一種適用于大比降、大流速條件下的丁壩結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種適用于大比降、大流速條件下的丁壩結(jié)構(gòu)，包括橫截面整體呈梯形的壩體，其特征在于，所述壩體外端的壩頭位置底部的河床上向外延伸鋪設(shè)有一層扭王字塊形成壩頭防護結(jié)構(gòu)，所述壩頭防護結(jié)構(gòu)俯視方向為上游端長度小于下游端長度的矩形。所述壩體內(nèi)端壩根位置底部的河床上向兩側(cè)外部延伸鋪設(shè)有一層扭王字塊形成壩根防護結(jié)構(gòu)，所述壩根防護結(jié)構(gòu)俯視方向為迎水側(cè)邊長小于背水側(cè)邊長的三角形。本實用新型能抵抗更強的水流沖擊力，延長了整體壽命，同時還具有防止泥沙淤積、穩(wěn)固河床作用，保護生態(tài)環(huán)境、安全泄洪的優(yōu)點。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于河流治理領(lǐng)域，具體涉及一種適用于大比降、大流速條件下的丁 壩結(jié)構(gòu)。 一種適用于大比降、大流速條件下的丁壩結(jié)構(gòu)

【背景技術(shù)】
[0002] 丁壩是用于河流治理的水工建筑，因為它一端與河（海）岸相接，另一端伸到水域 中，與堤岸構(gòu)成"丁"字形，因此叫丁壩。丁壩的主要功能為保護河岸不受來流直接沖蝕而 產(chǎn)生掏刷破壞，同時它也在改善航道、維護河相以及保護水生態(tài)多樣化方面發(fā)揮著作用。它 能夠阻礙和削弱斜向波和沿岸流對海岸的侵蝕作用，促進壩田淤積，形成新的海灘，達到保 護海岸的目的。丁壩的壩體截面呈上窄下寬的梯形，一般由壩頭、壩身和壩根三個部分組 成。
[0003] 隨著流域經(jīng)濟社會的發(fā)展，特別是在西部大開發(fā)過程中，水上交通的重要性不可 忽視。到目前為止，水上運輸任然是最經(jīng)濟、最環(huán)保的交通運輸方式。特別是在中國中西部 地區(qū)，鐵路公路運輸成本大，又有長江黃金水道，所以對長江上游的開發(fā)越來越受到政府的 重視。2014年4月，李克強總理在重慶主持召開座談會，研究依托黃金水道建設(shè)長江經(jīng)濟 帶，為中國經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展提供重要支撐。會上指出"長江貨運量已位居全球內(nèi)河第一，但還 有很大潛力。要更加注重發(fā)揮水運成本低、能耗少的競爭優(yōu)勢，加強航道疏浚治理，提高通 航標(biāo)準(zhǔn)，推廣標(biāo)準(zhǔn)化船型，增強長江運能。"
[0004] 但是長江上游流域河道大都具有山區(qū)河流的特點，即比降大、洪水暴漲暴落、流速 大、流態(tài)紊亂，卵礫石運動劇烈，灘險眾多等特點。在治理灘險過程中，勢必會普遍使用丁壩 這種航道整治建筑物，但是丁壩易水毀，壩頭和壩根是重點水毀部位。在做丁壩的防護結(jié) 構(gòu)時，為延長丁壩的使用壽命，傳統(tǒng)的設(shè)計理念受到了沖擊，需要設(shè)計新的丁壩結(jié)構(gòu)，以提 高使用壽命，滿足工程建設(shè)的需要。 實用新型內(nèi)容
[0005] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：如何提供一種強 度好，抗沖擊性好，使用壽命更長的適用于大比降、大流速條件下的丁壩結(jié)構(gòu)；其能抵抗更 強的水流沖擊力，延長整體壽命，并具有防止泥沙淤積、穩(wěn)固河床作用，保護生態(tài)環(huán)境、安全 泄洪的特點。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用了如下的技術(shù)方案：技術(shù)方案中，所述大 比降、大流速條件是指比降大于0. 5%流速大于3m/s的情況，
[0007] -種適用于大比降、大流速條件下的丁壩結(jié)構(gòu)，包括橫截面整體呈梯形的壩體，其 特征在于，所述壩體外端的壩頭位置底部的河床上向外延伸鋪設(shè)有一層扭王字塊形成壩頭 防護結(jié)構(gòu)，所述壩頭防護結(jié)構(gòu)俯視方向為上游端長度小于下游端長度的矩形。
[0008] 本實用新型中，在壩體的壩頭位置河床上，設(shè)置了壩頭防護結(jié)構(gòu)，提高了壩頭抗沖 擊能力，延長了丁壩使用壽命。
[0009] 作為優(yōu)化，所述壩體內(nèi)端壩根位置底部的河床上向兩側(cè)外部延伸鋪設(shè)有一層扭王 字塊形成壩根防護結(jié)構(gòu)，所述壩根防護結(jié)構(gòu)俯視方向為迎水側(cè)邊長小于背水側(cè)邊長的三角 形。
[0010] 這樣優(yōu)化后，能夠更好地提高丁壩抗沖擊能力，經(jīng) 申請人:經(jīng)驗總結(jié)和探索發(fā)現(xiàn)，對 于山區(qū)河流，丁壩的壩頭和壩根處為受沖擊力最大的位置，此兩處位置最容易受河流沖擊 而損壞，故進一步在此位置增設(shè)了由扭王字塊構(gòu)成的防護結(jié)構(gòu)，提高其底部抗沖刷能力，避 免被沖毀，延長了丁壩整體壽命。
[0011] 作為優(yōu)化，在壩體背水坡鋪有一層扭王字塊。
[0012] 這樣，扭王字塊可以提高壩體自身強度，同時還可以避免壩體背水坡受跌水沖擊 而水毀，延長了丁壩使用壽命。
[0013] 作為優(yōu)化，所述壩體，由若干300kg左右大小的塊石堆積形成，壩體迎水坡坡度為 1 :2左右，背水坡坡度為1 :3左右；壩頂寬度為3m左右，在距離壩頭14m左右處逐漸變寬 為5m左右，漸變距離為4m，壩頭以1 :4左右的坡度放坡至河床；壩體頂面現(xiàn)澆設(shè)置有一層 0. 3m左右厚的混凝土；混凝土中向下插入設(shè)置有若干鋼筋，鋼筋伸入塊石深度大于0. 5m左 右，鋼筋直徑為16mm左右，鋼筋之間間距為0. 25m左右。
[0014] 這樣，壩體有下部的塊石和上部的混凝土構(gòu)成，混凝土中澆筑鋼筋插入到塊石內(nèi) 連接為整體，其實施簡單方便快捷，且壩體整體性好，強度高，使用壽命長，采用的各數(shù)據(jù)為 根據(jù)經(jīng)驗和水力試驗得到，能夠提高壩體強度，延長壩體使用壽命。
[0015] 作為優(yōu)化，壩根防護結(jié)構(gòu)寬度(沿垂直于河岸方向的距離尺寸）為壩頭防護結(jié)構(gòu)寬 度的〇. 8倍；壩根防護結(jié)構(gòu)長度(沿水流方向的距離尺寸）為壩頭防護結(jié)構(gòu)長度的0. 6倍； 壩根防護結(jié)構(gòu)和壩頭防護結(jié)構(gòu)中，各自位于上游段長度和位于下游段長度比例為3:2。
[0016] 這樣優(yōu)化后，充分考慮了壩上游和壩下游的實際沖刷范圍，避免了工程材料的浪 費，節(jié)約工程投資。
[0017] 作為優(yōu)化，還包括護岸結(jié)構(gòu)，護岸結(jié)構(gòu)由干砌塊石護坡和現(xiàn)澆混凝土平臺所組成； 護岸結(jié)構(gòu)坡度為1 :3 ;護岸結(jié)構(gòu)為多層結(jié)構(gòu)，所述多層結(jié)構(gòu)包括靠對坡面平整，夯實得到的 地基層、位于地基層上的土工布層、位于土工布層上的l〇cm厚的碎石墊層，以及位于碎石 墊層上的由塊石干砌并澆筑形成的現(xiàn)澆混凝土層。
[0018] 這樣優(yōu)化后，減少了水流對河岸的淘刷，有利于岸坡穩(wěn)定，且可以種上景觀植物， 既可以保護生態(tài)環(huán)境，又可以給予船舶駕駛?cè)藛T視覺享受。
[0019] 綜上所述，本實用新型能抵抗更強的水流沖擊力，延長了整體壽命，同時還具有防 止泥沙淤積、穩(wěn)固河床作用，保護生態(tài)環(huán)境、安全泄洪的優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1為本實用新型俯視方向的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖2為本實用新型壩體的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0023] 具體實施時：如圖1和圖2所示，一種適用于大比降、大流速條件下的丁壩結(jié)構(gòu)，包 括橫截面整體呈梯形的壩體，其中，所述壩體外端的壩頭位置底部的河床上向外延伸鋪設(shè) 有一層扭王字塊形成壩頭防護結(jié)構(gòu)9,所述壩頭防護結(jié)構(gòu)9俯視方向為上游端長度小于下 游端長度的矩形。所述壩體內(nèi)端壩根位置底部的河床上向兩側(cè)外部延伸鋪設(shè)有一層扭王字 塊形成壩根防護結(jié)構(gòu)10,所述壩根防護結(jié)構(gòu)10俯視方向為迎水側(cè)邊長小于背水側(cè)邊長的 三角形。在壩體背水坡鋪有一層扭王字塊8。所述壩體，由若干300kg左右大小的塊石1堆 積形成，壩體迎水坡2坡度為1 :2左右，背水坡3坡度為1 :3左右；壩頂4寬度為3m左右， 在距離壩頭14m左右處逐漸變寬為5m左右，漸變距離為4m，壩頭5以1 :4左右的坡度放坡 至河床；壩體頂面現(xiàn)澆設(shè)置有一層〇. 3m左右厚的混凝土 6 ;混凝土 6中向下插入設(shè)置有若 干鋼筋7,鋼筋7伸入塊石1深度大于0. 5m左右，鋼筋7直徑為16mm左右，鋼筋7之間間距 為0. 25m左右。壩根防護結(jié)構(gòu)寬度(沿垂直于河岸方向的距離尺寸)為壩頭防護結(jié)構(gòu)寬度的 〇. 8倍；壩根防護結(jié)構(gòu)長度(沿水流方向的距離尺寸)為壩頭防護結(jié)構(gòu)長度的0. 6倍；壩根防 護結(jié)構(gòu)和壩頭防護結(jié)構(gòu)中，各自位于上游段長度和位于下游段長度比例為3:2。還包括護岸 結(jié)構(gòu)11，護岸結(jié)構(gòu)由干砌塊石護坡和現(xiàn)澆混凝土平臺所組成；護岸結(jié)構(gòu)坡度為1 :3 ;護岸結(jié) 構(gòu)為多層結(jié)構(gòu)，所述多層結(jié)構(gòu)包括靠對坡面平整，夯實得到的地基層、位于地基層上的土工 布層、位于土工布層上的l〇cm厚的碎石墊層，以及位于碎石墊層上的由塊石干砌并澆筑形 成的現(xiàn)澆混凝土層(護岸結(jié)構(gòu)的層狀結(jié)構(gòu)圖中未顯示)。
[0024] 本實用新型實施后，具有以下顯著優(yōu)點：1、通過采用丁壩結(jié)構(gòu)，對壩頭、壩根等重 點水毀部位進行了加強，能避免高速的水流將壩體底部掏空，抗沖性增大，使用壽命延長。 2、通過采用丁壩結(jié)構(gòu)，有效縮窄了過水?dāng)嗝?，避免航道?nèi)泥沙回淤，航道水深及航道寬度有 所提高，增加船舶通過能力，提高貨運量。3、通過采用丁壩結(jié)構(gòu)，歸順了水流，增加了斷面輸 沙率，本發(fā)明能夠使河道沖淤基本平衡，防止泥沙淤積，能夠避免河道防洪標(biāo)準(zhǔn)的提高。4、 通過采用丁壩結(jié)構(gòu)，減少了水流對河床兩側(cè)的淘刷，使河床的穩(wěn)固性得到加強。5、通過采用 丁壩結(jié)構(gòu)，在護坡上種植綠色植物，既可以保護生態(tài)環(huán)境，又可以給予船舶駕駛?cè)藛T視覺享 受。
【權(quán)利要求】
1. 一種適用于大比降、大流速條件下的丁壩結(jié)構(gòu)，包括橫截面整體呈梯形的壩體，其特 征在于，所述壩體外端的壩頭位置底部的河床上向外延伸鋪設(shè)有一層扭王字塊形成壩頭防 護結(jié)構(gòu)，所述壩頭防護結(jié)構(gòu)俯視方向為上游端長度小于下游端長度的矩形。
2. 如權(quán)利要求1所述的適用于大比降、大流速條件下的丁壩結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述壩 體內(nèi)端壩根位置底部的河床上向兩側(cè)外部延伸鋪設(shè)有一層扭王字塊形成壩根防護結(jié)構(gòu)，所 述壩根防護結(jié)構(gòu)俯視方向為迎水側(cè)邊長小于背水側(cè)邊長的三角形。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的適用于大比降、大流速條件下的丁壩結(jié)構(gòu)，其特征在于，在 壩體背水坡鋪有一層扭王字塊。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的適用于大比降、大流速條件下的丁壩結(jié)構(gòu)，其特征在于，所 述壩體，由若干300kg大小的塊石堆積形成，壩體迎水坡坡度為1 :2,背水坡坡度為1 :3 ;壩 頂寬度為3m，在距離壩頭14m處逐漸變寬為5m，漸變距離為4m，壩頭以1 :4的坡度放坡至 河床；壩體頂面現(xiàn)澆設(shè)置有一層〇. 3m厚的混凝土；混凝土中向下插入設(shè)置有若干鋼筋，鋼 筋伸入塊石深度大于〇. 5m，鋼筋直徑為16mm，鋼筋之間間距為0. 25m。
5. 如權(quán)利要求2所述的適用于大比降、大流速條件下的丁壩結(jié)構(gòu)，其特征在于，壩根防 護結(jié)構(gòu)寬度為壩頭防護結(jié)構(gòu)寬度的〇. 8倍；壩根防護結(jié)構(gòu)長度為壩頭防護結(jié)構(gòu)長度的0. 6 倍；壩根防護結(jié)構(gòu)和壩頭防護結(jié)構(gòu)中，各自位于上游段長度和位于下游段長度比例為3:2。
6. 如權(quán)利要求1所述的適用于大比降、大流速條件下的丁壩結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括 護岸結(jié)構(gòu)，護岸結(jié)構(gòu)由干砌塊石護坡和現(xiàn)澆混凝土平臺所組成；護岸結(jié)構(gòu)坡度為1 :3 ;護岸 結(jié)構(gòu)為多層結(jié)構(gòu)，所述多層結(jié)構(gòu)包括靠對坡面平整，夯實得到的地基層、位于地基層上的土 工布層、位于土工布層上的l〇cm厚的碎石墊層，以及位于碎石墊層上的由塊石干砌并澆筑 形成的現(xiàn)澆混凝土層。
【文檔編號】E02B3/06GK203890951SQ201420325124
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】解中柱, 胡小慶, 劉勇, 陳建, 張毅, 王濤, 張帥帥, 蘇麗, 劉陳 申請人:長江重慶航運工程勘察設(shè)計院