一种新型柔性海岸防护结构及其建造方法
【技术领域】
[0001] 本发明专利属于海岸防护设施，具体是指能够较好适应岸滩侵蚀变形的海堤，主 要应用于侵蚀性粉砂淤泥质海岸。
【背景技术】
[0002] 我国海岸线绵长，海岸侵蚀问题严重，尤其是强风浪和风暴潮所造成的岸滩蚀退， 已严重威胁我国的国土资源和沿海人民的生命财产安全。为保护岸线，人们在不同时期修 建了不同类型的海岸防护结构，如干砌块石护岸、灌砌块石护岸、混凝土护岸等，但刚性的 堤身结构无法适应由海浪长期冲刷而导致的岸滩变形，易造成海堤护岸下部淘空，并逐渐 发展为空洞，地基对堤身的支撑作用减弱或消失，造成海堤护岸的稳定性降低。同时也加剧 了海水渗透与泥沙淘刷，进而加快海堤护岸的破坏，最终导致海堤护岸的大范围的坍塌水 毁，岸线形成缺口，丧失抵御风浪的能力，危及后方安全。
[0003] 混凝土铰链排具有整体性好、抗冲和适应地基变形能力强、施工方便等特点，在国 内外内河河流及河口地区的保滩护岸工程中已得到广泛应用，并取得了良好的经济和社会 效益。自20世纪80年代中期首次在国内应用以来，混凝土铰链排在长江、黄河及长江口地 区的保滩护底工程中发挥着积极作用，并积累了一定的设计和施工经验，现已成为水深流 急、冲刷严重且地基较为平整岸段的重要防护措施。
[0004] 经检索，中国专利文献CN1103396C公开了一种护岸用预制砼铰链排的沉排施工 方法，它将铰连环与砼板连成的排体单元分层叠放在拼排船的固定滑道上，且各层排体单 元之间均设有可移动的活动滑道，将拼排船连接于沉排船的外侧，通过卷扬机将最上层排 体单元平拉至沉排船的滑道上，当最上层排体单元的尾端移至最上第二层排体单元的前端 时，先将它们之间的活动滑道移走，再将最上相邻两层的排体单元尾首之间连接在一起，即 可通过排首梁拉动最上第二层排体单元，以后依此类推，继续用卷扬机平拉排体单元并同 时将沉排船和拼排船后移，使各连接好的排体单元顺序下沉至水下泥面，完成沉排操作。
[0005] 目前尚无混凝土铰链排在海岸防护上的应用的报道，如何将混凝土铰链排的思路 和方法应用到沿海防护中，已成为亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0006] 发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明专利提供一种新型柔性海岸 防护结构。
[0007] 技术方案：本发明的新型柔性海岸防护结构包括在海岸岸坡靠近设计水位处布置 的消浪平台，所述消浪平台的前方具有延伸到岸坡底部的斜坡，所述消浪平台的后方通过 护坡连接到岸坡顶部挡浪墙，所述护坡的下表面依次铺设有小石子垫层和复合土工布，所 述斜坡与岸坡底部的上表面依次铺设有复合土工布和碎石垫层，所述碎石垫层上方敷设有 混凝土铰链排，所述铰链排的端部连接到消浪平台前端的系排梁。
[0008] 作为优选，所述混凝土铰链排由阵列排布的混凝土压载块体组成，相邻的混凝土 压载块体之间通过其端部的连接环相互连接。
[0009] 作为优选，为了避免碎石在波浪作用下从混凝土压载块体之间的间隙中流失，所 述碎石垫层中碎石的粒径应大于混凝土压载块体之间的间距。
[0010] 作为优选，为了使排体可靠地承受其在施工及运行过程中主要受到的纵向力作用 力，并使结构发挥其最大程度的柔性，连接环沿纵向具有两道，沿横向具有一道，纵向连接 环所在直线与岸坡平行。
[0011] 作为优选，为了提高混凝土铰链排的耐久性，所述连接环是不锈钢连接环。
[0012] 作为优选，为了节约材料，降低造价，所述混凝土铰链排中部混凝土压载块体的厚 度小于两端混凝土压载块体的厚度。
[0013] 作为优选，为了保持纵向连接环所在直线与岸坡平行，所述混凝土铰链排下面铺 设的碎石垫层厚度为中部厚两端薄，即厚度较大的混凝土压载块体下面铺设的垫层厚度较 薄，厚度较小的混凝土压载块体下面铺设的垫层厚度较厚，而排体两端和中部碎石垫层的 厚度差为两种混凝土压载块体的厚度差。
[0014] 作为优选，为了便于工厂化制造，组成混凝土铰链排的混凝土压载块体都是具有 相同长和宽的标准块体。
[0015] 本发明同时提出上述新型柔性海岸防护结构的建造方法： 步骤一、根据设计要求预制混凝土压载块体，混凝土压载块体内受力不锈钢连接构件 按纵、横向布置，排体在施工及运行过程中主要受纵向力作用，因此在纵向方向布置两道受 力不锈钢连接构件，同时需要进行受力验算； 步骤二、系排梁及以上护岸结构的施工，包括系排梁、消浪平台、混凝土护坡和挡浪墙， 沉排前须平整海岸岸坡，并在岸坡上依次铺设复合土工布和碎石垫层；在混凝土压载块体 厚度较小的工程区域铺设较厚的碎石垫层，以使纵向不锈钢连接环所在直线与岸坡大致平 行。
[0016] 步骤三、混凝土铰链排的拼装，在拼排船用不锈钢连接环将混凝土压载块体纵、横 向受力不锈钢连接构件外伸形成的外伸环相互连接，形成排体单元并停靠在沉排船外侧； 步骤四、沉排采用沉排船施工，应用沉排船上的设备将排体单元逐层水平拉排，将排首 挂在系梁排上，排体垂直于系排梁逐步沉放至指定位置。
[0017] 本发明专利的目的在于提供一种海岸防护结构，旨在解决侵蚀性粉砂淤泥质海岸 的防护治理问题。为实现上述目的，本发明专利的技术方案是：一种海岸防护结构，包括混 凝土铰链排，系排梁，消浪平台，混凝土护坡，挡浪墙。混凝土铰链排由不同厚度的混凝土压 载块体相互连接构成，其中排体首部和尾部的混凝土压载块体的厚度较大，中间部分的混 凝土压载块体的厚度较小，混凝土压载块体之间采用不锈钢连接，混凝土压载块体的长和 宽可根据实际情况进行调整。混凝土铰链排底部铺设碎石垫层，碎石选取的原则为：碎石粒 径不应小于混凝土压载块体之间的间距，避免碎石在波浪作用下从混凝土压载块体之间的 间隙中流失。但碎石不宜过大，否则会导致碎石间存在较大空隙或空隙率，从而加剧波浪对 底部泥沙的淘刷，不利于工程底部岸滩泥沙的保护。消浪平台、混凝土护坡底部需铺设小石 子垫层。从挡浪墙至堤脚部分，即挡浪墙、混凝土护坡和消浪平台区域的小石子垫层底部、 系排梁、铰链排区域的碎石垫层底部，均需铺设复合土工布，以加强防渗和抗冲功能。
[0018] 有益效果： (1) 混凝土铰链排的整体性强，能够很好适应由海浪长期侵蚀而导致的岸滩变形，排体 与岸滩紧密贴合，对海岸岸滩具有良好的防护效果，避免传统刚性防护结构容易坍塌破坏 的问题，为海岸防护提供了一种新途径； (2) 混凝土压载块体之间的间隙可视为一种护面加糙处理措施，可在一定程度上起到 消浪、消能的作用，减小波浪爬高，减弱波浪对平台以上海堤结构的冲击； (3) 混凝土压载块体采用不锈钢连接环连接，可在一定程度上减缓连接构件的锈蚀速 度，从而提高混凝土铰链排的耐久性； (4) 排体不同位置采用不同厚度的混凝土压载块体，既可满足工程要求，又能节省工程 造价。
[0019] 除了上面所述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技 术方案的技术特征所带来的优点外，本发明的新型柔性海岸防