土工合成材料防护的多级自溃土质分洪堤坝的制作方法
【技术领域】：
[0001] 本发明属于堤坝分洪水利工程技术领域，本发明涉及一种土工合成材料防护的多 级自溃土质分洪堤坝。
【背景技术】：
[0002] 2013年黑龙江发生人力无法抵御的超标准洪水，在现有的水利规范与技术条件 下，实现"确保抗洪抢险部队的安全"与堤坝安全这一目标的防汛预案难度很大，如果通过 创新理论、创新方法实现这一目标，也就解决了堤坝超标准洪水漫顶溃决伤人毁物的世界 性的难题。
[0003] 超标准洪水堤坝面临的难题:江河堤坝普遍达标的情况下，洪水都汇到河道里，增 加下游发生洪水的机率，堤坝增高，河道存水量增大，一旦发生决堤，就是灭顶之灾。遇到超 标准洪水保堤坝不决口，采用手段只有三个，"蓄、挡、分"，"水库蓄、堤坝挡"都有限度，一旦 遇到不可抗拒的洪水，三种手段达到极限而分洪建筑物又不能现建，决口不可避免，这是现 有水利工程技术面临的难题，这三个选项中只有分洪保堤坝是万全之策。目前在土质堤坝 上分洪(泄洪)建筑物形式有分洪闸、沥青砼护砌过水土坝、坝下埋管、竖井式溢洪道、虹吸 式溢洪道及人为决堤分洪。在较低的江河堤坝上，由于上下游水头差较小，虹吸式溢洪道压 流优势不明显。为了达到相应分洪量必加大虹吸式溢洪道断面，造价也必高，此外分洪量与 作用水头H的1/2次方成正比，遇超标准洪水超泄能力低，不宜选用;坝下埋管、竖井式溢洪 道也存在超泄能力低、造价高的缺点，不宜选用；钢筋混凝土护砌的过水土坝，对于较低堤 坝，抬高堰顶高程布置成过水土坝，堰上水头小单宽分洪流量有限，必增加堰宽总体造价必 高，如果降低堰顶高程增加堰上水头就必需设闸门挡水且泄槽短，它接近分洪闸结构;开敞 式钢筋混凝土分洪闸分洪量与堰上水头H的3/2次方成正比，具有超泄能力，目前它是最理 想的选择。
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[0006]但是，目前具有分洪闸的江河堤防，往往是集中布置分洪，因为一座分洪闸拆分成 两个小分洪闸，增加的是两侧挡土墙，尤其在寒区抗冻设计的挡土墙造价高，一拆为二造价 几乎翻倍，所以很少采用小的分洪闸分散布置，而集中分洪就不能直接向农田分洪，需要有 合适的湖泊、泡泽或是低洼地作为滞洪区，还得修建滞洪区围堤;为增加分洪流量降低分洪 闸造价，分洪闸堰顶高程要布置低一些，就形成基础深埋的结构布置，分洪闸经常处于挡水 的工作状态，因而也就存在渗透破坏隐患、冻害、老化的问题;分洪闸必须设置固定的钢结 构工作闸门与启闭机，还得需要检修闸门，还必须配备工作桥与检修桥，因为阻断交通必要 时还需建交通桥，造价高昂，并需要专人养护与管理闸门、启闭机;集中分洪的分洪闸尾水 需要渠、沟或河等永久的分洪道，分洪闸、围堤工程不单造价高还永久地占有大量的土地资 源;修建现有开敞式钢筋混凝土分洪闸建筑周期长，突发洪水时不能临时修建;然而钢筋混 凝土分洪闸启动的概率低，一旦启动分洪，分洪的历时短，使用机会少。大量的江河堤防需 修建分洪闸的数量太大，这在经济上往往也受到限制。上游山区河流的暴涨暴落短距离河 道设置分洪闸不经济，这样河流遇暴涨超标准洪水必决堤，如果造价高昂的分洪闸保护的 区域价值小，修建分洪闸不经济，中下游无分洪闸的堤防遇到超标准洪水全线抗洪，只能投 入大量的人员沿线进行修建临时子堤挡水，随着水位降落还要及时拆除，防止母堤滑坡，遇 到不可抗拒的特大洪水一旦发生决口，不可控的大量洪水集中涌出肆虐，损失惨重，这种情 况时有发生，如果人为决堤分洪，不可控的集中洪水造成的损失也会很大，而且，一旦决口 堤内外一片汪洋，这时取土堵口不单造价高也并非易事。
[0007] 超标准洪水堤漫顶溃决的原因：这些水毁案例共同的特点就是遇到超标准洪水的 重大自然灾害，经济发达的国家也一样存在，这是世界性的难题，世界各国通用的堤坝设计 理论，是按照规范规定的具体量化洪水标准进行设计工程，确保在规范内不发生工程水毁， 各国的社会经济条件不同仅仅是其规范标准不一样，发达国家标准高发生超标准洪水工程 水毁概率低，而发展中国家标准低发生超标准洪水工程水毁概率高。在理论上用规范的有 限量化洪水标准不能解决无限的超标准洪水工程水毁的问题;土石结构的堤坝无法抵御超 标准洪水。目前也缺少水库的副坝分洪、非常溢洪道可控分洪的防灾减灾设计理论。
【发明内容】
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[0008] 本发明的目的是提供一种土工合成材料防护的多级自溃土质分洪堤坝，用以实现 "确保抢险队伍的安全"的目标，创建堤防防灾减灾理论与方法，避免产生溃坝涌浪造成灭 顶之灾，让人畜有逃生机会，减少工程水毁的财产损失，解决堤防超标准洪水漫顶溃决的世 界性难题;提供一种土工合成材料防护的多级自溃土质分洪堤坝，当遇到超标准洪水时，能 够自动控制分洪保证堤防不决口；且结构简单、人工限制分洪保分洪区，分洪过后恢复耕 地、快速恢复堤坝顶交通，自动预警分洪、不永久占用耕地、运输方便、建造快捷、可沿两岸 分散分洪、使用管理方便、造价低使用广泛，可以代替不经常启用的分洪闸还可以作为汛期 向农田分洪保堤坝的抢险措施。
[0009] 实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
[00?0] 土工合成材料防护的多级自溃土质分洪堤坝，其组成包括:土工合成材料防护多 级自溃土堤10、土质过水土质过水堤坝1、自动水位计3、护坡2、拦污栅5、土体防护层9、无纺 布块石海漫14,结合图1、2说明，
[0011] 所述的土质过水土质过水堤坝1的上游防冲范围设置护坡2，
[0012] 所述的土质过水土质过水堤坝1的上游坡铺设自动水位计3，
[0013]所述的土质过水土质过水堤坝1的上游端设置平台4，
[0014]所述的土质过水土质过水堤坝1的堰顶连接梯形堰面土工合成材料护面6-1，
[00?5]所述的土质过水土质过水堤坝1的下游坡连接梯形泄槽土工合成材料护面6-2， [0016]所述的土质过水土质过水堤坝1的下游坡脚底部布置绳系无纺布穿带固脚8，
[0017]所述的梯形堰面土工合成材料护面6-1的上游端底部设置固定体I 7-1，所述的梯 形堰面土工合成材料护面6-1的下游端底部设置固定体II 7-2，
[0018]所述的梯形堰面土工合成材料护面6-1的上游端连接拦污栅5，
[0019]所述的梯形堰面土工合成材料护面6-1的上游顶端连接土工合成材料防护多级自 溃土堤10，
[0020] 所述的土工合成材料防护多级自溃土堤10的顶端连接所述的拦污栅5的底端，
[0021] 所述的梯形堰面土工合成材料护面6-1的上部与所述的梯形泄槽土工合成材料护 面6-2的上部均连接土体防护层9，
[0022]所述的梯形堰面土工合成材料护面6-1的下游端连接所述的梯形泄槽土工合成材 料护面6-2，
[0023]所述的平台4的右侧设置所述的拦污栅5，
[0024]所述的梯形泄槽土工合成材料护面6-2的下游端底部设置所述的绳系无纺布穿带 固脚8，
[0025]所述的绳系无纺布穿带固脚8连接梯形消力池土工合成材料护面6-3，
[0026]所述的梯形消力池土工合成材料护面6-3的下游连接条形预制砼块消力坎12-1， [0027]所述的梯形消力池土工合成材料护面6-3的中部底部设置固定体II17-3，
[0028]所述的条形预制砼块消力坎12-1的下游栽种树墙12-2，
[0029]所述的树墙12-2的下游铺设无纺布块石海漫14，
[0030]所述的无纺布块石海漫14的下游端铺设干砌石15-1，
[0031] 所述的干砌石15-1的下游连接绳系无纺布穿带I 16-1，所述的绳系无纺布穿带I 16-1内设置防冲段17，
[0032] 所述的防冲段17的下游连接绳系无纺布穿带II 16-2，
[0033] 所述的绳系无纺布穿带16-2的下游开设两道平行沟，所述的平行沟为第一道沟 18-1与第二道沟18-3。
[0034]所述土工合成材料防护多级自溃土堤10包括一级自溃土堤10-1-1、二级自溃土堤 1〇-1_2、二级自溃土堤10-1-3，一级自溃土堤土工合成材料防护层1CK2-1、二级自溃土堤土 工合成材料防护层10-2-2，
[0035]所述的土体防护层9错层连接所述的三级自溃土堤10-1 -3，所述的三级自溃土堤 10-1-3的底部连接二级自溃土堤土工合成材料防护层10-2-2，
[0036]所述的三级自溃土堤10-1-3错层连接二级自溃土堤10-1-2，所述的二级自溃土堤 10-1-2的底部连接一级自溃土堤土工合成材料防护层10-2-1，
[0037]所述的二级自溃土堤10-1-2错层连接一级自溃土堤10-1-1，所述的一级自溃土堤