专利名称：一种低碳型生态挡墙驳岸的制作方法
技术领域：
本实用新型属于河岸、水坝、水道或类似工程的护砌结构技术领域，涉及一种低碳型生态挡墙驳岸。
背景技术：
河岸带是河流水体与陆地交接的部分，由于水流长时间的冲刷侵蚀，以及人类亲水活动对河岸的结构性破坏，该区域的土质疏松，存在坍塌等安全隐患。使用混凝土、浆砌块石等结构可以加固受损的驳岸，但固化的硬质结构隔断了陆地与水体之间正常的物质交换，压缩了亲水植物的生长空间，单一的河道形态减少了鱼类、两栖类动物的产卵、栖息环
境，对整个河段的生态功能造成不可逆转的破坏，且传统混凝土、浆砌块石等结构耗用材料多，在原材料开采、运输、材料产品生产等方面会投入大量人力物力，会因能源消耗更多而产生更多的碳排放。随着我国城市化进程的不断加快，水工技术的进一步创新，对传统驳岸结构的优化改良方法开始出现，如使用空隙率较高的生态混凝土(Eco-Concrete),但是该材料生产成本高、工程量大，受限于现场工作人员的技术水平，整治工程往往不能达到预期效果。复合式混凝土砌块构建阶梯状驳岸结构在近年来的水利工程中比较常见，但城市河流受道路及沿岸建筑影响较大，河岸带空间有限，不得不采用直立式挡墙驳岸结构。《一种加筋挡土墙》，专利申请号=99114241. 8和《一种节约型生态驳岸》，专利申请号=200820163351. 4，其中前者挡土墙虽然设置凹凸面，但因水泥钢筋含量较高，并没有达到低碳的效果；后者，在空心柱中填入土壤并种植植物,考虑了植物的生态效果,但单体结构相对独立,整体性不强，为鱼、虾等动物提供栖息空间有限，生态效果不明显。因此，硬质挡墙驳岸的设计不仅应重视驳岸的结构安全，对河流整个生态系统的影响也不能忽视，同时，还需考虑如何减少驳岸的生命周期碳排放总量。对传统的驳岸形式不能盲目的否定和改进，应从河流环境与人类生活两方面入手，抓住主要矛盾，进一步优化和升级现有的河流生态、低碳修复技术，实现人水和谐。
实用新型内容针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种低碳型生态挡墙驳岸，可直接应用于天然、半天然河道以及码头、公园、居民区等空间有限并对结构稳定性要求高的河岸带区域，有效地防止水土流失，进一步增强河岸的抗侵蚀能力。本实用新型的技术方案如下本实用新型提供了一种低碳型生态挡墙驳岸，包括底层和附加层，附加层是在底层之上逐层叠加形成的多层结构；底层包括多个单体构件，是由单体构件在混凝土底板上并列排开，前后位置错开形成的，底层的单体构件的混凝土箱楔脚位于混凝土底板凹槽中；附加层的每一层包括多个单体构件，是由上一层的单体构件在下一层的单体构件上并列排开，前后位置错开形成的；上一层的单体构件的前两个混凝土箱楔脚与下一层的单体构件侧壁上的混凝土箱凹槽契合，后两个混凝土箱楔脚位于下一层的单体构件水平连结间的混凝土箱结构空隙内，与下一层的单体构件混凝土箱后壁相接。所述的单体构件为混凝土箱，结构是中空长方体结构；混凝土箱前壁往后倾，混凝土箱前壁、混凝土箱后壁和两个混凝土箱侧壁的中间各设有两个透水孔，混凝土箱底上设有四个混凝土箱楔脚，两个混凝土箱侧壁的顶部各设有一个混凝土箱凹槽。所述的混凝土箱前壁往后倾呈15° W。的倾角；壁厚为15 20cm。所述的混凝土箱后壁和两个混凝土箱侧壁壁厚均为l(Tl5Cm。所述的混凝土箱底的厚度为15 20cm。所述的透水孔形状为矩形，尺寸不小于15cmX15cm。所述的混凝土箱楔脚的形状为梯形，尺寸小于混凝土箱前壁倾斜留出的混凝土箱结构空隙的尺寸。所述的混凝土箱凹槽的尺寸与混凝土箱楔脚的尺寸一致，形状相同。所述的单体构件内填充填料，其中，填料是粒径不小于透水孔最小边长的碎石、卵石、混凝土块废弃建筑材料或对水环境无影响的循环材料等。所述的低碳型生态挡墙驳岸顶部进行覆土，沿岸种植藤本植物，高度采用超过河流最高洪水位O. 5^1. 0m，上部种植根系较浅的草本植物，所述的根系较浅的草本植物进一步为月见草、虞美人、福禄考、四季海棠或花菱草等；在河床区域设置有水生植物生长平台，进行水生植物恢复，共同形成水生动物栖息环境。本实用新型同现有技术相比，具有以下优点和有益效果I、本实用新型挡墙驳岸为直立式，但相互连结的中空结构为鱼类、两栖类等水生动物拓展了栖息空间，使其进行产卵、生长、避难等生命活动。辅以河床区域的水生植物恢复，保证河流生物链结构的有序和完整，使人类活动对河流生态系统的负面影响减到最低。2、本实用新型低碳型生态驳岸，结构稳定性高，使用材料较少，单位体积质量轻，其包括原材料生产、运输、施工、维护管理及拆毁处置(或回收)等过程的生命周期碳排放量大大降低，符合低碳发展的理念和要求。3、本实用新型挡墙驳岸具有良好的排水性，不干扰水体与陆地的物质交换。填料增大了整个驳岸结构的比表面积，有利于微生物着生构成生物膜，提高河流水体的自净能力。4、本实用新型挡墙驳岸整体结构简单，易组装成型。上下通过构件自身的结构进行相互连结，无需附加的零件加固，施工方便。5、本实用新型单体构件为中空结构，填料可选用循环材料，相比同体积的硬质驳岸可以最大限度的减少材料的耗用，降低成本。单体构件易于拆卸和替换，出现破损可局部替换，不影响护坡整体结构，并可循环使用。6、本实用新型的挡墙结构可以减弱传统硬质驳岸对水体与陆地之间的水循环隔断作用，为鱼类、两栖类动物栖息提供适宜的环境，并可以为挺水植物和陆生草本植物提供着生空间，改善河岸带的景观效果。同时，该驳岸施工简单方便、布置形式因地制宜、选材造价低，维护管理简单，使用寿命长且可回收利用，有效地减少了河道护岸构建全过程(材料制作、运输、施工、管理维护、拆除)的生命周期碳排放，可广泛应用于天然、半天然河道及码头、公园、居民区等场所的河道，具有广阔的市场价值和环境效益。[0024]7、在生态保护方面，本生态驳岸结构可以为鱼类、两栖类动物提供产卵、栖息和避难场所，辅以河床部分的水生植物恢复，使水利工程对河流生境的影响降低。在碳减排方面，由于本驳岸结构的单体构件混凝土箱3中空体积大，单位体积驳岸结构单元耗材少，大大降低了因材料生产耗能而产生的碳排放，相应的，也减少了运输所消耗的能源和产生的碳排放；该驳岸整体结构简单，施工时可以通过构件自身的结构进行相互连接，维护管理操作简单，可以大大减少人力物力的投入，减少能源消耗而降低碳排放。当护岸达到生命周期终点，混凝土箱3可以循环利用，填料12也可以就地填埋或资源化利用，符合可持续发展的要求和循环经济的理念。
图I为本实用新型低碳型生态挡墙驳岸的结构示意图。图2为本实用新型低碳型生态挡墙驳岸的单体构件正视图。图3为本实用新型低碳型生态挡墙驳岸的单体构件侧视图。图4为本实用新型低碳型生态挡墙驳岸的单体构件俯视图。图5为本实用新型低碳型生态挡墙驳岸的单体构件连接示意图。其中1是混凝土底板，2是混凝土底板凹槽，3是混凝土箱，4是混凝土箱楔脚，5是混凝土箱凹槽，6是混凝土箱结构空隙，7是混凝土箱前壁，8是混凝土箱底，9是混凝土箱后壁，10是混凝土箱侧壁，11是透水孔，12是填料，13是水生植物生长平台，14是河流常水位线。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本实用新型作进一步说明。实施例如图I飞所示图I为本实用新型低碳型生态挡墙驳岸的结构示意图；图2为本实用新型低碳型生态挡墙驳岸的单体构件正视图；图3为本实用新型低碳型生态挡墙驳岸的单体构件侧视图；图4为本实用新型低碳型生态挡墙驳岸的单体构件俯视图；图5为本实用新型低碳型生态挡墙驳岸的单体构件连接示意图。一种低碳型生态挡墙驳岸，包括底层和附加层，附加层是在底层之上逐层叠加形成的多层结构；底层包括多个单体构件，是由单体构件在混凝土底板I上并列排开，前后位置错开形成的，底层的单体构件的混凝土箱楔脚4位于混凝土底板凹槽2中；附加层的每一层包括多个单体构件，是由上一层的单体构件在下一层的单体构件上并列排开，前后位置错开形成的；上一层的单体构件的前两个混凝土箱楔脚4与下一层的单体构件侧壁上的混凝土箱凹槽5契合，后两个混凝土箱楔脚4位于下一层的单体构件水平连结间的混凝土箱结构空隙6内，与下一层的单体构件混凝土箱后壁9相接。单体构件为混凝土箱3，结构是中空长方体结构；混凝土箱前壁7往后倾，混凝土箱前壁7、混凝土箱后壁9和两个混凝土箱侧壁10的中间各设有两个透水孔11，混凝土箱底8上设有四个混凝土箱楔脚4，两个混凝土箱侧壁10的顶部各设有一个混凝土箱凹槽5。混凝土箱前壁7往后倾呈15° 75°的倾角；壁厚为15 20cm。混凝土箱后壁9和两个混凝土箱侧壁10壁厚均为l(Tl5cm。[0038]混凝土箱底8的厚度为15 20cm。透水孔11形状为矩形,尺寸不小于15cmX15cm。混凝土箱楔脚4的形状为梯形，尺寸小于混凝土箱前壁7倾斜留出的混凝土箱结构空隙6的尺寸。 混凝土箱凹槽5的尺寸与混凝土箱楔脚4的尺寸一致，形状相同。单体构件内填充填料12，其中，填料12是粒径不小于透水孔11最小边长的碎石、卵石、混凝土块废弃建筑材料或对水环境无影响的循 环材料等。低碳型生态挡墙驳岸顶部进行覆土，沿岸种植藤本植物，高度采用超过河流最高洪水位O. 5^1. 0m，上部种植根系较浅的草本植物，如月见草、虞美人、福禄考、四季海棠、花菱草等；底部设有混凝土底板1，混凝土底板I上设有混凝土底板凹槽2，在河床区域设置有水生植物生长平台13，进行水生植物恢复，共同形成水生动物栖息环境。本挡墙驳岸主体结构包括混凝土底板I和其上面堆叠的混凝土箱3组成，其辅助设施包括与混凝土底板I同一水平面的水生植物生长平台13以及挺水植物、乔灌木等。河道清淤疏浚后，清理河岸夯实基础，并浇筑混凝土底板I ;底板预留混凝土箱3的锚固混凝土底板凹槽2 ;挡墙驳岸主体结构由混凝土箱3堆叠而成，上下层之间通过混凝土箱楔脚4与混凝土箱凹槽5、混凝土箱结构空隙6 —一对应连结。根据河流常水位线14以及挡墙的受力分析，可将驳岸设计为水平及垂直的多层结构。驳岸与河床连结处，设供水生植物生长的水生植物生长平台13。可通过调整单体构件的混凝土箱楔脚4位置和混凝土箱前壁7的倾斜度，以满足河道蜿蜒的平面形态和河岸较缓的植被着生坡度。另外，填充材料的选取以目标河流当地的循环性材料为主，其粒径和透水孔11半径的设计需与所保护的水生动物幼体尺寸相一致。挡墙驳岸的单体构件为中空的、无底板的混凝土箱3，可用模具现场浇注或经工厂批量化生产。混凝土箱3无顶盖；混凝土箱前壁7与混凝土箱底8厚15 20cm，混凝土箱后壁9与混凝土箱侧壁10厚l(Tl5cm;前壁呈15° 75°倾角；箱体四壁各有两个透水孔11，最小尺寸为15cmX 15cm ;侧壁下部有四个梯形混凝土箱楔脚4，顶部有两个混凝土箱凹槽5 ;前部楔脚尺寸与混凝土箱凹槽5相同，后部楔脚尺寸与箱体组合之间混凝土箱结构空隙6的尺寸相同。混凝土箱内部填充粗粒径的填料12，或用无环境影响的建筑废料替代，填料12的最小粒径需大于透水孔11的最小边长。不得用土壤或其他植生材料进行填充。参阅附图5，本实用新型专利提供的挡墙驳岸设计方法，依靠混凝土箱之间的锚固连成整体，施工方便，并可随时进行替换和拆除，各单体构件可循环使用。对于不同河岸坡度要求的驳岸设计，可调整混凝土箱前壁7的倾角和垂直结构的组合形式，使挡墙的整体结构坡度在15° 75°之间变动，并可根据实际需要设计为阶梯状形式。该挡墙驳岸成型后，整体结构对河岸的稳定性有很好的加固效果，防止土壤流失并不干扰水体的交换。连通的箱体内空腔以及较大的填料12空隙，为水生动物提供栖息、避难的场所，且不影响植物的着生。应用生命周期理论对此方案的温室气体排放进行分析，与传统的桩板式混凝土挡墙相比，其原料碳排放量减少11%，运输碳排放量减少16%，施工方式/方法碳排放量减少29%，能很好的反应低碳工法的核心思想和应用价值。上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之 内。
权利要求1.一种低碳型生态挡墙驳岸，其特征在于包括底层和附加层，附加层是在底层之上逐层叠加形成的多层结构；底层包括多个单体构件，是由单体构件在混凝土底板(I)上并列排开，前后位置错开形成的，底层的单体构件的混凝土箱楔脚(4)位于混凝土底板凹槽(2 )中；附加层的每一层包括多个单体构件，是由上一层的单体构件在下一层的单体构件上并列排开，前后位置错开形成的；上一层的单体构件的前两个混凝土箱楔脚(4)与下一层的单体构件侧壁上的混凝土箱凹槽(5)契合，后两个混凝土箱楔脚(4)位于下一层的单体构件水平连结间的混凝土箱结构空隙(6)内，与下一层的单体构件混凝土箱后壁(9)相接。
2.根据权利要求I所述的低碳型生态挡墙驳岸，其特征在于所述的单体构件为混凝土箱(3)，结构是中空长方体结构；混凝土箱前壁(7)往后倾，混凝土箱前壁(7)、混凝土箱后壁(9 )和两个混凝土箱侧壁(10 )的中间各设有两个透水孔(11)，混凝土箱底(8 )上设有四个混凝土箱楔脚(4)，两个混凝土箱侧壁(10)的顶部各设有一个混凝土箱凹槽(5)。
3.根据权利要求2所述的低碳型生态挡墙驳岸，其特征在于所述的混凝土箱前壁(7)往后倾呈15° 75。的倾角；壁厚为15 20cm。
4.根据权利要求2所述的低碳型生态挡墙驳岸，其特征在于所述的混凝土箱后壁(9)和两个混凝土箱侧壁(10)壁厚均为l(Tl5cm。
5.根据权利要求2所述的低碳型生态挡墙驳岸，其特征在于所述的混凝土箱底(8)的厚度为15 20cm。
6.根据权利要求2所述的低碳型生态挡墙驳岸，其特征在于所述的透水孔(11)形状为矩形，尺寸不小于15cmX15cm。
7.根据权利要求I或2所述的低碳型生态挡墙驳岸，其特征在于所述的混凝土箱楔脚(4)的形状为梯形，尺寸小于混凝土箱前壁(7)倾斜留出的混凝土箱结构空隙(6)的尺寸。
8.根据权利要求I或2所述的低碳型生态挡墙驳岸，其特征在于所述的混凝土箱凹槽(5)的尺寸与混凝土箱楔脚(4)的尺寸一致，形状相同。
9.根据权利要求I所述的低碳型生态挡墙驳岸，其特征在于所述的单体构件内填充填料(12)，其中，填料(12)是粒径不小于透水孔(11)最小边长的碎石、卵石、混凝土块废弃建筑材料或循环材料。
10.根据权利要求I所述的低碳型生态挡墙驳岸，其特征在于所述的低碳型生态挡墙驳岸顶部进行覆土，沿岸种植藤本植物，高度采用超过河流最高洪水位O. 5^1. Om,上部种植根系较浅的草本植物，所述的根系较浅的草本植物进一步为月见草、虞美人、福禄考、四季海棠或花菱草；在河床区域设置有水生植物生长平台(13)。
专利摘要本实用新型公开了一种低碳型生态挡墙驳岸，包括底层和附加层，附加层是在底层之上逐层叠加形成的多层结构；底层包括多个单体构件，是由单体构件在混凝土底板(1)上并列排开，前后位置错开形成的，底层的单体构件的混凝土箱楔脚(4)位于混凝土底板凹槽(2)中；附加层的每一层包括多个单体构件，是由上一层的单体构件在下一层的单体构件上并列排开，前后位置错开形成的；上一层的单体构件的前两个混凝土箱楔脚(4)与下一层的单体构件侧壁上的混凝土箱凹槽(5)契合，后两个混凝土箱楔脚(4)位于下一层的单体构件水平连结间的混凝土箱结构空隙(6)内，与下一层的单体构件混凝土箱后壁(9)相接。本实用新型可以增强河岸的抗侵蚀能力。
文档编号E02B3/14GK202577230SQ201220200218
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月4日 优先权日2012年5月4日
发明者李建华, 孙即梁, 黎维林, 陈刚亮, 王智 申请人:同济大学