本發(fā)明涉及一種水利工程中的護(hù)坡技術(shù)，特別涉及一種用于寒冷地區(qū)防止河道護(hù)岸或土石壩壩坡冰推破壞的護(hù)坡，屬于水利工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前土石壩邊坡工程和河道的護(hù)岸工程中采用的護(hù)坡形式通常有砌石護(hù)坡、拋石護(hù)坡和混凝土面板護(hù)坡等；而砌石護(hù)坡又分為漿砌石護(hù)坡和干砌石護(hù)坡。

所述土石壩邊坡工程或河道的護(hù)岸工程中廣泛采用上述的砌石護(hù)坡和拋石護(hù)坡，其表面均不夠光滑，護(hù)坡表面平整度很差，且透水嚴(yán)重；尤其在寒冷地區(qū)庫(kù)區(qū)冰體容易緊密鑲嵌在護(hù)坡體和墊層內(nèi)，冰結(jié)力使冰層與護(hù)坡材料之間結(jié)合成一整體。當(dāng)氣溫升高后冰層膨脹會(huì)推擠護(hù)坡材料沿坡面移動(dòng)甚至隆起，隆起的塊石待冰層融化后重新自由堆積，但卻難以恢復(fù)到原來(lái)的位置和穩(wěn)定狀態(tài)。由于冰層的凍拔作用、撬拔作用以及推擠作用會(huì)使護(hù)坡塊石形成隆起堆積現(xiàn)象，護(hù)坡石塊隆起后，壩體反濾墊層和填土料暴露出來(lái)，會(huì)在冰體融化消退后經(jīng)風(fēng)浪的淘刷遭受進(jìn)一步的破壞，危及大壩安全。因此傳統(tǒng)砌石護(hù)坡和拋石護(hù)坡不利于寒冷地區(qū)河道護(hù)岸和土石壩壩坡的防護(hù)和穩(wěn)定。

混凝土面板護(hù)坡坡面雖然較砌石護(hù)坡和拋石護(hù)坡的整體性好，但是其塊體面板過(guò)大，不能適應(yīng)土石壩壩體和岸坡土體的不均勻沉降，容易產(chǎn)生拉伸裂縫，造成壩體的集中滲漏，亦危及大壩安全；同時(shí)，混凝土面板護(hù)坡存在天然空隙，強(qiáng)度有限，且在頻繁的干濕交替、凍融變化環(huán)境條件下容易被破壞，不適合在寒冷地區(qū)長(zhǎng)期使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷和不足，提出一種防冰推破壞的護(hù)坡，所述護(hù)坡包括由迎水面和背水面構(gòu)成的立體護(hù)坡石塊，各護(hù)坡石塊構(gòu)成護(hù)坡；護(hù)坡石塊的迎水面和背水面分別采用黑瓷復(fù)合陶瓷和混凝土制作而成，所構(gòu)成的護(hù)坡具有很強(qiáng)的抗凍拔、抗冰推破壞的性能，可避免護(hù)坡的凍拔、冰推破壞。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用由以下技術(shù)措施構(gòu)成的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明所述的一種防冰推破壞的護(hù)坡，包括由迎水面和背水面構(gòu)成的護(hù)坡石塊；即將所述迎水面和背水面兩者緊密粘結(jié)為一體的護(hù)坡石塊，各護(hù)坡石塊構(gòu)成防冰推破壞的護(hù)坡。

上述方案中，所述迎水面采用黑瓷復(fù)合陶瓷制作，所述背水面采用混凝土制作。

上述方案中，所述迎水面的黑瓷復(fù)合陶瓷外表面為光滑面，其與背水面的混凝土粘砌的一面為鑿毛面。

上述方案中，在澆筑所述背水面的混凝土?xí)r，將黑瓷復(fù)合陶瓷的鑿毛面粘砌在剛澆筑的混凝土上，在混凝土干燥成型過(guò)程中，使黑瓷復(fù)合陶瓷和混凝土兩者緊密粘結(jié)為一整體,形成護(hù)坡石塊。

上述方案中，所述護(hù)坡石塊形狀為長(zhǎng)方體、六邊形棱柱體或正方體。

本發(fā)明所述的一種防冰推破壞的護(hù)坡，所述迎水面使用材料較光滑，且不透水不滲水，避免了寒冷地區(qū)冰體鑲嵌咬合在護(hù)坡和墊層內(nèi)，進(jìn)而避免了冰的凍拔作用和撬拔作用，也削弱了由冰層膨脹而產(chǎn)生的推擠破壞作用；所述背水面使用的材料較粗糙，可增大與壩坡或岸坡之間的摩擦力，從而提高所述護(hù)坡石塊的抗滑能力，還能使護(hù)坡石塊的背水面和壩坡鋪嵌牢固，以保證護(hù)坡石塊穩(wěn)定。

本發(fā)明所述的一種防冰推破壞的護(hù)坡，為了滿(mǎn)足自重穩(wěn)定要求，因此每一護(hù)坡石塊必須有嚴(yán)格的設(shè)計(jì)尺寸。

本發(fā)明所述護(hù)坡中，護(hù)坡石塊形狀為長(zhǎng)方體時(shí)，其尺寸可設(shè)計(jì)為：混凝土長(zhǎng)度在20～150cm之間，寬度在20～120cm之間，厚度在10～60cm之間；黑瓷復(fù)合陶瓷的長(zhǎng)、寬與混凝土的長(zhǎng)寬相一致，其厚度在2～10cm之間。

本發(fā)明所述護(hù)坡中，護(hù)坡石塊形狀為六邊形棱柱體時(shí)，其尺寸可設(shè)計(jì)為：混凝土邊長(zhǎng)在20～120cm之間，混凝土厚度在10～60cm之間；黑瓷復(fù)合陶瓷邊長(zhǎng)同混凝土邊長(zhǎng)相一致，其厚度在2～5cm之間。

本發(fā)明所述護(hù)坡中，護(hù)坡石塊形狀為正方體時(shí)，其尺寸可設(shè)計(jì)為：混凝土邊長(zhǎng)在20～150cm之間，厚度在10～60cm之間；黑瓷復(fù)合陶瓷邊長(zhǎng)和厚度均同混凝土邊長(zhǎng)厚度相一致。

本發(fā)明所述的一種防冰推破壞的護(hù)坡具有以下有益的技術(shù)效果：

1、本發(fā)明所述護(hù)坡，其迎水面采用的是黑瓷復(fù)合陶瓷，其表面光滑，故減小了冰層與護(hù)坡之間的鑲嵌咬合力。

2、本發(fā)明所述護(hù)坡，其迎水面表面采用的黑瓷復(fù)合陶瓷不透水、不滲水，故阻止壩體滲水，避免了冰層鑲嵌咬合在護(hù)坡和墊層內(nèi)，削弱了冰層與護(hù)坡冰結(jié)力，從而消除了冰層對(duì)護(hù)坡的撬拔和凍拔作用。

3、本發(fā)明所述護(hù)坡，當(dāng)受陽(yáng)光照射時(shí)，所述黑瓷復(fù)合陶瓷的護(hù)坡面能夠吸光快速升溫，故能較快融化與黑瓷復(fù)合陶瓷護(hù)坡面相接觸的冰層，消除了冰層與護(hù)坡石塊之間的冰凝結(jié)力，從而減小冰層作用在護(hù)坡上的撬拔力，避免護(hù)坡在冰層因升溫膨脹過(guò)程中產(chǎn)生推擠和凍拔破壞。

4、本發(fā)明所述護(hù)坡，其迎水面受光照后升溫迅速，能夠融化與護(hù)坡相鄰的冰層，使護(hù)坡脫離冰層的凝結(jié)，且迎水面光滑，從而防止了在冰層升溫膨脹的過(guò)程中冰層帶動(dòng)護(hù)坡石塊沿壩坡移動(dòng)，避免了對(duì)護(hù)坡的撬拔破壞。

5、本發(fā)明所述護(hù)坡，其迎水面所用的黑瓷復(fù)合陶瓷的吸水率小于0.5％，故具有很強(qiáng)的抗?jié)B和抗凍性能，避免護(hù)坡的凍融破壞。

6、本發(fā)明所述護(hù)坡，其迎水面對(duì)陽(yáng)光吸收率不會(huì)衰減，具有長(zhǎng)期較高的光熱轉(zhuǎn)換效率，故使用壽命長(zhǎng)；而且強(qiáng)度高、剛性好，不腐蝕、不老化、無(wú)毒無(wú)害、無(wú)放射性，故耐用、環(huán)保。

7、本發(fā)明所述護(hù)坡，能適應(yīng)寒區(qū)水庫(kù)冬季庫(kù)區(qū)水位變幅段的壩坡防護(hù)，且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，便于大批量工廠(chǎng)化制造。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所述一種防冰推破壞的護(hù)坡其護(hù)坡石塊形狀為長(zhǎng)方體時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明所述一種防冰推破壞的護(hù)坡其護(hù)坡石塊形狀為六邊形棱柱體時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例1中所述護(hù)坡其護(hù)坡石塊形狀為長(zhǎng)方體時(shí)用于壩坡防護(hù)受陽(yáng)光照射時(shí)冰層與壩坡的接觸圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例1中所述護(hù)坡其護(hù)坡石塊形狀為長(zhǎng)方體時(shí)鋪設(shè)區(qū)間與冬季水庫(kù)水位變幅圖；

圖5是實(shí)施例1中所述護(hù)坡其護(hù)坡石塊形狀為長(zhǎng)方體時(shí)鋪筑于土石壩壩坡上的局部正視圖。

圖中，1迎水面，2背水面，3黑瓷復(fù)合陶瓷，4混凝土，5護(hù)坡，6冰層脫離護(hù)坡面形成的間隙，7庫(kù)區(qū)壩前冰層，8陽(yáng)光，9冬季庫(kù)區(qū)水位變幅區(qū)，10排水孔，11護(hù)坡石塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并用具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但并不意味著是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的任何限定。

本發(fā)明所述一種防冰推破壞的護(hù)坡，其護(hù)坡石塊11形狀為長(zhǎng)方體的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括由迎水面1和背水面2構(gòu)成的護(hù)坡石塊11，迎水面1與背水面2緊密粘砌為一體；所述護(hù)坡石塊11的迎水面1采用黑瓷復(fù)合陶瓷3制作，背水面2采用混凝土4制作。所述迎水面1的黑瓷復(fù)合陶瓷3外表面為光滑面，其與混凝土4粘砌的一面為鑿毛面。在澆筑護(hù)坡石塊11背水面2的混凝土4時(shí)，將黑瓷復(fù)合陶瓷3的鑿毛面粘砌在剛澆筑的混凝土4上，在混凝土4干燥成型過(guò)程中，黑瓷復(fù)合陶瓷3和混凝土4兩者緊密粘結(jié)為一整體結(jié)構(gòu)的護(hù)坡石塊11，各護(hù)坡石塊11構(gòu)成防冰推破壞的護(hù)坡5。

圖2中，所述護(hù)坡石塊11的形狀為六邊形棱柱體結(jié)構(gòu)，該六邊形棱柱體護(hù)坡石塊除形狀與圖1不同外，其迎水面1和背水面2所用材料和制作過(guò)程與圖1的護(hù)坡石塊均相同。

實(shí)施例

本實(shí)施例所述防冰推破壞的護(hù)坡，具體用于防止土石壩壩坡冰推破壞，所述護(hù)坡石塊11形狀為長(zhǎng)方體，用于鋪設(shè)在寒冷地區(qū)的土石壩上游冬季水位變幅區(qū)的壩坡；由于考慮到護(hù)坡石塊的自重穩(wěn)定要求，所述護(hù)坡石塊11必須有嚴(yán)格的設(shè)計(jì)尺寸，本實(shí)施例中護(hù)坡石塊11所用尺寸如下：

本實(shí)施例所述的長(zhǎng)方體護(hù)坡石塊11，其背水面2的混凝土4長(zhǎng)度為80cm，寬度為40cm，厚度為18cm；所述黑瓷復(fù)合陶瓷3的長(zhǎng)、寬與混凝土4的長(zhǎng)寬均相同，所述黑瓷復(fù)合陶瓷3厚度為3cm。

在澆筑每一護(hù)坡石塊11的背水面混凝土4時(shí)，將迎水面1黑瓷復(fù)合陶瓷3的鑿毛面粘砌在混凝土4上，使混凝土4在干燥成型過(guò)程中和黑瓷復(fù)合陶瓷3兩者緊密粘結(jié)為一整體結(jié)構(gòu)的護(hù)坡石塊11，各整體結(jié)構(gòu)的護(hù)坡石塊11構(gòu)成防冰推破壞的護(hù)坡5。

在澆筑每一護(hù)坡石塊11背水面混凝土4時(shí)，側(cè)面采用平板模板，與壩坡接觸的那個(gè)面采用凹凸不平的模板，以增加混凝土與壩坡接觸的那個(gè)面的粗糙度，提高護(hù)坡石塊11的抗滑能力。

在鋪設(shè)所述防冰推破壞的護(hù)坡5之前，在上游壩坡面鋪置碎石防凍層，該碎石防凍層的厚度根據(jù)當(dāng)?shù)貎鐾梁穸却_定。將制作成型后的護(hù)坡石塊11沿壩軸線(xiàn)方向鋪設(shè)于壩坡的防凍層上方，長(zhǎng)方體護(hù)坡石塊11的長(zhǎng)度方向與土石壩的軸線(xiàn)平行。鋪設(shè)區(qū)間為冬季庫(kù)區(qū)水位變幅區(qū)9，且在冬季庫(kù)區(qū)水位變幅區(qū)9上下方按施工要求各鋪留有余幅，如圖4所示；在沿壩軸線(xiàn)長(zhǎng)度方向每隔2米設(shè)置一個(gè)排水孔10，排水孔10的出口布置于鋪砌有此護(hù)坡石塊11區(qū)域的下方，以利于排除壩體滲水，如圖所示4。

在鋪筑于防凍層上面的各護(hù)坡石塊11之間的縫隙用防凍水泥砂漿填縫灌注，縫口抹平，如圖5所示。

當(dāng)陽(yáng)光8照射護(hù)坡5時(shí)，護(hù)坡5表面的黑瓷復(fù)合陶瓷3迅速升溫，因此會(huì)融化與護(hù)坡5相連的庫(kù)區(qū)壩前冰層7，隨著庫(kù)區(qū)壩前冰層7與護(hù)坡5接觸面處冰層的融化，庫(kù)區(qū)壩前冰層7與護(hù)坡5之間產(chǎn)生因冰層脫離護(hù)坡面而形成的間隙6，使庫(kù)區(qū)壩前冰層7與護(hù)坡5脫離，這樣消除了庫(kù)區(qū)壩前冰層7對(duì)護(hù)坡5的束縛，從而避免了庫(kù)區(qū)壩前冰層7升溫膨脹并帶動(dòng)護(hù)坡石塊11發(fā)生移動(dòng)而受到推擠破壞，如圖3所示。

由于所述護(hù)坡石塊11迎水面1表面光滑，庫(kù)區(qū)壩前冰層7不能牢固的咬合在護(hù)坡5上面，會(huì)顯著降低冰層對(duì)護(hù)坡5的撬拔和凍拔作用。而且迎水面1所用材料為黑瓷復(fù)合陶瓷3，不透水、不滲水、其吸水率小于0.5％，因而防冰推破壞的護(hù)坡能夠抵抗寒冷地區(qū)的凍融、凍拔和推擠破壞。

本發(fā)明所述護(hù)坡石塊11形狀為六邊形棱柱體或正方體結(jié)構(gòu)時(shí)，同樣可依據(jù)前面所設(shè)計(jì)的相應(yīng)形狀護(hù)坡石塊的尺寸大小用于實(shí)際工程中，同樣能適應(yīng)寒冷地區(qū)水庫(kù)冬季庫(kù)區(qū)水位變幅段的壩坡防護(hù)。

本發(fā)明所述一種防冰推破壞的護(hù)坡，其護(hù)坡石塊11的尺寸可依據(jù)具體工程中實(shí)際水深所產(chǎn)生的風(fēng)浪大小而定，如風(fēng)浪大，則護(hù)坡石塊11需要的尺寸越大，如風(fēng)浪小，則護(hù)坡石塊11需要的尺寸越小。