一種適用於天然邊灘形態的潛丁壩的製作方法

2023-09-17 06:45:00

專利名稱：一種適用於天然邊灘形態的潛丁壩的製作方法
技術領域：
本發明屬於航道治理技術，具體涉及到一種適用於天然邊灘形態的潛丁壩。
背景技術：
河床演變是指自然情況下及在修建整治建築物後河床發生的衝淤變化過程，這種衝淤變化過程不會總是有利於人類的生產活動，相反，在許多情況下可能產生巨大的破壞作用，因此必須採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築物，稱為河床整治建築物。丁壩是最常見的河床整治建築物。丁壩的壩根與河岸聯接，壩頭伸向河心，壩軸線與水流方向正交或斜交，在平面上與河岸構成丁字形。丁壩為橫向阻水的整治建築物，當水流未淹沒丁壩時，它能束窄河槽，提高流速衝刷淺灘；當水流淹沒丁壩後，則會造成橫向環流，橫嚮導沙，增加航道水深。除此之外，丁壩還能調整分汊河道的分流比，控制分流，淤高河灘，保護河岸，挑出主流以防頂衝河岸和堤防。以往的壩體型式為單一縱坡型式。修建丁壩可束水歸槽，保護岸堤，但也會帶來水流分離、回流等一系列複雜的流動現象。壩體局部如壩頭、壩根及翻壩水流流態紊亂。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、壩身損毀、壩根損毀以及壩體整體損毀四類。壩頭損毀多為基礎衝刷導致損毀，其一般過程是基礎衝刷一邊坡坍塌——壩頂坍塌。壩身損毀的形式較多，有些是壩身的基礎被衝刷導致壩體坍塌，此類損毀形式類似於壩頭損毀；有些屬壩面塊石剝落滾失形成小缺口，繼而又擴大衝深演變成大缺口 ；還有一些是水流直接衝刷背水坡，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衝刷而造成坍塌；有些是壩根段壩面塊石逐個剝落移位，形成淺小缺口，日後逐漸擴大成大缺口 ；還有則是壩根處溢流直接衝刷基腳，基礎被淘刷而損毀。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修復而擴大蔓延所致。因此加強丁壩的抗衝能力，保證其自身的穩定性是很關鍵的。

發明內容
本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種能夠加強抗衝能力的適用於天然邊灘形態的潛丁壩。本發明為解決公知技術中存在的技術問題所採取的技術方案是:一種適用於天然邊灘形態的潛丁壩，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天然地形採用階梯型式。該潛丁壩的壩頂寬度依據水流衝刷強度分段設定。該潛丁壩的壩面採用塊石壓頂。所述壩根採用鋪石結構接岸。本發明具有的優點和積極效果是:I)穩定性明顯提高:壩頂寬度依據潛丁壩受水流衝刷強弱，採用不同的壩頂寬度，針對受水流衝刷弱的壩身部分，壩頂寬度相對小一些，受水流衝刷劇烈的壩身部分，壩頂寬度相對大一些，並在壩面採用大塊石壓頂；在壩根進行了鋪石結構接岸處理，防止水流抄後路的發生，從而明顯提高了壩體的穩定性。2)壩體周圍的水流更加平順:本發明提出的壩體採用與天然邊灘形態接近的階梯型式，即潛丁壩的縱坡從頭部至拐點、拐點至階梯處、階梯至壩根部依據天然地形分別採用與天然地形一致的坡度，使壩體周圍的水流更加平順，從而加強了壩體的抗衝能力。3)整治效果更好，後期維護費用少。綜上所述，本發明是針對現有丁壩周圍水流紊亂、抗衝能力弱等問題，開發的一種適用於天然邊灘形態的潛丁壩，它依據天然邊灘形態採用階梯型式，即丁壩的縱坡從頭部至拐點、拐點至階梯處，階梯至壩根部依據天然地形分別採用不同的坡度值，壩頂寬度依據潛丁壩受水流衝刷強弱，採用不同的壩頂寬度，並在壩面採用大塊石壓頂，以加強抗衝能力。


圖1為本發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、護底，5、坡頂平臺，6、枯水平臺，7、護坡，8、銜接段。
具體實施例方式為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，並配合附圖詳細說明如下:請參見圖1 圖4，一種適用於天然邊灘形態的潛丁壩，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天然地形採用階梯型式。該潛丁壩的壩頂寬度依據水流衝刷強度分段設定。該潛丁壩的壩面採用塊石壓頂。所述壩根3採用鋪石結構接岸。本發明的應用實例:壩長248.35m，為階梯型式勾頭潛丁壩。由壩體、護底4和根部護岸組成。壩體包括:壩頭1、壩身2和壩根3，壩頭I及拐點高程均為7.84m。潛丁壩具體特徵見表I。( I)壩體壩體分為直線段和勾頭段，為全拋石結構。壩頭頂部為直徑5m的半圓，然後呈輻射狀與河底相接；沿壩軸線向河坡坡比為1:8，向左、右側逐漸變坡比與壩體平順銜接。考慮到勾頭潛丁壩受水流衝刷強度大，壩頂的寬度取5m。壩體直線段長178.35m。壩體上遊側邊坡為1:2，下遊側邊坡為1:2.5，從拐點至岸側92m段壩頂縱坡為1:400，然後壩頂高程在Sm長範圍內提高lm，形成頂坡為1:8的階梯，其後壩頂縱坡為1:300。
勾頭段長70m，為全拋石結構。壩體向河心側邊坡為1:2，向岸側邊坡為1:2.5，頂坡為平坡。壩體塊石粒徑為0.2m 0.6m,粒徑大於0.4m的比例應大於85% ;壩頂面層設置Im厚的大塊石，其粒徑彡0.4m (89kg)。(2)護底採用D型排護底，壩體上遊側餘排寬60m，下遊側餘排寬95m，壩頭餘排寬為110m。沉排橫向搭接寬度為6m。護底排上遊側靠拐頭段排體邊緣20m寬範圍內，以及護底排頭部排體邊緣25m寬範圍內，拋防衝石厚度為1.5m，其中有5m寬防衝石位於護底排上。防衝石粒徑> 0.4m(89kg)。護底排下遊側排體邊緣設寬25m的四面六邊透水框架(單邊長度為100cm)，其中有5m寬透水框 架位於護底排上，厚度按每平米拋(鋪)設透水框架兩層共三架控制。其餘排面上拋石厚1.2m。排上拋石粒徑為0.2m 0.6m，粒徑大於0.4m的比例應大於85% ；(3)根部護岸採用平順護岸型式。守護範圍:上遊側護至壩體護底D型排上遊側邊線延長線以上30m，下遊側護至壩體護底D型排下遊側邊線延長線外80m。根部護岸包括坡頂平臺5、護坡7、枯水平臺6、水下護腳及銜接段8等部分。在護坡上下遊側分別設置預埋防衝結構。預埋防衝結構為:從護坡7上下遊側開挖基槽(基槽內側邊坡1:5，外側邊坡為1:1，基槽底寬lm，上遊側挖深為1.5m,下遊側挖深為2.5m)。基槽挖好後，反濾層無紡布順1:5基槽邊坡鋪至基槽底部，然後進行鋪石回填，鋪石頂面與護坡一致。坡頂平臺5:寬3m,下部為眾砌塊石結構,厚0.55m,頂部為0.05m的混泥土抹面。岸坡開挖:岸坡緩於1:3時，按自然坡比削坡；陸於1:3時，按1:3削坡。岸坡回填:對岸坡局部存在較大坑窪處進行回填，回填時要求對回填土層夯實，達到原狀土的密度。反濾層:坡頂至腳槽前緣間由下至上設置IOcm厚黃沙一層、400g/m2無紡布一層和IOcm厚碎石(粒徑為I 3cm) —層。護面:採用0.3m厚的鋪石。枯水平臺6:為鋪石結構，寬3m,厚0.8m ;其下設寬Im,深0.5m腳槽,腳槽內鋪石，D型排壓在腳槽塊石下。枯水平臺頂高程為12.84m。護腳:枯水平臺下護腳採用D型排，單塊排寬度為40m，D型排的沉放垂直於枯水平臺，沉排橫向搭接寬度6m,排上拋石1.2m厚。銜接段:在根部護坡上下遊兩端各設置30m寬的銜接段，枯水平臺以上陡於1:3的岸坡按1:3削坡，緩於1:3的坡岸按自然坡比削坡，再拋石0.5m。坡頂平臺至枯水平臺外50m範圍內拋石0.5m厚。表I潛丁壩特徵值
權利要求
1.一種適用於天然邊灘形態的潛丁壩，該潛丁壩為勾頭丁壩，包括壩頭、壩身和壩根，其特徵在於，該潛丁壩的縱坡依據天然地形採用階梯型式。
2.根據權利要求1所述適用於天然邊灘形態的潛丁壩，其特徵在於，該潛丁壩的壩頂寬度依據水流衝刷強度分段設定。
3.根據權利要求1所述適用於天然邊灘形態的潛丁壩，其特徵在於，該潛丁壩的壩面採用塊石壓頂。
4.根據權利要求1所述適用於天然邊灘形態的潛丁壩，其特徵在於，所述壩根採用鋪石結構接岸。
全文摘要
本發明公開了一種適用於天然邊灘形態的潛丁壩，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天然地形採用階梯型式。本發明針對現有丁壩周圍水流紊亂、抗衝能力弱等問題，開發的一種適用於天然邊灘形態的潛丁壩，它依據天然邊灘形態採用階梯型式，即丁壩的縱坡從頭部至拐點、拐點至階梯處，階梯至壩根部依據天然地形分別採用不同的坡度值，壩頂寬度依據潛丁壩受水流衝刷強弱，採用不同的壩頂寬度，並在壩面採用大塊石壓頂，以加強抗衝能力。
文檔編號E02B3/06GK103195020SQ20131015857
公開日2013年7月10日 申請日期2013年5月3日 優先權日2013年5月3日
發明者劉萬利, 李一兵, 平克軍, 劉曉菲, 張明進, 孫百順, 朱玉德, 張華慶 申請人:交通運輸部天津水運工程科學研究所, 天津水運工程勘察設計院