一种海岸港口护底防冲刷结构的制作方法

1.本实用新型属于海岸工程和港口工程中的水工建筑物领域，具体涉及一种海岸港口护底防冲刷结构。


背景技术：

2.目前，传统的防冲护底结构主要以单向的水平防护结构为主，即在原泥面上铺设土工布、其上覆盖二片石倒滤结构和护底块石。常规水平防护结构的长度在不冲刷海域取5-15m，在冲刷海域需加长至30-50m，更为突出的是，在防波堤堤头处，护底防护范围可至200-300m，占用大量海域面积，不符合节约用海、生态用海原则。在冲刷严重的海域，常规水平防护措施难以维系。随着国家对用海政策的要求日益严格，常规防护方法在冲刷严重的海域局限性也更加突显，既占用海域、也费材料。


技术实现要素：

3.本技术方案的实用新型构思是由水平防护单元和竖向防护单元相结合，对沿岸土体进行防护，其中水平防护单元可减缓冲刷，竖向防护单元可实现预留冲刷深度的功能，该预留冲刷深度的功能之一是保证竖向防护单元能固定于土体内，水平防护和竖向防护组合的防冲刷结构能大范围减少用海面积，是一种积极响应国家用海政策的有效的防冲刷结构。且该组合防冲刷结构对砂、石原材料需求量较少，在目前严格控制用海政策的大形势下，此组合防冲刷结构是优先选用的结构型式。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种海岸港口护底防冲刷结构，包括水平防护单元，其特征在于：还包括位于所述水平防护单元下方的竖向防护单元，所述竖向防护单元插入泥面以下，所述竖向防护单元的上沿靠近所述泥面，所述竖向防护单元包括一组防护墙体或间隔设置的多组防护墙体，其中最靠近海侧的所述防护墙体将海岸港口的土体分隔为两个区域，分别为所述防护墙体上朝向海体一侧的预留冲刷区域和所述防护墙体上背向海体一侧的稳固区域。
5.可选的，所述竖向防护单元的下沿距所述泥面5-30m。
6.可选的，所述防护墙体由连续布置的多个单元体拼接而成。
7.可选的，各所述单元体之间通过连接体连接固定成一整体。
8.可选的，所述连接体为导梁，所述单元体的上端固定于所述导梁上。
9.可选的，所述导梁的沟槽内填充砂石料。
10.可选的，所述砂石料为砂、二片石或块石中的一组或几种的组合。
11.可选的，所述单元体包括钢板桩、桩排、导梁，钢结构或钢筋混凝土结构。
12.可选的，所述桩排为钢管桩、phc管桩、灌注桩、水泥搅拌桩、地下连续墙或钢圆筒。
13.可选的，所述水平防护单元包括土工布，所述土工布上设置块石、砂肋软体排、连锁块软体排中一种或多种的组合。
14.可选的，所述水平防护单元的防护长度为5-50m。
15.本实用新型具有的优点和积极效果是：本实用新型提出了平防和立护组合的双向防护理念，水平向防护单元可减缓冲刷，竖向防护单元可允许发生一定深度的冲刷，水平防护和竖向防护组合的防冲刷结构既能保护主体结构安全稳定，又能减少冲刷修复频次，还能最大限度的节约用海；其结构简单、便于实施，易于推广。
附图说明
16.图1是本实用新型具体实施方式的整体结构示意图；
17.图2是图1中水平防护单元的结构示意图；
18.图3是图1中竖向防护单元的结构示意图；
19.图中：1-水平防护单元；1-1-土工布倒滤层；1-2二片石垫层；1-3护底块石；2-竖向防护单元；2-1-钢板桩；2-2-钢导梁；2-3-回填料；3-泥面。
具体实施方式
20.以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
21.如图所示，本实用新型提供一种海岸港口护底防冲刷结构，包括水平防护单元1和竖向防护单元2，其中水平防护单元1由土工布上铺设二片石垫层1-2和护底块石1-3组成，水平防护单元1铺设于港口海岸的泥面上，水平防护单元1包括土工布，土工布上设置块石、砂肋软体排、连锁块软体排中一种或多种的组合，对泥面进行水平方向的防护，竖向防护单元2可以由一组或多组间隔设置的防护墙体组成，本实施例以一组防护墙体的实例进行说明，其中水平防护单元1的长度范围在5-50m之间，防护墙体的下沿伸入泥面3以下5-30m，防护墙体由多个钢板桩、桩排、导梁，钢结构或钢筋混凝土结构通过钢导梁固定拼接而成，该防护墙体设置于水平防护单元1下方的泥面3内，其正对海体的一侧为预留的冲刷区域，该预留冲刷区域的作用之一是能使防护墙体固定于泥面3内，该冲刷区域的宽度和深度需根据理论上的计算和前期的模拟试验进行确定，
22.冲刷防护深度公式如下：
[0023][0024]
式中，a1、a1为冲刷系数，由试验确定，无试验资料时，可取为3.0、0.38；u
t
、uw分别为潮流引起的剪切流速、波浪底流速；u
c*
为海床泥沙起动流速；d为水流作用于防波堤等结
构物的水力影响半径。
[0025]
冲刷区域的宽度即为海岸线到防护墙体的距离，深度即为防护墙体插入土体内的深度，该冲刷区域的宽度和深度以在冲刷区域内的土体被冲刷后达到动态平衡时，仍然能将防护墙体稳固的固定于土体内为准，在实际使用时，要定期对该冲刷区域土体深度进行检测，当其达到危险值时，即该冲刷区域的土体被冲刷后已不足以将防护墙体固定于土体内时，需要对该防护结构进行及时的修复，以避免造成更大的损失。
[0026]
保证竖向防护单元2中的防护墙体能稳定的固定于土体内，即可保证防护墙体背向海体一侧的土体处于相对稳定的状态，不会因冲刷导致流失，从而能最大限度保证整个防冲刷结构的相对的完整性，及时在朝向海体一侧的部分需要修补，其修补面积也可控制在较小的范围内。
[0027]
本实施例中的防护墙体可采用钢板桩2-1拼接结构组成，其中钢板桩2-1的顶部固定于钢导梁2-2上，钢导梁2-2的沟槽内填充砂石料以使整体结构更加稳固。
[0028]
该防护结构的施工方法如下：
[0029]
首先进行竖向防护单元2的实施：施工前，需在现场安设临时导桩、导梁，以配合钢板桩定位；加工完成的钢板桩由驳船运至现场，采用打桩船或装有打桩设备的方驳作业船组现场打设；打桩时，作业船上吊机吊振动锤逐根或成组插打板桩，钢板桩采用阶梯式逐根振动下沉至设计高程；钢板桩打设完成后，由潜水组水下安装钢导梁2-2，钢导梁2-2安装前由潜水员使用高压水枪在水下开槽，使钢板桩的桩顶出露，以便安装。钢导梁2-2安装后，及时用砂石料填埋沟槽。
[0030]
其次进行水平防护单元1的实施：土工布陆上制作完成后由方驳运至现场，采用铺排船进行铺设。二片石垫层1-2及护底块石1-3采用驳船水上抛填或驳船运输石料，现场人力配合机械乘低潮抛理。
[0031]
利用本实用新型实施的水平防护和竖向防护组合的防冲刷结构，可广泛应用于人工岛岛壁、防波堤、护岸或岸坡的冲刷防护。水平防护单元1可减缓冲刷，竖向防护单元2可实现预留冲刷深度的功能。图1中下凹的虚线代表着被海水冲刷，出现冲坑所形成的海底剖面线，从图中可以看出，即使出现一定程度冲坑，直至泥沙冲刷达到平衡，根据公式计算和理论上的推导可知，依然不影响本实用新型中防冲刷结构的稳定性，证明该结构相较于现有技术的防冲刷结构更加稳定，具有抗较好的抗冲坑的能力，因此本实用新型的防冲刷结构可稳定且长期的对海岸港口上的护底起到防冲刷的作用。水平防护和竖向防护组合结构能减少砂石料的用量，减少用海面积，某实际防波堤工程，采用本方案减少了防护用海面积约8万平米，是一种积极响应国家用海政策的有效的防冲刷结构。
[0032]
以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。