一種河床與海床防沖刷被及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種河床與海床防沖刷被及其施工方法，包括若干個正方形水囊、若干個長條形砂囊、若干個正方形砂囊，正方形水囊、長條形砂囊、正方形砂囊四周均設(shè)置有縫合帶，縫合帶中心線上均勻布置有間隔分布的縫合孔、固定樁插孔；正方形水囊、長條形砂囊、正方形砂囊四周縫合帶對應(yīng)重疊縫合，通過縫合線穿過縫合孔連接固定，根據(jù)所需尺寸進行縫合組裝成帶狀。本發(fā)明施工過程中正方形水囊、長條形砂囊、正方形砂囊相互組裝方式靈活多樣，正方形水囊內(nèi)充灌泥漿水，使其在水體中能夠自沉，施工方便、經(jīng)濟；所需用砂量較少，重量較小，安裝無需大型起吊設(shè)備；水囊與砂囊構(gòu)型簡單，攜帶與使用方便，可實現(xiàn)標準化、規(guī)?；a(chǎn)。
【專利說明】
一種河床與海床防沖刷被及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域
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[0001]本發(fā)明涉及水利工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種河床與海床防沖刷被及其施工方法。
【背景技術(shù)】
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[0002]沖刷是指水流對河床、海床的沖蝕淘刷過程。凡水流的挾沙能力大于上游的來沙量時，河床都發(fā)生沖刷。沖刷又分為在河床上較普遍發(fā)生的一般沖刷和受工程影響而發(fā)生的局部沖刷。河床泥沙在水流作用下，向下游搬移而引起河床降低或岸線后退，造成河岸崩塌和決堤、橋梁倒塌、海岸侵蝕、水工建筑物報廢等等。
[0003]岸坡破壞是水流淘刷河岸、岸坡崩塌交替作用反復(fù)循環(huán)的一個過程。岸坡坡腳土體被沖掉后，其余部分塌入河中，水流繼續(xù)破壞暫存的岸坡使岸坡節(jié)節(jié)后退，進而引起河岸崩塌。我國長江中下游的江西九江和湖口河段、安徽官洲河段、江蘇揚州六圩河段和江都嘶馬河段，黃河下游鄭州至東壩頭河段、泌河口河段、濟南河段等，均出現(xiàn)過十分嚴重的崩岸險情。河口區(qū)人類活動比較復(fù)雜，港口、橋梁、堤防和過江(海)隧道等水上或水下結(jié)構(gòu)物眾多，這些建筑物一旦被毀壞，對社會、經(jīng)濟影響極大，而河口沖刷則是導(dǎo)致建筑物毀壞的最重要因子之一。
[0004]另外，近年來隨著河流入海泥沙的減少和海岸區(qū)域的開發(fā)建設(shè)，海床經(jīng)歷著各種變化，原有的平衡受到破壞，侵蝕作用加強。在海洋工程中，由于波浪、水流的作用而造成海洋結(jié)構(gòu)物及其附近海床的泥沙運動，即海底沖刷現(xiàn)象。沖刷是因為當?shù)氐乃鲝姸忍螅鲙淼哪嗌沉啃∮谒鳟數(shù)氐臎_刷外移量。一般地，海洋結(jié)構(gòu)物的出現(xiàn)改變了水流的運動方向，使之產(chǎn)生繞流和局部大比尺旋渦，加速了海底的沖刷作用。
[0005]一般可采用護岸工程來阻止、減緩水流的沖刷作用。護岸工程在歷年抗洪和維護河勢穩(wěn)定中發(fā)揮了重要作用。已有水下護坡工程諸如丁壩、拋石、拋礦渣、沉排、沉籠等;水上護坡采用削坡砌石、鋪墊混凝土預(yù)制塊、澆筑混凝土等，都在一定程度上具有保護岸坡、維持河道穩(wěn)定的作用。
[0006]這些護岸工程能增強岸坡表層的抗沖能力、提高岸坡的穩(wěn)定性，但工程量大、造價較高、施工周期長。有待研究施工安裝簡便、防沖刷能力強、經(jīng)濟可靠的新型河岸與海岸防沖刷裝置及施工方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0007]為了彌補現(xiàn)有技術(shù)問題的不足，本發(fā)明的目的是提供一種河床與海床防沖刷被及其施工方法，其結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，經(jīng)濟效益好，適用于對河岸與海岸的防沖刷保護。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0009]河床與海床防沖刷被，其特征在于，包括若干個正方形水囊、若干個長條形砂囊、若干個正方形砂囊，
[0010]所述的正方形水囊包括縱橫交錯的隔擋，隔擋分割成多個互不相通的方格區(qū)域，方格區(qū)域內(nèi)放置有小正方形水囊，小正方形水囊由正方形囊體及囊體內(nèi)腔中充灌泥漿水構(gòu)成；
[0011]所述的長條形砂囊由長方形囊體及囊體內(nèi)腔中填充砂體構(gòu)成；
[0012]所述的正方形砂囊由正方形囊體及囊體內(nèi)腔中填充有砂體構(gòu)成；
[0013]所述的正方形水囊、長條形砂囊、正方形砂囊四周均設(shè)置有縫合帶，縫合帶中心線上均勻布置有間隔分布的縫合孔、固定粧插孔；
[0014]所述的正方形水囊、長條形砂囊、正方形砂囊四周縫合帶對應(yīng)重疊縫合，通過縫合線穿過縫合孔連接固定，根據(jù)所需尺寸選擇合適數(shù)量的正方形水囊、長條形砂囊、正方形砂囊進行縫合組裝成帶狀。
[0015]所述的河床與海床防沖刷被，其特征在于，所述的正方形水囊中心位置處設(shè)置進/出水孔。
[0016]所述的河床與海床防沖刷被，其特征在于，所述的長條形砂囊長度與正方形水囊邊長相等，其中心位置處設(shè)置充砂袖口。
[0017]所述的河床與海床防沖刷被，其特征在于，所述的正方形砂囊其邊長與長條形砂囊的寬度相等，其中心位置處設(shè)置充砂袖口。
[0018]所述的河床與海床防沖刷被，其特征在于，所述的正方形水囊、長條形砂囊與正方形砂囊的厚度相同，泥漿水、砂體填充后三者的上下表面在同一平面上。
[0019]—種河床與海床防沖刷被的施工方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0020]I)、設(shè)計防沖刷被所需正方形水囊、長條形砂囊與正方形砂囊的具體數(shù)量及連接方式，在岸上或船上對所有長條形砂囊與正方形砂囊充填砂體，充滿后捆扎牢固充砂袖口，運至施工現(xiàn)場；
[0021]2)、按照設(shè)計圖案，基于縫合線對相鄰正方形水囊、長條形砂囊與正方形砂囊縫合帶上相對應(yīng)位置上的縫合孔進行縫合，形成所需設(shè)計構(gòu)型；
[0022]3)、在施工現(xiàn)場制備所需泥漿水，對所有水囊內(nèi)充灌泥漿水，注滿后關(guān)閉進/出水孔；
[0023]4)、將已填充滿泥漿水與砂體的防沖刷被，平鋪于擬防沖刷區(qū)域；
[0024]5)、利用固定粧通過各固定粧插孔插入河床或海床土體中，固定組裝后的防沖刷被。
[0025]本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0026]I)、本發(fā)明一定數(shù)量的正方形水囊、長條形砂囊、正方形砂囊相互排列組裝而成，組裝方式靈活，組裝外形變化多樣，能適應(yīng)不同環(huán)境條件下的河床與海床的防沖刷需要；
[0027]2)、本發(fā)明正方形水囊內(nèi)充灌泥漿水，使其在水體中能夠自沉。泥漿水就在施工現(xiàn)場制備，施工方便、經(jīng)濟；
[0028]3)、本發(fā)明長條形砂囊、正方形砂囊充填砂體，起固定、拉住防沖刷被的作用，組裝后的防沖刷被中砂囊所占面積比例較小，故所需用砂量較少，重量較小，安裝無需大型起吊設(shè)備，運輸成本低；
[0029]4)、本發(fā)明正方形水囊、長條形砂囊、正方形砂囊構(gòu)型簡單，產(chǎn)品可卷縮成捆，體積小，攜帶與使用方便，可實現(xiàn)標準化、規(guī)?；a(chǎn)?！靖綀D說明】:
[0030]圖1為本發(fā)明的正方形水囊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖2為本發(fā)明的長條形砂囊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖3為本發(fā)明的正方形砂囊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖4為本發(fā)明的水囊與砂囊縫合示意圖。
[0034]圖5為本發(fā)明的組合實施例一結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖6為圖5的A-A剖視圖。
[0036]圖7為本發(fā)明的組合實施例二結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖8為圖7的B-B剖視圖。
[0038]圖9為本發(fā)明運用于水下坡體泥面的示意圖。
[0039]附圖標記說明:1、水囊；2、進/出水孔；3、隔擋;4、縫合帶；5、縫合孔;6、固定粧插孔;7、長條形砂囊;8、充砂袖口； 9、正方形砂囊;1、固定粧;11、縫合線。
【具體實施方式】
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[0040]參見附圖:
[0041]河床與海床防沖刷被，由若干個正方形水囊、若干個長條形砂囊7、若干個正方形砂囊9相互組裝而成。水囊與砂囊的主體外殼可以由滌綸土工布拼接而成;滌綸土工布是非織造及工業(yè)用布的一種，采用滌綸卷曲短纖維為原材料，通過無紡生產(chǎn)設(shè)備的開松、梳理、雜亂(短纖維相互交織在一起)、鋪網(wǎng)(規(guī)格化纏結(jié)固著)、針刺等生產(chǎn)工藝的流程制成布狀，具有隔離、過濾、排水、加筋、防護等功能。
[0042]正方形水囊的囊體是由高分子彈性材料制成，具有密閉、不滲水、彈性變形大等特征;囊體被橫向與縱向的隔擋3分隔成若干個互不相通的小正方形水囊1，小正方形水囊I內(nèi)充灌施工現(xiàn)場制備的泥漿水，泥漿水的密度比水體密度大，充灌泥漿水的正方形水囊在自重作用下能夠自沉鋪于擬防沖刷的河床或海床上，對防沖刷被的整體穩(wěn)定有利。
[0043]小正方形水囊I之間互不相通，是為了保持各個水囊的獨立性，當個別小正方形水囊I在極端條件被刺破而漏水時，其不影響其他相鄰的小正方形水囊I，從而把影響降低到最小;囊體材料需具備彈性變形大的特征，是為了使水囊在受到較大水流沖擊作用下，其能發(fā)生相應(yīng)彈性變形而不至于產(chǎn)生破壞，在受力較小時能基本恢復(fù)原樣。
[0044]小正方形水囊I長度與寬度相等，其中心位置處設(shè)置進/出水孔2，使用時在施工現(xiàn)場向進/出水孔2充灌泥漿水，注滿后關(guān)閉進/出水孔2，使內(nèi)部泥漿水無法外滲即可。
[0045]長條形砂囊7其長度與正方形水囊的邊長相等，其內(nèi)填充砂體;正方形砂囊9其邊長與長條形砂囊7的寬度相等，其內(nèi)填充砂體;這些尺寸關(guān)系的優(yōu)勢在于:長條形砂囊7的長邊能與正方形水囊的任意一邊相連，正方形砂囊9能與長條形砂囊7的短邊相連，從而可達到正方形水囊、長條形砂囊7、正方形砂囊9的相互組裝，如圖5與圖7所示。
[0046]長條形砂囊7與正方形砂囊9，中心位置處設(shè)置充砂袖口 8，使用時可在岸上或船上向充砂袖口 8灌入砂體，砂囊充滿砂體后捆扎牢固充砂袖口 8即可。
[0047]正方形水囊、長條形砂囊7、正方形砂囊9四周均設(shè)置縫合帶4，縫合帶4中心線上均勻布置縫合孔5與固定粧插孔6。利用縫合線11對正方形水囊、長條形砂囊7、正方形砂囊9四周縫合帶4上的縫合孔5進行對應(yīng)重疊縫合，如圖4所示。
[0048]縫合帶4可由高強鋼絲外包裹高分子材料復(fù)合而成的帶狀丙綸加筋材料制成。高強鋼絲為主要受拉元件，高分子材料與鋼絲協(xié)調(diào)工作并保護鋼絲免遭銹蝕，丙綸具有強度高、耐磨等特點。
[0049]縫合帶4其中心線上設(shè)有數(shù)量較多的縫合孔5?？p合孔5的直徑較小，能夠讓縫合線11方便穿過即可，故水流難以通過縫合孔5的小孔洞向海床產(chǎn)生沖刷作用?？p合帶縫合后的強度，應(yīng)足以滿足施工吊裝需要及抵抗罕遇水流的沖擊作用?？p合線11應(yīng)采用強度較高、彈性較大、不易腐蝕的材料制成。
[0050]正方形水囊、長條形砂囊7與正方形砂囊9的厚度相同，填充物質(zhì)(泥漿水、砂體)后三者的上下表面在同一平面上。
[0051]縫合帶4其中心線上還設(shè)置一定數(shù)量的固定粧插孔6，固定粧插孔6供固定粧10穿越，固定粧插孔6周圍材料性能應(yīng)滿足應(yīng)力集中需要。
[0052]河床與海床防沖刷被，利用固定粧10通過各固定粧插孔6插入河床、海床土體中，達到固定防沖刷被的目的；固定粧10可以是木粧、鋼粧或鋼筋混凝土粧，應(yīng)根據(jù)不同的水流環(huán)境選擇其材料及尺寸，確保防沖刷被在罕遇水流作用下固定粧10不被拔出失效即可。
[0053]優(yōu)選的，小正方形水囊I的邊長在0.5m?1.0m之間。
[0054]優(yōu)選的，小正方形水囊I所充灌泥漿水的密度在1.lOg/cm3?1.20g/cm3之間。
[0055]優(yōu)選的，正方形水囊的邊長在1.5m?4.0m之間。
[0056]優(yōu)選的，長條形砂囊7的短邊長度是其長邊長度的1/3?1/5。
[0057]優(yōu)選的，小正方形水囊1、長條形砂囊7與正方形砂囊9的充填后的厚度在200mm?400mm之間。
[0058]優(yōu)選的，若擬防沖刷區(qū)水流速度較大、沖刷較嚴重，每個正方形水囊四周均與長條形砂囊7相連，如圖5所示;這樣組裝形成的防沖刷被總重量相對較大、穩(wěn)定性相對較好;若擬防沖刷區(qū)水流速度一般、沖刷不嚴重，每個正方形水囊四周不一定均與長條形砂囊7相連，如圖7所示;這樣組裝形成的防沖刷被用砂量較少。
[0059]河床與海床防沖刷被，不管正方形水囊、長條形砂囊7與正方形砂囊9之間如何相互組裝，防沖刷被最外圍四邊均需布置砂囊，如圖5與圖7所示，其固定、壓邊的作用。
[0060]河床與海床防沖刷被，其周圍四邊砂囊外側(cè)縫合帶4上的所有固定粧插孔6，均需用固定粧1穿越固定，防止在較大水流作用下防沖刷被整體被掀起、扭曲、外翻等。而防沖刷被內(nèi)部的固定粧插孔6，可按需用固定粧10穿越固定；即可對稱的選擇部分固定粧插孔6用固定粧10穿越固定，節(jié)省固定粧10的用量。
[0061]河床與海床防沖刷被，可對一定坡度的水下坡體泥面進行防護，如圖9所示;應(yīng)用于坡面時，固定粧10的數(shù)量與強度應(yīng)足以維持防沖刷被在惡劣工況下的自身穩(wěn)定，防止防沖刷被在自重及水流作用下沿坡面向下滑動而產(chǎn)生破壞、失效。
[0062]河床與海床防沖刷被的施工方法，包括如下步驟:
[0063]I)、根據(jù)擬防沖刷區(qū)域的水流條件、防護面積，確定防沖刷被所需正方形水囊、長條形砂囊7與正方形砂囊9的具體數(shù)量及連接方式;在岸上或船上對所有長條形砂囊7與正方形砂囊9充填砂體，充滿后捆扎牢固充砂袖口 8，運至施工現(xiàn)場；
[0064]2)、按照設(shè)計圖案，基于縫合線11對相鄰正方形水囊、長條形砂囊7與正方形砂囊9縫合帶4上相同位置上的縫合孔5進行縫合，相互組裝成所需設(shè)計構(gòu)型；
[0065]3)、在施工現(xiàn)場制備所需泥漿水?？稍诖匣蛩?，對已組裝形成的防沖刷被的所有水囊I內(nèi)充灌泥漿水，注滿后關(guān)閉進/出水孔2，使水囊I內(nèi)部泥的漿水無法外漏；
[0066]4)、將已填充滿泥漿水與砂體的防沖刷被，平鋪于擬防沖刷區(qū)域，防沖刷被應(yīng)平坦、無皺曲的平鋪于泥面上；
[0067]5)、利用固定粧10通過各固定粧插孔6插入河床或海床土體中，達到固定組裝后的防沖刷被的目的，均勻地固定、拉住防沖刷被的周邊與中部，檢查各施工環(huán)節(jié)質(zhì)量符合設(shè)定要求后，施工完畢。
[0068]本發(fā)明在實施過程中，填充泥漿水的體積占60%?80%，填充砂體的體積占20%?40%，可見，該方法用砂量較少，減輕了整體的重量，施工難度降低，經(jīng)濟效益好。
[0069]本發(fā)明不局限于上述【具體實施方式】，根據(jù)上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，本發(fā)明還可以做出其它多種形式的等效修改、替換或變更，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種河床與海床防沖刷被，其特征在于，包括若干個正方形水囊、若干個長條形砂囊、若干個正方形砂囊， 所述的正方形水囊包括縱橫交錯的隔擋，隔擋分割成多個互不相通的方格區(qū)域，方格區(qū)域內(nèi)放置有小正方形水囊，小正方形水囊由正方形囊體及囊體內(nèi)腔中充灌泥漿水構(gòu)成； 所述的長條形砂囊由長方形囊體及囊體內(nèi)腔中填充砂體構(gòu)成； 所述的正方形砂囊由正方形囊體及囊體內(nèi)腔中填充有砂體構(gòu)成； 所述的正方形水囊、長條形砂囊、正方形砂囊四周均設(shè)置有縫合帶，縫合帶中心線上均勻布置有間隔分布的縫合孔、固定粧插孔； 所述的正方形水囊、長條形砂囊、正方形砂囊四周縫合帶對應(yīng)重疊縫合，通過縫合線穿過縫合孔連接固定，根據(jù)所需尺寸選擇合適數(shù)量的正方形水囊、長條形砂囊、正方形砂囊進行縫合組裝成帶狀。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的河床與海床防沖刷被，其特征在于，所述的正方形水囊中心位置處設(shè)置進/出水孔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的河床與海床防沖刷被，其特征在于，所述的長條形砂囊長度與正方形水囊邊長相等，其中心位置處設(shè)置充砂袖口。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的河床與海床防沖刷被，其特征在于，所述的正方形砂囊其邊長與長條形砂囊的寬度相等，其中心位置處設(shè)置充砂袖口。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的河床與海床防沖刷被，其特征在于，所述的正方形水囊、長條形砂囊與正方形砂囊的厚度相同，泥漿水、砂體填充后三者的上下表面在同一平面上。6.一種河床與海床防沖刷被的施工方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)、設(shè)計防沖刷被所需正方形水囊、長條形砂囊與正方形砂囊的具體數(shù)量及連接方式，在岸上或船上對所有長條形砂囊與正方形砂囊充填砂體，充滿后捆扎牢固充砂袖口，運至施工現(xiàn)場； 2)、按照設(shè)計圖案，基于縫合線對相鄰正方形水囊、長條形砂囊與正方形砂囊縫合帶上相對應(yīng)位置上的縫合孔進行縫合，形成所需設(shè)計構(gòu)型； 3)、在施工現(xiàn)場制備所需泥漿水，對所有水囊內(nèi)充灌泥漿水，注滿后關(guān)閉進/出水孔； 4)、將已填充滿泥漿水與砂體的防沖刷被，平鋪于擬防沖刷區(qū)域； 5)、利用固定粧通過各固定粧插孔插入河床或海床土體中，固定組裝后的防沖刷被。
【文檔編號】E02B3/12GK106049361SQ201610624667
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月2日
【發(fā)明人】劉金龍, 劉潔群
【申請人】合肥學(xué)院