一種黃河下遊寬灘區避水村臺的製作方法

2023-09-23 07:24:50 4

技術領域：

本發明涉及一種黃河下遊寬灘區的避水村臺，其ipc國際專利分類號為e02b1/00，e02b3/26，屬於防洪工程技術領域。

背景技術：
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黃河是中華民族的母親河，同時它也是一條多災害河流，歷史上黃河下遊洪災頻繁。黃河幹流在孟津縣白鶴由山區進入平原，桃花峪以下長786km為下遊河道，流域面積2.3萬km2，它歷來都是防洪的重點河段。黃河下遊河道內分布有廣闊的灘地，總面積3544km2，佔河道面積的84％，涉及河南、山東兩省14個地(市)44個縣(區)，灘區內有耕地25萬hm2，村莊2056個，人口190萬。黃河下遊河道陶城鋪以上河段，兩岸的黃河大堤堤距達5～20km，該河段相應的灘區常被稱為寬灘區，面積約2770km2，佔下遊灘區面積的78％。黃河下遊寬灘區不僅是防禦大洪水時行洪、滯洪、沉沙的重要場所，也是灘區人民群眾生活的家園。

修築村臺是黃河下遊灘區人民躲避洪水，抵禦侵襲的一種重要的防災措施。國務院2013年3月批覆的《黃河流域綜合規劃(2012～2030年)》提出就地建大村臺、臨時撤離、外遷3種灘區人口安置方式，即原地避洪、轉移安置避洪和村莊外遷3種方案。自1974年起，黃河下遊灘區開始修築村臺，截止2000年底，共修築避水村臺面積7354.63萬m2。到2010年，以河南灘區為例，546個村莊修建了村臺或避水樓等就地避洪設施。按照國函[2002]61號《國務院關於黃河近期重點治理開發規劃的批覆》，「村臺防洪標準為防禦花園口站12370m3/s洪水(20年一遇)」。

目前，黃河下遊灘區已修築的避水村臺多是用灘區的黃河泥沙淤築堆砌而成，採用簡單沙土堆砌方法修建的村臺在遇到暴雨時，很容易被水流衝刷侵蝕，造成邊坡滑塌，危及村臺及房屋安全。一旦發生洪水上灘，由於村臺未設防衝設施，存在受局部水流淘刷出險的可能。並且村臺四面環水，被水長期浸泡後很容易出現不均勻沉陷，還有坍塌的威脅，危及人民群眾的生命財產安全。因此，建造新型的黃河下遊寬灘區避水村臺，保障人民群眾生命財產安全，是黃河下遊灘區安全建設面臨的一個難題。

技術實現要素：
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本發明針對目前黃河下遊寬灘區洪水防護的需求，發明了一種新的避水村臺。該村臺具有較強的抗衝抗侵蝕能力和邊坡穩定性，使村臺防洪減災的功能得到有效發揮。

本發明的技術方案如下：

一種黃河下遊寬灘區避水村臺，包括塑鋼板樁、填充料、錨杆和村臺主體，在所述村臺主體邊坡的坡腳外圍1～2m處豎直安裝塑鋼板樁，所述塑鋼板樁總高度為2.5m，其中打入地下1m，地上1.5m，相鄰的兩塊塑鋼板樁之間利用卡槽進行連接固定，形成圍繞村臺主體一周的塑鋼板樁防護牆；所述填充料填充在所述塑鋼板樁防護牆和所述村臺主體之間，所述填充料由70％-85％的黃河泥沙、2％-5％的水玻璃、4％-10％的摻合料和10-20％水(重量百分比)混合併攪拌均勻製成，其中，所述摻合料選用爐灰、礦渣或粉煤灰，所述水玻璃的模數為2.6～2.8，所述黃河泥沙粒徑應大於0.05mm；所述錨杆將所述塑鋼板樁防護牆和所述填充材料錨固在一起。

本發明的黃河下遊寬灘區避水村臺，發明點體現在以下幾個方面：

(1)本發明採用塑鋼板樁防護牆、填充料和錨杆三者的結合構建避水村臺，施工簡單、快捷，防護效果好；(2)填充料用量巨大，主要配方材料採用黃河泥沙，不需要花錢購買，而且可以就近取材，運輸費用低；(3)填充料選用的配方材料水玻璃，現階段也基本上是採用礦山、冶煉廢料製成，價格低廉，而且大大減少了礦山廢料對環境的汙染；(4)大量採用黃河泥沙，解決了黃河清淤產生的大量泥沙無處堆積的困難，變廢為寶；(5)填充料選用選用爐灰、礦渣或粉煤灰作為摻合料，大大減少了礦山、冶煉廢料對環境的汙染；(6)通過大量的室內和現場試驗、驗證，確定了填充料應採用粒徑大於0.05mm的黃河泥沙，水玻璃模數應當在2.6～2.8之間，本發明的填充料強度可達到5～20mpa，被洪水圍困多日不會潰散，在滿足灘區防洪要求的前提下，大大節約了投資，具有顯著的經濟、環境和社會效益。

附圖說明：

圖1為本發明的避水村臺縱剖面示意圖；

圖2為本發明的避水村臺俯視圖；

圖3為本發明採用的塑鋼板樁示意圖。

圖中，1為塑鋼板樁，2為填充料，3為錨杆，4為村臺主體，5為二十年一遇洪水位，6為灘面，7為村臺面。

具體實施方式：

下面結合附圖1-3，對本發明做詳細說明。

本發明的黃河下遊寬灘區避水村臺，包括塑鋼板樁1、填充料2、錨杆3和村臺主體4，在所述村臺主體4邊坡的坡腳外圍1～2m處豎直安裝塑鋼板樁1，所述塑鋼板樁1總高度為2.5m，其中打入地下1m，地上1.5m，相鄰的兩塊塑鋼板樁1之間利用卡槽進行連接固定，形成圍繞村臺主體4一周的塑鋼板樁防護牆；所述填充料2填充在所述塑鋼板樁防護牆和所述村臺主體4之間，所述填充料2由70％-85％的黃河泥沙、2％-5％的水玻璃、4％-10％的摻合料和10-20％水(重量百分比)混合併攪拌均勻製成，其中，所述摻合料選用爐灰、礦渣或粉煤灰，所述水玻璃的模數為2.6～2.8，所述黃河泥沙粒徑應大於0.05mm；所述錨杆3將所述塑鋼板樁防護牆和所述填充材料2錨固在一起。

其具體實施步驟如下：

步驟一、採挖黃河泥沙。在黃河河道取黃河泥沙時，一般將距離施工地最近並且運輸方便的黃河主河道作為取沙場，以節約運輸時間和運輸費用。發明人經過大量的現場和實驗室試驗，發現粒徑小於0.05mm的黃河泥沙，與水玻璃和摻合料結合後形成的填充料，其強度和耐久性難以滿足長期的防衝抗衝要求，因此，本發明採用的黃河泥沙粒徑應大於0.05mm，其容重和含水率沒有固定要求。黃河泥沙的粒徑一般和河床的淤積深度成正比，即河床表層的泥沙粒徑最小。應先對取沙河道的淤積泥沙進行垂直取樣，確定泥沙的粒徑～深度關係，在泥沙粒徑大於0.05mm的深度以下採挖泥沙。

步驟二、設置塑鋼板樁防護牆。在村臺主體4邊坡的坡腳外圍1～2m處豎直安裝塑鋼板樁1，所述塑鋼板樁1總高度為2.5m，其中打入地下1m，地上1.5m，相鄰的兩塊塑鋼板樁1之間利用卡槽進行連接固定，形成圍繞村臺主體4一周的塑鋼板樁防護牆。清理村臺主體4與塑鋼板樁連續牆之間的雜草和泥土。塑鋼板樁是由高分子強化複合材料一次擠壓成型的高強度材料，採用大慣性矩截面設計，搭配多向凹凸接頭，組合成為連續性高強度、高抗側彎性的防護牆。它抗水壓能力強，擋水密封效果好，便於快速安裝及拆卸，工作效率高，對土壤和水體等環境無不利影響，且可重複使用和再生利用。該防護牆能有效抵禦洪水期局部水流的淘蝕和衝刷，降低村臺出險的機率。

步驟三、配製填充料。將70％-85％的黃河泥沙、2％-5％的水玻璃、4％-10％的摻合料和10-20％水(重量百分比)進行混合併攪拌均勻，製成填充料2。所述摻合料選用爐灰、礦渣或粉煤灰；所述水玻璃的模數為2.6～2.8，由鄭州中揚化工產品有限公司生產。水玻璃是為激發泥沙中的活性礦物以生成一種凝膠類物質，主要是無定型膠凝物質和碳酸鈣，相對均勻地分布在泥沙的表面和泥沙顆粒之間，將鬆散的泥沙固結為一個整體。在村臺主體4和塑鋼板樁防護牆之間填入所述填充料2，凝固成形。

步驟四、設置錨杆。從所述塑鋼板樁防護牆的外側打入錨杆3，將所述塑鋼板樁防護牆和所述填充料2錨固在一起。所述錨杆3採用自旋進錨杆，採用良好的無縫鋼管材料，可以增加兩者的粘聚性，減小滑塌的威脅。錨杆3的長度為1.5～1.8米。

經檢測，本發明的填充料強度可達到5～20mpa，被洪水圍困多日不潰散，完全滿足黃河灘區的防洪要求。