一种扭王字块铺设的防波堤及建造方法

本发明涉及防波堤工程，尤其是提供了一种扭王字块铺设的防波堤及建造方法。

背景技术：

1、我国海洋面积300万平方公里，岛屿总数达5000多个，海岸线总长度3.2万公里，海岸防护任务繁重。海浪对沿海结构建筑物的冲击、越浪导致河口海岸地区农田、房屋、建筑被淹没。

2、为此，在海岸线建造防波堤、铺设扭王字块，扭王字块通常设置在防波堤的最外层，利用自身自重和块体独特的结构能起到防浪作用，减弱波浪的冲击来保护防波堤，能有效地抵挡浪潮，保护海岸、海岛和河口海滨的水工建筑物，在海岸防护中扮演着重要的作用。扭王字块通常呈倾斜式摆放在防波堤最外侧并满布铺设。

3、在海岛和港口的建设中，采用满布的形式能有效削弱入射波浪的能量，但会使得扭王字块的用量较大，提升运输和人工成本，费时费力，并且，扭王字块材料一般为混凝土结构，对于远海和深海的海岛建设，其材料包含水泥、碎石、砂等面临着原材料长距离运输、物料缺乏的难题。同时，港口、航道建设与维护会产生大量的疏浚泥，多采用向外运输至专业的处理地点进行填埋或者干化处理，运输和处理成本高，对周边环境污染影响大，如何进行疏浚泥的有效利用这一问题也一直得不到有效解决。

技术实现思路

1、为此，本发明提供了一种扭王字块铺设的防波堤及建造方法，在防波堤的斜向地面上采用全新的扭王字块铺设结构，并将疏浚泥制造的扭王字块就地使用，不仅达到防护堤面的防护效果，而且减少混凝土材质的扭王字块的使用量、有效解决疏浚泥就地使用的问题。

2、为了达到上述目的，第一方面，本发明提供了一种扭王字块铺设的防波堤，包括：堤坝基体，沿着海岸线延伸并建造有朝向水域的斜向堤面；连续铺设区域，混凝土扭王字块以满布形式铺设于所述斜向堤面的下沿附近并沿着防波堤走向延伸；以及非连续铺设区域，地聚物扭王字块以非满布形式铺设于所述斜向堤面并沿着防波堤走向延伸；所述连续铺设区域与非连续铺设区域连接，构成覆盖堤坝基体的防护结构。

3、进一步的，所述连续铺设区域的底部延伸至堤坝基体前侧、顶部延伸至斜向堤面的下沿上方，构成沿着堤坝基体下沿延伸的等宽连续结构，构成削减海浪第一波冲击的结构。

4、进一步的，所述非连续铺设区域的地聚物扭王字块密度沿着斜向堤面向上逐渐减小，非连续铺设区域底部的地聚物扭王字块与连续铺设区域顶部的混凝土扭王字块连接，构成削减海浪后续冲击的结构。

5、进一步的，所述非连续区域的地聚物扭王字块规律布置，各地聚物扭王字块的至少有一个侧边或者一个顶角与相邻的地聚物扭王字块支撑连接，以在相邻的扭王字块之间构成稳固的支撑结构，提高抗海浪冲蚀能力。

6、进一步的，所述斜向堤面沿着防波堤走向间隔布置有多个支撑单元，各所述支撑单元垂直于防波堤走向布置，支撑单元的底部延伸至斜向堤面的下沿、顶部至少延伸至斜向堤面的中间，相邻的支撑单元之间以非满布形式铺设地聚物扭王字块。

7、进一步的，各所述支撑单元靠近所述连续铺设区域的部分为满布形式的混凝土扭王字块，其余部分为满布形式铺设的地聚物扭王字块。

8、进一步的，所述斜向堤面位于非连续铺设区域的地聚物扭王字块之间填充有地聚物内层及混凝土表层，所述地聚物内层及混凝土表层与相邻的地聚物扭王字块凝固为一体结构。

9、进一步的，所述地聚物扭王字块包括框体和芯体，所述框体为混凝土材质，所述芯体为就地获取的疏浚泥材质，所述框体与后续浇筑的芯体共同凝固形成一体化结构。

10、为了达到上述目的，第二方面，本发明提供了一种扭王字块铺设的防波堤建造方法，包括步骤：

11、s100.沿着海岸线延伸方向修筑堤坝基体，并在堤坝基体朝向水域的一侧建造斜向堤面；

12、s200.以疏浚泥为原材料就地制备地聚物扭王字块；

13、s300.在斜向堤面建造连续铺设区域：将运输来的混凝土扭王字块以满布形式铺设于斜向堤面的下沿附近并沿着防波堤走向延伸；

14、s400.在斜向堤面建造非连续铺设区域：将就地制造的地聚物扭王字块以非满布形式铺设于斜向堤面并沿着防波堤走向延伸，且随着距离海岸线的距离增大，地聚物扭王字块布置数量逐渐减少；

15、s500.在所述非连续铺设区域的地聚物扭王字块之间的间隙填充地聚物内层，所述地聚物内层与相邻的地聚物扭王字块凝固为一体结构；

16、s600.在所述地聚物内层的基础上填充混凝土表层，所述混凝土表层与相邻的地聚物扭王字块凝固为一体结构，各所述地聚物扭王字块顶部凸出于所述混凝土表层设置；

17、s700.所述连续铺设区域、非连续敷设区域、地聚物内层及混凝土表层构成连续的防护结构，进行海浪侵蚀防浪防护。

18、进一步的，所述防波堤使用的地聚物扭王字块的制造步骤包括：

19、s210.收集海岛和港口工程中的疏浚泥，除杂、干燥和粉碎处理，得到疏浚泥料；

20、s220.由高模数水玻璃溶液配置低模数水玻璃溶液作为碱性激发溶液；

21、s230.将所述疏浚泥料与碱性激发溶液安设定比例混合，高速搅拌得到地聚物浆料；

22、s240.以混凝土为原料，就地浇筑与扭王字块外形一致的框体；

23、s250.待框体初凝后，将所述地聚物浆料浇筑至框体的空腔内，形成芯体；

24、s260.将所述芯体与框体共同凝固、养护，形成一体化的地聚物扭王字块。

25、与现有技术相比，本发明所提供的扭王字块铺设的防波堤及建造方法的技术优势至少体现在：

26、所提供的扭王字块铺设的防波堤，混凝土扭王字块以满布形式铺设于所述斜向堤面的下沿附近并沿着防波堤走向延伸构成连续铺设区域，地聚物扭王字块以非满布形式铺设于所述斜向堤面并沿着防波堤走向延伸构成非连续铺设区域，所述连续铺设区域与非连续铺设区域连接，构成覆盖堤坝基体的防护结构。这种防波堤，满布铺设与非满布铺设合理搭配，建造过程中，通过使用以疏浚泥为原材料就地制造的地聚物扭王字块，不仅减少了混凝土扭王字块使用，而且有效解决了疏浚泥的使用问题，所建造的防波堤的防护效果得到保障。

27、在海浪侵蚀防浪防护过程中，防波堤最外侧通过满布的混凝土扭王字块形式作为防护，能有效削弱入射波浪的第一波冲击，降低能量损耗，保护海岸、海岛和河口海滨的水工建筑物。防波堤内侧的地聚物扭王字块采用非满布形式作为防护，能有效抵挡入射波浪第一波冲击后的余浪，降低能量损耗，保护海岸、海岛建设，具有较好的防护效果，并且经济适用，与全满布布置方式相比经济效益大，且防波堤内侧扭王字块采用海洋疏浚泥现场制备地聚物浇筑而成，其凝结时间快，早期强度高。

28、这种扭王字块铺设的防波堤的建造方法，能够海岛、港口建设中就地取材，解决疏浚泥处理问题，不仅可解决砂石来源问题，省去砂石运输费用，同时可以降低海岸防护成本，适用于用于海岛、港口建设中防波堤工程建设。

技术特征：

1.一种扭王字块铺设的防波堤，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的扭王字块铺设的防波堤，其特征在于，所述连续铺设区域(4)的底部延伸至堤坝基体(1)前侧、顶部延伸至斜向堤面(2)的下沿上方，构成沿着堤坝基体(1)下沿延伸的等宽连续结构。

3.根据权利要求1所述的扭王字块铺设的防波堤，其特征在于，所述非连续铺设区域(5)的地聚物扭王字块(7)密度沿着斜向堤面(2)向上逐渐减小，非连续铺设区域(5)底部的地聚物扭王字块(7)与连续铺设区域(4)顶部的混凝土扭王字块(6)连接。

4.根据权利要求3所述的扭王字块铺设的防波堤，其特征在于，所述非连续区域的地聚物扭王字块(7)规律布置，各地聚物扭王字块(7)的至少有一个侧边或者一个顶角与相邻的地聚物扭王字块(7)支撑连接，以在相邻的扭王字块之间构成稳固的支撑结构。

5.根据权利要求1至4任一项所述的扭王字块铺设的防波堤，其特征在于，所述斜向堤面(2)沿着防波堤走向间隔布置有多个支撑单元(8)，各所述支撑单元(8)垂直于防波堤走向布置，支撑单元(8)的底部延伸至斜向堤面(2)的下沿、顶部至少延伸至斜向堤面(2)的中间，相邻的支撑单元(8)之间以非满布形式铺设地聚物扭王字块(7)。

6.根据权利要求5所述的扭王字块铺设的防波堤，其特征在于，各所述支撑单元(8)靠近所述连续铺设区域(4)的部分为满布形式的混凝土扭王字块(6)，其余部分为满布形式铺设的地聚物扭王字块(7)。

7.根据权利要求1所述的扭王字块铺设的防波堤，其特征在于，所述斜向堤面(2)位于非连续铺设区域(5)的地聚物扭王字块(7)之间填充有地聚物内层及混凝土表层，所述地聚物内层及混凝土表层与相邻的地聚物扭王字块(7)凝固为一体结构。

8.根据权利要求1所述的扭王字块铺设的防波堤，其特征在于，所述地聚物扭王字块(7)包括框体和芯体，所述框体为混凝土材质，所述芯体为就地获取的疏浚泥材质，所述框体与后续浇筑的芯体共同凝固形成一体化结构。

9.一种扭王字块铺设的防波堤建造方法，其特征在于，包括步骤：

10.根据权利要求9所述的扭王字块铺设的防波堤建造方法，其特征在于，所述防波堤使用的地聚物扭王字块(7)的制造步骤包括：

技术总结
本发明公开了一种扭王字块铺设的防波堤及建造方法，防波堤包括：堤坝基体、连续铺设区域和非连续铺设区域，堤坝基体沿着海岸线延伸并建造有朝向水域的斜向堤面，连续铺设区域的混凝土扭王字块以满布形式铺设于所述斜向堤面的下沿附近并沿着防波堤走向延伸；以及非连续铺设区域的地聚物扭王字块以非满布形式铺设于所述斜向堤面并沿着防波堤走向延伸，所述连续铺设区域与非连续铺设区域连接，构成覆盖堤坝基体的防护结构。其中的地聚物扭王字块以疏浚泥为原材料就地制备，上述结构构成构成覆盖在防波堤表面的连续防护结构，具有环保节能、施工方便的特点，能够有效进行海浪侵蚀防浪防护，适用于海岛和港口工程建造场合。

技术研发人员：钟惟亮,赵秋锦,张博,范立峰,丁德坤,裴芮,吴亚飞
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12