專利名稱：一種透水型河道整治丁壩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種河道建筑，具體涉及一種透水型河道整治丁壩。
背景技術(shù)：
丁壩，是從河道岸邊伸出的挑流體，在平面上與岸線構(gòu)成丁字形，是航道整治、河道治理、海岸防護(hù)工程中最常用的一種水工建筑物。在河道治理與海岸防護(hù)中，丁壩通過挑流、導(dǎo)流以保護(hù)河岸免受沖刷；在航道整治中，丁壩具有束窄河床，調(diào)整水流結(jié)構(gòu)和保護(hù)岸灘免受沖刷的作用。具體來說，常規(guī)丁壩的平面圖如圖1所示，丁壩由壩頭1、壩身2和壩根 3三部分組成，壩頭1伸向河槽，壩根3與河岸相連，整個(gè)丁壩在平面上呈丁字形。丁壩種類很多，按照平面形式分為普通丁壩、勾頭丁壩和丁字形壩；按照構(gòu)筑材料可分為塊石丁壩、混凝土丁壩、拋石丁壩和復(fù)合式丁壩。丁壩壩身一般為梯形橫斷面，由于壩頭1處水流湍急，承受動水壓力較大，并產(chǎn)生繞過壩頭的螺旋流，一般設(shè)計(jì)時(shí)加大壩頭1 處的壩體寬度，壩頭1平面布置成圓滑曲線，壩頭1伸向河床的坡度較緩。河道設(shè)置丁壩后，河槽束窄，中枯水時(shí)，過水面積減小，流速加大，沖刷原有河床， 從而達(dá)到“束水攻沙”的效果，進(jìn)而滿足航道整治的要求。丁壩在后期運(yùn)行過程中，由于壩身 2不過水，水流在壩身2上游產(chǎn)生垂直流速，水流在壩上上游形成環(huán)流，掏刷壩身底部河床， 壩腳懸空后危及壩身安全；在壩頭1附近，由于水流流速較大，繞壩水流在床面附近形成螺旋流，在壩頭1附近形成沖刷坑，引起壩頭1塊石塌落，進(jìn)而引起整個(gè)丁壩的破壞，維修工程量大，費(fèi)用高。另外，河道發(fā)生洪水時(shí)，由于丁壩的阻水作用，河道的整體行洪能力受到較大影響，上游水位雍高明顯，河道防洪壓力增大。因此，丁壩“束水攻沙”滿足航道整治的同時(shí)， 也帶來后期維護(hù)費(fèi)用較高，同時(shí)對河道的行洪能力帶來較大影響，危機(jī)河道防洪安全。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，針對常規(guī)丁壩容易出現(xiàn)的坍塌、工程量較大、影響行洪等問題，本發(fā)明提供一種新型的透水河道整治丁壩。技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種透水型河道整治丁壩一端與河岸相連，另一端伸向河槽，在平面上與河岸連接成丁字形，該丁壩的壩體由若干組透水框架單體堆砌構(gòu)成，每個(gè)透水框架單體中間透空；每組透水框架單體形成一個(gè)透水框架群，每個(gè)透水框架群之間設(shè)置有預(yù)制板。所述的透水框架單體由六條棱、四個(gè)頂點(diǎn)構(gòu)成，所述棱為剛性桿狀材料制成的棱， 剛性桿狀材料制成的棱在各個(gè)頂點(diǎn)處連接固定。為了使多個(gè)透水框架便于安裝，所述的剛性材料為混凝土預(yù)置桿，便于生產(chǎn)拼裝。根據(jù)工程實(shí)施現(xiàn)場的水下地形和通航保障水位調(diào)整透水框架每條棱的長度，六條棱等長度，通常，每條棱的長度為0. 8m 1. ail。透水框架單體堆砌時(shí)，相互交叉，增加壩體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在壩頭處增加透水框架
堆砌數(shù)量。
有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)減少工程投資通過采用透水框架單體堆砌成壩體，水流經(jīng)過透水框架時(shí)，水體中所含泥沙落淤，壩體會逐漸淤實(shí)；在新淤實(shí)的基礎(chǔ)上，又形成新的底部，逐漸淤積泥沙， 隨著時(shí)間延長，丁壩的導(dǎo)流作用日趨明顯，大大減少工程量，減少工程投資；(2)穩(wěn)定性明顯提高透水框架單體的每個(gè)平面為三角形結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性， 堆砌時(shí)，各透水框架相互交叉，進(jìn)一步提高穩(wěn)定性；同時(shí)，由于水流可以穿過壩身，壩身上游垂直流速明顯減小，壩腳處的底部掏刷得到很好的遏制；壩頭處擾流現(xiàn)象不明顯，壩頭下游沖刷深度和沖刷坑范圍明顯減小，且沖坑有遠(yuǎn)離壩頭的趨勢，有利于壩體穩(wěn)定；(3)整治效果更好，后期維護(hù)費(fèi)用少；(4)洪水時(shí)，利于洪水宣泄。


圖1為現(xiàn)有常規(guī)丁壩的平面圖；圖2為本發(fā)明中的透水框架單體示意圖；圖3為透水框架綁扎示意圖；圖4為預(yù)制板示意圖；圖5為透水型丁壩剖面示意圖；圖6為透水型丁壩立面示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。如圖1至6所示，本發(fā)明的一種透水型河道整治丁壩一端與河岸相連，另一端伸向河槽，在平面上與河岸連接成丁字形，該丁壩的壩體由若干組透水框架單體4堆砌構(gòu)成，每個(gè)透水框架單體4中間透空；每組透水框架單體4形成一個(gè)透水框架群，每個(gè)透水框架群之間設(shè)置有預(yù)制板5。本實(shí)施例中，透水框架單體4由六條棱41、四個(gè)頂點(diǎn)42構(gòu)成，棱41為剛性桿狀材料制成的棱41，剛性桿狀材料制成的棱41在各個(gè)頂點(diǎn)42處連接固定。該剛性材料優(yōu)選為混凝土預(yù)置桿，便于生產(chǎn)拼裝。根據(jù)工程實(shí)施現(xiàn)場的水下地形和通航保障水位調(diào)整透水框架單體4每條棱41的長度，六條棱41等長度，每條棱41的長度通常為0. 8m 1. 2m。透水框架單體4堆砌時(shí)，按照圖3所示方式進(jìn)行綁扎，即將每兩個(gè)透水框架單體4的相互鄰接靠緊的棱41綁扎在一起，從而增加壩體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。圖3中，字母A所指示處即是捆綁位置。根據(jù)丁壩底部寬度確定綁扎的數(shù)量，例如擬建丁壩底部寬為10. 8米，每條棱為1. 2米計(jì)算，按照圖3所示方式交叉綁扎17個(gè)透水框架單體4，作為丁壩最底層的框架基礎(chǔ)，施工工程中，先在丁壩實(shí)施范圍周圍做好圍堰工程，在壩軸線范圍內(nèi)對河床進(jìn)適當(dāng)行開挖，以方便布設(shè)透水框架群，利用吊機(jī)對綁扎好的框架群進(jìn)行吊裝，在鋪設(shè)好最底層后，在框架群頂部鋪設(shè)平面預(yù)制板5，如圖4所示，該預(yù)制板5中間透空，上下不阻隔水流，利于泥沙落淤，并把預(yù)制板5與框架頂點(diǎn)42進(jìn)行固定，鋪設(shè)好丁壩底部框架群后，按照同樣次序逐漸向上鋪設(shè)框架群，完成透水型丁壩的施工。透水型丁壩斷面形狀呈梯形狀，透水框架單體4的數(shù)量由底層向上逐漸減小，如圖5所示。透水型丁壩立面示意圖如圖6所示，圖中字母B指示處是整治水位，字母C指示處是設(shè)計(jì)水位。本發(fā)明的丁壩由多個(gè)透水框架單體4組成透水框架群，由于透水框架的“減速促淤”作用，水流經(jīng)過透水框架時(shí)，水流結(jié)構(gòu)遭到破壞，透水框架群底部流速明顯減小，水體中所含泥沙落淤，壩體會逐漸淤實(shí)；在新淤實(shí)的基礎(chǔ)上，又形成新的底部，逐漸淤積泥沙，隨著時(shí)間延長，丁壩的導(dǎo)流作用日趨明顯。另外，由于壩身由透空框架組成，水流可以穿過壩身， 壩身上游垂直流速明顯減小，壩腳處的底部掏刷得到很好的遏制；壩頭處擾流現(xiàn)象不明顯， 壩頭下游沖刷深度和沖刷坑范圍明顯減小，且沖坑有遠(yuǎn)離壩頭的趨勢，有利于壩體穩(wěn)定。河道發(fā)生大洪水時(shí)，由于丁壩透水，與傳統(tǒng)丁壩相比可以加大河道的行洪能力，利于河道的行 /共。根據(jù)河道整治丁壩模型試驗(yàn)結(jié)果，分析可知，本發(fā)明的透水型丁壩與傳統(tǒng)丁壩相比，具有穩(wěn)定性高、整治效果好的特點(diǎn)，在經(jīng)歷典型枯水水文年后，壩頭沖刷坑深度減少 M %，沖刷坑向下游移動，遠(yuǎn)離壩頭。透空框架群底部有泥沙落淤。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種透水型河道整治丁壩，該丁壩一端與河岸相連，另一端伸向河槽，在平面上與河岸連接成丁字形，其特征在于該丁壩的壩體由若干組透水框架單體(4)堆砌構(gòu)成，每個(gè)透水框架單體(4)中間透空；每組透水框架單體(4)形成一個(gè)透水框架群，每個(gè)透水框架群之間設(shè)置有預(yù)制板(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透水型河道整治丁壩，其特征在于所述的透水框架單體(4) 由六條棱G1)、四個(gè)頂點(diǎn)G2)構(gòu)成，所述棱Gl)為剛性桿狀材料制成的棱，剛性桿狀材料制成的棱Gl)在各個(gè)頂點(diǎn)0 處連接固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透水型河道整治丁壩，其特征在于所述的棱Gl)為混凝土預(yù)置桿。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的透水型河道整治丁壩，其特征在于所述透水框架單體⑷的六條棱Gl)等長度，每條棱Gl)的長度為0. 8m 1. an。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種透水型河道整治丁壩，該丁壩一端與河岸相連，另一端伸向河槽，在平面上與河岸連接成丁字形，丁壩的壩體由若干組透水框架單體堆砌構(gòu)成，每個(gè)透水框架單體中間透空；每組透水框架單體形成一個(gè)透水框架群，每個(gè)透水框架群之間設(shè)置有預(yù)制板。本發(fā)明通過采用透水框架堆砌壩體，充分利用透水框架的“減速促淤”作用，使流經(jīng)框架的水流結(jié)構(gòu)遭到破壞，透水框架群底部流速明顯減小，水體中所含泥沙落淤，壩體會逐漸淤實(shí)；在新淤實(shí)的基礎(chǔ)上，又形成新的底部，逐漸淤積泥沙，隨著時(shí)間延長，丁壩的導(dǎo)流作用日趨明顯。本發(fā)明具有穩(wěn)定性高、整治效果好，洪水時(shí)，利于洪水宣泄，后期維護(hù)費(fèi)用少和減少工程投資等顯著優(yōu)點(diǎn)，有利于推廣使用。
文檔編號E02B3/06GK102561260SQ20121001302
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者唐洪武, 李開杰, 王得祥, 王志良, 肖洋 申請人:河海大學(xué)