды высотой 4 — 8 м. в зависимости от глубины, на которой она ставится. Указанные бревна связываются у верхнего их конца проволокой в несколько обмоток, а внизу расставляются так, что сипай (т. е. тренога) образует в своем основании равносторонний треугольник. На высоте от основания, примерно равной глубине дна, где предположена установка сипая, ноги его скрепляются бревнами такой же толщины, при этом их связывают проволокой с бревнами ног сипая с закреплением проволочной обмотки железными скобами. После этого сипай устанавливается в воду в вертикальном положении в месте назначенной установки. Для передвижения и установки сипая пользуются тросами и блоками. Для погружения сипая в требуемом месте на дно укладывают на бревнах обвязки поперечные жерди, связывая их с обвязкой и между собой, т. ч. образуется решетка, на которую кладется слой хвороста (толщиной 1,0 — 1,2 м.), покрывают его слоем соломы и затем на соломенную настилку погружают камень слоем 15 — 30 см. Под влиянием нагрузки и вибраций от протекания воды ноги сипая постепенно погружаются в дно и заносятся донным наносом. Когда уложенный первый слой сипайной кладки начинает погружаться в воду, приступают ко второму ряду кладки, предварительно покрыв первый ряд кладки соломой; поверх нее кладут хворост, затем слой соломы, на нее камень и продолжают загрузку, пока вследствие погружения сипая в грунт первый ряд кладки не ляжет на дно. Рядом с первым сипаем устанавливают второй, который загружается в том же порядке. Сипайное сооружение выводят на любую длину и делают шириной в один, два и более рядов сипаев. Сипайные работы являются переходом от берегоукрепительных или, вернее, берегозащитных работ к работам выправительным; собственно берегоукрепительные работы на сипайных участках происходят уже после занесения сипайных заграждений наносами. Сипаи являются прототипом сквозных дамб в выправительных сооружениях.

9. Очертание укрепляемого берега в плане и поперечном профиле. Береговое укрепление д. б. сообразовано с условиями, в которых находится укрепляемый берег, в отношении очертания его в плане и поперечных профилях. Укреплять приходится преимущественно вогнутые берега, имеющие более крутые откосы, вследствие их подмыва. Естественно выработавшаяся форма кривой линии вогнутого берега с непрерывным плавным изменением радиусов кривизны более других форм соответствует наилучшим условиям сопротивления вогнутых берегов действующему на них течению воды. Поэтому такое очертание в плане придают и линии искусственно укрепленного берега. Обыкновенно вычерчивают кривые естественных берегов по изгибам упругой линейки, изогнутой между тремя точками. В поперечном профиле береговые укрепления по возможности приспособляют к естественно устойчивым прямолинейным откосам берега. В случае, когда в местах размыва берег получил крутизну, несвойственную естественно устойчивому откосу грунта его, размытые береговые откосы спланировывают пологим откосом полуторного или более пологого заложения. В зависимости от типа берегового укрепления откос его делают от одиночного до двойного, а в подводной части иногда еще более пологим. В случае необходимости укрепления берега на большую высоту над уровнем низких вод устраивают на уровне нормальных меженних вод узкую (0,5 — 1,0 м.) берму для придания берегоукрепительной одежде большей устойчивости.