CN102286961A - 废轮胎溢流坝 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废轮胎溢流坝，河床上设有废橡胶轮胎砌筑构成的挡水坝，挡水坝的中间是溢流坝段，两端是非溢流坝段，溢流坝段的溢流面高程比非溢流坝段的坝顶面低，溢流坝段上方架设有板式桥梁，溢流坝段下游坡脚处的河床上设置有护坦；从上游坝坡至下游坝坡的挡水坝内依次设有上游护坡、前坝壳体、前反滤层、防渗体、后反滤层、后坝壳体、下游护坡，防渗体位于坝轴线位置的截水槽上方。本发明使得坝体构造简单、受力合理、抗震性好、抗冲刷、适应性强、工程量小、施工方便、不污染水源、寿命长、废物利用、造价低，解决了土石坝不能溢流的问题，是一种新颖的农田水利塘坝建筑物。

Description

废轮胎溢流坝

 

技术领域

本发明涉及利用废汽车轮胎修筑的水工建筑物领域，具体的说是废橡胶轮胎溢流坝。

 

技术背景

目前，修筑溢流坝的材料通常采用水泥混凝土、砌石、堆石等。由于筑坝材料的用量相当大，所以工程造价较高。如采用坝址附近河道内的砂砾等为筑坝材料，且用块石护坡的土石坝，虽能降低工程造价，但坝顶不能溢流，否则会导致溃坝。

 

发明内容

本发明的目的是提供一种废橡胶轮胎溢流坝，它利用废旧汽车轮胎的廉价、量多、重量轻、受力接触面积大、耐冲刷等特性，作为溢流面、坝顶面、坝体护坡、褥垫排水、护坦等的筑坝材料，经坝体的优化设计，不但能使坝体采用坝址附近河道内砂砾，而且能坝顶溢流，尤其适用于低水头的农田水利塘坝建筑物。

为了解决上述的技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种废轮胎溢流坝，河床15上设有废橡胶轮胎1砌筑构成的挡水坝，挡水坝的中间是溢流坝段2，两端是非溢流坝段3，溢流坝段2的溢流面4高程比非溢流坝段3的坝顶面5低，溢流坝段2上方架设有板式桥梁9，溢流坝段2下游坡脚处的河床15上设置有护坦11；从上游坝坡7至下游坝坡8的挡水坝内依次设有上游护坡21、前坝壳体22、前反滤层23、防渗体24、后反滤层25、后坝壳体26、下游护坡27，防渗体24位于坝轴线位置的截水槽20上方。

所述溢流坝段2的横断面为梯形形状，溢流面4为水平面，上游坝坡7坡度为1:1.2，下游坝坡8坡度为1:1，褥垫排水28水平设置于下游坡脚处的坝基面6。

所述的护坦11为矩形，且水平设置于河床15上，护坦11的两侧为河岸护坡13，护坦11的末端设置有消力坎12。

所述的上游护坡21与下游护坡27是按坝面坡度用水平、错缝分层排列的废橡胶轮胎1砌筑构成，所有砌筑的废橡胶轮胎1圈内均填满砂砾石。

所述的褥垫排水28是按单层、平躺、对缝排列的废橡胶轮胎1砌筑构成，所有砌筑的废橡胶轮胎1圈内均填满砂砾石。

所述的溢流面4与坝顶面5是由单层、平躺、对缝排列的废橡胶轮胎1砌筑而成，相邻废橡胶轮胎1之间的接触部位用螺栓14连接栓牢，所有砌筑的废橡胶轮胎1圈内和相邻废橡胶轮胎1间隙均浇筑满水泥混凝土。

所述的护坦11是按单层、竖置、沿坝轴线方向及错缝排列的废橡胶轮胎1砌筑而成，所述的消力坎12是按平躺、水平分三层、错缝排列、一个为厚度的废橡胶轮胎1砌筑，消力坎12后的河床15上用土或砂砾石材料填实至与消力坎12顶相同的高度。

所述的河床15两侧的河岸16的河岸护坡13是按岸坡坡度、平躺、水平分层、错缝排列、一个为厚度的废橡胶轮胎1砌筑而成，砌筑高度为高出下游水位18再两层废橡胶轮胎1的高度，护坦11砌筑的废橡胶轮胎1圈内均填满土或砂砾石，消力坎12、河岸护坡13砌筑的废橡胶轮胎1圈内均浇筑满水泥混凝土。

用于砌筑所述溢流面4、坝顶面5、上游护坡21、下游护坡27、褥垫排水28、护坦11、消力坎12、河岸护坡13的废橡胶轮胎1均为去掉轮毂及内胆的废橡胶轮胎1。

本发明废橡胶轮胎溢流坝基于以下工作原理：

废橡胶轮胎为分子结构稳定、柔性、扁平状、接触面积大、抗冲刷、有一定强度与刚度、寿命长、不破坏水质的材料，尤其是在轮胎圈内充填砂石料或水泥混凝土后成为相当理想的筑坝材料，经优化排列组合的砌筑，适用于溢流坝的溢流面、坝顶面、上游护坡、下游护坡、褥垫排水、护坦、消力坎、河岸护坡结构，并能让该些结构发挥其功能。由于废橡胶轮胎的接触面积大，砌筑成溢流面的每个废轮胎，用螺栓相互连接及轮胎圈内浇筑水泥混凝土后呈连续体，以及砌筑成的上游护坡、下游护坡、护坦等较稳定和抗冲刷，所以该种采用废橡胶轮胎为材料筑成的土石坝能溢流，并废橡胶轮胎护坡坡度可比砌石护坡坡度的陡，减小了工程量。

废橡胶轮胎溢流坝为低水头挡水建筑物，它能抬高水位，让水流自流入灌渠、水库等地方，并将多余水量溢流入河道。大坝蓄水后，受风浪、水压力、渗流、自重、集中水流、坝基承载力等作用，会对坝体产生冲刷、滑动、沉陷、渗漏、渗透等破坏。尤其是上游水位对坝体产生较大的水平推力和扬压力，所以溢流坝靠自身的重量和上下游坡度的支撑来满足抗滑稳定等的要求。在坝体内，从河岸至河床设置有粘土心墙防渗体，以防止蓄水渗漏。在粘土防渗体的两侧设置前反滤层和后反滤层，以避免发生管涌或流土。在坝体内的下游坡脚处设置褥垫排水，快速排出防渗体后面的渗流水，降低浸润线，满足下游坝坡稳定，以及废轮胎与坝基的接触面积大，提高了坝基的承载能力。河水从溢流面顶下泄至下游坝脚，巨大的势能转为动能，采用护坦保护坝脚处的河床。在护坦末端设置消力坎，利用水跃消能防冲，减小下泄水流对下游河床的冲刷。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

废橡胶轮胎溢流坝采用自重小、柔性、接触面积大、耐冲刷、抗冰冻、结构稳定的废橡胶轮胎，作为溢流面、坝顶面、褥垫排水、护坡、护坦、护岸的新型筑坝材料，使得坝体构造简单、受力合理、抗震性好、抗冲刷、适应性强、工程量小、施工方便、不污染水源、寿命长、废物利用、造价低，解决了土石坝不能溢流的问题，是一种新颖的农田水利塘坝建筑物。

 

附图说明

图1为本发明中废轮胎溢流坝上游正视结构示意图。

图2为本发明中废轮胎溢流坝下游正视结构示意图。

图3为本发明中废轮胎溢流坝俯视结构示意图。

图4为本发明中废轮胎溢流坝溢流坝段剖视结构示意图。

图5为本发明中废轮胎溢流坝的非溢流坝段剖视结构示意图。

其中，图中标号：1废橡胶轮胎、2溢流坝段、3非溢流坝段、4溢流面、5坝顶面、6坝基面、7上游坝坡、8下游坝坡、9板式桥梁、10桥墩、11护坦、12消力坎、13河岸护坡、14螺栓、15河床、16河岸、17水跃、18下游水位、19上游水位、20截水槽、21上游护坡、22前坝壳体、23前反滤层、24防渗体、25后反滤层、26后坝壳体、27下游护坡、28褥垫排水。

 

具体实施方式

参见附图，废轮胎溢流坝，河床15上设有废橡胶轮胎1砌筑构成的挡水坝，挡水坝的中间是溢流坝段2，两端是非溢流坝段3，溢流坝段2的溢流面4高程比非溢流坝段3的坝顶面5低，溢流坝段2上方架设有板式桥梁9，板式桥梁9下方支撑有桥墩10，溢流坝段2下游坡脚处的河床15上设置有护坦11；从上游坝坡7至下游坝坡8的挡水坝内依次设有上游护坡21、前坝壳体22、前反滤层23、防渗体24、后反滤层25、后坝壳体26、下游护坡27，防渗体24位于坝轴线位置的截水槽20上方，溢流坝段2的横断面为梯形形状，溢流面4为水平面，上游坝坡7坡度为1:1.2，下游坝坡8坡度为1:1，褥垫排水28水平设置于下游坡脚处的坝基面6；护坦11为矩形，且水平设置于河床15上，护坦11的两侧为河岸护坡13，护坦11的末端设置有消力坎12；上游护坡21与下游护坡27是按坝面坡度用水平、错缝分层排列的废橡胶轮胎1砌筑构成，所有砌筑的废橡胶轮胎1圈内均填满砂砾石；褥垫排水28是按单层、平躺、对缝排列的废橡胶轮胎1砌筑构成，所有砌筑的废橡胶轮胎1圈内均填满砂砾石；溢流面4与坝顶面5是由单层、平躺、对缝排列的废橡胶轮胎1砌筑而成，相邻废橡胶轮胎1之间的接触部位用螺栓14连接栓牢，所有砌筑的废橡胶轮胎1圈内和相邻废橡胶轮胎1间隙均浇筑满水泥混凝土；护坦11是按单层、竖置、沿坝轴线方向及错缝排列的废橡胶轮胎1砌筑而成，所述的消力坎12是按平躺、水平分三层、错缝排列、一个为厚度的废橡胶轮胎1砌筑，消力坎12后的河床15上用土或砂砾石材料填实至与消力坎12顶相同的高度；河床15两侧的河岸16的河岸护坡13是按岸坡坡度、平躺、水平分层、错缝排列、一个为厚度的废橡胶轮胎1砌筑而成，砌筑高度为高出下游水位18再两层废橡胶轮胎1的高度，护坦11砌筑的废橡胶轮胎1圈内均填满土或砂砾石，消力坎12、河岸护坡13砌筑的废橡胶轮胎1圈内均浇筑满水泥混凝土；于砌筑所述溢流面4、坝顶面5、上游护坡21、下游护坡27、褥垫排水28、护坦11、消力坎12、河岸护坡13的废橡胶轮胎1均为去掉轮毂及内胆的废橡胶轮胎1。

本实施例中废橡胶轮胎溢流坝的构造形式为：河道上设置有连接两岸的挡水坝，坝的中间部位是溢流坝段2，坝的两端是非溢流坝段3，溢流坝段2的溢流面4高程比非溢流坝段3的坝顶面5低，溢流坝段2上架设有板式桥梁9，溢流坝下游坡脚处的河床上设置有护坦11。所述溢流坝段2的横断面为梯形形状，溢流面4为水平面，坝基面6为开挖平面，上游坝坡7坡度为1:1.2，下游坝坡8坡度为1:1，从上游坝坡7至下游坝坡8的坝体内，依次有上游护坡21、前坝壳体22、前反滤层23、防渗体24、后反滤层25、后坝壳体26、下游护坡27，上述坝体料均从坝基面6至溢流面4或坝顶面5设置，防渗体24位于坝轴线位置的截水槽上，褥垫排水28水平设置于下游坡脚处的坝基面6，非溢流坝段3的横断面结构形式与溢流坝段2横断面相同，只是在上游坝坡7、下游坝坡8坡度保持不变的情况下加高坝高，且坝顶面5为水平面，护坦11为矩形，水平设置于河床15。护坦11的两侧是河岸护坡13，末端的护坦11上设置有消力坎12。

以下结合图4、5，对本发明作进一步的说明：所述的上游护坡21与下游护坡22，是按坝面坡度用平躺、水平分层、错缝排列、一个为厚度的废橡胶轮胎1砌筑，所有砌筑的废橡胶轮胎1圈内均填满砂砾石等材料。所述的褥垫排水28按单层、平躺、对缝排列的废橡胶轮胎1砌筑，所有砌筑的废橡胶轮胎1圈内均填满砂砾石等材料。所述的溢流面4与坝顶面4按单层、平躺、对缝排列的废橡胶轮胎1砌筑，废橡胶轮胎1之间的接触部位用螺栓14连接栓牢，所有砌筑的废橡胶轮胎1圈内和废橡胶轮胎1间隙均浇筑满水泥混凝土。所述的护坦11按单层、竖置、沿坝轴线方向及错缝排列的废橡胶轮胎1砌筑。所述的消力坎12按平躺、水平分三层、错缝排列、一个为厚度的废橡胶轮胎1砌筑，消力坎12后的河床15上用土或砂砾石等材料填实至与消力坎12顶相同的高度。所述的河岸护坡13按岸坡坡度、平躺、水平分层、错缝排列、一个为厚度的废橡胶轮胎1砌筑，砌筑高度为高出下游水位18再两层废橡胶轮胎1的高度。上述护坦11砌筑的废橡胶轮胎1圈内均填满土或砂砾石等材料，消力坎12、河岸护坡13砌筑的废橡胶轮胎1圈内均浇筑满水泥混凝土，溢流面4、坝顶面5、上游护坡21、下游护坡27、褥垫排水28、护坦11、消力坎12、河岸护坡13的材料均为去掉轮毂及内胆的废橡胶轮胎。

另外，防渗体的材料为粘土；前反滤层、后反滤层的材料为级配砂石料；前坝壳体、后坝壳体的材料为土、砂砾、碎石、块石等。

废橡胶轮胎1的作用是用于上游护坡21、下游护坡27、溢流面4、坝顶面5、护坦11、消力坎12、河岸护坡13、褥垫排水28的筑坝材料。溢流坝段2的作用是挡水及支承溢流面4溢流。非溢流坝段3的作用是挡水，保护坝址处的河道两岸不遭漫坝溢流的水流冲刷。溢流面4的作用是控制蓄水高度，使水流平顺泄流。坝顶面5的作用是控制挡水高度，便于两岸行人通行。坝基面6的作用是开挖清除掉坝址区域内的淤积物，使坝基有足够的承载能力。上游边坡7和下游边坡8的作用是使坝体结构稳定。板式桥梁9的作用是行人通行。桥墩10的作用是支承板式桥梁9，护坦11的作用是保护河床免遭冲刷。消力坎12的作用是让下泄水流在护坦内形成水跃消能，防止冲刷下游河床。河岸护坡13的作用是保护两岸，免遭下泄水流的冲刷。螺栓14的作用是把溢流面4和坝顶面5的废橡胶轮胎1连接成板体，增加稳定，提高抗冲刷能力。上游护坡21的作用是保护上游坝坡7免遭风浪冲刷和渗流水的渗透破坏。前坝壳体22的作用是形成坝壳，支撑防渗体24，使坝体结构稳定。前反滤层23的作用是防止粘土防渗体24在上游水位19骤降时发生渗透破坏。防渗体24的作用是坝体挡水时，防止坝体漏水。后反滤层25的作用是防止粘土防渗体24在上、下游水位差作用下发生渗透破坏。后坝壳体26的作用是形成坝壳，支撑防渗体24，使坝体结构稳定。下游护坡27的作用是保护下游坝坡8免遭风浪冲刷和渗流水的渗透破坏。褥垫排水28的作用是降低浸润线，提高坝体的抗滑稳定，嵌槽的作用是增加坝体防渗，水跃17的作用是让下泄水流消能防冲。

Claims (9)

1.一种废轮胎溢流坝，其特征在于：河床（15）上设有废橡胶轮胎（1）砌筑构成的挡水坝，挡水坝的中间是溢流坝段（2），两端是非溢流坝段（3），溢流坝段（2）的溢流面（4）高程比非溢流坝段（3）的坝顶面（5）低，溢流坝段（2）上方架设有板式桥梁（9），溢流坝段（2）下游坡脚处的河床（15）上设置有护坦（11）；从上游坝坡（7）至下游坝坡（8）的挡水坝内依次设有上游护坡（21）、前坝壳体（22）、前反滤层（23）、防渗体（24）、后反滤层（25）、后坝壳体（26）、下游护坡（27），防渗体（24）位于坝轴线位置的截水槽（20）上方。

2.根据权利要求1所述的废轮胎溢流坝，其特征在于：所述溢流坝段（2）的横断面为梯形形状，溢流面（4）为水平面，上游坝坡（7）坡度为1:1.2，下游坝坡（8）坡度为1:1，褥垫排水（28）水平设置于下游坡脚处的坝基面（6）。

3.根据权利要求1所述的废轮胎溢流坝，其特征在于：所述的护坦（11）为矩形，且水平设置于河床（15）上，护坦（11）的两侧为河岸护坡（13），护坦（11）的末端设置有消力坎（12）。

4.根据权利要求1所述废轮胎溢流坝，其特征在于：所述的上游护坡（21）与下游护坡（27）是按坝面坡度用水平、错缝分层排列的废橡胶轮胎（1）砌筑构成，所有砌筑的废橡胶轮胎（1）圈内均填满砂砾石。

5.根据权利要求2所述的废轮胎溢流坝，其特征在于：所述的褥垫排水（28）是按单层、平躺、对缝排列的废橡胶轮胎（1）砌筑构成，所有砌筑的废橡胶轮胎（1）圈内均填满砂砾石。

6.根据权利要求1所述的废轮胎溢流坝，其特征在于：所述的溢流面（4）与坝顶面（5）是由单层、平躺、对缝排列的废橡胶轮胎（1）砌筑而成，相邻废橡胶轮胎（1）之间的接触部位用螺栓（14）连接栓牢，所有砌筑的废橡胶轮胎（1）圈内和相邻废橡胶轮胎（1）间隙均浇筑满水泥混凝土。

7.根据权利要求1或3所述的废轮胎溢流坝，其特征在于：所述的护坦（11）是按单层、竖置、沿坝轴线方向及错缝排列的废橡胶轮胎（1）砌筑而成，所述的消力坎（12）是按平躺、水平分三层、错缝排列、一个为厚度的废橡胶轮胎（1）砌筑，消力坎（12）后的河床（15）上用土或砂砾石材料填实至与消力坎(12)顶相同的高度。

8.根据权利要求1所述的废轮胎溢流坝，其特征在于：所述的河床（15）两侧的河岸（16）的河岸护坡（13）是按岸坡坡度、平躺、水平分层、错缝排列、一个为厚度的废橡胶轮胎（1）砌筑而成，砌筑高度为高出下游水位（18）再两层废橡胶轮胎（1）的高度，护坦（11）砌筑的废橡胶轮胎（1）圈内均填满土或砂砾石，消力坎（12）、河岸护坡（13）砌筑的废橡胶轮胎（1）圈内均浇筑满水泥混凝土。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的废轮胎溢流坝，其特征在于：用于砌筑所述溢流面（4）、坝顶面（5）、上游护坡（21）、下游护坡（27）、褥垫排水（28）、护坦（11）、消力坎（12）、河岸护坡（13）的废橡胶轮胎（1）均为去掉轮毂及内胆的废橡胶轮胎（1）。

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