专利名称：使用齿轮形块构建拦水坝或防火坝的方法
技术领域：
本发明一般涉及一种构建拦水坝或防火坝的方法，尤其是涉及一种使用齿轮形块构建拦水坝的方法，所述齿轮形块能够存储土、石头以及经由所述块之间的空间将水排出，从而防止由于土和石头由河支流汇聚至主河流引起的河道和水位的升高而造成的水灾，本发明还涉及一种使用一齿轮形块构建一防火坝的方法，所述齿轮形块能够远距离提供人工储水装置，从而在森林火灾发生时供水以将火灾最快速地控制，并且能够为水边的动植物提供产卵和居住的地方，从而保护生态系统。
背景技术：
河坝通常是一个具有大截面的混凝土梁。这种坝采用现场放置的方法由水下混凝土构建而成。但是，在现场放置混凝土的过程中，水污染加重，并且水中鱼生存的环境受到破坏。此外，在河坝的构建完成之后，其下端受到严重的冲刷。特别地，河坝可能由于洪水而损坏，这就需要对河坝进行维修或重建。
为了克服在实施这种常规混凝土放置方法时带来的缺陷，人们已提出利用岸堤保护块构建岸堤保护墙的方法，该方法具有自然净化的优点，例如使得水得到一定程度的改善。然而，有关为水中的鱼提供产卵和居住的地方和水下植被环境的考虑还不足够，其未给予河流以生命力。因此，人们需要构建一种能够通过河流自身的净化和生态系统的保护而保护环境的岸堤保护装置。
此外，如果诸如河坝、拦水坝或类似坝以及地面连接部件的河流结构部件的水力特性在岸堤保护装置中未考虑，则洪水可能将土和沙子由地面连接部件冲走，这有可能造成岸堤的坍塌。这是由于紧邻固定的混凝土结构的河床中的沙子和鹅卵石具有较低程度的耐水流冲击性，从而导致沙子或鹅卵石被冲走或腐蚀。因此，考虑到需受保护的岸堤和河床之间的交界处的弯曲阻力以及连接部件的加强，需要提供一种用于保护岸堤的方法。
发明内容
本发明用于克服前述的在岸堤保护工作中存在的缺陷。
因此，本发明的一个目的是提供一种利用齿轮形块构建拦水坝的方法，由于拦水坝由具有突出和凹陷结构的齿轮形块构成，因此其能够存储土、石头以及经由所述块之间的空间将水排出，从而防止由于土和石头由河支流汇聚至主河流引起的河道和水位的升高而造成的水灾。
本发明的另一目的是提供一种使用齿轮形块构建防火坝的方法，所述齿轮形块能够远距离提供人工储水装置，从而在森林火灾发生时供水以将火灾最快速地控制，并且还能够在水边为动植物提供产卵和居住的地方，从而保护生态系统。
为了实现本发明上述的目的，下面提供了一种利用齿轮形块构建拦水坝的方法，所述方法包括下面的步骤(a)在拦水坝将被构建的河床或河谷处放置用以保护薄弱地基的底垫，使得所述垫铺开的区域大于将被构建的拦水坝结构的底面的设计区域；(b)在放置有底垫的所述河床上呈棱锥状叠放多个齿轮形块，每个所述齿轮形块包括其上分别具有突出部和凹槽的上部和下部，在叠放步骤被实施时，所述上部和下部使得所述被叠放的块中的一个与另一个结合，每个齿轮形块包括一个中部，中部具有一个预定尺寸的通孔，每个齿轮形块包括四个横向部分，每个横向部分具有一个用于连接各相邻块的环；以及(c)通过用所述环将各天然石头形块连在一起，使得天然的石头形块呈块网状铺于坝结构底端的上游和下游的底垫上，每个所述天然的石头形块包括在其上对角形成的不规则的突出部，由突出部限定出的、且其中填充有沙子的间隙，以及在拐角处对角设置的用于连接各相邻块的环。
在本发明的一个最佳实施例中，当所述齿轮形块在步骤(b)中以棱形结构叠置时，所述各相邻块通过将U型螺栓固定到在每一块的横向部形成的环上而连接在一起。
此外，所述坝结构呈棱锥结构构建成使坝中部的水平面低于紧邻河谷任一岸堤的坝结构的任何侧面部分，如果由于局部的倾盆大雨而造成储水量突然地增加，这种结构通过使得一部分水泄至坝结构上较低的中部而避免了由于巨大的水压造成的坍塌。
为了实现本发明前述的目的，本发明还提供了一种使用齿轮形块构建防火坝的方法，该方法包括如下的步骤(a)将一用于容水的垫铺设于防火坝将要构建的河床或河谷处，使得垫铺开的区域大于将被构建的防火坝的底面的设计区域；(b)在用于容水的垫要铺设的河床处准备第一组垂直叠放的多个齿轮形块，每个所述齿轮形块包括其上分别具有突出部和凹槽的上部和下部，在叠放步骤被实施时，上部和下部使得被叠放的块中的一个与另一个结合，每个齿轮形块包括一个中部，中部具有一个预定尺寸的通孔，每个齿轮形块包括四个横向部分，每个横向部分具有一个用于连接各相邻块的环；以及(c)沿着所述第一组垂直叠放的块结构在所容纳的水的外表面铺设一用于容水的垫；(d)沿着铺有所述用于容水的垫的第一组垂直叠放的块结构在所容纳的水的外表面提供与步骤(b)中所使用的齿轮形块相同的第二组垂直叠放的多个齿轮形块；以及(e)通过用所述环将齿轮形块连在一起，使得齿轮形块以块网形式铺于通过第一和第二组垂直叠放的块结构而得到的坝结构的下端的上游和下游的用于容纳水的垫上。
在本发明的一个最佳实施例中，所述第二组垂直叠放的齿轮形块在步骤(d)中被做成使结构下游的一个叠放面倾斜一个预定的角度。
通过下面参照附图对最佳实施例的描述，本发明的其他目的和优点将变得很明显，其中图1是按照本发明的使用齿轮形块构建拦水坝或防火坝的方法中所采用的一齿轮形块结构的透视图；图2示出了通过图1的齿轮形块的彼此相连而形成的一个块网结构；图3是按照本发明的使用齿轮形块构建拦水坝的方法中所采用的一天然石头形块结构的透视图；图4是利用本发明的使用齿轮形块构建拦水坝的方法构建的一拦水坝的正视图；
图5是图4的拦水坝的横截面图；以及图6是利用本发明的使用齿轮形块构建防火坝的方法构建的一防火坝的横截面图。
具体实施例方式
下面将参照附图对本发明的最佳实施例予以描述。
在构建拦水坝或防火坝中所采用的齿轮形块或天然的石头形块的结构将先于本发明的最佳实施例而予以描述。
图1是按照本发明的使用齿轮形块构建拦水坝或防火坝的方法中所采用的一齿轮形块结构的透视图。
参见图1，构建拦水坝或防火坝的方法中所采用的齿轮形块100在俯视图上呈矩形。块的上部和下部相应地形成有突出部101和紧邻突出部101的凹槽102。当所述块放置于河床的表面时，构成突起和凹陷结构的突出部101和凹槽102一定程度地嵌入河床中，从而使得块能够承受流动的水，并且块的安全放置得以保证，同时当块叠置时，突出部101和凹槽102彼此结合以使得块结构的构建牢固。此外，块的中部形成有一个预定尺寸的通孔103，其使得块沉入水中时浮力减小，并且在构建完成之后，由于土、沙子或小的鹅卵石汇聚其中而使得河床得以稳固，此外，块的四个横向部分具有用于连接各相邻块的钢环104。在本实施例中，钢环104由变形的杆制成，但是也可将不锈钢管覆盖在变形杆的外表面，或者如果块在海水(盐水)中构建则环可以由不锈钢制成。
图2示出了通过图1的齿轮形块的彼此相连而形成的一个块网结构。如图2所示，齿轮形块100在一个平面内通过钢环104彼此相连，从而构成了一个预定尺寸的块网结构200。此时，钢环104彼此通过U形螺栓110相连。当然，其它类似的连接装置也可被使用。
图3是按照本发明的使用齿轮形块构建拦水坝的方法中所采用的天然石头形块结构300的透视图。
如图3中所示，在按照本发明使用齿轮形块构建拦水坝的方法中所使用的天然石头形块具有对角形成的不规则突出部301。在不规则突出部301之间形成有间隙302，间隙302内填充有土，同时钢环303对角地设置于拐角处以连接相邻的块。与齿轮形块100相同，通过使用U形螺栓而使得钢环303彼此相连，如上所述构造而成的天然石头形块300被彼此相连。
下面将对本发明的使用齿轮形块或天然石头形块构建拦水坝或防火坝的方法予以描述。
图4和图5示出了按照本发明的使用齿轮形块构建拦水坝的方法构建的一个拦水坝；图4是拦水坝正视图，图5是拦水坝的横截面图。
参见图4和图5，按照本发明的使用齿轮形块构建拦水坝的方法，一个用于保护薄弱地基的底垫500铺设于拦水坝将被构建的河流或河谷的已备河床400上，底垫铺开的区域大于将被构建的拦水坝的底面的设计区域。在这种情况下，底垫500可以由土木工程纤维制造而成。
在底垫500被放置后，齿轮形块100呈棱锥状叠放于放置有底垫500的河床上，如图1所示，每个齿轮形块100包括其上分别具有突出部101和凹槽104的上部和下部，在叠放步骤被实施时，上部和下部使得被叠放的块中的一个与另一个结合，每个齿轮形块还包括一个中部，中部具有一个预定尺寸的通孔103，另外，每个齿轮形块还包括四个横向部分，每个横向部分具有一个用于连接各相邻块的环104。
此时，当齿轮形块100呈棱锥状叠放时，最好如图2所示，相邻的块通过在各块横向部形成的环104利用U形螺栓110的组装而连接在一起。同时，在齿轮形块的叠放过程中，在每一块的上部和下部形成的突起部101和凹槽102彼此相互结合。
此外，如图4所示，拦水坝结构呈棱锥状构建成使坝结构的中部的水平面低于紧邻河谷任一岸堤的坝结构的任一侧部，如果由于局部的倾盆大雨而造成储水量突然地增加，这种结构通过使得一部分水泄至坝结构中较低的中部而避免了由于巨大的水压造成的坍塌。
当坝结构已经如上所述而完成后，通过用环303将各天然石头形块300连在一起，使天然的石头形块300呈块网状被放置于坝结构底端的上游和下游的底垫500上，如图3所示，每个天然的石头形块包括在其上对角形成的不规则的突出部301，由突出部限定出的、且其中填充有沙子的间隙302，以及在拐角处对角设置的用于连接相邻的块的环303。此时，如同齿轮形块100的连接，天然的石头形块300的连接通过用U形螺栓将钢环303彼此相连而得以完成。如上所述，为了防止流动的水所造成的任何局部冲蚀，以块网结构将天然的石头形块300放置于坝结构底端的上游和下游。
通过上述构建的拦水坝，坝结构阻挡了土和石头，并且水经由齿轮形块100之间的空间排出。因此，由于水流经的横截面的减小以及土、石头汇聚至河流的中游或下游所引发的水面的增高而造成的水灾可以得以避免。此外，填充至在天然的石头形块300上形成的间隙302中的土与河床的地基相连，从而为水中植物的种植提供了环境。
图6是按照本发明的使用齿轮形块构建防火坝的方法构建的一防火坝的横截面图。
参见图6，按照本发明的使用齿轮形块构建防火坝的方法，一个用于容纳水的底垫600铺设于防火坝将被构建的河流或河谷的已备河床400上，底垫铺开的区域大于将被构建的防火坝的底面的设计区域。在这种情况下，用于容纳水的底垫600可以由不具有水渗透性的无纺纤维构成，例如聚脂。
在用于容纳水的底垫600被放置后，多个如图1所示的齿轮形块100垂直叠放于所述用于容纳水的垫600铺设的河床400处。接着，一个用于容纳水的垫600′沿着第一组叠放结构的容纳水的外表面放置。之所以铺设垫600′是由于防火坝的结构与图4和5中的拦水坝不同，其必须能够容纳并储存大量的水。
在用于容纳水的垫600′被放置后，多个与前述的齿轮形块相同的齿轮形块100被叠放于放置有用于容纳水的垫600′的第一组叠放结构的容纳水的外表面处。此时，进行第二组齿轮形块的垂直叠放，使得位于结构下游侧的一个叠放面倾斜一个预定的角度，这是出于所叠放成的坝结构的结构稳定性的考虑。
在第一组和第二组垂直叠放的结构已经被完成后，通过用钢环104将各齿轮形块连在一起，使齿轮形块100以图2所示的块网形式布置于通过第一和第二组垂直叠放的块结构而得到的坝结构的下端的上游和下游的用于容纳水的垫600上。
在如上构建的防火坝中，随着流量和流速的增大，局部腐蚀发生在防火坝上游的前端。但是，由于块网结构中的每一齿轮形块100彼此通过钢环104相连，因此，当河床的地基局部受到侵蚀时，自身的重量使得块网结构可被接受。因此，如图6所示，部分齿轮形块100沿着被侵蚀区域的斜面而倾斜一固定的角度。因而，任何对防火坝内侧进一步的侵蚀可被防止。
与此同时，上述的防火坝可提供远距离的人工储水装置，从而缩短了通过一直升飞机输送水的距离和时间，并因此能够在森林火灾发生时供水以将火灾最快速地控制。因此，使由于森林火灾所造成的破坏最小化。此外，防火坝作为平时的饮用水源，并且能够为水边的动植物提供产卵和居住的地方，从而保护生态系统和野生动物。
工业应用通过本发明的使用齿轮形块构建拦水坝或防火坝的方法，由于拦水坝利用具有突起和凹陷结构的齿轮形块而成，土和石头能够被储存，并且水能够经由块之间的空间排出，因此可以防止由于土和石头由河支流汇聚至主河流引起的河道和水位的升高而造成的水灾。此外，本发明使得远距离的人工储水装置的提供成为可能，因此能够在森林火灾发生时供水以将火灾最快速地控制，并且平时能够为水边的动植物提供产卵和居住的地方以保护生态系统。
权利要求
1.一种使用齿轮形块构建拦水坝的方法，所述方法包括如下步骤(a)在所述拦水坝将被构建的河床或河谷处放置一用以保护薄弱地基的底垫，使得所述垫铺开的区域大于将被构建的所述拦水坝的底面的设计区域；(b)在铺有所述底垫的所述河床上呈棱锥状叠放多个齿轮形块，每个所述齿轮形块包括其上分别具有突出部和凹槽的上部和下部，在所述叠放步骤被实施时，所述上部和下部使得所述被叠放的块中的一个与另一个结合，每个所述齿轮形块包括一个中部，所述中部具有一个预定尺寸的通孔，所述每个齿轮形块包括四个横向部分，每个所述横向部分具有一个用于连接各相邻块的环；以及(c)通过用所述环将多个天然石头形块连在一起，使得所述天然的石头形块呈块网状铺于所述坝结构底端的上游和下游的所述底垫上，每个所述天然石头形块包括在其上对角形成的不规则的突出部，由所述突出部限定出的、且其中填充有沙子的间隙，以及在拐角处对角设置的用于连接各相邻块的环。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于当所述齿轮形块在步骤(b)中以棱锥形结构叠置时，所述相邻的块通过将U型螺栓固定到在所述每一块的横向部形成的所述环上而连接在一起。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于在所述坝结构呈棱锥结构被构建成使所述坝结构中部的水平面低于紧邻所述河谷任一岸堤的所述坝结构的任何侧面部分。
4.一种使用齿轮形块构建防火坝的方法，所述方法包括如下步骤(a)将一用于容纳水的垫铺设于所述防火坝将要构建的河床或河谷处，使得所述垫铺开的区域大于将被构建的所述防火坝结构的底面的设计区域；(b)在用于容纳水的所述垫铺设的河床处准备第一组垂直叠放的多个齿轮形块，每个所述齿轮形块包括其上分别具有突出部和凹槽的上部和下部，在所述叠放步骤被实施时，所述上部和下部使得所述被叠放的块中的一个与另一个结合，每个所述齿轮形块包括一个中部，所述中部具有一个预定尺寸的通孔，所述每个齿轮形块包括四个横向部分，每个所述横向部分具有一个用于连接各相邻块的环；以及(c)沿着所述第一组垂直叠放的块结构在所容纳的水的外表面铺设一用于容纳水的垫；(d)沿着铺有所述用于容纳水的垫的所述第一组垂直叠放的块结构在所容纳的水的外表面提供与步骤(b)中所使用的所述齿轮形块相同的第二组垂直叠放的多个齿轮形块；以及(e)通过用所述环将所述齿轮形块连在一起，使得所述齿轮形块以块网形式铺于通过所述第一和第二组垂直叠放的块结构而得到的所述坝结构的下端的上游和下游的所述用于容纳水的垫上。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述第二组垂直叠放的齿轮形块在步骤(d)中被构建成使所述结构下游的一个叠放面倾斜一个预定的角度。
全文摘要
本发明提供了一种使用齿轮形块构建拦水坝或防火坝的方法，所述方法包括在河流或河谷的河床上铺设一个用于保护薄弱地基的垫或一个用于容纳水的垫；叠置多个齿轮形块，使得相邻的齿轮形块利用位于所述块的横向部上的连接环而连接在一起，以及所述上部和下部的齿轮形块通过在所述块上部和下部形成的突起部和凹槽而彼此结合在一起；以及通过所述块的水平结合而在所述坝结构的底端的上游和下游的所述底垫上形成一个块网结构。
文档编号E02D17/20GK1625634SQ02828778
公开日2005年6月8日 申请日期2002年4月19日 优先权日2002年4月19日
发明者李槿禧 申请人:李槿禧, 李炳武