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山區(qū)河流堤防抗沖護(hù)岸及安裝方法

文檔序號(hào):9683168閱讀:903來源:國知局
山區(qū)河流堤防抗沖護(hù)岸及安裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種山區(qū)河流堤防抗沖護(hù)岸及安裝方法,屬于水利工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前山區(qū)河流護(hù)岸普遍采用拋石、漿砌塊石護(hù)岸,由于拋石、漿砌塊石護(hù)岸整體性差,在河床隨水流調(diào)整過程中,部分塊石易散失,影響護(hù)岸工程穩(wěn)定性,需要經(jīng)常維護(hù)加固。另外一方面,拋石、漿砌塊石護(hù)岸隔絕了土壤與水體之間的物質(zhì)交換,破壞了岸坡附近生態(tài)系統(tǒng);隨著人類生態(tài)意識(shí)增強(qiáng),逐漸意識(shí)到河道治理除滿足防洪安全外,還應(yīng)兼顧生態(tài)環(huán)境,因而,生態(tài)護(hù)岸應(yīng)運(yùn)而生。目前國內(nèi)外生態(tài)護(hù)坡型式主要有復(fù)合植草護(hù)坡、預(yù)制空心塊護(hù)坡、鉸接式護(hù)坡塊、卵石籠結(jié)構(gòu)、預(yù)制球形生態(tài)混凝土護(hù)坡、混凝土方格植草護(hù)坡、拋石+植草護(hù)坡等若干種。對于山區(qū)河流,上述護(hù)岸型式抗沖性能差,難以抵擋洪水期大流速水流沖擊,導(dǎo)致堤防破壞,給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來較大損失,急需一種有效抗沖護(hù)岸型式,并兼顧生態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足,本發(fā)明提供一種山區(qū)河流堤防抗沖護(hù)岸及安裝方法,通過采用連續(xù)挑流設(shè)計(jì),改變邊坡附近水流流向,使其沖擊未受挑流影響水流,產(chǎn)生交匯、摻混消耗動(dòng)能,一方面改變水流流向減少對邊坡的直接沖刷,另外一方面降低邊坡附近水流動(dòng)能,從而確保護(hù)岸結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。
[0004]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明的山區(qū)河流堤防抗沖護(hù)岸,包括若干組相互連接的護(hù)岸單元,所述護(hù)岸單元包含聯(lián)結(jié)柱、挑流板和穩(wěn)定柱,所述挑流板為流線型,所述聯(lián)結(jié)柱與挑流板的底端連接,所述穩(wěn)定柱與挑流板連接并支撐挑流板,上游護(hù)岸單元的穩(wěn)定柱與下游護(hù)岸單元的聯(lián)結(jié)柱相互套結(jié)。
[0005]作為優(yōu)選,所述聯(lián)結(jié)柱和穩(wěn)定柱位于同一垂直平面內(nèi)。
[0006]作為優(yōu)選,所述聯(lián)結(jié)柱頭部為“凹”形,穩(wěn)定柱尾部為“凸”形,穩(wěn)定柱尾部插入聯(lián)結(jié)柱頭部中,中心開方形孔,并采用鎖銷固結(jié)。
[0007]作為優(yōu)選,每個(gè)護(hù)岸單元中的聯(lián)結(jié)柱、挑流板和穩(wěn)定柱整體通過混凝土預(yù)制。
[0008]作為優(yōu)選,所述聯(lián)結(jié)柱長度為Li,挑流板挑流角Θ范圍為5?25°,挑流板板在水平面上投影的長度為L2,其中L2等于1.0-2.5倍1^長度,水流與岸坡夾角越大,挑流角Θ越小,水流經(jīng)挑流板導(dǎo)流后,。長度確保了水流直接落入下一塊挑流板,實(shí)現(xiàn)連續(xù)挑流。
[0009]上述山區(qū)河流堤防抗沖護(hù)岸的安裝方法,包括以下步驟:
[0010]1)采用混凝土以整體預(yù)制方式加工護(hù)岸單元中的聯(lián)結(jié)柱、挑流板;
[0011]2)低水位期間,將護(hù)岸單元運(yùn)輸至待安裝處;
[0012]3)先安裝下游護(hù)岸單元,再安裝上游護(hù)岸單元,上游護(hù)岸單元的穩(wěn)定柱插入下游護(hù)岸單元聯(lián)結(jié)柱并用鎖銷固結(jié);
[0013]4)聯(lián)結(jié)柱上平面與岸坡平面齊平,下部埋設(shè)于岸坡;
[0014]5)在聯(lián)結(jié)柱間及挑流板下部等空余地面種植植被,防止水土流失;
[0015]6)同理,按照上述步驟3)至5)依次完成安裝。
[0016]作為優(yōu)選,所述步驟1)中,在采用混凝土以整體預(yù)制方式加工護(hù)岸單元中的聯(lián)結(jié)柱、挑流板和穩(wěn)定柱時(shí),包括以下步驟:
[0017]①根據(jù)模型試驗(yàn)確定參數(shù)0、LjPL2,評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為是否形成連續(xù)挑流,經(jīng)挑流板挑流作用后的水流回流到下游挑流板時(shí)即視為連續(xù)挑流;其中,Θ為挑流板挑流角,L2為挑流板在水平面上投影的長度,1^為聯(lián)結(jié)柱長度;
[0018]②根據(jù)Θ和1^確定挑流板參數(shù),挑流板為1/4橢圓線對應(yīng)的形狀和尺寸,橢圓長軸a= 2*L2,橢圓短軸 b = 2*L2*tan9 ;
[0019]③根據(jù)參數(shù)0、U、L2、a和b,采用混凝土以整體預(yù)制方式加工護(hù)岸單元中的聯(lián)結(jié)柱、挑流板和穩(wěn)定柱。
[0020]本發(fā)明中,穩(wěn)定柱一端與挑流板中心相連,另外一端在水平面的交點(diǎn)與挑流板在水平面上的投影重合。根據(jù)模型試驗(yàn)確定參數(shù)Θ、LjPL2的具體方法為:1)采用模型試驗(yàn),用堤防模型模擬本發(fā)明所適用的原型堤防邊坡,其中水平比尺與垂直比尺相同,比尺范圍為2?6; 2)測量邊坡附近水流流向,獲取其與邊坡夾角α; 3)初始狀態(tài)下,若α大于25°,則Θ設(shè)定為25°,反之0設(shè)定為0丄1設(shè)定為11!1(以便于運(yùn)輸及安裝)兒2為1.2111,根據(jù)比尺制作與本發(fā)明的山區(qū)河流堤防抗沖護(hù)岸相應(yīng)的護(hù)岸結(jié)構(gòu)模型;4)將護(hù)岸結(jié)構(gòu)模型布置于堤防模型,測量穩(wěn)定柱下游邊坡附近水流流速,該流速沿下游方向逐漸增大最后趨于穩(wěn)定,首次出現(xiàn)的最大流速點(diǎn)視為受挑流作用后的水流重新回流到邊坡,該點(diǎn)與穩(wěn)定柱之間沿邊坡距離為L3,如圖3所示,虛線部分為L3的長度范圍;5)若L3大于U,則護(hù)岸結(jié)構(gòu)合理,反之增大L2,重復(fù)步驟4),至L3大于U,則確定0、LjPL2參數(shù)。
[0021 ]有益效果:本發(fā)明的山區(qū)河流堤防抗沖護(hù)岸及其安裝方法,通過采用連續(xù)挑流設(shè)計(jì),水流在挑流板導(dǎo)流作用下直接運(yùn)動(dòng)至下一塊挑流板,該過程中挑流后的水流與未受挑流作用水流交匯,相互摻混,消耗水流動(dòng)能,同時(shí)在挑流板下部形成回流區(qū),流速大幅減小,從而有利于維護(hù)聯(lián)結(jié)柱空余地面植被,防止水土流失,實(shí)現(xiàn)邊坡防護(hù)。本發(fā)明提高護(hù)岸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,同時(shí)該護(hù)岸型式不固化堤防坡面,讓坡面土壤與水流充分接觸,確保坡面與水體之間的物質(zhì)交互,維系岸坡附近生態(tài)系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不意圖;
[0023]圖2為圖1中護(hù)岸單元的俯視圖;
[0024]圖3為圖1中護(hù)岸單元的示意圖;
[0025]圖4為聯(lián)結(jié)柱和挑流板的結(jié)構(gòu)不意圖;
[0026]圖5為挑流板參數(shù)確定原理不意圖;
[0027]圖6為堤防截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0029]如圖1至圖3所示,本發(fā)明的山區(qū)河流堤防抗沖護(hù)岸,包括若干組相互連接的護(hù)岸單元,所述護(hù)岸單元包含聯(lián)結(jié)柱1、挑流板2和穩(wěn)定柱3,所述挑流板2為流線型,優(yōu)選挑流板2與水平夾角為15度,所述聯(lián)結(jié)柱1與挑流板2的底端連接,所述穩(wěn)定柱3與挑流板2連接并支撐挑流板2,前一個(gè)護(hù)岸單元
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