CN102330434B - 减轻截流难度及用于江河护堤的抛投材料 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种减轻截流难度及用于江河护堤的抛投材料，采用圆柱线体抛投材料，抛投材料设有侧向穿孔，柱体外侧设有加糙肋，实心圆柱线体抛投材料的迎流端为流线形的锥头，空心圆柱线体抛投材料的迎流端为薄壁锐缘。在围堰截流困难段从戗堤堤头顺流抛投本圆柱线体材料后绕轴滚动到坡底，比抛投其他靠滑动截流的块体材料更容易到达龙口深槽部位，材料水下抗冲能力强、流失少，可保护戗堤坍塌，具有明显降低截流难度的效果，本抛投材料还可以用于江河堤防、水库土石坝护坡、护底。
Description
技术领域
本发明涉及水利水电工程截流施工的抛投材料，特别是一种减轻截流难度及用于江河护堤的抛投材料。
背景技术
横跨江河修建水利工程，为确保工程建设期间能在旱地施工，需要提前修筑围堰截断水流然后形成基坑。利用土石围堰截断水深、流急的江河，在束窄龙口的截流过程中，水流紊乱、水下地形和戗堤形状不断发生变化，各种险情随时都有可能发生，在这种情况下要争取时间抢筑截流戗堤存在着巨大的困难和风险。截流过程中主要困难是戗堤填料坍塌和抛投料流失。戗堤大面积突然坍塌会给正在紧张施工的人员及机械造成极大的安全威胁，抛投料流失既增加填筑方量影响施工进度，又会加剧戗堤坍塌，这些困难必然导致截流投资加大。
为减小截流难度、确保截流成功，在龙口困难段截流时常采用预制的大体积混凝土块体或钢网石笼作为抛投材料，在葛洲坝大江、三峡工程导流明渠等工程截流时使用了大体积混凝土四面体(即为边长相等的三棱锥)作为抛投材料。混凝土四面体在水下迎流面积与触地面积之比较大、重心较高，水流作用明显，抛投的四面体基本上是沿坡面滑动入水，材料在急流中稳定性差，进入龙口后到位不易控制并有一定的流失，加之四面体抛投材料在预制、存放、运输等方面都存在一定问题，因此截流时抛投混凝土四面体不是很好的选择。抛投长方体钢网石笼截流也存在材料就位和流失问题。截流试验和实践表明在截流困难段抛投混凝土四面体或钢网石笼效果都并不理想。
研究表明，导致戗堤坍塌的主要原因是抛投材料不能一次就位，而抛投料流失的主要原因是材料的稳定性不足。因此，改善工程截流措施、优化施工条件、减轻截流难度十分必要，而优化抛投材料是减轻截流难度的重要措施之一。
人工制作的截流抛投材料要求在急流中能够容易到位并且具有较好的稳定性，能有效防护戗堤堤头坍塌，阻止其他截流抛投材料流失，此外还要从用料、制作、存储、运输、抛投等多方面进行考虑，力求达到操作性好并能降低截流成本。
发明内容
本发明的目的是为改善工程截流措施、优化施工条件、减轻截流难度、优化抛投材料而提出一种减轻截流难度及用于江河护堤的抛投材料。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：所述减轻截流难度及用于江河护堤的抛投材料，是采用圆柱线体抛投材料，圆柱线体抛投材料设置有侧向穿孔，柱体外侧设有加糙肋。
本发明还具有以下特征：
所述圆柱线体抛投材料为实心圆柱线体抛投材料，实心圆柱线体抛投材料的迎流端为流线形的锥头。
所述圆柱线体抛投材料为空心圆柱线体抛投材料，空心圆柱线体抛投材料的迎流端为薄壁锐缘。
本发明与现有技术相比具有显著的特点：
1)材料截流到位效果好。物体靠自身重力沿坡面滚动比滑动更容易，据此，在围堰截流困难段从戗堤堤头顺流抛投本圆柱线体材料后绕轴滚动到坡底，比抛投其他靠滑动截流的块体材料更容易到达龙口深槽部位，材料水下抗冲能力强、流失少，可保护戗堤坍塌。试验证明，在截流困难段选择适当的圆柱线体抛投材料作为抛投料，材料在龙口中就位比抛投石渣、四面体和钢网石笼的效果好，圆柱线体抛投材料流失少并且可以一次到底，具有明显降低截流难度的效果。
2)抗冲稳定性强。本发明抛投材料的迎流面积小、重心低，受水力的作用相对小，材料的触地面积较大，在材料外壁设置加糙肋还可增加材料与接触面的摩擦力，抵抗水流的冲刷能力增强，因此，综合稳定性比较好，材料流失的可能性低。
3)原材料用量省。截流采用重约20-30t的混凝土四面体，材料用量约10m3，若用相同的材料制作空心圆柱线体，可以获得较多的填筑工程量，节省工程材料的用量。
4)材料吊装、存放和运输方便。材料预制时可预留吊装条件；预制好的材料横向分层叠放，节省占地面积；使用自卸卡车运输和倾倒圆柱线体抛投材料也比较容易。
5)防护堤防、大坝崩岸。经研究表明，本发明圆柱线体抛投材料有较好的实用效果，可达到改善工程截流措施、优化施工条件、降低截流难度的目的，根据应用条件圆柱线体抛投材料还可以在江河堤防、土石坝的护坡、护底中发挥作用。
附图说明
图1是本发明实施例之一的示意图；
图2是本发明实施例之二的示意图；
图3是图1的截面形状示意图；
图4是图2的截面形状示意图。
图中标号分别表示：1-实心圆柱线体抛投材料，2-空心圆柱线体抛投材料，3-锥头，4-薄壁锐缘，5-穿孔，6-加糙肋。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
具体实施方式
如图1-图4所示，本发明的抛投材料采用的是圆柱线体抛投材料，为更好地降低水流对材料的冲击作用，提高材料在水下的稳定效果，在圆柱线体抛投材料的侧向设有穿孔5。按照同一发明构思，所述的圆柱线体抛投材料又分为实心圆柱线体抛投材料1和空心圆柱线体抛投材料2，实心圆柱线体抛投材料1的一端(迎流端)设计为流线形的锥头3体型，空心圆柱线体抛投材料2的迎流端设计为薄壁锐缘4。为增强材料的触地摩擦力提高抗冲能力，在圆柱线体抛投材料柱体外壁可设置加糙肋6。
圆柱线体抛投材料可采用钢管或钢筋混凝土预制，其长度和断面直径根据具体工程截流时的水力学指标、施工吊装、存放、运输和抛投等各方面条件要求结合试验效果选取。
本发明的抛投材料可用于立堵截流、平堵截流或平抛垫底以及江河与水库护岸、护底。在截流过程中当填筑土石料出现严重坍塌和流失、进占受阻时，顺流抛投圆柱线体抛投材料1或2在水下形成支撑体，保护戗堤坍塌、阻止土石截流材料流失。抛投圆柱线体抛投材料时要求迎流端朝向上游。在圆柱线体抛投材料的支撑作用下，从上游抛投土石材料跟进，当截流跨越困难段后，可全断面填筑土石材料合龙闭气。条件容许时，可在龙口全部采用圆柱线体抛投材料填筑至水面，然后填筑土石材料填实闭气。
Claims (1)
1.一种减轻截流难度及用于江河护堤的抛投材料，用钢管或钢筋混凝土预制，采用圆柱线体抛投材料，圆柱线体抛投材料设置有侧向穿孔，圆柱线体抛投材料的柱体外侧设有加糙肋，其特征是所述圆柱线体抛投材料为实心或者空心圆柱线体抛投材料，所述实心圆柱线体抛投材料的迎流端为流线形的锥头，所述空心圆柱线体抛投材料的迎流端为薄壁锐缘。
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