一種消浪護(hù)坡結(jié)構(gòu)及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種消浪護(hù)坡結(jié)構(gòu)，屬于水利工程【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明在壩體或堤體迎水坡面上設(shè)置一組呈周期性緊密排列的相同的異形塊體，所述異形塊體的形狀為由一個(gè)底面為長方形的直四棱柱切削掉一個(gè)底面為直角三角形的直三棱柱后所得到的部分，所述直三棱柱的一個(gè)底面的一條直角邊為所述直四棱柱的一條底邊，且所述直三棱柱該底面的另一條直角邊為所述直四棱柱的另一條底邊的一部分，所述直三棱柱的高度不大于所述直四棱柱的高度的二分之一；所述直四棱柱未被切削的兩個(gè)側(cè)面中，其一條邊與所切削掉的直三棱柱的一個(gè)側(cè)棱部分重疊的那個(gè)側(cè)面朝向所述阻滑齒墻方向。本發(fā)明還公開了所述消浪護(hù)坡結(jié)構(gòu)的施工方法。本發(fā)明具有消浪效果好、施工方便的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種消浪護(hù)坡結(jié)構(gòu)及其施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種護(hù)坡結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種能夠減弱波浪沖刷和降低浪頭高度的消 浪護(hù)坡結(jié)構(gòu)及其施工方法，屬于水利工程【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 為防止邊坡受沖刷，在坡面上所做的各種鋪砌和栽植統(tǒng)稱為護(hù)坡，即所謂的植物 護(hù)坡和工程護(hù)坡。修建護(hù)坡要根據(jù)具體使用環(huán)境和功能要求來選擇合適的護(hù)面方式。工程 防護(hù)主要有，漿砌片石防護(hù)、漿砌格柵拱架防護(hù)、掛網(wǎng)噴射混凝土防護(hù)、土工格室植草防護(hù)、 噴混凝土防護(hù)等幾種技術(shù)工藝，主要是用于防止堤岸坡面因沖刷造成泥土流失。而對(duì)于土 石壩、堤防等水工建筑物中的水位變動(dòng)或波浪沖擊強(qiáng)的區(qū)域，所修建的護(hù)坡結(jié)構(gòu)不僅要能 夠防止泥土沖刷流失，還要起到防波消浪的作用。而當(dāng)前常用的護(hù)坡技術(shù)如土工網(wǎng)墊草皮 護(hù)坡、蜂巢式網(wǎng)格植草護(hù)坡要么偏注重于防止泥土沖刷，而對(duì)防波消浪考慮不足，不能有效 阻止浪頭高度，或者如石籠護(hù)坡，放置四腳空心方塊、扭工字塊體等各種異型塊體未能將護(hù) 坡與消浪有機(jī)結(jié)合，增加了工程量，而且護(hù)坡結(jié)構(gòu)還存在結(jié)構(gòu)體系薄弱，耐用性差，有的施 工過程略顯復(fù)雜等問題。作為防波堤、護(hù)岸工程的一個(gè)重要組成部分，護(hù)面塊體的設(shè)計(jì)、選 擇等是防波護(hù)岸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到防波護(hù)岸工程的安全、堤身斷面的大小、 堤頂高低等。因此需要研究穩(wěn)定性好、反射小、爬高低和切實(shí)可行的護(hù)面塊體以滿足堤壩的 使用要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，解決斜坡式堤壩坡面護(hù)面塊 體消浪性能較差，施工復(fù)雜，使用壽命短等問題，提供一種消浪護(hù)坡結(jié)構(gòu)，利用異形塊體形 成的規(guī)律性錯(cuò)位和凹陷增大了坡面的粗糙程度，能夠消耗波浪攜帶的能量，降低波浪爬高， 減小波浪對(duì)壩面或堤面的沖擊。
[0004] 本發(fā)明的消浪護(hù)坡結(jié)構(gòu)，包括沿壩體或堤體迎水坡面底部通長砌筑的阻滑齒墻， 以及設(shè)置于壩體或堤體迎水坡面上的結(jié)構(gòu)面層，所述結(jié)構(gòu)面層由一組在壩體或堤體迎水坡 面上呈周期性緊密排列的相同的異形塊體構(gòu)成，所述異形塊體的形狀為由一個(gè)底面為長方 形的直四棱柱切削掉一個(gè)底面為直角三角形的直三棱柱后所得到的部分，所述直三棱柱的 一個(gè)底面的一條直角邊為所述直四棱柱的一條底邊，且所述直三棱柱該底面的另一條直角 邊為所述直四棱柱的另一條底邊的一部分，所述直三棱柱的高度不大于所述直四棱柱的高 度的二分之一；所述直四棱柱未被切削的兩個(gè)側(cè)面中，其一條邊與所切削掉的直三棱柱的 一個(gè)側(cè)棱部分重疊的那個(gè)側(cè)面朝向所述阻滑齒墻方向。
[0005] 優(yōu)選地，所述直三棱柱該底面的另一條直角邊為所述直四棱柱的另一條底邊的一 部分，具體是指所述直三棱柱該底面的另一條直角邊長度略大于所述直四棱柱的另一條底 邊長度的一半。
[0006] 優(yōu)選地，在壩體或堤體坡面的坡度方向上相鄰的異形塊體在水平方向錯(cuò)位排列。
[0007] 所述異形塊體的材質(zhì)優(yōu)選水工混凝土，所述阻滑齒墻的材質(zhì)優(yōu)選水工混凝土。
[0008] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，壩體或堤體坡面與所述結(jié)構(gòu)面層之間由下至上還 依次設(shè)置有砂子墊層和碎石墊層；所述砂子墊層的材質(zhì)優(yōu)選粗砂。
[0009] 優(yōu)選地，所述砂子墊層和碎石墊層的厚度均為10?15cm。
[0010] 如上改進(jìn)技術(shù)方案所述消浪護(hù)坡結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟：
[0011] 步驟A、預(yù)先制備工程所需的異形塊體；
[0012] 步驟B、沿壩體或堤體迎水坡面底部通長砌筑阻滑齒墻；
[0013] 步驟C、在壩體或堤體迎水坡面上依次鋪設(shè)砂子墊層和碎石墊層；
[0014] 步驟D、在碎石墊層上排布所述異形塊體，使得所述異形塊體在壩體或堤體迎水坡 面上呈周期性緊密排列。
[0015] 相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0016] 異形塊體自重壓緊，整體穩(wěn)定性好，使用壽命長；利用異形塊體形成的規(guī)律性錯(cuò)位 和凹陷增大了坡面的粗糙程度，能夠消耗波浪攜帶的能量，降低波浪爬高，減小波浪對(duì)壩面 或堤面的沖擊；異形塊體可在工廠預(yù)制，現(xiàn)場施工操作簡單易行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明消浪護(hù)坡結(jié)構(gòu)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的縱向剖面示意圖；
[0018] 圖2為異形塊體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖3為本發(fā)明消浪護(hù)坡結(jié)構(gòu)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)面層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖4為本發(fā)明消浪護(hù)坡結(jié)構(gòu)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中壩體或堤體坡面的坡度方向上相 鄰的兩個(gè)異形塊體的排列示意圖。
[0021] 圖中各標(biāo)號(hào)含義如下：
[0022] 1為結(jié)構(gòu)面層，2為碎石墊層，3為砂子墊層，4為阻滑齒墻，11為異形塊體。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明：
[0024] 本發(fā)明的思路是在壩體或堤體迎水坡面上設(shè)置一組呈周期性緊密排列的相同的 異形塊體，所述異形塊體的形狀為由一個(gè)底面為長方形的直四棱柱切削掉一個(gè)底面為直角 三角形的直三棱柱后所得到的部分，所述直三棱柱的一個(gè)底面的一條直角邊為所述直四棱 柱的一條底邊，且所述直三棱柱該底面的另一條直角邊為所述直四棱柱的另一條底邊的一 部分，所述直三棱柱的高度不大于所述直四棱柱的高度的二分之一；所述直四棱柱未被切 削的兩個(gè)側(cè)面中，其一條邊與所切削掉的直三棱柱的一個(gè)側(cè)棱部分重疊的那個(gè)側(cè)面朝向所 述阻滑齒墻方向。本發(fā)明利用周期性密集排列的異形塊體所形成的規(guī)律性錯(cuò)位和凹陷增大 了坡面的粗糙程度，能夠消耗波浪攜帶的能量，降低波浪爬高，減小波浪對(duì)壩面或堤面的沖 擊。
[0025] 為了便于公眾理解本發(fā)明技術(shù)方案，下面以本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例來進(jìn)行詳細(xì) 說明。
[0026] 圖1為本優(yōu)選實(shí)施例中消浪護(hù)坡結(jié)構(gòu)的縱向剖面示意圖。如圖1所示，在壩體或 堤體迎水坡面（假設(shè)其坡度為I :m)自上而下依次鋪設(shè)有結(jié)構(gòu)面層1、碎石墊層2、砂子墊 層3,碎石墊層2和砂子墊層3的厚度均優(yōu)選為10?15cm，砂子墊層3所用材質(zhì)優(yōu)選為粗 砂。為了阻止護(hù)坡向下滑動(dòng)，沿壩體或堤體迎水坡面底部設(shè)置有通長砌筑的阻滑齒墻4,優(yōu) 選地，阻滑齒墻4進(jìn)行了抗傾覆設(shè)計(jì)。
[0027] 本發(fā)明的結(jié)構(gòu)面層1由一組在坡面上周期性緊密排列的相同的異形塊體構(gòu)成，單 個(gè)異形塊體的結(jié)構(gòu)如圖2所示，其整體形狀為由一個(gè)底面為長方形的直四棱柱（如圖2所 示，其底面的兩個(gè)邊長分別為L、t，其側(cè)棱長度為b)切削掉一個(gè)底面為直角三角形的直三 棱柱后所得到的部分，所述直三棱柱的一個(gè)底面的一條直角邊為所述直四棱柱的一條底邊 (即該直角邊的長度為L)，且所述直三棱柱該底面的另一條直角邊（其長度為為所述直 四棱柱的另一條底邊（其長度為t)的一部分，當(dāng)h略大于t的一半時(shí)，消浪效果最佳；所 述直三棱柱的高度（即其側(cè)棱長度）h小于或等于所述直四棱柱的高度（即其側(cè)棱長度）b 的二分之一。所述直四棱柱未被切削的兩個(gè)側(cè)面中，其一條邊與所切削掉的直三棱柱的一 個(gè)側(cè)棱部分重疊的那個(gè)側(cè)面（即圖2中左側(cè)邊長分別為t和b的一面）朝向阻滑齒墻4方 向。為了描述的方便，后續(xù)將異形塊體中所切削掉的直三棱柱部分稱之為缺口，結(jié)構(gòu)面層1 中的每個(gè)異形塊體的缺口均朝上放置。
[0028] 結(jié)構(gòu)面層1中的異形塊體只要周期性緊密排列，則該護(hù)坡結(jié)構(gòu)均可實(shí)現(xiàn)較好的消 浪效果。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用如圖3所示的排列方式時(shí)，消浪效果最佳。如圖3所示，結(jié)構(gòu) 面層1包括沿堤壩軸線方向緊密排列的多排異形塊體11 (圖中黑色小方塊表示單個(gè)異形塊 體11表面的無缺口部分，白色小方塊表示單個(gè)異形塊體11表面的缺口部分），每一排中相 鄰的異形塊體11首尾相接（即一個(gè)異形塊體帶缺口的一側(cè)與另一個(gè)異形塊體不帶缺口的 一側(cè)相接）緊密排列。相鄰兩排中相鄰的異形塊體（即在壩體或堤體坡面的坡度方向上相 鄰的異形塊體）在水平方向錯(cuò)位排列，如圖4所示。
[0029] 異形塊體11和阻滑齒墻4的材質(zhì)可采用石料、混凝土等現(xiàn)有材料，考慮到施工便 利性及防水性，兩者的材質(zhì)均優(yōu)選水工混凝土。
[0030] 異形塊體11的尺寸和質(zhì)量參數(shù)可根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL274-2001)中 附錄A波浪和護(hù)坡計(jì)算有關(guān)公式得到，例如，當(dāng)壩坡坡度m = 2?5時(shí)，
[0031]

【權(quán)利要求】
1. 一種消浪護(hù)坡結(jié)構(gòu)，包括沿壩體或堤體迎水坡面底部通長砌筑的阻滑齒墻，以及設(shè) 置于壩體或堤體迎水坡面上的結(jié)構(gòu)面層，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)面層由一組在壩體或堤體 迎水坡面上呈周期性緊密排列的相同的異形塊體構(gòu)成，所述異形塊體的形狀為由一個(gè)底面 為長方形的直四棱柱切削掉一個(gè)底面為直角三角形的直三棱柱后所得到的部分，所述直三 棱柱的一個(gè)底面的一條直角邊為所述直四棱柱的一條底邊，且所述直三棱柱該底面的另一 條直角邊為所述直四棱柱的另一條底邊的一部分，所述直三棱柱的高度不大于所述直四棱 柱的高度的二分之一；所述直四棱柱未被切削的兩個(gè)側(cè)面中，其一條邊與所切削掉的直三 棱柱的一個(gè)側(cè)棱部分重疊的那個(gè)側(cè)面朝向所述阻滑齒墻方向。
2. 如權(quán)利要求1所述消浪護(hù)坡結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述直三棱柱該底面的另一條直角 邊為所述直四棱柱的另一條底邊的一部分，具體是指所述直三棱柱該底面的另一條直角邊 長度略大于所述直四棱柱的另一條底邊長度的一半。
3. 如權(quán)利要求1所述消浪護(hù)坡結(jié)構(gòu)，其特征在于，在壩體或堤體坡面的坡度方向上相 鄰的異形塊體在水平方向錯(cuò)位排列。
4. 如權(quán)利要求1所述消浪護(hù)坡結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述異形塊體的材質(zhì)為水工混凝土。
5. 如權(quán)利要求1所述消浪護(hù)坡結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述阻滑齒墻的材質(zhì)為水工混凝土。
6. 如權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述消浪護(hù)坡結(jié)構(gòu)，其特征在于，壩體或堤體坡面與所述結(jié) 構(gòu)面層之間由下至上還依次設(shè)置有砂子墊層和碎石墊層。
7. 如權(quán)利要求6所述消浪護(hù)坡結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述砂子墊層的材質(zhì)為粗砂。
8. 如權(quán)利要求6所述消浪護(hù)坡結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述砂子墊層和碎石墊層的厚度均 為 10 ?15cm。
9. 如權(quán)利要求6所述消浪護(hù)坡結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟A、預(yù)先制備工程所需的異形塊體； 步驟B、沿壩體或堤體迎水坡面底部通長砌筑阻滑齒墻； 步驟C、在壩體或堤體迎水坡面上依次鋪設(shè)砂子墊層和碎石墊層； 步驟D、在碎石墊層上排布所述異形塊體，使得所述異形塊體在壩體或堤體迎水坡面上 呈周期性緊密排列。
【文檔編號(hào)】E02B3/12GK104452668SQ201410742750
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月8日
【發(fā)明者】向衍, 趙海濤, 袁輝, 劉成棟, 傅蜀燕, 張凱, 王占軍, 楊妙帆 申請人:水利部交通運(yùn)輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院, 河海大學(xué)