CN105133544A - 一种高强度河道生态护岸咬合砖及其加固垒砌方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度河道生态护岸咬合砖及其加固垒砌方法，在生态护岸咬合砖左对接面和右对接面上设有限位凸体和限位凹槽，限位凸体和限位凹槽间隔分布，相邻两块砖上左对接面上的限位凸体与右对接面上的限位凹槽相互咬合，迎水面和背水面之间设有加桩固化通孔和节料通孔，加桩固化通孔用于固化桩的穿入，节料通孔既是节料的空间也是鱼虾、蟹类等水生动物的栖息空间。本发明提高了堤坝河岸在水深急流巨浪的极端条件下的承压抗浪击能力，解决了护岸砌筑石材等原材料紧缺和淤泥处置的问题，促进河道生态系统的健康发展，施工快捷，使用寿命长，能充分发挥河道在防洪、排涝、生态环保及改善周边环境等方面的综合功能。

Description

一种高强度河道生态护岸咬合砖及其加固垒砌方法

技术领域：

本发明涉及河道堤坝护岸用砌块，尤其涉及一种利用河湖淤泥烧制的具有生态功能的砌砖。

背景技术：

随着社会的发展，技术的进步，人们对自然环境保护越来越重视，保护青山绿水已成为我国各级政府的标致性环境保护目标，既要保护青山，又要守护绿水，这就要求人们减少或杜绝石材的乱采乱挖，要对现有的河、塘、水库等水域进行清淤、驳岸加固整治，防止河堤瘫塌或决堤，提高河、塘、水库等水域的生态功能。目前，我国的河、湖、塘、水库等水域的河堤水岸现状令人担忧。以水库堤岸为例，水库堤岸的迎水面建设的演变过程为：原先为夯实的泥土斜坡，由于泥土抗水浪或潮水侵蚀的能力较弱，尤其是大风大浪的冲涮，每年都需要养护修补，人力、物力投入极大。近年来，人们通常采用在泥土斜坡上干铺石块(混凝土预制块)或者带水泥缝实铺，由于干铺结构中石块与石块之间存在较大的缝隙，缝隙中的泥土受到风浪或潮水的冲刷而侵蚀，时间一长，石块背水面因丧失依托而致迎水面崩塌，石块铺设的迎水面虽然比纯泥土迎水面耐用，但毕竟还存在着致命的弱点，其抗洪能力还很差，只适用于水位稳定，面积较小的内河；对于外河、湖泊、水库、运输河道等水面较大水域的堤坝河岸一般要求使采用石块驳岸实铺，但在实铺石块方案中，虽然石块与石块之间用水泥镶缝，石块与石块之间存有一定的咬合力，但石块驳岸层为单层铺设，其承压、抗浪击能力仍然较低，在极端长时间大雨天气，河塘水位处于高位，河道中水流川急，风急浪大，河岸际受的水压大，水流和巨浪对河岸的冲击力极大，很容易产生决堤引发洪涝灾害。为此，国家对水利工程越来越重视，每年都要投入大量的资金用于水库、河道、塘坝的维护修建，其中，固化堤岸是重点，传统河道护岸工程侧重于防洪、排涝、引水、航运等基本功能，在护岸的设计中主要采用浆砌石块护岸、现浇混凝土护岸、预制混凝土块体护岸等，此类硬质护岸虽然固化强度优于原有的纯土质河堤，其承压强度、抗浪能力、坚固性和使用寿命均有提高，但其承压能力主要取决于堤坝的基础抗压能力，因为单层的固化层均依附于基础堤坝，对于石块带浆砌成的护岸、现浇混凝土护岸、预制混凝土块体护岸等满幅加固的护岸结构，不仅隔断了水陆生态系统，消除了鱼虾、蟹类等水生动物在堤坝上的栖息空间，也杜绝水生植物沿岸生长，破坏了水系的水生动植物的生存环境，降低了河道的自净能力，而且造成河道护岸的单一化，水面景观的美化感受到了较大的影响。现在，人们对水利工程的河岸防护设计都提出了生态、环保、水清、岸绿的生态型护坡结构要求。生态型护坡结构首要任务是提高堤坝河岸在水深急流巨浪的极端条件下的承压抗浪击能力，其次在应考虑水生动植物的沿岸生栖、对水浪的消能、施工的快捷、使用寿命和整体景观美感等因素，充分发挥河道在防洪、排涝、生态环保及改善周边环境等方面的综合功能。

随着我国环境保护意识的提高及环保法律法规的严格执行，为保护生态环境，国家已经禁止随意开采石材资源，石材资源开采受到极大限制，护岸石材日逐紧缺，而我国河岸固化所需的石材量巨大，仅江苏每年景观河段的护岸需求量达数十万立方，在这样的背景下，生态护岸是河道水利工程的发展方向。

生态护岸是指具有自然河岸“可渗透性”特点，能够满足水生动植物生活习性的人工驳岸形式，在确保护岸结构稳定性和安全性的前提下兼顾工程的生态效应。除防洪等基本功能外，还应具备滞洪补枯、增加生物多样性、水体自净以及景观美化功能等。

为了满足我国日益增长的生态护岸加固美化需求，结合我国现行的河道综合治理的要求，申请人经过长期研究试验，成功设计出利用河湖淤泥烧制高强度河道生态护岸咬合砖全套工艺，其中生态护岸咬合砖的结构设计，以及用这种生态护岸咬合砖垒砌成高强度河道生态护岸是核心技术。

发明内容：

本发明的目的是提供一种高强度河道生态护岸咬合砖及其加固垒砌方法，它不仅能提高护岸结构的承压和抗冲刷能力，而且满足了生态护岸要求，还具有施工快捷、生态环保、美化环境的特点，既满足了防洪安全要求又利于生态系统恢复。

本发明采取的技术方案如下：

一种高强度河道生态护岸咬合砖，其特征是：包括左对接面、右对接面、迎水面、背水面、上叠加面和下叠加面，在左对接面和右对接面上设有限位凸体和限位凹槽，限位凸体和限位凹槽间隔分布，相邻两块砖上左对接面上的限位凸体与右对接面上的限位凹槽相互咬合，迎水面和背水面之间设有加桩固化通孔和节料通孔，加桩固化通孔用于固化桩的穿入，节料通孔既是节料的空间也是鱼虾、蟹类等水生动物的栖息空间。

进一步，在上叠加面和下叠加面上也设有限位凸体和限位凹槽，限位凸体和限位凹槽间隔分布。

进一步，在迎水面和背水面之间至少设有一个加桩固化通孔。

更进一步，在迎水面和背水面的中心设有一个加桩固化通孔。

进一步，加桩固化通孔和节料通孔相互平行。

进一步，所述加桩固化通孔和节料通孔的形状为多边形或圆形。

更进一步，所述加桩固化通孔的形状为多边形。

更进一步，所述加桩固化通孔的形状为正方形。

进一步，在上叠加面和下叠加面上设有带浆槽。

更进一步，带浆槽与加桩固化通孔平行。

本发明所述高强度河道生态护岸咬合砖的加固垒砌方法如下：

在河堤的水平基础面上沿堤的长度方向砌一道带桩加固墙和一道消能生态墙，带桩加固墙和消能生态墙均用发明所述高强度河道生态护岸咬合砖带浆垒砌而成，在消能生态墙上所有生态护岸咬合砖的迎水面正对水道内侧，即与河道水体接触，相邻两块生态护岸咬合砖之间通过限位凸体与限位凹槽相互咬合对接，上下两层消能生态墙体之间，相邻两块生态护岸咬合砖之间形成的对接缝相互错开；带桩加固墙设置在消能生态墙与河堤垂直面之间，在带桩加固墙上所有生态护岸咬合砖的迎水面或背水面朝上，上叠加面或下叠加面带浆与消能生态墙对接成一体，在带桩加固墙上所有生态护岸咬合砖按行和列分布排列对接，沿高度方向由生态护岸咬合砖上下直线叠加形成垂直固化柱，在每根垂直固化柱中从迎水面上的加桩固化通孔中插入一根螺纹钢筋，螺纹钢筋的底部固定在河堤的水平基础面上的混凝土固定层上，在加桩固化通孔中注入混凝土与螺纹钢筋形成加固桩，在带桩加固墙的顶层所有垂直螺纹钢筋的顶端均与水平设置的水平螺纹钢筋固定成一体，并用混凝土现浇形成堤坝护岸顶部混凝土结面。

这种双层带桩咬合铺设成的高强度河道生态护岸墙，既能大幅度提高堤坝的承压能力、抗水流冲击、抗巨浪拍打能力，用生态护岸咬合砖砌成的形成消能生态墙不仅能对水浪的拍打进行消减对堤坝的对冲击能量，而且为水生动物提供了栖息空间，也便于水生植物沿岸生长，保证了水系的水生动植物的生存环境，提高了河道的自净能力。在消能生态墙的背水面增设带桩加固墙，在整个带桩加固墙中的每列生态护岸咬合砖的加桩固化通孔中插入一根螺纹钢筋，螺纹钢筋的底部固定在河堤的水平基础面上的混凝土固定层上，在加桩固化通孔中注入混凝土与螺纹钢筋形成加固桩，在带桩加固墙的顶层所有螺纹钢筋的顶端均与水平设置的拉力螺纹钢筋固定成一体，并用混凝土现浇形成堤坝顶端的混凝土加固层。这样就能成大幅度地提高堤坝的承压强度、抗浪能力、坚固性和使用寿命均有极大提高，这样的承压结构等于堤坝的内侧建筑了一条双层带桩咬合铺设成的高强度河道生态护岸墙，其承压能力、抗风浪、抗急流冲击能力与混凝土现浇防洪墙相当，而消能生态墙既能消减对水浪对堤坝的冲击能量，又为水生动物提供了栖息空间，水生植物也沿岸生长，它不仅具有泥土防护岸的生态性能，而且更加的科学，为水生动植物提供了更为生态的生存环境，提高了河道的自洁净化能力。采用本发明进行驳岸施工快捷，驳岸速度是用石块驳岸速度的3倍以上，水泥浆用量可减少50％以上，砖与砖之间采用咬合结构，抗震防振能力、抗冲击能力强，能抵御较高级别的地震、洪涝灾害，使用寿命长，日后使用几乎零维护，能充分发挥河道在防洪、排涝、生态环保及改善周边环境等方面的综合功能。能提高堤坝的整体生态环境的美化。

由于本发明所述生态护岸咬合砖所用原料中主要为河道、湖泊、河塘中的淤泥，不仅可以解决护岸砌筑石材等原材料紧缺和河湖淤泥的处置问题，而且淤泥烧结砌块具有良好的透气透水性，充分保证了地下水和河道水体之间的交换，保留了河岸的生态功能，可维持河道生物多样性，促进河道生态系统的健康发展。

附图说明：

图1为本发明所述生态护岸咬合砖的一种结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的俯视图；

图4为图1所示生态护岸咬合砖的立体图；

图5为用生态护岸咬合砖驳岸的一种结构示意图；

图6为图5的中的A向视图；

图7为图6的俯视图。

图中：1-左对接面；2-右对接面；3-迎水面；4-背水面；5-上叠加面；6-下叠加面；7-限位凸体；8-限位凹槽；9-加桩固化通孔；10-节料通孔；11-带浆槽；12-水平基础面；13-河堤垂直面；14-带桩加固墙；15-消能生态墙；16-河道水体；17-垂直螺纹钢筋；18-水平螺纹钢筋；19-护岸顶部混凝土结面。

具体实施方式：

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1：一种高强度河道生态护岸咬合砖，如图1～图7所示，包括左对接面1、右对接面2、迎水面3、背水面4、上叠加面5和下叠加面6，在左对接面1和右对接面2上设有限位凸体7和限位凹槽8，限位凸体7和限位凹槽8间隔分布，相邻两块砖上左对接面1上的限位凸体7与右对接面2上的限位凹槽8相互咬合，在迎水面3和背水面4的中心设有一个加桩固化通孔9，在迎水面3和背水面4之间设有节料通孔10，加桩固化通孔9和节料通孔10相互平行，所述加桩固化通孔9的形状为正方形，节料通孔10的形状为多边形，在上叠加面5和下叠加面6上设有带浆槽11，带浆槽11与加桩固化通孔9平行，加桩固化通孔9用于固化桩的穿入，节料通孔10既是节料的空间也是鱼虾、蟹类等水生动物的栖息空间。

实施例2：与实施例1的不同之处在于，在上叠加面5和下叠加面6上也设有限位凸体7和限位凹槽8，限位凸体7和限位凹槽8间隔分布。

实施例3：与实施例1的不同之处在于，在迎水面3和背水面4之间设有两个加桩固化通孔9。

本发明所述的高强度河道生态护岸咬合砖实施方式不限于上例，还有很多等功能代换结构，只要采用本发明的技术思路的所有技术方案均属本发明的保护范围。

本发明所述高强度河道生态护岸咬合砖的加固垒砌方法如下：

在河堤的水平基础面12上沿堤的长度方向砌一道带桩加固墙14和一道消能生态墙15，带桩加固墙14和消能生态墙15均用发明所述高强度河道生态护岸咬合砖带浆垒砌而成，在消能生态墙15上所有生态护岸咬合砖的迎水面3正对水道内侧，即与河道水体16接触，相邻两块生态护岸咬合砖之间通过限位凸体7与限位凹槽8相互咬合对接，上下两层消能生态墙体之间，相邻两块生态护岸咬合砖之间形成的对接缝相互错开；带桩加固墙14设置在消能生态墙15与河堤垂直面13之间，在带桩加固墙14上所有生态护岸咬合砖的迎水面3朝上，上叠加面5带浆与消能生态墙15对接成一体，在带桩加固墙14上所有生态护岸咬合砖按行和列分布排列对接，沿高度方向由生态护岸咬合砖上下直线叠加形成垂直固化柱，在每根垂直固化柱中从迎水面3上的加桩固化通孔9中插入一根垂直螺纹钢筋17，垂直螺纹钢筋17的底部固定在河堤的水平基础面12上的混凝土固定层上，在加桩固化通孔9中注入混凝土与垂直螺纹钢筋17形成加固桩，在带桩加固墙14的顶层所有垂直螺纹钢筋17的顶端均与水平设置的水平螺纹钢筋18固定成一体，并用混凝土现浇形成堤坝护岸顶部混凝土结面19。

Claims (10)

1.一种高强度河道生态护岸咬合砖，其特征是：包括左对接面(1)、右对接面(2)、迎水面(3)、背水面(4)、上叠加面(5)和下叠加面(6)，在左对接面(1)和右对接面(2)上设有限位凸体(7)和限位凹槽(8)，限位凸体(7)和限位凹槽(8)间隔分布，相邻两块砖上左对接面(1)上的限位凸体(7)与右对接面(2)上的限位凹槽(8)相互咬合，迎水面(3)和背水面(4)之间设有加桩固化通孔(9)和节料通孔(10)。

2.根据权利要求1所述高强度河道生态护岸咬合砖，其特征是：在上叠加面(5)和下叠加面(6)上也设有限位凸体(7)和限位凹槽(8)，限位凸体(7)和限位凹槽(8)间隔分布。

3.根据权利要求1所述高强度河道生态护岸咬合砖，其特征是：在迎水面(3)和背水面(4)之间至少设有一个加桩固化通孔(9)。

4.根据权利要求3所述高强度河道生态护岸咬合砖，其特征是：在迎水面(3)和背水面(4)的中心设有一个加桩固化通孔(9)。

5.根据权利要求1所述高强度河道生态护岸咬合砖，其特征是：加桩固化通孔(9)和节料通孔(10)相互平行。

6.根据权利要求1所述高强度河道生态护岸咬合砖，其特征是：所述加桩固化通孔(9)和节料通孔(10)的形状为多边形或圆形。

7.根据权利要求6所述高强度河道生态护岸咬合砖，其特征是：所述加桩固化通孔(9)的形状为正方形。

8.根据权利要求1所述高强度河道生态护岸咬合砖，其特征是：在上叠加面(5)和下叠加面(6)上设有带浆槽(11)。

9.根据权利要求9所述高强度河道生态护岸咬合砖，其特征是：带浆槽(11)与加桩固化通孔(9)平行。

10.本发明所述高强度河道生态护岸咬合砖的加固垒砌方法如下：

在河堤的水平基础面(12)上沿堤的长度方向砌一道带桩加固墙(14)和一道消能生态墙(15)，带桩加固墙(14)和消能生态墙(15)均用发明所述高强度河道生态护岸咬合砖带浆垒砌而成，在消能生态墙(15)上所有生态护岸咬合砖的迎水面(3)正对水道内侧，即与河道水体(16)接触，相邻两块生态护岸咬合砖之间通过限位凸体(7)与限位凹槽(8)相互咬合对接，上下两层消能生态墙体之间，相邻两块生态护岸咬合砖之间形成的对接缝相互错开；带桩加固墙(14)设置在消能生态墙(15)与河堤垂直面(13)之间，在带桩加固墙(14)上所有生态护岸咬合砖的迎水面(3)或背水面(4)朝上，上叠加面(5)或下叠加面(6)带浆与消能生态墙(15)对接成一体，在带桩加固墙(14)上所有生态护岸咬合砖按行和列分布排列对接，沿高度方向由生态护岸咬合砖上下直线叠加形成垂直固化柱，在每根垂直固化柱中从迎水面(3)上的加桩固化通孔(9)中插入一根垂直螺纹钢筋(17)，垂直螺纹钢筋(17)的底部固定在河堤的水平基础面(12)上的混凝土固定层上，在加桩固化通孔(9)中注入混凝土与垂直螺纹钢筋(17)形成加固桩，在带桩加固墙(14)的顶层所有垂直螺纹钢筋(17)的顶端均与水平设置的水平螺纹钢筋(18)固定成一体，并用混凝土现浇形成堤坝护岸顶部混凝土结面(19)。