專利名稱：水下拋石基床和邊坡防沖刷結構及其施工方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種防止水下拋石基床和邊坡遭受沖刷破壞的工藝技術。
背景技術：
對于拋石基床、防波堤和邊坡等水下結構物，沖刷破壞往往是其主要破壞形式之一。引起這種破壞的主要原因是在外力作用下，結構物表面附件水流速度過快，超過了結構物組成物質的起動速度，導致結構物被水流淘蝕、沖刷。這種外力包括潮汐作用、船只螺旋漿攪動水體和臺風等惡劣天氣。目前，常用的一些針對拋石基床、邊坡等的防沖刷方法包括模袋混凝土、升漿混凝土矽化、柵欄板等混凝土構件、大塊石等護底護坡措施。但這些方法或材料用量大，或施工難度高，或由于體積大而減少了港池深度。因此，整合各種方法的優(yōu)勢，研究一種適用于各種環(huán)境和條件、施工簡單易行的防沖刷工藝技術，顯得很有意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的在于通過一套簡單易行的工藝技術，達到防止水下基床和邊坡遭受水流沖刷破壞的目的。本發(fā)明采用了以下技術方案達到上述發(fā)明目的:水下拋石基床和邊坡防沖刷結構，其包括:設置于基床或邊坡表面的防沖刷裝置、用于把防沖刷裝置固定于基床或邊坡的固定結構、沿基床或邊坡表面下端挖設的溝槽，所述防沖刷裝置的下端埋置于溝槽內(nèi)固定，所述防沖刷裝置為以土工材料形成的殼體內(nèi)灌注有砂、石填充物的土工結構。所述防沖刷裝置的下端以回填塊石堆積于以固定在所述溝槽內(nèi)。當基床或邊坡土質結構為平整的拋石結構時，所述防沖刷裝置選用土工織物制作容納填充物的殼體，所述土工織物包括上、下兩層土工布和夾于兩層土工布中間的一層格柵狀土工模袋，土工模袋中部設置灌漿口，土工布和土工模袋周邊均設置有拉鏈用以接合，所述土工模供認內(nèi)灌注的水泥砂槳；當基床或邊坡為較突兀的拋石結構時，所述防沖刷裝置選用格賓石籠作為填充物的殼體并以碎石填充其內(nèi)。作為對所述防沖刷裝置的固定結構，選用模袋混凝土或模袋砂漿壓重、小木樁固定或錨桿固定中的任一種或兩種以上的結合。一種如上任一所述的水下拋石基床和邊坡防沖刷結構的施工方法，其特征在于包括以下步驟:I)量測基床或邊坡尺寸，判斷其類型；2)選用防沖刷裝置；3)將防沖刷裝置沉入水中，并安放于基床或邊坡表面；4)將防沖 刷裝置固定于基床或邊坡表面；5)沿基床表面或邊坡下端挖設一道溝槽，該溝槽位于所述防沖刷裝置迎水流端部，將防沖刷裝置末端埋入溝槽中，并回填塊石。當基床或邊坡為較突兀的拋石結構時，所述防沖刷裝置采用有底無頂式格賓網(wǎng)作為容納砂、石填充的殼體并以鐵絲綁接構成網(wǎng)格；所述步驟4是把IOcm碎石通過從岸上延伸至基床表面的空心管道下滑至格賓網(wǎng)，并在填充滿格賓網(wǎng)的網(wǎng)格后從水中控制管道移至下一網(wǎng)格。當基床或邊坡土質結構為平整的拋石結構時，所述防沖刷裝置選用土工織物制作容納砂、石填充物的殼體，所述土工織物包括上、下兩層土工布和夾于兩層土工布中間的一層格柵狀土工模袋，土工模袋中部設置灌漿口，土工布和土工模袋周邊均設置有拉鏈。進一步地，所述步驟4包括如下操作步驟:在基床或邊坡表面放置底層土工布，并采用小木樁進行臨時固定；放置所述格柵狀土工模袋，與底層土工布使用拉鏈連接，從灌漿口灌注水泥砂漿，每灌滿一段即蓋上該段灌漿口；待土工模袋全部灌滿充盈后，放置頂層土工布于土工模袋上，與土工模袋使用拉鏈連接。本技術通過放置防沖刷裝置于結構物表面，并采用有效的方式對裝置進行固定，降低表面水流流速，避免超出結構物組成物質起動流速工況的發(fā)生，從而有效防止結構物受沖刷破壞。防沖刷裝置的類型根據(jù)現(xiàn)場附近資源進行選擇，對于石料豐富地區(qū)，可選擇格賓石籠，否則可選擇土工布。固定方式根據(jù)結構物類型進行選擇，土質類結構可用模袋混凝土格柵壓重或小木樁，石質類結構可用四角錨釘或模袋混凝土格柵壓重。本工藝技術施工簡便，防沖刷裝置可根據(jù)實際情況選擇，生產(chǎn)可于工廠預制，安裝和固定均由人力完成， 不需要大型機械配合，有利于降低成本，適合在新建或已有水下結構物工程中推廣應用。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。圖2是防沖刷技術應用于拋石基床不意圖。圖2a是圖2中的A的放大圖。圖3是防沖刷技術應用于水下邊坡示意圖。圖4是土工布防沖刷裝置結構示意圖。圖5是格賓石籠防沖刷裝置。圖中，格賓網(wǎng)I格賓網(wǎng)末端1.1溝槽2基床3沉箱4邊坡5 土工布6面層土工布6.1 土工模袋6.2底層土工布6.具體實施例方式實施例1:量測基床尺寸，訂做如圖5所示的格賓網(wǎng)，每個網(wǎng)格為有底無頂樣式，尺寸為ImX ImX 0.5m。把格賓網(wǎng)I放置于基床3表面，相鄰網(wǎng)格之間使用鐵絲綁接，形成防沖刷裝置。制作一直徑約20cm的薄鐵片圓筒，長度為岸上至基床面距離。圓筒一端固定于岸上，另一端放置于格賓網(wǎng)上方，由潛水員在水中控制移動。岸上人員把約IOcm碎石拋入圓筒，碎石通過圓筒到達格賓網(wǎng)。當一個網(wǎng)格裝滿碎石后，潛水員移動圓筒至另一網(wǎng)格，以此類推。當所有網(wǎng)格裝滿碎石后，使用整張鐵絲網(wǎng)覆蓋各網(wǎng)格，并用鐵絲綁緊固定。沿基床下端挖一道溝槽2，該溝槽2位于防沖刷裝置迎水流端部，將防沖刷裝置末端埋入坎中，并回填塊石等材料，以防止水流沖刷防沖刷裝置端部。實施例2:量測結構物尺寸，如圖4所示，加工面層及底層土工布6.1、6.3和一層格柵狀土工模袋6.2，模袋6.2中部設置灌漿口，土工布和土工模袋周邊均設置有拉鏈。在基床表面放置底層土工布6.3,并采用小木樁進行臨時固定。放置格柵狀土工模袋6.2，與底層土工布6.3使用拉鏈連接。打開灌漿口向土工模袋灌注水泥砂漿，每灌滿一袋即蓋上該袋灌漿口。待模袋全部灌滿充盈后，放置面層土工布6.1于土工模袋6.2上，并使用拉鏈連接，從而形成完整的防沖刷裝置。沿基床下端挖一道溝槽2，該溝槽2位于防沖刷裝置迎水流端部，將防沖刷裝置末端埋入坎中，并回填塊石等材料，以防止水流沖刷防沖刷裝置端部。當然，也可以如圖3所示，將防沖刷 裝置應用于邊坡5。
權利要求
1.水下拋石基床和邊坡防沖刷結構，其特征在于包括:設置于基床或邊坡表面的防沖刷裝置、用于把防沖刷裝置固定于基床或邊坡的固定結構、沿基床或邊坡表面下端挖設的溝槽，所述防沖刷裝置的下端埋置于溝槽內(nèi)固定，所述防沖刷裝置為以土工材料形成的殼體內(nèi)灌注有砂、石填充物的土工結構。
2.根據(jù)權利要求1所述的水下拋石基床和邊坡防沖刷結構，其特征在于:所述防沖刷裝置的下端埋置于所述溝槽內(nèi)，使用回填塊石堆砌固定。
3.根據(jù)權利要求1所述的水下拋石基床和邊坡防沖刷結構，其特征在于:當基床或邊坡土質結構為平整的拋石結構時，所述防沖刷裝置選用土工織物制作容納填充物的殼體，所述土工織物包括上、下兩層土工布和夾于兩層土工布中間的一層格柵狀土工模袋，土工模袋中部設置灌漿口，土工布和土工模袋周邊均設置有拉鏈用以接合，所述土工模袋內(nèi)灌注有水泥砂槳；當基床或邊坡為較突兀的拋石結構時，所述防沖刷裝置選用格賓石籠作為填充物的殼體并以碎石填充其內(nèi)。
4.根據(jù)權利要求1所述的水下拋石基床和邊坡防沖刷結構，其特征在于:作為對所述防沖刷裝置的固定結構，選用模袋混凝土或模袋砂漿壓重、小木樁固定或錨桿固定中的任一種或兩種以上的結合。
5.—種如權利要求1 4任一所述的水下拋石基床和邊坡防沖刷結構的施工方法,其特征在于包括以下步驟: 1)量測基床或邊坡尺寸，判斷其類型； 2)選用防沖刷裝置； 3)將防沖刷裝置沉入水中，并安放于基床或邊坡表面； 4)將防沖刷裝置固定于基床或邊坡表面； 5)沿基床表面或邊坡下端挖設一道溝槽，該溝槽位于所述防沖刷裝置迎水流端部，將防沖刷裝置末端埋入溝槽中，并回填塊石。
6.根據(jù)權利要求5所述的水下拋石基床和邊坡防沖刷結構的施工方法，其特征在于:當基床或邊坡為較突兀的拋石結構時，所述防沖刷裝置采用有底無頂式格賓網(wǎng)作為容納砂、石填充的殼體并以鐵絲綁接構成網(wǎng)格；所述步驟4是把IOcm碎石通過從岸上延伸至基床表面的空心管道下滑至格賓網(wǎng)，并在填充滿格賓網(wǎng)的網(wǎng)格后從水中控制管道移至下一網(wǎng)格。
7.根據(jù)權利要求5所述的水下拋石基床和邊坡防沖刷結構的施工方法，其特征在于:當基床或邊坡土質結構為平整的拋石結構時，所述防沖刷裝置選用土工織物制作容納砂、石填充物的殼體，所述土工織物包括上、下兩層土工布和夾于兩層土工布中間的一層格柵狀土工模袋，土工模袋中部設置灌漿口，土工布和土工模袋周邊均設置有拉鏈。
8.根據(jù)權利要求7所述的水下拋石基床和邊坡防沖刷結構的施工方法，其特征在于:所述步驟4包括如下操作步驟: 在基床或邊坡表面放置底層土工布，并采用小木樁進行臨時固定； 放置所述格柵狀土工模袋，與底層土工布使用拉鏈連接，從灌漿口灌注水泥砂漿，每灌滿一段即蓋上該段灌漿口； 待土工模袋全部灌滿充盈后，放置頂層土工布于土工模袋上，與土工模袋使用拉鏈連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水下拋石基床和邊坡防沖刷結構，其包括設置于基床或邊坡表面的防沖刷裝置、用于把防沖刷裝置固定于基床或邊坡的固定結構、沿基床或邊坡表面下端挖設的溝槽，所述防沖刷裝置的下端埋置于溝槽內(nèi)固定，所述防沖刷裝置為以土工材料形成的殼體內(nèi)灌注有砂、石填充物的土工結構。本發(fā)明通過安裝并固定防沖刷裝置于結構物表面，降低周邊水流速度，從而達到防止結構物遭受沖刷破壞的目的。本工藝技術所涉及步驟均不需要大型機械配合，施工簡易、經(jīng)濟。
文檔編號E02D15/10GK103233444SQ20131014336
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月23日 優(yōu)先權日2013年4月23日
發(fā)明者董志良, 魏明暉, 李國豹, 應宗權 申請人:中交四航工程研究院有限公司, 廣州港灣工程質量檢測有限公司, 中交四航巖土工程有限公司, 廣州四航材料科技有限公司