堤坝消浪连锁护坡结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种堤坝护坡结构，尤其涉及一种能够消减波浪冲刷、降低波浪爬升高度和迅速排出波浪回落水并导入岸坡波浪区域下层水体的堤坝消浪连锁护坡结构，属于水利工程技术领域。


背景技术：

2.堤防、水库工程作为防洪减灾体系中的重要组成部分，堤防工程是防洪保护区的屏障，防洪水库具有消减洪峰的作用。为了防止堤坝的土质坡面免遭冲刷，发挥正常的防洪效果，需要借助一定的工程措施来保护坡面土体，安全有效的坡面结构是至关重要的。迎水坡常用的护坡结构有浆砌石护坡、现浇混凝土护坡、钢筋混凝土护坡等，其作用是防止堤坝坡面因水流冲刷造成泥土颗粒流失；为适应建筑物变形需要设置一定量的变形缝，缝体材料在波浪作用下存在着淘刷的问题。
3.中国专利201410742750.6一种消浪护坡结构及其施工方法，利用异形块体形成的规律性错位和凹陷增大了坡面的粗糙程度，来消耗波浪携带的能量、降低波浪爬高、减小波浪对堤坝面的冲击；该结构没有考虑凹陷面中水的疏解通道，由于凹陷面中水的存在，实际作用效果有限。中国专利200910059579.8消落带自锁定消浪植生型生态护坡构件，通过渗水透气孔形成的渗水型铺面结构排水，实际排水能力也是有限的，对于构件栽植孔内的土体来说，在波浪的作用下坡面仍然存在着土壤流失的问题。中国专利201910133035.5一种具有消浪功能的生态护坡，通过种植盆的滤水孔排水，没有解决排水的及时性和有效性，防护栏弹簧消浪构件存在着通过养护来保障使用的可靠性问题。这就是现有技术存在的不足之处。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种能够有效消浪、降低波浪爬高、防止颗粒淘刷、及时排除坡面回落水并导入岸坡波浪区域下层水体的的堤坝消浪连锁护坡结构。
5.本实用新型的技术方案是：堤坝消浪连锁护坡结构包括堤坝迎水坡面护坡末端的基座、消浪连锁护坡结构层以及堤坝防浪墙；所述消浪连锁护坡结构层由砂石垫层和消浪连锁护坡结构面层构成，所述砂石垫层包括中粗砂下垫层和碎石上垫层，所述消浪连锁护坡结构面层由呈横向或竖向连锁排列的消浪连锁护坡结构构件组成；所述消浪连锁护坡结构面层包括横向坡面回落过水通道和竖向坡面回落过水通道，所述横向坡面回落过水通道由主消浪腔、横向过水孔道和连锁消浪腔组成，所述竖向坡面回落过水通道由主消浪腔、竖向过水孔道、连锁过水孔道和连锁消浪腔组成；所述消浪连锁护坡结构面层的主消浪腔和连锁消浪腔组成坡面消浪腔群，以及与之相互连通的横向过水孔道、竖向过水孔道和连锁过水孔道共同构成堤坝坡面消浪回落水系统；岸坡波浪经坡面消浪腔群消纳，通过坡面回落水通道迅速排出并导入岸坡波浪区域下层水体、及时腾空消浪腔，实现有效消浪。
6.所述消浪连锁护坡结构构件由ii字型竖框体、ii字型横框体和i字型平底板构成，且所述消浪连锁护坡结构构件中间是由ii字型竖框体、ii字型横框体和i字型平底板围合形成的主消浪腔；所述消浪连锁护坡结构构件的ii字型竖框体、ii字型横框体与i字型平底板结合处有过水孔道，所述过水孔道包括横向过水孔道和竖向过水孔道；所述两相邻消浪连锁护坡结构构件的ii字型竖框体间有因连锁而组成的连锁消浪腔及连锁过水孔道；所述主消浪腔与横向过水孔道和竖向过水孔道直接相连通，所述连锁消浪腔与横向过水孔道和连锁过水孔道直接相连通。
7.所述消浪连锁护坡结构面层是由消浪连锁护坡结构构件连锁角处的定位装配角柱来保证铺装规整的，所述定位装配角柱呈l型。
8.所述消浪连锁护坡结构构件的材质优选高密实碎石混凝土。
9.本实用新型的一个优选实例中，所述消浪连锁护坡结构构件的长
×
宽
×
厚为450mm
×ꢀ
300mm
×
(250
±
50)mm，单个构件的质量为70
±
10kg；所述ii字型竖框体的厚度为消浪连锁护坡结构构件长度的1/3，所述ii字型横框体的厚度为消浪连锁护坡结构构件宽度的1/3，所述消浪连锁护坡结构构件的i字型平底板厚度为125
±
25mm，所述过水孔道的直径为50～ 75mm。碎石垫层和砂垫层的厚度均优选为125
±
25mm。
10.本实用新型的有益效果：
11.1.波浪对岸坡的作用机理是：波浪在岸坡破碎后形成入射水流，水质点以射流形式冲击岸坡，在坡面上形成上爬水流；岸坡颗粒在作用于坡面的波压力及颗粒空隙间充水的浮托力作用下产生松动或位移。而波浪回落时，沿坡面形成向下的坡面流，岸坡颗粒在作用于沿岸坡面向下的拖拽力、重力以及颗粒空隙水体的负动水压力作用下被带走。本实用新型针对波浪冲刷淘蚀机理，采取由主消浪腔和连锁消浪腔组成坡面消浪腔群，及与之相互连通的横向过水孔道、竖向过水孔道和连锁过水孔道，共同构成该消浪连锁护坡结构的坡面消浪回落水系统。该实用新型的技术方案有效性地解决了现有技术的不足。
12.2.本实用新型采取的主消浪腔和连锁消浪腔组成的坡面消浪腔群，能够及时有效消纳波浪、降低波浪爬高，减小波浪对堤坝面的冲击。这种新型坡面消浪腔群的结构形式是本实用新型的一个主要特点。
13.3.本实用新型采取的横向坡面回落过水通道和竖向坡面回落过水通道组成的坡面波浪回落水系统，能够迅速排出波浪回落水并导入岸坡波浪区域下层水体，及时腾空消浪腔，防止堤坝坡面颗粒被淘刷，同时为消浪腔对后续波浪的有效消除提供了可利用空间。这种新型坡面波浪回落水系统的结构形式是本实用新型的另一个主要特点。
14.4.本实用新型的消浪连锁护坡结构采用单个构件设计，单个构件的质量为70
±
10kg，利于运输施工与养护维修；采用l型定位装配角柱保证了消浪连锁护坡结构铺装规整和美观，适应护坡结构的变形需要。
15.5.本实用新型的消浪连锁护坡结构，彻底解决现存堤坝护坡方式的缺陷，可广泛应用于河道堤防、土石坝工程坡面防护领域，可显著提高坡面防护工程的有效性和安全性，在防洪减灾和工程效益方面意义重大。
附图说明
16.图1是堤坝消浪连锁护坡构件在堤坝坡面呈横向排列的局部结构示意图；
17.图2是堤坝消浪连锁护坡构件在堤坝坡面呈竖向排列的局部结构示意图；
18.图3是堤坝消浪连锁护坡结构呈横向排列的a-a剖视图；
19.图4是堤坝消浪连锁护坡结构构件的平面图；
20.图5是堤坝消浪连锁护坡结构构件的m处局部示意图；
21.图6是堤坝消浪连锁护坡结构构件的b-b剖视图；
22.图7是堤坝消浪连锁护坡结构构件的c-c剖视图；
23.图8是堤坝消浪连锁护坡结构构件的轴测图；
24.图9是堤坝消浪连锁护坡结构构件的c-c剖面轴测图；
25.图10是堤坝消浪连锁护坡结构构件的b-b剖面轴测图；
26.图11是堤坝消浪连锁护坡结构构件切掉1/4的剖面轴测图；
27.图12是堤坝消浪连锁护坡结构的消浪原理示意图；
28.图13是堤坝消浪连锁护坡结构消浪原理的a-a剖视图。
29.图中：1.基座，2.消浪连锁护坡结构，3.防浪墙，4.消浪连锁护坡结构面层，5.横向过水孔道，6.竖向过水孔道，7.主消浪腔，8.i字型平底板，9.砂石垫层，10.ii字型竖框体， 11.连锁消浪腔，12.ii字型横框体，13.连锁过水孔道，15.连锁角，16.定位装配角柱，17. 净水位，18.风雍水位，19.波浪线，20.波浪坝坡爬高，21.消浪线，22.横向回落过水通道， 23.竖向回落过水通道。
具体实施方式
30.如图4、8所示，该消浪连锁护坡结构构件，在堤坝坡面可以如图1所示呈横向排列构成结构面层，也可以如图2所示呈竖向排列构成结构面层。下面结合附图，以消浪连锁护坡结构构件呈横向排列构成结构面层，对本实用新型作进一步说明。
31.如图1、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13所示，堤坝消浪连锁护坡结构包括堤坝迎水坡面护坡末端的基座1、消浪连锁护坡结构层2以及堤坝防浪墙3；所述消浪连锁护坡结构层2由砂石垫层2和消浪连锁护坡结构面层4构成，所述砂石垫层2包括中粗砂下垫层和碎石上垫层，所述消浪连锁护坡结构面层4由呈横向或竖向连锁排列的消浪连锁护坡结构构件组成；所述消浪连锁护坡结构面层4包括横向坡面回落过水通道22和竖向坡面回落过水通道23，所述横向坡面回落过水通道22由主消浪腔7、横向过水孔道5和连锁消浪腔11组成，所述竖向坡面回落过水通道23由主消浪腔7、竖向过水孔道6、连锁过水孔道13和连锁消浪腔11组成；所述消浪连锁护坡结构面层的主消浪腔7和连锁消浪腔11组成坡面消浪腔群，及与之相互连通的横向过水孔道5、竖向过水孔道6和连锁过水孔道13共同构成堤坝坡面消浪回落水系统；岸坡波浪经坡面消浪腔群消纳，通过坡面回落水通道迅速排出并导入岸坡波浪区域下层水体、及时腾空消浪腔，实现有效消浪。
32.所述消浪连锁护坡结构构件由ii字型竖框体10、ii字型横框体12和i字型平底板8构成，且所述消浪连锁护坡结构构件中间是由ii字型竖框体10、ii字型横框体12和i字型平底板8围合形成的主消浪腔7；所述消浪连锁护坡结构构件的ii字型竖框体10、ii字型横框体12下部与i字型平底板8结合处有过水孔道，所述过水孔道包括横向过水孔道5和竖向过水孔道6；所述两相邻消浪连锁护坡结构构件的ii字型竖框体10间有因连锁而组成的连锁消浪腔11及连锁过水孔道13；所述主消浪腔7与横向过水孔道5和竖向过水孔道6直接相连
通；所述连锁消浪腔11与横向过水孔道5和连锁过水孔道13直接相连通。
33.所述消浪连锁护坡结构面层4是由消浪连锁护坡结构构件连锁角15处的定位装配角柱 16来保证铺装规整的，所述定位装配角柱呈l型。
34.本实用新型的工作原理是：
35.参见图12、13所示，堤坝迎水坡在未采用该消浪连锁护坡结构时，在风浪的作用下，堤坝前水位由净水位17至风雍水位18，形成的波浪线19在堤坝迎水坡上破碎后形成入射水流，水质点以射流形式冲击岸坡，在坡面上形成上爬水流，达到波浪坝坡爬高20。采用该消浪连锁护坡结构后，波浪在堤坝迎水坡面上，上爬水流被阻断，以消浪线21的方式直接消纳进入主消浪腔7和连锁消浪腔11组成的坡面消浪腔群中；同时坡面回落水沿坡面的流向也被改变，通过横向坡面流过水通道22和竖向坡面回落过水通道23组成的坡面波浪回落水系统，迅速排出波浪回落水并导入岸坡波浪区域下层水体，及时腾空消浪腔，为消浪腔对后续波浪的有效消除提供了可利用空间。消浪连锁护坡结构构件的i字型平底板8和坡面回落过水通道，有效地保护了堤坝坡面，防止堤坝坡面颗粒被冲刷淘蚀。
36.以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型的进一步说明，不能认定本实用新型的具体实施只限于这些说明。对于本实用新型所述技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。