防冲刷方法与流程

本发明涉及水利工程，尤其涉及一种防冲刷方法。

背景技术：

1、水流经过水工建筑物时，水工建筑物周围出现高强度的水流紊动和旋涡体系引起水工建筑物周围冲刷坑，造成水工建筑物基础埋置深度减少，进而破坏水工建筑物结构并导其坍塌。以桥梁为例，在桥梁坍塌事故中，高达30％是由冲刷造成的。随着世界经济的发展，海边风电能源的开发也是如火如荼，但风电桩基也仍然存在桥墩类似的冲刷情况。工程界提出墩前防护桩(即牺牲桩)的防护措施，即在既有桥梁、风电桩基等墩柱上游或周围按一定形式布置小直径桩群，这些桩能有效减速上游来水，使得水流对墩柱的冲刷能量降低，能够有效减小既有墩柱受冲刷程度。但是传统的墩前防护桩对河床环境美观和生态影响较大，同时其占位影响航运，尤其是对位于水位变化极大的水域中，墩前防护桩在水位降低后仍有大部分区域裸露在水平面以上，易发生自身局部冲刷破坏，裸露部位存在安全隐患，且影响墩柱的清淤维护。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种防冲刷方法，以解决现有防冲刷方法不能适应水位变化且不便于清淤的问题。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、防冲刷方法，包括如下步骤：

4、在待防护对象的水流冲刷侧的河床或海床上设置多个锚固桩，多个所述锚固桩间隔设置并形成至少一排所述锚固桩；

5、在每个所述锚固桩上设置柔性透水框，所述柔性透水框具有容纳腔；

6、向所述柔性透水框的所述容纳腔内填充吸水溶胀材料并密封所述容纳腔，位于水下部分的所述吸水溶胀材料吸水后溶胀，所述柔性透水框的水下部分形成水下防护桩。

7、可选地，所述锚固桩设于所述河床或所述海床的下方与所述河床或所述海床的表面齐平，所述锚固桩为钢筋混凝土桩。

8、可选地，所述防冲刷方法还包括测量最大水位高度和最小水位高度的步骤，并据此设置所述水下防护桩的高度大于所述最小水位高度，且小于所述最大水位高度。

9、可选地，每个所述锚固桩上依次设置多个串联连接的所述柔性透水框，每个所述柔性透水框的所述容纳腔单独预留开口用于单独填充所述吸水溶胀材料。

10、可选地，多个所述柔性透水框之间可拆卸地连接，所述吸水溶胀材料吸水溶胀后，所述柔性透水框形成圆柱状的所述水下防护桩。

11、可选地，在填充所述吸水溶胀材料之前，先将所述吸水溶胀材料制备为凝胶颗粒。

12、可选地，在填充所述凝胶颗粒之前，根据所述凝胶颗粒的数量与所述水下防护桩的结构强度之间的关系，确定每个所述容纳腔内需要填充的所述凝胶颗粒的数量，然后将所需数量的所述凝胶颗粒填充至所述容纳腔内。

13、可选地，所述柔性透水框为软管件，所述柔性透水框的侧壁设有透水孔，所述透水孔的尺寸小于所述吸水溶胀材料未吸水时的尺寸。

14、可选地，所述容纳腔内的所述吸水溶胀材料在吸水溶胀后的体积，不超过所述容纳腔的容积的85％。

15、可选地，当需要进行水下清淤时，将所述吸水溶胀材料从所述容纳腔内取出或排出；清淤结束后重新向所述容纳腔内填充所述吸水溶胀材料。

16、本发明的有益效果：

17、本发明的防冲刷方法，先设置锚固桩，然后在锚固桩上固定柔性透水框，再向柔性透水框内填充吸水溶胀材料，柔性透水框具有柔性变形和透水的性能，吸水溶胀材料具有遇水溶胀的性能，从而实现柔性透水框位于水下的部分在吸水溶胀材料溶胀后变形并形成水下防护桩，水下防护桩与水位高度相关，只有完全位于水下的吸水溶胀材料才能够吸水溶胀，位于水上无水环境的吸水溶胀材料为初始状态，柔性透水框的水上部分在自重作用下变形，水面以上无突出，实现根据水位变化调节水下防护桩的高度的效果，清淤时取出吸水溶胀材料，柔性透水框可完全变形为收缩状态，便于快速清淤作业。吸水溶胀材料为环保材料，可直接排入水中无生态污染。

技术特征：

1.防冲刷方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的防冲刷方法，其特征在于，所述锚固桩(1)设于所述河床或所述海床的下方与所述河床或所述海床的表面齐平，所述锚固桩(1)为钢筋混凝土桩。

3.根据权利要求1所述的防冲刷方法，其特征在于，还包括测量最大水位高度和最小水位高度的步骤，并据此设置所述水下防护桩的高度大于所述最小水位高度，且小于所述最大水位高度。

4.根据权利要求1所述的防冲刷方法，其特征在于，每个所述锚固桩(1)上依次设置多个串联连接的所述柔性透水框(2)，每个所述柔性透水框(2)的所述容纳腔单独预留开口用于单独填充所述吸水溶胀材料(3)。

5.根据权利要求4所述的防冲刷方法，其特征在于，多个所述柔性透水框(2)之间可拆卸地连接，所述吸水溶胀材料(3)吸水溶胀后，所述柔性透水框(2)形成圆柱状的所述水下防护桩。

6.根据权利要求1所述的防冲刷方法，其特征在于，在填充所述吸水溶胀材料(3)之前，先将所述吸水溶胀材料(3)制备为凝胶颗粒。

7.根据权利要求6所述的防冲刷方法，其特征在于，在填充所述凝胶颗粒之前，根据所述凝胶颗粒的数量与所述水下防护桩的结构强度之间的关系，确定每个所述容纳腔内需要填充的所述凝胶颗粒的数量，然后将所需数量的所述凝胶颗粒填充至所述容纳腔内。

8.根据权利要求6所述的防冲刷方法，其特征在于，所述柔性透水框(2)为软管件，所述柔性透水框(2)的侧壁设有透水孔，所述透水孔的尺寸小于所述吸水溶胀材料(3)未吸水时的尺寸。

9.根据权利要求7所述的防冲刷方法，其特征在于，所述容纳腔内的所述吸水溶胀材料(3)在吸水溶胀后的体积，不超过所述容纳腔的容积的85％。

10.根据权利要求1所述的防冲刷方法，其特征在于，当需要进行水下清淤时，将所述吸水溶胀材料(3)从所述容纳腔内取出或排出；清淤结束后重新向所述容纳腔内填充所述吸水溶胀材料(3)。

技术总结
本发明属于水利工程技术领域，公开了一种防冲刷方法，首先在待防护对象的水流冲刷侧的河床或海床上设置多个锚固桩，多个锚固桩间隔设置并形成至少一排锚固桩；然后在每个锚固桩上设置柔性透水框，柔性透水框具有容纳腔；再向容纳腔内填充吸水溶胀材料并密封容纳腔，位于水下部分的吸水溶胀材料吸水后溶胀，柔性透水框的水下部分形成水下防护桩。本发明中所形成的水下防护桩，只有完全位于水下的吸水溶胀材料才能够吸水溶胀，位于水上无水环境的吸水溶胀材料为初始状态，柔性透水框的水上部分在自重作用下变形，水面以上无突出，实现根据水位变化调节水下防护桩的高度的效果，便于对待防护对象四周定期的快速清淤作业。

技术研发人员：金鹏,梁鑫,尹纪富,谢康,周忠玮,张晴波,洪国军,陆寅松,王费新,冒小丹,舒敏骅,刘汨莎,张忱,顾献勇,程书凤
受保护的技术使用者：中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14