[實用新型]一種水域工程護灘用透水框架

有效

• 申請號: 201420474766.9
• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN204080735U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 賈曉;戚定滿;吳華林;劉高峰;陸佳
• 申請（專利權）人: 上海河口海岸科學研究中心
• 主分類號: E02B3/12
• 分類號: E02B3/12
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 劉立平

技術領域

本實用新型涉及護底透水防沖構件技術領域，尤其涉及一種應用于航道工程、港口工程及海岸工程所在的江河湖海水域用的用于護岸、透水和護底防沖的透水框架。

背景技術

在國家近年來的交通計劃中，長江黃金水道建設發展十分迅速，從長江口深水航道工程、長江南京以下12.5m深水航道工程至荊江航道整治工程等等。在長江中下游河段中，防沖護灘、固灘穩槽是一個主要的整治歷年。目前在三峽蓄水后，沿程清水下泄，造成水流挾沙力增加，對很多河岸、江灘(含心灘)及一些已經實施的江岸整治工程造成影響，在交通航運方面主要表現為沖刷加劇、灘體侵蝕過快從而導致水流分散，航槽淤淺；在水利防洪方面主要表現為江岸崩塌，產生大量滑坡和崩岸，危及降低安全，增加防洪風險。

目前，經過多年工程實踐和各種研究，軟體排在護底工程中得到廣泛應用，針對不同的工程條件，誕生了諸如混凝土塊連鎖排、沙肋軟體排等不同的軟體排結構形式。

軟體排護底結構的主要特點是排體自身結構相對牢固，且可隨灘面的變形在一定幅度內變形。軟體排固灘結構由于具有對灘面變形有一定的適應性、不影響行洪、造價低廉等諸多優點，廣泛應用于航道整治工程及部分防洪水利工程中。

目前工程中應用過的軟體排護底結構主要包括四類，不同結構形式的軟體排的特點和局限性如下：

1)壓載與排墊分離式軟體排，此類軟體排多采用塊石作為壓載，土工布作為護底排墊，在上世紀八十、九十年代曾應用于漢江中游襄利河段的航道整治工程中。由于此類排體的排墊與壓載體呈分離狀態，在較強水流作用下壓載塊石易滾落坡面，進而損壞排體，總體防護效果欠佳，目前已較少使用。

2)連鎖塊壓載軟體排(砼連鎖塊軟體排、砼塊穿繩排、CSB塊穿繩排)，此類軟體排的主要特征為壓載體自身連結在一起，而壓載體與排墊連結程度相對較弱。

3)砼塊鉸鏈排此類軟體排結構的主要特征為砼塊由鋼筋直連，砼塊同時實現壓載體和排墊功能，不存在獨立排墊，其缺點主要為存在鋼筋鉤拉脫、排體間隙防護程度低的問題。

4)系結壓載軟體排(X型系砼塊軟體排、系沙袋軟體排)，此類軟體結構的壓載與排墊連結，壓載體由排墊牽引，實際上是第三類結構的改進型。

就應用效果而言，軟體排護底效果較為顯著，但工程應用中突出存在排體受損或破壞問題，直接影響到其整治效果并增加了后續維護難度。通常軟體排型護灘帶的破壞部位一般位于排體上邊緣、頭部以及下游一側，出現程度不一的沖刷坍陷、排布撕裂、排布暴露在外甚至排布懸空掛起來等現象，此外受施工工藝影響，排體中部亦存在局部坍塌或隆起進而導致排體受損的問題。

但是同時也需要指出，軟體排的繼續推廣，尤其在水流流速較大的水域推廣應用(這包含工程引起的局部流速增大區域)，仍然存在一定的問題，目前工程界尚無很好的應對措施。尤其在流速較大的挑流壩體(如丁壩等)外援，因繞流流速較大，且流態復雜，局部沖刷坑發育迅速等特點，護底軟體排經常出現排體塌陷、滑落，排體懸空乃至排布撕裂等工程問題。

為了保證軟體排在較強水流作用下不至于失去其工程效果，并強化排布邊緣強水流區域的防沖護底效果，部分散拋護底護灘結構逐步被采用，從早期的拋石壓載或備填拋石，到現在應用較為廣泛的拋砼構件，如六邊四面體透水框架結構。

四面六邊透水框架由西北水利科學研究所提出，經過國內諸多科研院所的反復研究、改進，目前已在國內諸多河流護岸工程中采用，取得一定效果。其主要有以下優點：

1)透水框架群可改岸邊局部沖勢為不沖或淤勢，起到穩住岸坡，保護河床和根石的作用。四面六邊透水框架重心低，自身穩定，不易翻滾，框架透水，受力小，不會被水流沖走流失，有明顯的分散水流，消殺能量，降低流速的作用，減速率可達30％～70％；

2)框架群施工簡單，無需開挖基礎、且穩定性好、不存在基礎與根石沖刷問題，以及有良好的防沉陷等優點；

3)投資省、效果好；

4)框架可采用鋼筋混凝土或其它材料的預制件，可實現工廠化生產，避免過多采石，有保護生態環境和地球資源的環境效益；

5)易保證施工的質量與數量。

雖然散拋的四面六邊透水框架結構技術有一定的研究成果，但應用較為成功的工程案例，主要是在流速較小的護灘工程水域，在流速較大的防沖護底的工程水域，應用受到限制，主要表現為：由于河床變形劇烈加之四面體透水框架群的阻水作用，在其周圍形成的水流結構和旋渦體系會使得框架群邊緣各處出現較深的沖槽，當沖槽達到一定坡度時，單體框架體會逐個滾落入沖槽中，導致框架群逐步崩塌走失，從而失去對軟體排乃至砂體的守護效果。