CN107237292B - 一种黄河下游宽滩区避水村台 - Google Patents

一种黄河下游宽滩区避水村台 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种黄河下游宽滩区避水村台，属于防洪工程技术领域，其IPC分类号为E02B 1/00，E02B 3/26。本发明的避水村台，采用塑钢板桩防护墙、填充料和锚杆三者的结合结构作为村台外围结构，采用黄河泥沙、水玻璃和炉灰、矿渣、或粉煤灰配制填充料，填充料强度可达到5～20MPa，在满足村台防护强度的前提下，大大节约了投资，具有显著的经济、环境和社会效益。

Description

一种黄河下游宽滩区避水村台
技术领域：
本发明涉及一种黄河下游宽滩区的避水村台，其IPC国际专利分类号为E02B 1/00，E02B 3/26，属于防洪工程技术领域。
背景技术：
黄河是中华民族的母亲河，同时它也是一条多灾害河流，历史上黄河下游洪灾频繁。黄河干流在孟津县白鹤由山区进入平原，桃花峪以下长786km为下游河道，流域面积2.3万km2，它历来都是防洪的重点河段。黄河下游河道内分布有广阔的滩地，总面积3544km2，占河道面积的84％，涉及河南、山东两省14个地(市)44个县(区)，滩区内有耕地25万hm2，村庄2056个，人口190万。黄河下游河道陶城铺以上河段，两岸的黄河大堤堤距达5～20km，该河段相应的滩区常被称为宽滩区，面积约2770km2，占下游滩区面积的78％。黄河下游宽滩区不仅是防御大洪水时行洪、滞洪、沉沙的重要场所，也是滩区人民群众生活的家园。
修筑村台是黄河下游滩区人民躲避洪水，抵御侵袭的一种重要的防灾措施。国务院2013年3月批复的《黄河流域综合规划(2012～2030年)》提出就地建大村台、临时撤离、外迁3种滩区人口安置方式，即原地避洪、转移安置避洪和村庄外迁3种方案。自1974年起，黄河下游滩区开始修筑村台，截止2000年底，共修筑避水村台面积7354.63万m2。到2010年，以河南滩区为例，546个村庄修建了村台或避水楼等就地避洪设施。按照国函[2002]61号《国务院关于黄河近期重点治理开发规划的批复》，“村台防洪标准为防御花园口站12370m3/s洪水(20年一遇)”。
目前，黄河下游滩区已修筑的避水村台多是用滩区的黄河泥沙淤筑堆砌而成，采用简单沙土堆砌方法修建的村台在遇到暴雨时，很容易被水流冲刷侵蚀，造成边坡滑塌，危及村台及房屋安全。一旦发生洪水上滩，由于村台未设防冲设施，存在受局部水流淘刷出险的可能。并且村台四面环水，被水长期浸泡后很容易出现不均匀沉陷，还有坍塌的威胁，危及人民群众的生命财产安全。因此，建造新型的黄河下游宽滩区避水村台，保障人民群众生命财产安全，是黄河下游滩区安全建设面临的一个难题。
发明内容：
本发明针对目前黄河下游宽滩区洪水防护的需求，发明了一种新的避水村台。该村台具有较强的抗冲抗侵蚀能力和边坡稳定性，使村台防洪减灾的功能得到有效发挥。
本发明的技术方案如下：
一种黄河下游宽滩区避水村台，包括塑钢板桩、填充料、锚杆和村台主体，在所述村台主体边坡的坡脚外围1～2m处竖直安装塑钢板桩，所述塑钢板桩总高度为2.5m，其中打入地下1m，地上1.5m，相邻的两块塑钢板桩之间利用卡槽进行连接固定，形成围绕村台主体一周的塑钢板桩防护墙；所述填充料填充在所述塑钢板桩防护墙和所述村台主体之间，所述填充料由70％-85％的黄河泥沙、2％-5％的水玻璃、4％-10％的掺合料和10-20％水(重量百分比)混合并搅拌均匀制成，其中，所述掺合料选用炉灰、矿渣或粉煤灰，所述水玻璃的模数为2.6～2.8，所述黄河泥沙粒径应大于0.05mm；所述锚杆将所述塑钢板桩防护墙和所述填充材料锚固在一起。
本发明的黄河下游宽滩区避水村台，发明点体现在以下几个方面：
(1)本发明采用塑钢板桩防护墙、填充料和锚杆三者的结合构建避水村台，施工简单、快捷，防护效果好；(2)填充料用量巨大，主要配方材料采用黄河泥沙，不需要花钱购买，而且可以就近取材，运输费用低；(3)填充料选用的配方材料水玻璃，现阶段也基本上是采用矿山、冶炼废料制成，价格低廉，而且大大减少了矿山废料对环境的污染；(4)大量采用黄河泥沙，解决了黄河清淤产生的大量泥沙无处堆积的困难，变废为宝；(5)填充料选用炉灰、矿渣或粉煤灰作为掺合料，大大减少了矿山、冶炼废料对环境的污染；(6)通过大量的室内和现场试验、验证，确定了填充料应采用粒径大于0.05mm的黄河泥沙，水玻璃模数应当在2.6～2.8之间，本发明的填充料强度可达到5～20MPa，被洪水围困多日不会溃散，在满足滩区防洪要求的前提下，大大节约了投资，具有显著的经济、环境和社会效益。
附图说明：
图1为本发明的避水村台纵剖面示意图；
图2为本发明的避水村台俯视图；
图3为本发明采用的塑钢板桩示意图。
图中，1为塑钢板桩，2为填充料，3为锚杆，4为村台主体，5为二十年一遇洪水位，6为滩面，7为村台面。
具体实施方式：
下面结合附图1-3，对本发明做详细说明。
本发明的黄河下游宽滩区避水村台，包括塑钢板桩1、填充料2、锚杆3和村台主体4，在所述村台主体4边坡的坡脚外围1～2m处竖直安装塑钢板桩1，所述塑钢板桩1总高度为2.5m，其中打入地下1m，地上1.5m，相邻的两块塑钢板桩1之间利用卡槽进行连接固定，形成围绕村台主体4一周的塑钢板桩防护墙；所述填充料2填充在所述塑钢板桩防护墙和所述村台主体4之间，所述填充料2由70％-85％的黄河泥沙、2％-5％的水玻璃、4％-10％的掺合料和10-20％水(重量百分比)混合并搅拌均匀制成，其中，所述掺合料选用炉灰、矿渣或粉煤灰，所述水玻璃的模数为2.6～2.8，所述黄河泥沙粒径应大于0.05mm；所述锚杆3将所述塑钢板桩防护墙和所述填充材料2锚固在一起。
其具体实施步骤如下：
步骤一、采挖黄河泥沙。在黄河河道取黄河泥沙时，一般将距离施工地最近并且运输方便的黄河主河道作为取沙场，以节约运输时间和运输费用。发明人经过大量的现场和实验室试验，发现粒径小于0.05mm的黄河泥沙，与水玻璃和掺合料结合后形成的填充料，其强度和耐久性难以满足长期的防冲抗冲要求，因此，本发明采用的黄河泥沙粒径应大于0.05mm，其容重和含水率没有固定要求。黄河泥沙的粒径一般和河床的淤积深度成正比，即河床表层的泥沙粒径最小。应先对取沙河道的淤积泥沙进行垂直取样，确定泥沙的粒径～深度关系，在泥沙粒径大于0.05mm的深度以下采挖泥沙。
步骤二、设置塑钢板桩防护墙。在村台主体4边坡的坡脚外围1～2m处竖直安装塑钢板桩1，所述塑钢板桩1总高度为2.5m，其中打入地下1m，地上1.5m，相邻的两块塑钢板桩1之间利用卡槽进行连接固定，形成围绕村台主体4一周的塑钢板桩防护墙。清理村台主体4与塑钢板桩连续墙之间的杂草和泥土。塑钢板桩是由高分子强化复合材料一次挤压成型的高强度材料，采用大惯性矩截面设计，搭配多向凹凸接头，组合成为连续性高强度、高抗侧弯性的防护墙。它抗水压能力强，挡水密封效果好，便于快速安装及拆卸，工作效率高，对土壤和水体等环境无不利影响，且可重复使用和再生利用。该防护墙能有效抵御洪水期局部水流的淘蚀和冲刷，降低村台出险的机率。
步骤三、配制填充料。将70％-85％的黄河泥沙、2％-5％的水玻璃、4％-10％的掺合料和10-20％水(重量百分比)进行混合并搅拌均匀，制成填充料2。所述掺合料选用炉灰、矿渣或粉煤灰；所述水玻璃的模数为2.6～2.8，由郑州中扬化工产品有限公司生产。水玻璃是为激发泥沙中的活性矿物以生成一种凝胶类物质，主要是无定型胶凝物质和碳酸钙，相对均匀地分布在泥沙的表面和泥沙颗粒之间，将松散的泥沙固结为一个整体。在村台主体4和塑钢板桩防护墙之间填入所述填充料2，凝固成形。
步骤四、设置锚杆。从所述塑钢板桩防护墙的外侧打入锚杆3，将所述塑钢板桩防护墙和所述填充料2锚固在一起。所述锚杆3采用自旋进锚杆，采用良好的无缝钢管材料，可以增加两者的粘聚性，减小滑塌的威胁。锚杆3的长度为1.5～1.8米。
经检测，本发明的填充料强度可达到5～20MPa，被洪水围困多日不溃散，完全满足黄河滩区的防洪要求。

Claims (1)

1.一种黄河下游宽滩区避水村台，其特征在于，包括塑钢板桩(1)、填充料(2)、锚杆(3)和村台主体(4)，在所述村台主体(4)边坡的坡脚外围1～2m处竖直安装所述塑钢板桩(1)，所述塑钢板桩(1)总高度为2.5m，其中打入地下1m，地上1.5m；相邻的两块塑钢板桩(1)之间利用卡槽进行连接固定，形成围绕村台主体(4)一周的塑钢板桩防护墙；所述填充料(2)填充在所述塑钢板桩防护墙和所述村台主体(4)之间，所述填充料(2)由70％-85％的黄河泥沙、2％-5％的水玻璃、4％-10％的掺合料和10-20％水(重量百分比)混合并搅拌均匀制成，其中，所述掺合料选用炉灰、矿渣或粉煤灰，所述水玻璃的模数为2.6～2.8，所述黄河泥沙粒径应大于0.05mm；所述锚杆(3)将所述塑钢板桩防护墙和所述填充材料(2)锚固在一起。
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