专利名称：一种适用于超高流速土基潜水基床的护面结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于超高流速和或强力外荷载冲击作用下，软土或土工织物充填管袋构筑的潜水堤坝、防波堤基床、截流龙口底坎等的面层防护结构，尤其涉及一种适用于超高流速土基潜水基床的护面结构。
背景技术：
对于在泥质滩地河床上构筑的由土工织物充填砂土堆起的堤坝基础，其上下游及自身抗冲保护的重要性是显而易见的。目前，采用水下抛填土工织物充沙管袋施工，在流速I 2m/s的作业条件下,大规模水上船机作业时,大型(尺度IOmXlOmXO. 5m以上)土工织物充填砂袋的平整度可控制在Im左右，砂袋间可以错缝搭接，但搭接缝距有时在O. 5m以上；抛石平整度一般可在O. 6m以下；网兜石采用定点沉放，可相互搭靠，但高差一般也在O. 6m左右；由于水流浊度高等原因，难以对水下结构进行全面准确的量测和探摸，施工量测、检测十分困难；在往复流的作用下，大面积护底土工织物软体排铺设定位远比陆域困难，常见排体偏位在2 3m。如何在此堤坝基上部抛投块体(石)、安放大型结构，对坝基适当整平，防止土工管袋破坏，并且保护充填砂土在高流速下不流失，是一个常见的水工程难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对土工织物充填土构筑物高流速作用下管袋泥砂吸出流失和安放块体或大型结构抛投、安放时对土工织物管袋的冲击破坏要求，提出一种适用于超高流速土基潜水基床的护面结构。本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现—种适用于超高流速土基潜水基床的护面结构，由以下三层由内向外堆叠而成最内层为土工织物充填砂袋层；中间层为砂肋软体排层；表层为混凝土块连锁排层。在本发明一个优选实施例中，在所述混凝土块连锁排层或混凝土铰链排层上再堆叠一层网兜石层或混凝土块层或网兜石与混凝土块复合层。在本发明一个优选实施例中，所述混凝土块层中的部分混凝土块可以用充填土工织物砂袋置换，以利于施打桩基或其它穿透性施工。在本发明一个优选实施例中，所述网兜石与混凝土块复合层中的混凝土块可以用充填土工织物砂袋置换，以利于施打桩基或其它穿透性施工。在本发明一个优选实施例中，所述混凝土块层中的混凝土块或网兜石与混凝土块复合层中的混凝土块为长方形六面体混凝土块，长方形六面体混凝土块上设有吊耳。在本发明一个优选实施例中，所述网兜石层或混凝土块层或网兜石与混凝土块复合层的厚度为O. 6 I. 2m。在本发明一个优选实施例中，所述混凝土块连锁排层平面尺寸与砂肋软体排层的平面尺寸相同。
在本发明的一个优选实施例中，所述土工织物充填砂袋层包括外层砂袋和充填在外层砂袋内的若干小型抛填土工织物充填砂袋；其中外层砂袋的尺寸长度为贯穿整个顺流向横断面，宽度视抛袋作业船机能力，不宜小于20m ;外层砂袋的袋布规格为410g/m2复合土工布。所述外层砂袋的袋布由长丝机织土工织物和针刺无纺土工织物复合而成，其中针刺无纺土工织物为袋布的内层，长丝机织土工织物为袋布的外层。在本发明的一个优选实施例中，所述土工织物充填砂袋层采用大型铺排船赶潮施工。在本发明的一个优选实施例中，所述砂肋软体排层的排布采用1300g/m2丙纶长丝机织土工布，其抗拉强度为经360kN/m、纬260kN/m ;砂肋软体排层的砂肋直径30cm，间距150cmo在本发明的一个优选实施例中，当流速小于3. 5m/s时，砂肋用布为米260g/m2丙绝长丝机织布；当流速大于等于3. 5m/s时,砂肋用布为260g/m2丙纟仑长丝机织布与180g/m2针刺无纺布复合而成的复合布，并且针刺无纺布置于砂肋用布的内层，丙纶长丝机织布置于砂肋用布的外层。在本发明的一个优选实施例中，所述混凝土块连锁排层由基布和混凝土块组合而成，所述混凝土块由丙纶绳均匀系在基布上。在本发明的一个优选实施例中，所述基布采用380g/m2复合土工布；混凝土块的厚度为160mm,平面尺寸为400mmX400mm。在本发明的一个优选实施例中，所述网兜石层采用若干网兜石袋堆放而成；所述网兜石袋由网兜和充填在网兜内的块石构成；所述网兜采用高强中碳合金钢丝或丙纶绳编织而成，网兜的网眼为20 30cmX20 30cm。所述高强中碳合金钢丝的直径为I. 5mm。所述丙纶绳的直径为16mm。 在本发明的一个优选实施例中，每一网兜石袋的重量为60t 10t。由于混凝土块连锁排层或混凝土铰链排层的最大抗冲流速不超过3. 5m/s，在本发明的一个优选实施例中，六个网兜石袋联成一组，整体吊装，定点沉放，可满足6.5 8m/s流速的抗冲稳定。在发明的一个优选实施例中，由于采用了如上的技术方案，本发明的护面结构采用土工织物充填砂袋层、砂肋软体排层、混凝土块连锁排层或混凝土铰链排层、网兜石层或混凝土块层构成，其中土工织物充填砂袋层功能是对龙口下部填砂起“砂被”覆盖保护和平整作用。砂肋软体排层的功能是保护“砂被”，防止高流速冲击和渗透水压力作用下“砂被”中泥砂被吸出，同时均化上部块石等不均匀荷载对“砂被”的顶刺作用，也是上部荷载跨越下部“砂被”搭接缝的“过梁”。混凝土块连锁排层或混凝土铰链排层的功能如同甲胄，保护下层超强砂肋软体排，避免抛石及网兜石对下层排的直接穿刺，同时起压重作用，保证基床在上部网兜石未加载前的稳定。网兜石层或混凝土块层或网兜石与混凝土块复合层的功能是满足基床抗冲。
图I为本发明实施例I的超强流速土基潜水基床护面结构顺流向剖视图。图2为本发明实施例2的超强流速土基潜水基床护面结构顺流向剖视图。图3为本发明实施例I的超强流速土基潜水基床护面结构顺流向剖视图。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本发明。实施例I参见图1，图中给出的是适用于超高流速土基潜水基床的护面结构在龙口护底及框笼截流坝中应用的实例。图中的护面结构由以下四层由内向外堆叠而成最内层为土工织物充填砂袋层10 ;中间层为砂肋软体排层20，次表层为混凝土块连锁排层30 (混凝土铰链排层)，表层为网3 石层40。土工织物充填砂袋层10包括外砂袋和充填在外层砂袋内的若干小型抛填土工织物充填砂袋；其中外层砂袋的尺寸为220mX35m，外层砂袋的袋布规格为410g/m2复合土工布。外层砂袋的袋布由长丝机织土工织物和针刺无纺土工织物复合而成，其中针刺无纺土工织物为袋布的内层，长丝机织土工织物为袋布的外层。整个土工织物充填砂袋层10采用大型铺排船赶潮施工。该层结构的功能是对龙口下部抛填袋装砂50起“砂被”覆盖保护和平整作用。砂肋软体排层20顺水流方向通长约为200m，宽度35m左右(视铺排船规模而有增减)；砂肋软体排层20的排布采用1300g/m2丙纶长丝机织土工布，其抗拉强度为经360kN/m、纬260kN/m ;该排布为工程上很少应用的超强度土工布；砂肋软体排层的砂肋直径30cm，间距150cm。当流速小于3. 5m/s时,砂肋用布为采260g/m2丙纟仑长丝机织布；当流速大于等于3. 5m/s时，砂肋用布为260g/m2丙纶长丝机织布与180g/m2针刺无纺布复合而成的复合布，并且针刺无纺布置于砂肋用布的内层，丙纶长丝机织布置于砂肋用布的外层。砂肋软体排层20是保护“砂被”，防止高流速冲击和渗透水压力作用下“砂被”中泥砂被吸出，同时均化上部块石等不均匀荷载对“砂被”的顶刺作用，也是上部荷载跨越下部“砂被”搭接缝的“过梁”。混凝土块连锁排层30 (混凝土铰链排层)由基布和混凝土块组合而成，混凝土块由丙纶绳均匀系在基布上。基布采用380g/m2复合土工布，混凝土块的厚度为160mm，平面尺寸为400mmX400mm。混凝土块连锁排层30排体的平面尺度与砂肋软体排20相同。该层排布功能如同甲胄，保护下层超强砂肋软体排，避免抛石及网兜石对下层排的直接穿刺，同时起压重作用，保证基床在上部网兜石未加载前的稳定。网兜石层40采用若干网兜石袋堆放而成；网兜石袋由网兜和充填在网兜内的块石构成；网兜采用高强中碳合金钢丝或丙纶绳编织而成，网兜的网眼为20 30cmX20 30cm。高强中碳合金钢丝的直径为2.5mm。丙纶绳的直径为16mm。网兜石层40的功能是满足基床抗冲。单个网兜石袋的重量为60t 10t，6个网兜石袋联成一组，整体吊装，定点沉放，安放后的整体厚度为O. 6 I. 2m ;由于混凝土块连锁排30的最大抗冲流速不超过3. 5m/s,6个一联IOt网兜石袋可满足6.5 8m/s流速的抗冲稳定。如果采用单重60t的网兜，其抗冲性更好，但对网兜要求更高。
实施例2 图中给出的是适用于超高流速土基潜水基床的护面结构在龙口护底及框笼截流坝中应用的实例。图中的护面结构由以下四层由内向外堆叠而成最内层为土工织物充填砂袋层10 ；中间层为砂肋软体排层20，次表层为混凝土块连锁排层30 (混凝土铰链排层)，表层为混凝土块层40a。土工织物充填砂袋层10 ；中间层为砂肋软体排层20，次表层为混凝土块连锁排层30 (混凝土铰链排层)的结构和功能同实施例I。混凝土块层40a的使用功能与网兜石层相当，也是压重防冲，它的一个特点是安放在特定位置的混凝土块可以在适当的后续阶段吊出，并以充填土工织物砂袋置换，以便今后在该位置施打桩基或其它穿透性结构。混凝土块层40a中的混凝土块或网兜石与混凝土块复合层中的混凝土块为长方形六面体混凝土块，长方形六面体混凝土块上设有吊耳。实施例3图中给出的是适用于超高流速土基潜水基床的护面结构在龙口护底及框笼截流坝中应用的实例。图中的护面结构由以下四层由内向外堆叠而成最内层为土工织物充填砂袋层10 ；中间层为砂肋软体排层20，次表层为混凝土块连锁排层30 (混凝土铰链排层)，表层为网兜石与混凝土块复合层40b。土工织物充填砂袋层10 ;中间层为砂肋软体排层20，次表层为混凝土块连锁排层30 (混凝土铰链排层)的结构和功能同实施例I。网兜石与混凝土块复合层40b的使用功能与网兜石相当，也是压重防冲，它的一个特点是混凝土块安放在特定位置代替网兜石，可以在适当的后续阶段吊出，并以充填土工织物砂袋置换，以便今后在该位置施打桩基或其它穿透性结构。网兜石与混凝土块复合层40b中的混凝土块或网兜石与混凝土块复合层中的混凝土块为长方形六面体混凝土块，长方形六面体混凝土块上设有吊耳。
权利要求
1.一种适用于超高流速土基潜水基床的护面结构，其特征在干，由以下三层由内向外堆叠而成最内层为土工织物充填砂袋层；中间层为砂肋软体排层，表层为混凝土块连锁排层。
2.如权利要求I所述的适用于超高流速土基潜水基床的护面结构，其特征在于，在所述混凝土块连锁排层或混凝土铰链排层上再堆叠ー层网兜石层或混凝土块层或网兜石与混凝土块复合层。
3.如权利要求2所述的适用于超高流速土基潜水基床的护面结构，其特征在于，所述混凝土块层中的部分混凝土块可以用充填土工织物砂袋置換，以利于施打桩基或其它穿透性施工。
4.如权利要求2所述的适用于超高流速土基潜水基床的护面结构，其特征在于，所述网兜石与混凝土块复合层中的混凝土块可以用充填土工织物砂袋置換，以利于施打桩基或其它穿透性施工。
5.如权利要求2所述的适用于超高流速土基潜水基床的护面结构，其特征在于，所述混凝土块层中的混凝土块或网兜石与混凝土块复合层中的混凝土块为长方形六面体混凝土块，长方形六面体混凝土块上设有吊耳。
6.如权利要求2所述的适用于超高流速土基潜水基床的护面结构，其特征在于，所述网兜石层或混凝土块层或网兜石与混凝土块复合层的厚度为O. 6 I. 2m。
7.如权利要求I或2所述的适用于超高流速土基潜水基床的护面结构，其特征在于，所述混凝土块连锁排层平面尺寸与砂肋软体排层的平面尺寸相同。
8.如权利要求I或2所述的适用于超高流速土基潜水基床的护面结构，其特征在于，所述土工织物充填砂袋层包括外层砂袋和充填在外层砂袋内的若干小型抛填土工织物充填砂袋；其中外层砂袋的尺寸长度为贯穿整个顺流向横断面，宽度视抛袋作业船机能力，不宣小于20m ;外层砂袋的袋布规格为410g/m2复合土工布。
9.如权利要求8所述的适用于超高流速土基潜水基床的护面结构，其特征在于，所述外层砂袋的袋布由长丝机织土工织物和针刺无纺土工织物复合而成，其中针刺无纺土工织物为袋布的内层，长丝机织土工织物为袋布的外层。
10.如权利要求I或2所述的适用于超高流速土基潜水基床的护面结构，其特征在干，所述土工织物充填砂袋层采用大型铺排船赶潮施工。
11.如权利要求I或2所述的适用于超高流速土基潜水基床的护面结构，其特征在干，所述砂肋软体排层的排布采用1300g/m2丙纶长丝机织土工布，其抗拉强度为经360kN/m、纬260kN/m ;砂肋软体排层的砂肋直径30cm,间距150cm。
12.如权利要求11所述的适用于超高流速土基潜水基床的护面结构，其特征在干，当流速小于3. 5m/s时,砂肋用布为采260g/m2丙纟仑长丝机织布；当流速大于等于3. 5m/s时，砂肋用布为260g/m2丙纶长丝机织布与180g/m2针刺无纺布复合而成的复合布，并且针刺无纺布置于砂肋用布的内层，丙纶长丝机织布置于砂肋用布的外层。
13.如权利要求I或2所述的适用于超高流速土基潜水基床的护面结构，其特征在干，所述混凝土块连锁排层由基布和混凝土块组合而成，所述混凝土块由丙纶绳均匀系在基布上。
14.如权利要求13所述的适用于超高流速土基潜水基床的护面结构，其特征在于，所述基布米用380g/m2复合土工布；混凝土块的厚度为160mm,平面尺寸为400mmX400mm。
15.如权利要求2所述的适用于超高流速土基潜水基床的护面结构，其特征在于，所述网兜石层采用若干网兜石袋堆放而成；所述网兜石袋由网兜和充填在网兜内的块石构成；所述网兜采用高强中碳合金钢丝或丙纶绳编织而成，网兜的网眼为20 30cmX 20 30cm。
16.如权利要求15所述的适用于超高流速土基潜水基床的护面结构，其特征在于，所述高强中碳合金钢丝的直径为2. 5mm。
17.如权利要求15所述的适用于超高流速土基潜水基床的护面结构，其特征在于，所述丙纟仑绳的直径为16mm。
18.如权利要求15所述的适用于超高流速土基潜水基床的护面结构，其特征在于，每一网兜石袋的重量为60t 10t。
19.如权利要求15所述的适用于超高流速土基潜水基床的护面结构，其特征在于，六个网3 石袋联成一组，整体吊装，定点沉放，可满足6. 5 8m/s流速的抗冲稳定。
全文摘要
本发明公开的一种适用于超高流速土基潜水基床的护面结构，其由以下三层由内向外堆叠而成最内层为土工织物充填砂袋层；中间层为砂肋软体排层，表层为混凝土块连锁排层。本发明的土工织物充填砂袋层功能是对龙口下部填砂起“砂被”覆盖保护和平整作用。砂肋软体排层的功能是保护“砂被”，防止高流速冲击和渗透水压力作用下“砂被”中泥砂被吸出，同时均化上部块石等不均匀荷载对“砂被”的顶刺作用，也是上部荷载跨越下部“砂被”搭接缝的“过梁”。混凝土块连锁排层或混凝土铰链排层的功能如同甲胄，保护下层超强砂肋软体排，避免抛石及网兜石对下层排的直接穿刺，同时起压重作用，保证基床在上部网兜石未加载前的稳定。
文档编号E02B3/14GK102635090SQ20121013344
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者刘新成, 卢永金, 李锐, 汪巍巍 申请人:上海市水利工程设计研究院