生态堤坝用多空隙仿巨石及其制作方法与流程

本发明涉及一种生态堤坝用多空隙仿巨石及其制作方法，主要应用于河口与沿海地区水利、港航、海洋行业堤坝坡面的生态化消浪防护，特别适合于缺乏规整巨石料地区的生态海堤的抛理大块石护面结构提标改造。

背景技术：

现有技术中的无胶结材料块石护面结构，块石间紧靠程度受块石的规格尺寸、规整程度与施工人员砌筑质量影响较大，出现块石紧靠度低的薄弱部位难以避免，所以此类护面结构的抗风浪等外力冲击的能力与可靠度不高；现有技术中的混凝土灌砌块石护面结构，块石间缝隙特意被要求全部采用混凝土灌满，此类护面结构透水性差、不属于多空隙生态护面结构，且适应变形能力差、在强风浪作用下易被整体掀起；现有技术中的混凝土半灌块石护面结构，虽然块石间的缝隙不全灌注混凝土，但灌注的混凝土易流淌到不该灌的部位、周边混凝土不易密实、护面结构的空隙率这一生态指标难以保证，且现场浇筑受施工期间外海潮位涨落影响而施工效率不高、受风浪潮流冲刷影响而施工质量难以保证。

技术实现要素：

为了克服已有块石护面结构的抗风浪能力与可靠度低、混凝土灌砌块石的空隙率低、生态性差、适应变形能力差、在强风浪作用下易被整体掀起，混凝土半灌块石空隙率难以保证、现场浇筑施工受潮位涨落和风浪潮流冲刷影响的不足，本发明提供一种充分利用常见规格尺寸的块石，既有效提高块石护面结构抗风浪浪力，又提高空隙率、符合生态堤坝建设理念的生态堤坝用多空隙仿巨石及其制作方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种生态堤坝用多空隙仿巨石，包括上下叠砌、前后左右拼砌的块石，两两相邻的块石之间通过胶结料连接形成一个巨形块体，最上一层的相邻块石之间的接缝的下部缝内灌注胶结料；所述巨形块体的外侧面的中间部分通过灌注胶结料形成一片连接侧面，所述连接侧面用于实现相邻巨型块体之间的面对面的紧靠接触。

进一步，最上一层的块石中最薄那块块石厚度的1/10～1/2范围不灌注胶结料，即最上一层灌注了胶结料的相邻块石之间的接缝的下半部分占最上一层块石中最薄那块块石厚度的1/2～9/10。

更优选的，最上一层相邻块石之间的接缝的上部，在最上一层块石中最薄那块块石厚度的1/3～1/2范围内不灌注胶结料，使得仿巨石的上表面不易见到下部的胶结料。

最下一层的相邻块石之间的接缝的上部缝内灌注胶结料，最下一层的块石中最薄那块块石厚度的1/10～1/2范围不灌注胶结料，即最下一层灌注了胶结料的相邻块石之间的接缝的上半部分占最下一层块石中最薄那块块石厚度的1/2～9/10。

更进一步，所述连接侧面的侧边，与巨形块体的外侧面的中心之间的距离为0.1～0.4倍外侧面的边长范围。

优先的，距离为0.25～0.4倍外侧面的边长范围。

所述连接侧面为规整面，表面有凹凸纹，以增加连接侧面两两相邻的仿巨石之间的摩擦力、嵌卡咬合力，凹凸纹可以规则布置也可以不规则布置，优选的，可以是单向斜纹、双向斜纹、水平单向凹凸纹、阵列式凹凸纹等规则布置。

优选的，仿巨石单边边长为80cm～200cm。

再进一步，最上一层块石的尺寸大的一面朝上、即上大下小，最下一层块石的尺寸大的一面朝下、即上小下大。

所述巨形块体由两层块石叠砌或两层以上的多层块石叠砌；单层拼砌采用3块块石或3块以上的多块块石。

所述巨形块体是多面棱状体，优选的是立方体、长方体等，或近似上述形状。

所述胶结料是指采用胶结材料和骨料胶结而成的混合物。

所述胶结材料为水泥、水泥基灌浆料或环氧树酯，所述胶结料为水泥混凝土、水泥砂浆、自密实混凝土、环氧混凝土、水泥基灌浆料、聚合物混凝土或聚合物砂浆。

一种生态堤坝用多空隙仿巨石的制作方法，包括下列步骤：

(1)块石1上下叠砌、前后左右拼砌，堆砌形成石堆；

(2)环石堆的所有侧面安装侧模板；各个侧面的侧模板采用固定模板的方法相互连接固定；

(3)在单面侧模板的接近两端的位置，设有一组上下叠合的可向侧模板内外活动的细长杆，细长杆可以随着块石的形状向侧模板5的迎石堆方向、离石堆方向内外移动，确保每根细长杆的迎石堆的一端紧靠块石表面，以便在侧模板与石堆之间灌注胶结料时挡住胶结料流淌到相邻侧模板形成的交角位置；

(4)在侧模板中间部分与活动细长杆、石堆之间形成的空腔内，灌注胶结料；

(5)对胶结料进行浇水养护；

(6)拆除侧模板，制作得到单块的生态堤坝用多空隙仿巨石。

进一步，所述步骤(3)中，所述细长杆与侧模板相交，所述相交是垂直或斜交。斜交的优选方案是同一侧模板上两侧的细长杆的延长线在远离石堆方向相交。

所述步骤(1)中，最上一层块石的尺寸大的一面朝上、即上大下小，最下一层块石的尺寸大的一面朝下、即上小下大；

所述步骤(2)中，侧模板与石堆的上表面垂直；

所述步骤(3)中，从平面上看，每一侧面，细长杆至侧模板中间的距离，为0.1～0.4倍侧模板边长l，优先的是0.25～0.4倍侧模板边长l；

所述步骤(4)中，灌注至离石堆顶部尚余最上一层块石中最薄那块块石厚度的1/10～1/2的位置，优先的是尚余最上一层块石中最薄那块块石厚度的1/3～1/2位置。

进一步，所述胶结料为水泥混凝土、水泥砂浆、自密实混凝土、环氧混凝土、水泥基灌浆料、聚合物混凝土或聚合物砂浆，在灌注胶结料之前，在石堆的最下一层块石的下半层，辅放一层散粒料，散粒料是指石碴、石屑、碎石、矿碴、片石、废砖碴、废混凝土碴、砂料或土料等，优选的，在散粒料之上浇筑一薄层低强度的胶结料找平层，散粒料与找平层的辅筑总厚度为最下一层块石厚度的1/10～1/2，优先的是最下一层块石厚度的1/3～1/2。

所述步骤(1)与(2)可以相互调换，调换后，优选的，所述步骤(1)按块石叠砌的层数分成多个步骤，第一层块石摆放后完成步骤(3)，然后在侧模板5中间部分与活动细长杆4、第一层石堆之间形成的空腔内，灌注第一层胶结料，胶结料灌注密实后再摆放第二层块石，继续完成步骤(3)，然后在侧模板5中间部分与活动细长杆4、第二层石堆之间形成的空腔内，灌注第二层胶结料，以此类推。

在堤坝的待防护的坡面大致整平后，现场制作仿巨石或异地制作后逐块吊装就位，先安放于坡面的下部，再依次安放于坡面的上部，制作时的最上面作为安装后的外露面，相邻仿巨石的侧面相互紧靠，优选的，灌注了胶结料的连接侧面相互紧靠、无胶结料的边角相互紧邻，以便形成有效的、较大的空隙。

本发明中，多块块石通过上下叠砌、前后左右拼砌、胶结料胶接两两相邻的块石后，组合形成体积较大且侧面规整的巨形块体，巨形块体的侧面中间有胶结料、两边的边角无胶结料；最上一层块石间缝隙的上半部分无胶结料，下半部分有胶结料；最下一层块石间缝隙的下半部分无胶结料，上半部分有胶结料。

块石叠砌、拼砌和胶结料灌注，可以在实际使用部位现场制作，也可以在其它场地预制后吊装就位。灌注胶结料前，侧面模板的两侧各设有一组可活动细长杆，随着块石的形状伸缩，以挡住胶结料流淌到模板之外，保证仿巨石的侧面的两侧，即仿巨石的边角，无胶结料，如图1。

本发明的有益效果主要表现在：充分利用常见规格尺寸的块石，既有效提高块石护面结构抗风浪浪力，又提高空隙率、符合生态堤坝建设理念。

附图说明

图1是第一种生态堤坝用多空隙仿巨石的剖面图，1表示块石，2表示胶结料，3表示连接侧面，h表示仿巨石的厚度。

图2是第二种生态堤坝用多空隙仿巨石的剖面图。

图3是第三种生态堤坝用多空隙仿巨石的剖面图。

图4是生态堤坝用多空隙仿巨石的平面图，l表示仿巨石的上表面的边长。

图5是侧模板的示意图，4表示活动细长杆，5表示侧模板。

图6是生态堤坝用多空隙仿巨石护坡的剖面图。

图7是生态堤坝用多空隙仿巨石护坡的平面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图7，一种生态堤坝用多空隙仿巨石，包括上下叠砌、前后左右拼砌的块石1，两两相邻的块石1之间通过胶结料连接形成一个巨形块体，最上一层的相邻块石之间的接缝的下部缝内灌注胶结料2；所述巨形块体的外侧面的中间部分通过灌注胶结料形成一片连接侧面3，所述连接侧面用于实现相邻巨型块体之间的面对面的紧靠接触。

进一步，最上一层的块石中最薄那块块石厚度的1/10～1/2范围不灌注胶结料，即最上一层灌注了胶结料的相邻块石之间的接缝的下半部分占最上一层块石中最薄那块块石厚度的1/2～9/10。

更优选的，最上一层相邻块石之间的接缝的上部，在最上一层块石中最薄那块块石厚度的1/3～1/2范围内不灌注胶结料，使得仿巨石的上表面不易见到下部的胶结料。

最下一层的相邻块石之间的接缝的上部缝内灌注胶结料，最下一层的块石中最薄那块块石厚度的1/10～1/2范围不灌注胶结料，即最下一层灌注了胶结料的相邻块石之间的接缝的上半部分占最下一层块石中最薄那块块石厚度的1/2～9/10。

更进一步，所述连接侧面的侧边，与巨形块体的外侧面的中心之间的距离为0.1～0.4倍外侧面的边长范围。

优先的，距离为0.25～0.4倍外侧面的边长范围。

所述连接侧面为规整面，表面有凹凸纹，以增加连接侧面两两相邻的仿巨石之间的摩擦力、嵌卡咬合力，凹凸纹可以规则布置也可以不规则布置，优选的，可以是单向斜纹、双向斜纹、水平单向凹凸纹、阵列式凹凸纹等规则布置。

优选的，仿巨石单边边长为80cm～200cm。

再进一步，最上一层块石的尺寸大的一面朝上、即上大下小，最下一层块石的尺寸大的一面朝下、即上小下大。

所述巨形块体由两层块石叠砌或两层以上的多层块石叠砌；单层拼砌采用3块块石或3块以上的多块块石。

所述巨形块体是多面棱状体，优选的是立方体、长方体等，或近似上述形状。

所述胶结料是指采用胶结材料和骨料胶结而成的混合物。

所述胶结材料为水泥、水泥基灌浆料或环氧树酯，所述胶结料为水泥混凝土、水泥砂浆、自密实混凝土、环氧混凝土、水泥基灌浆料、聚合物混凝土或聚合物砂浆。

一种生态堤坝用多空隙仿巨石的制作方法，包括下列步骤：

(1)块石1上下叠砌、前后左右拼砌，堆砌形成石堆；优选的，最上一层块石的尺寸大的一面朝上、即上大下小，最下一层块石的尺寸大的一面朝下、即上小下大；

(2)环石堆的所有侧面安装侧模板5；各个侧面的侧模板采用固定模板的方法相互连接固定；优选的，侧模板与石堆的上表面垂直；

(3)在单面侧模板的接近两端的位置，设有一组上下叠合的可向侧模板5内外活动的细长杆4，细长杆4可以随着块石的形状向侧模板5的迎石堆方向、离石堆方向内外移动，确保每根细长杆4的迎石堆的一端紧靠块石表面，以便在侧模板5与石堆之间灌注胶结料时挡住胶结料流淌到相邻侧模板5形成的交角位置；从平面上看，每一侧面，细长杆4至侧模板5中间的距离，为0.1～0.4倍侧模板5边长l，优先的是0.25～0.4边长l；

(4)在侧模板5中间部分与活动细长杆4、石堆之间形成的空腔内，灌注胶结料，优选的，灌注至离石堆顶部尚余最上一层块石中最薄那块块石厚度的1/10～3/4的位置，优先的是尚余最上一层块石中最薄那块块石厚度的1/3～1/2位置；

(5)对胶结料进行浇水养护；

(6)拆除侧模板，制作得到单块的生态堤坝用多空隙仿巨石。

进一步，所述步骤(3)中，所述细长杆与侧模板相交，所述相交是垂直或斜交。斜交的优选方案是同一侧模板上两侧的细长杆的延长线在远离石堆方向相交。

所述胶结料为水泥混凝土、水泥砂浆、自密实混凝土、环氧混凝土、水泥基灌浆料、聚合物混凝土或聚合物砂浆，在灌注胶结料之前，在石堆的最下一层块石之间缝隙的下半部分，辅放一层散粒料，散粒料是指石碴、石屑、碎石、矿碴、片石、废砖碴、废混凝土碴、砂料、土料等，优选的，在散粒料之上浇筑一薄层低强度的胶结料找平层，散粒料与找平层的辅筑总厚度为最下一层块石厚度的1/10～1/2，优选的是最下一层块石厚度的1/3～1/2。

所述步骤(1)与(2)可以相互调换，调换后，优选的，所述步骤(1)按块石叠砌的层数分成多个步骤，第一层块石摆放后完成步骤(3)，然后在侧模板5中间部分与活动细长杆4、第一层石堆之间形成的空腔内，灌注第一层胶结料，胶结料灌注密实后再摆放第二层块石，继续完成步骤(3)，然后在侧模板5中间部分与活动细长杆4、第二层石堆之间形成的空腔内，灌注第二层胶结料，以此类推。

在堤坝的待防护的坡面大致整平后，现场制作或异地制作后逐块吊装就位仿巨石，先安放于坡面的下部，再依次安放于坡面的上部，制作时的最上面作为安装后的外露面，相邻仿巨石的侧面相互紧靠，优选的，灌注了胶结料的连接侧面相互紧靠、无胶结料的边角相互紧邻，以便形成有效的、较大的空隙。