一种护底边缘组合式防冲结构的制作方法

本实用新型属于组合式航道治理技术，具体涉及一种护底边缘组合式防冲结构。

背景技术：

从航道整治工程实践来看，护底在用于坝下限制河床冲刷下切、防止河槽断面向窄深型发展、控制水位下降等方面取得了较为良好的效果。护底结构多以单纯系结混凝土软体排、抛枕或抛石为主，护底建筑物覆盖河床，阻断了水流与河床质泥沙的作用，从而保护河床免受水流冲刷。目前已建护底工程一般采用类似丁坝带状间断布置，自河心向岸线平铺，一定高程处与岸边或与依托的滩地部分衔接，护底边缘多采用抛石压载进行简单处理。从实际效果看一般护底整体稳定性较好，很少出现建筑物整体功能性丧失的破坏，破坏一般在护底局部边缘尤其是头部滩槽、滩岸衔接部位，一种是由于护底处于深槽，水深流急导致边缘压载体出现滑落，加之边缘结构柔性不够导致护底局部破坏；另一种主要由于床面和护底为两种不同的介质，在水流作用下护底端部边缘床面有较为强烈的冲刷变化，处于深槽区稍低位置护底端部边缘随之会发生变形，进而加剧排边缘水流紊动强渡和河床冲刷速度，在滩岸衔接部位强烈的冲刷引起塌陷变形、排破坏，护底边缘防护的块石滑落后无防冲备填材料，冲刷坑不断扩大，护底边缘被强烈水流掀起进而破坏。

研究表明水流是护底带边缘及岸滩衔接处冲刷破坏的主要动力因素，护底带边缘及岸滩衔接处冲刷破坏是水流、河床、护底建筑相互作用的结果。由于护底带多处于深水主槽内，水深、流急，边缘水流结构具有强烈的三维特性，导致护底边缘河床剧烈淘刷，一旦护底带边缘发生破坏，将带来较多的次生问题，甚至影响整个工程效果。因此，如何确定合理的护底带边缘参数，设计出高效率、高质量、高耐久性的护底边缘结构，保证工程投资效益的最大化就显得非常重要。

近年来，随着三峡蓄水后坝下河床的持续冲刷，护底带工程在长江中游应用逐渐增多，对护底带防护技术的需求越来越多，出现了很多新颖的边缘防护型式，包括四面体透水框架群、格栅等护底边缘防护技术，但这些技术多是单一结构的防护，防护效果也不尽如人意，因此，需要进一步开发新的护底边缘防冲结构。

技术实现要素：

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种护底边缘组合式防冲结构，该结构可有效减小水流对护底带边缘的冲刷，保护护底建筑物稳定，延长护底建筑物的使用寿命。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种护底边缘组合式防冲结构，包括由防护块石形成的防护抛石压载结构、由柔性沙枕形成的防冲备抛结构、由四面体透水框架形成的减速促淤结构，所述防护抛石压载结构设置在护底主体的头部上方，所述防冲备抛结构设置在所述防护抛石压载结构外侧且与所述防护抛石压载结构的头部搭接，所述减速促淤结构设置在所述防冲备抛结构的外侧；当护底主体设有由护底块石形成的护底抛石压载结构时，所述防护块石的粒径大于所述护底块石的粒径。

所述防护抛石压载结构的宽度和所述防冲备抛结构的宽度均为500cm，所述防冲备抛结构与所述防护抛石压载结构的头部搭接长度为100cm。

所述减速促淤结构的宽度为800cm。

所述防护块石的粒径为50cm；所述柔性沙枕采用袋状结构，长度为600cm，横截面周长为378cm，在所述柔性沙枕上设有充填袖口，所述柔性沙枕内的沙石装填量为5～6m³。

所述四面体透水框架采用正四面体镂空结构，边长为100cm。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

一)在护底边缘采用大颗粒抛石压载，既可保持大流速区护底边缘块体稳定，也能抵抗向下水流、马蹄形旋涡及面层水流综合剪力作用。

二)在防护块石外侧布置沙枕结构，沙枕的柔性结构特征不仅为床面和护底两种较大差异的不同介质间提供了柔性过渡，丰富了护底边缘附近的流场变化，同时为边缘冲刷坑形成后提供备抛材料及时填充冲刷坑防止冲刷进一步扩大。

三)在沙枕的外侧布置四面体透水框架块体可有效减低边缘流速，泥沙在块体的孔洞中落淤，进而增强了护底边缘床面的稳定性。

综上所述，本实用新型能够同时适用于不同复杂水流条件下的护底端部边缘防护，有助于改善护底边缘防护型式，能够有效改善建筑物附近床面水流结构，进而有效减小水流对护底带边缘的冲刷，保护护底建筑物稳定，延长护底建筑物的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的立面图；

图2是本实用新型的平面图；

图3是本实用新型的柔性沙枕立面图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是本实用新型的四面体透水框架立体图。

图中：1、护底主体，1-1、护底块石，2、防护抛石压载结构，2-1、防护块石，3、防冲备抛结构，3-1、柔性沙枕，4、减速促淤结构，4-1、四面体透水框架。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参见图1～图5，一种护底边缘组合式防冲结构，包括由防护块石2-1形成的防护抛石压载结构2、由柔性沙枕3-1形成的防冲备抛结构3、由四面体透水框架4-1形成的减速促淤结构4，所述防护抛石压载结构2设置在护底主体1的头部上方，所述防冲备抛结构3设置在所述防护抛石压载结构2外侧且与所述防护抛石压载结构2的头部搭接，所述减速促淤结构4设置在所述防冲备抛结构3的外侧；当护底主体1设有由护底块石1-1形成的护底抛石压载结构时，所述防护块石2-1的粒径大于所述护底块石1-1的粒径。

在本实施例中，通过模拟护底边缘冲刷较大影响范围来确定，所述防护抛石压载结构2的宽度和所述防冲备抛结构3的宽度均为500cm，所述防冲备抛结构3与所述防护抛石压载结构的头部搭接长度为100cm。通过模拟护底边缘冲刷一般影响范围来确定，所述减速促淤结构4的宽度为800cm。所述防护块石2-1的粒径为50cm；所述柔性沙枕3-1采用袋状结构，长度为600cm，横截面周长为378cm，在所述柔性沙枕3-1上设有充填袖口，所述柔性沙枕3-1内的沙石装填量为5～6m³，在外力作用下容易改变形状，适应性较好。所述四面体透水框架4-1采用正四面体镂空结构，边长为100cm。

在本实用新型中，上述防护块石2-1用于对护底主体1进行有效压载，并抵抗护底主体边缘向下水流、马蹄形旋涡及面层水流综合剪力作用，使得护底边缘滩面泥沙不能起动进而保护护底稳定；沙枕为抛石压载外缘与沙质天然底床间的柔性过渡结构和边缘形成冲刷坑后的防冲备抛材料；沙枕外侧布置四面透水框架主要是增大最外侧天然床面一般冲刷变形区滩面阻力，减小滩面流速，使得滩面流速小于泥沙起动流速进而保护护底外缘床面。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。