專利名稱：一種適用于天然邊灘形態(tài)的潛丁壩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航道治理技術(shù)，具體涉及到一種適用于天然邊灘形態(tài)的潛丁壩。
背景技術(shù)：
河床演變是指自然情況下及在修建整治建筑物后河床發(fā)生的沖淤變化過(guò)程，這種沖淤變化過(guò)程不會(huì)總是有利于人類的生產(chǎn)活動(dòng)，相反，在許多情況下可能產(chǎn)生巨大的破壞作用，因此必須采取工程措施加以控制，這類工程措施即稱河床整治，把整治河床所用的建筑物，稱為河床整治建筑物。丁壩是最常見(jiàn)的河床整治建筑物。丁壩的壩根與河岸聯(lián)接，壩頭伸向河心，壩軸線與水流方向正交或斜交，在平面上與河岸構(gòu)成丁字形。丁壩為橫向阻水的整治建筑物，當(dāng)水流未淹沒(méi)丁壩時(shí)，它能束窄河槽，提高流速?zèng)_刷淺灘；當(dāng)水流淹沒(méi)丁壩后，則會(huì)造成橫向環(huán)流，橫向?qū)常黾雍降浪?。除此之外，丁壩還能調(diào)整分汊河道的分流比，控制分流，淤高河灘，保護(hù)河岸，挑出主流以防頂沖河岸和堤防。以往的壩體型式為單一縱坡型式。修建丁壩可束水歸槽，保護(hù)岸堤，但也會(huì)帶來(lái)水流分離、回流等一系列復(fù)雜的流動(dòng)現(xiàn)象。壩體局部如壩頭、壩根及翻壩水流流態(tài)紊亂。丁壩也極易造成水毀。丁壩水毀形式按損毀部位大致可分為壩頭損毀、壩身?yè)p毀、壩根損毀以及壩體整體損毀四類。壩頭損毀多為基礎(chǔ)沖刷導(dǎo)致?lián)p毀，其一般過(guò)程是基礎(chǔ)沖刷一邊坡坍塌——壩頂坍塌。壩身?yè)p毀的形式較多，有些是壩身的基礎(chǔ)被沖刷導(dǎo)致壩體坍塌，此類損毀形式類似于壩頭損毀；有些屬壩面塊石剝落滾失形成小缺口，繼而又?jǐn)U大沖深演變成大缺口 ；還有一些是水流直接沖刷背水坡，致使背水坡坍塌損毀。壩根損毀部分原因是壩根與岸坡銜接處的沙卵石被沖刷而造成坍塌；有些是壩根段壩面塊石逐個(gè)剝落移位，形成淺小缺口，日后逐漸擴(kuò)大成大缺口 ；還有則是壩根處溢流直接沖刷基腳，基礎(chǔ)被淘刷而損毀。壩體的整體損毀，往往是多種局部損毀因素共同組合作用在一起，或是單一損毀未得到及時(shí)修復(fù)而擴(kuò)大蔓延所致。因此加強(qiáng)丁壩的抗沖能力，保證其自身的穩(wěn)定性是很關(guān)鍵的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種能夠加強(qiáng)抗沖能力的適用于天然邊灘形態(tài)的潛丁壩。本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:一種適用于天然邊灘形態(tài)的潛丁壩，該潛丁壩為勾頭丁壩，包括壩頭、壩身和壩根，該潛丁壩的縱坡依據(jù)天然地形采用階梯型式。該潛丁壩的壩頂寬度依據(jù)水流沖刷強(qiáng)度分段設(shè)定。該潛丁壩的壩面采用塊石壓頂。所述壩根采用鋪石結(jié)構(gòu)接岸。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:I)穩(wěn)定性明顯提高:壩頂寬度依據(jù)潛丁壩受水流沖刷強(qiáng)弱，采用不同的壩頂寬度，針對(duì)受水流沖刷弱的壩身部分，壩頂寬度相對(duì)小一些，受水流沖刷劇烈的壩身部分，壩頂寬度相對(duì)大一些，并在壩面采用大塊石壓頂；在壩根進(jìn)行了鋪石結(jié)構(gòu)接岸處理，防止水流抄后路的發(fā)生，從而明顯提高了壩體的穩(wěn)定性。2)壩體周圍的水流更加平順:本發(fā)明提出的壩體采用與天然邊灘形態(tài)接近的階梯型式，即潛丁壩的縱坡從頭部至拐點(diǎn)、拐點(diǎn)至階梯處、階梯至壩根部依據(jù)天然地形分別采用與天然地形一致的坡度，使壩體周圍的水流更加平順，從而加強(qiáng)了壩體的抗沖能力。3)整治效果更好，后期維護(hù)費(fèi)用少。綜上所述，本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有丁壩周圍水流紊亂、抗沖能力弱等問(wèn)題，開發(fā)的一種適用于天然邊灘形態(tài)的潛丁壩，它依據(jù)天然邊灘形態(tài)采用階梯型式，即丁壩的縱坡從頭部至拐點(diǎn)、拐點(diǎn)至階梯處，階梯至壩根部依據(jù)天然地形分別采用不同的坡度值，壩頂寬度依據(jù)潛丁壩受水流沖刷強(qiáng)弱，采用不同的壩頂寬度，并在壩面采用大塊石壓頂，以加強(qiáng)抗沖能力。


圖1為本發(fā)明的平面布置示意圖；圖2為圖1的1-1縱軸線首I]面不意圖；圖3為圖1和圖2的I1-1I斷面示意圖；圖4為圖1和圖2的II1-1II斷面示意圖。圖中:1、壩頭，2、壩身，3、壩根，4、護(hù)底，5、坡頂平臺(tái)，6、枯水平臺(tái)，7、護(hù)坡，8、銜接段。
具體實(shí)施例方式為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下:請(qǐng)參見(jiàn)圖1 圖4，一種適用于天然邊灘形態(tài)的潛丁壩，該潛丁壩為勾頭丁壩，包括壩頭1、壩身2和壩根3，該潛丁壩的壩頂縱坡依據(jù)天然地形采用階梯型式。該潛丁壩的壩頂寬度依據(jù)水流沖刷強(qiáng)度分段設(shè)定。該潛丁壩的壩面采用塊石壓頂。所述壩根3采用鋪石結(jié)構(gòu)接岸。本發(fā)明的應(yīng)用實(shí)例:壩長(zhǎng)248.35m，為階梯型式勾頭潛丁壩。由壩體、護(hù)底4和根部護(hù)岸組成。壩體包括:壩頭1、壩身2和壩根3，壩頭I及拐點(diǎn)高程均為7.84m。潛丁壩具體特征見(jiàn)表I。( I)壩體壩體分為直線段和勾頭段，為全拋石結(jié)構(gòu)。壩頭頂部為直徑5m的半圓，然后呈輻射狀與河底相接；沿壩軸線向河坡坡比為1:8，向左、右側(cè)逐漸變坡比與壩體平順銜接?？紤]到勾頭潛丁壩受水流沖刷強(qiáng)度大，壩頂?shù)膶挾热?m。壩體直線段長(zhǎng)178.35m。壩體上游側(cè)邊坡為1:2，下游側(cè)邊坡為1:2.5，從拐點(diǎn)至岸側(cè)92m段壩頂縱坡為1:400，然后壩頂高程在Sm長(zhǎng)范圍內(nèi)提高lm，形成頂坡為1:8的階梯，其后壩頂縱坡為1:300。
勾頭段長(zhǎng)70m，為全拋石結(jié)構(gòu)。壩體向河心側(cè)邊坡為1:2，向岸側(cè)邊坡為1:2.5，頂坡為平坡。壩體塊石粒徑為0.2m 0.6m,粒徑大于0.4m的比例應(yīng)大于85% ;壩頂面層設(shè)置Im厚的大塊石，其粒徑彡0.4m (89kg)。(2)護(hù)底采用D型排護(hù)底，壩體上游側(cè)余排寬60m，下游側(cè)余排寬95m，壩頭余排寬為110m。沉排橫向搭接寬度為6m。護(hù)底排上游側(cè)靠拐頭段排體邊緣20m寬范圍內(nèi)，以及護(hù)底排頭部排體邊緣25m寬范圍內(nèi)，拋防沖石厚度為1.5m，其中有5m寬防沖石位于護(hù)底排上。防沖石粒徑> 0.4m(89kg)。護(hù)底排下游側(cè)排體邊緣設(shè)寬25m的四面六邊透水框架(單邊長(zhǎng)度為100cm)，其中有5m寬透水框 架位于護(hù)底排上，厚度按每平米拋(鋪)設(shè)透水框架兩層共三架控制。其余排面上拋石厚1.2m。排上拋石粒徑為0.2m 0.6m，粒徑大于0.4m的比例應(yīng)大于85% ；(3)根部護(hù)岸采用平順護(hù)岸型式。守護(hù)范圍:上游側(cè)護(hù)至壩體護(hù)底D型排上游側(cè)邊線延長(zhǎng)線以上30m，下游側(cè)護(hù)至壩體護(hù)底D型排下游側(cè)邊線延長(zhǎng)線外80m。根部護(hù)岸包括坡頂平臺(tái)5、護(hù)坡7、枯水平臺(tái)6、水下護(hù)腳及銜接段8等部分。在護(hù)坡上下游側(cè)分別設(shè)置預(yù)埋防沖結(jié)構(gòu)。預(yù)埋防沖結(jié)構(gòu)為:從護(hù)坡7上下游側(cè)開挖基槽(基槽內(nèi)側(cè)邊坡1:5，外側(cè)邊坡為1:1，基槽底寬lm，上游側(cè)挖深為1.5m,下游側(cè)挖深為2.5m)。基槽挖好后，反濾層無(wú)紡布順1:5基槽邊坡鋪至基槽底部，然后進(jìn)行鋪石回填，鋪石頂面與護(hù)坡一致。坡頂平臺(tái)5:寬3m,下部為衆(zhòng)砌塊石結(jié)構(gòu),厚0.55m,頂部為0.05m的混泥土抹面。岸坡開挖:岸坡緩于1:3時(shí)，按自然坡比削坡；陸于1:3時(shí)，按1:3削坡。岸坡回填:對(duì)岸坡局部存在較大坑洼處進(jìn)行回填，回填時(shí)要求對(duì)回填土層夯實(shí)，達(dá)到原狀土的密度。反濾層:坡頂至腳槽前緣間由下至上設(shè)置IOcm厚黃沙一層、400g/m2無(wú)紡布一層和IOcm厚碎石(粒徑為I 3cm) —層。護(hù)面:采用0.3m厚的鋪石?？菟脚_(tái)6:為鋪石結(jié)構(gòu)，寬3m,厚0.8m ;其下設(shè)寬Im,深0.5m腳槽,腳槽內(nèi)鋪石，D型排壓在腳槽塊石下?？菟脚_(tái)頂高程為12.84m。護(hù)腳:枯水平臺(tái)下護(hù)腳采用D型排，單塊排寬度為40m，D型排的沉放垂直于枯水平臺(tái)，沉排橫向搭接寬度6m,排上拋石1.2m厚。銜接段:在根部護(hù)坡上下游兩端各設(shè)置30m寬的銜接段，枯水平臺(tái)以上陡于1:3的岸坡按1:3削坡，緩于1:3的坡岸按自然坡比削坡，再拋石0.5m。坡頂平臺(tái)至枯水平臺(tái)外50m范圍內(nèi)拋石0.5m厚。表I潛丁壩特征值
權(quán)利要求
1.一種適用于天然邊灘形態(tài)的潛丁壩，該潛丁壩為勾頭丁壩，包括壩頭、壩身和壩根，其特征在于，該潛丁壩的縱坡依據(jù)天然地形采用階梯型式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述適用于天然邊灘形態(tài)的潛丁壩，其特征在于，該潛丁壩的壩頂寬度依據(jù)水流沖刷強(qiáng)度分段設(shè)定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述適用于天然邊灘形態(tài)的潛丁壩，其特征在于，該潛丁壩的壩面采用塊石壓頂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述適用于天然邊灘形態(tài)的潛丁壩，其特征在于，所述壩根采用鋪石結(jié)構(gòu)接岸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于天然邊灘形態(tài)的潛丁壩，該潛丁壩為勾頭丁壩，包括壩頭、壩身和壩根，該潛丁壩的縱坡依據(jù)天然地形采用階梯型式。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有丁壩周圍水流紊亂、抗沖能力弱等問(wèn)題，開發(fā)的一種適用于天然邊灘形態(tài)的潛丁壩，它依據(jù)天然邊灘形態(tài)采用階梯型式，即丁壩的縱坡從頭部至拐點(diǎn)、拐點(diǎn)至階梯處，階梯至壩根部依據(jù)天然地形分別采用不同的坡度值，壩頂寬度依據(jù)潛丁壩受水流沖刷強(qiáng)弱，采用不同的壩頂寬度，并在壩面采用大塊石壓頂，以加強(qiáng)抗沖能力。
文檔編號(hào)E02B3/06GK103195020SQ20131015857
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月3日
發(fā)明者劉萬(wàn)利, 李一兵, 平克軍, 劉曉菲, 張明進(jìn), 孫百順, 朱玉德, 張華慶 申請(qǐng)人:交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所, 天津水運(yùn)工程勘察設(shè)計(jì)院