CN103195020A

CN103195020A - 一种适用于天然边滩形态的潜丁坝

Info

Publication number: CN103195020A
Application number: CN2013101585766A
Authority: CN
Inventors: 刘万利; 李一兵; 平克军; 刘晓菲; 张明进; 孙百顺; 朱玉德; 张华庆
Original assignee: Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering MOT; Tianjin Water Transport Engineering Survey and Design Institute
Current assignee: Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering MOT; Tianjin Water Transport Engineering Survey and Design Institute
Priority date: 2013-05-03
Filing date: 2013-05-03
Publication date: 2013-07-10

Abstract

本发明公开了一种适用于天然边滩形态的潜丁坝，该潜丁坝为勾头丁坝，包括坝头、坝身和坝根，该潜丁坝的纵坡依据天然地形采用阶梯型式。本发明针对现有丁坝周围水流紊乱、抗冲能力弱等问题，开发的一种适用于天然边滩形态的潜丁坝，它依据天然边滩形态采用阶梯型式，即丁坝的纵坡从头部至拐点、拐点至阶梯处，阶梯至坝根部依据天然地形分别采用不同的坡度值，坝顶宽度依据潜丁坝受水流冲刷强弱，采用不同的坝顶宽度，并在坝面采用大块石压顶，以加强抗冲能力。

Description

一种适用于天然边滩形态的潜丁坝

技术领域

本发明属于航道治理技术，具体涉及到一种适用于天然边滩形态的潜丁坝。

背景技术

河床演变是指自然情况下及在修建整治建筑物后河床发生的冲淤变化过程，这种冲淤变化过程不会总是有利于人类的生产活动，相反，在许多情况下可能产生巨大的破坏作用，因此必须采取工程措施加以控制，这类工程措施即称河床整治，把整治河床所用的建筑物，称为河床整治建筑物。丁坝是最常见的河床整治建筑物。

丁坝的坝根与河岸联接，坝头伸向河心，坝轴线与水流方向正交或斜交，在平面上与河岸构成丁字形。丁坝为横向阻水的整治建筑物，当水流未淹没丁坝时，它能束窄河槽，提高流速冲刷浅滩；当水流淹没丁坝后，则会造成横向环流，横向导沙，增加航道水深。除此之外，丁坝还能调整分汊河道的分流比，控制分流，淤高河滩，保护河岸，挑出主流以防顶冲河岸和堤防。

以往的坝体型式为单一纵坡型式。修建丁坝可束水归槽，保护岸堤，但也会带来水流分离、回流等一系列复杂的流动现象。坝体局部如坝头、坝根及翻坝水流流态紊乱。丁坝也极易造成水毁。丁坝水毁形式按损毁部位大致可分为坝头损毁、坝身损毁、坝根损毁以及坝体整体损毁四类。坝头损毁多为基础冲刷导致损毁，其一般过程是基础冲刷——边坡坍塌——坝顶坍塌。坝身损毁的形式较多，有些是坝身的基础被冲刷导致坝体坍塌，此类损毁形式类似于坝头损毁；有些属坝面块石剥落滚失形成小缺口，继而又扩大冲深演变成大缺口；还有一些是水流直接冲刷背水坡，致使背水坡坍塌损毁。坝根损毁部分原因是坝根与岸坡衔接处的沙卵石被冲刷而造成坍塌；有些是坝根段坝面块石逐个剥落移位，形成浅小缺口，日后逐渐扩大成大缺口；还有则是坝根处溢流直接冲刷基脚，基础被淘刷而损毁。坝体的整体损毁，往往是多种局部损毁因素共同组合作用在一起，或是单一损毁未得到及时修复而扩大蔓延所致。因此加强丁坝的抗冲能力，保证其自身的稳定性是很关键的。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种能够加强抗冲能力的适用于天然边滩形态的潜丁坝。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种适用于天然边滩形态的潜丁坝，该潜丁坝为勾头丁坝，包括坝头、坝身和坝根，该潜丁坝的纵坡依据天然地形采用阶梯型式。

该潜丁坝的坝顶宽度依据水流冲刷强度分段设定。

该潜丁坝的坝面采用块石压顶。

所述坝根采用铺石结构接岸。

本发明具有的优点和积极效果是：

1）稳定性明显提高：坝顶宽度依据潜丁坝受水流冲刷强弱，采用不同的坝顶宽度，针对受水流冲刷弱的坝身部分，坝顶宽度相对小一些，受水流冲刷剧烈的坝身部分，坝顶宽度相对大一些，并在坝面采用大块石压顶；在坝根进行了铺石结构接岸处理，防止水流抄后路的发生，从而明显提高了坝体的稳定性。

2）坝体周围的水流更加平顺：本发明提出的坝体采用与天然边滩形态接近的阶梯型式，即潜丁坝的纵坡从头部至拐点、拐点至阶梯处、阶梯至坝根部依据天然地形分别采用与天然地形一致的坡度，使坝体周围的水流更加平顺，从而加强了坝体的抗冲能力。

3）整治效果更好，后期维护费用少。

综上所述，本发明是针对现有丁坝周围水流紊乱、抗冲能力弱等问题，开发的一种适用于天然边滩形态的潜丁坝，它依据天然边滩形态采用阶梯型式，即丁坝的纵坡从头部至拐点、拐点至阶梯处，阶梯至坝根部依据天然地形分别采用不同的坡度值，坝顶宽度依据潜丁坝受水流冲刷强弱，采用不同的坝顶宽度，并在坝面采用大块石压顶，以加强抗冲能力。

附图说明

图1为本发明的平面布置示意图；

图2为图1的I-I纵轴线剖面示意图；

图3为图1和图2的Ⅱ-Ⅱ断面示意图；

图4为图1和图2的Ⅲ-Ⅲ断面示意图。

图中：1、坝头，2、坝身，3、坝根，4、护底，5、坡顶平台，6、枯水平台，7、护坡，8、衔接段。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参见图1～图4，一种适用于天然边滩形态的潜丁坝，该潜丁坝为勾头丁坝，包括坝头1、坝身2和坝根3，该潜丁坝的坝顶纵坡依据天然地形采用阶梯型式。该潜丁坝的坝顶宽度依据水流冲刷强度分段设定。该潜丁坝的坝面采用块石压顶。所述坝根3采用铺石结构接岸。

本发明的应用实例：

坝长248.35m，为阶梯型式勾头潜丁坝。由坝体、护底4和根部护岸组成。坝体包括：坝头1、坝身2和坝根3，坝头1及拐点高程均为7.84m。潜丁坝具体特征见表1。

（1）坝体

坝体分为直线段和勾头段，为全抛石结构。

坝头顶部为直径5m的半圆，然后呈辐射状与河底相接；沿坝轴线向河坡坡比为1:8，向左、右侧逐渐变坡比与坝体平顺衔接。

考虑到勾头潜丁坝受水流冲刷强度大，坝顶的宽度取5m。

坝体直线段长178.35m。坝体上游侧边坡为1:2，下游侧边坡为1:2.5，从拐点至岸侧92m段坝顶纵坡为1：400，然后坝顶高程在8m长范围内提高1m，形成顶坡为1:8的阶梯，其后坝顶纵坡为1:300。

勾头段长70m，为全抛石结构。坝体向河心侧边坡为1:2，向岸侧边坡为1:2.5，顶坡为平坡。

坝体块石粒径为0.2m～0.6m，粒径大于0.4m的比例应大于85%；坝顶面层设置1m厚的大块石，其粒径≥0.4m（89kg）。

（2）护底

采用D型排护底，坝体上游侧余排宽60m，下游侧余排宽95m，坝头余排宽为110m。沉排横向搭接宽度为6m。

护底排上游侧靠拐头段排体边缘20m宽范围内，以及护底排头部排体边缘25m宽范围内，抛防冲石厚度为1.5m，其中有5m宽防冲石位于护底排上。防冲石粒径≥0.4m（89kg）。

护底排下游侧排体边缘设宽25m的四面六边透水框架（单边长度为100cm），其中有5m宽透水框架位于护底排上，厚度按每平米抛(铺)设透水框架两层共三架控制。

其余排面上抛石厚1.2m。排上抛石粒径为0.2m～0.6m，粒径大于0.4m的比例应大于85%；

（3）根部护岸

采用平顺护岸型式。守护范围：上游侧护至坝体护底D型排上游侧边线延长线以上30m，下游侧护至坝体护底D型排下游侧边线延长线外80m。根部护岸包括坡顶平台5、护坡7、枯水平台6、水下护脚及衔接段8等部分。在护坡上下游侧分别设置预埋防冲结构。预埋防冲结构为：从护坡7上下游侧开挖基槽（基槽内侧边坡1：5，外侧边坡为1：1，基槽底宽1m，上游侧挖深为1.5m，下游侧挖深为2.5m）。基槽挖好后，反滤层无纺布顺1：5基槽边坡铺至基槽底部，然后进行铺石回填，铺石顶面与护坡一致。

坡顶平台5：宽3m，下部为浆砌块石结构，厚0.55m，顶部为0.05m的混泥土抹面。

岸坡开挖：岸坡缓于1:3时，按自然坡比削坡；陡于1：3时，按1：3削坡。

岸坡回填：对岸坡局部存在较大坑洼处进行回填，回填时要求对回填土层夯实，达到原状土的密度。

反滤层：坡顶至脚槽前缘间由下至上设置10cm厚黄沙一层、400g/m²无纺布一层和10cm厚碎石（粒径为1～3cm）一层。

护面：采用0.3m厚的铺石。

枯水平台6：为铺石结构，宽3m，厚0.8m；其下设宽1m，深0.5m脚槽，脚槽内铺石，D型排压在脚槽块石下。枯水平台顶高程为12.84m。

护脚：枯水平台下护脚采用D型排，单块排宽度为40m，D型排的沉放垂直于枯水平台，沉排横向搭接宽度6m，排上抛石1.2m厚。

衔接段：在根部护坡上下游两端各设置30m宽的衔接段，枯水平台以上陡于1:3的岸坡按1:3削坡，缓于1:3的坡岸按自然坡比削坡，再抛石0.5m。坡顶平台至枯水平台外50m范围内抛石0.5m厚。

表1潜丁坝特征值

Claims

1.一种适用于天然边滩形态的潜丁坝，该潜丁坝为勾头丁坝，包括坝头、坝身和坝根，其特征在于，该潜丁坝的纵坡依据天然地形采用阶梯型式。

2.根据权利要求1所述适用于天然边滩形态的潜丁坝，其特征在于，该潜丁坝的坝顶宽度依据水流冲刷强度分段设定。

3.根据权利要求1所述适用于天然边滩形态的潜丁坝，其特征在于，该潜丁坝的坝面采用块石压顶。

4.根据权利要求1所述适用于天然边滩形态的潜丁坝，其特征在于，所述坝根采用铺石结构接岸。