CN108166442A - 一种适用于岛礁地形的防浪护岸装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于岛礁地形的防浪护岸装置，包括设置在岛礁远岸一侧的固定挡墙和升降挡墙，其中，所述固定挡墙固定设置在岛礁上，所述升降挡墙可升降装配在固定挡墙内，所述升降挡墙上设置有若干湍流增强孔，所述湍流增强孔内装配有湍流增强器，本发明可以有效应对不同的台风浪级别、潮位等设计工况，建成后不影响岛礁上的珊瑚等生物的生存环境的同时，达到缓解建设成本与陆域面积利用之间的矛盾的目的，可在各大海域的珊瑚岛礁开发过程中进行推广。

Description

一种适用于岛礁地形的防浪护岸装置

技术领域

本发明涉及海岸防护工程技术领域，特别是一种适用于岛礁地形的防浪护 岸装置。

背景技术

目前对南中国海珊瑚岛礁开发的步伐日益加快。此类岛礁工程通常在远离 大陆和海况恶劣的远海地区，建设和维护成本大。此类岛礁工程通常远离大陆， 常常受到风暴潮的影响，建设和维护成本大，如何保障该类工程的有效建设和 正常运营已成为亟待解决的一个问题。

台风造成的风暴潮是一种灾害性的自然现象，由于强风和气压骤变导致海 水异常升降，如果遇到强烈的低气压风暴涌浪形成的高涌浪与天文高潮叠加则 会形成更强的破坏力。风暴潮(含近岸浪)是我国东南部水文气象灾害中最严 重的海洋灾害。

珊瑚礁地形通常由连接深海海床的礁前斜坡和延伸向海岸的水平礁坪组 成，礁前斜坡与礁坪相接处叫做礁缘。波浪从深水区传播至礁前斜坡时水深急 剧变浅，在斜坡靠礁缘的附近发生破碎，同时消耗大量的能量，所以珊瑚礁是 海岸线的天然保护屏障。当前针对风暴潮常用的护岸措施有海墙、防波堤等。 但是传统的护岸结构自重较大，对地基承载力要求高，不太适用于南海岛礁附 近由珊瑚沙快速吹填而成的陆地；同时由于南海岛礁地处偏远，台风浪、潮汐 等水文气象资料十分匮乏，严重制约了此类护岸结构的防浪设计标准的确定。 此外，此类固定设置的护岸结构会对岛礁的水沙运动造成永久影响，改变珊瑚 的原始生存环境，影响珊瑚礁的生态恢复。

同时，在南海岛礁上建设人工防浪护岸构筑物存在着一个工程设计难题： 从利用更多的填礁陆域面积考虑，此类防护结构应设置在离海岸尽量远处，也 就是礁缘附近，这样导致珊瑚礁本身的消浪特性有所降低，人工护岸设施的防 浪设计标准则需要提高，造价成本增大；反之，若从节省此类防护结构造价考 虑，则需将其建设在礁坪的深处，这样可利用的陆域面积则大为减小。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有的护岸措施对珊瑚岛礁存在的设计难 题和造成的生态影响，提供一种适用于岛礁地形的防浪护岸装置。

本发明采用如下技术方案实现：

一种适用于岛礁地形的防浪护岸装置，包括设置在岛礁远岸一侧的固定挡 墙2和升降挡墙3，其中，所述固定挡墙2固定设置在岛礁1上，所述升降挡墙 3可升降装配在固定挡墙2内，所述升降挡墙3上设置有若干湍流增强孔305。

进一步的，所述固定挡墙2内部沿竖直方向固定设有液压升降臂4，所述液 压升降臂4的升降端通过液压升降控制板42与升降挡墙3连接。

进一步的，所述固定挡墙2和升降挡墙3均包括前挡墙和侧挡墙，所述前 挡墙正对洋流海浪方向，所述侧挡墙分别连接在前挡墙的两竖直侧边后方，并 且垂直于前挡墙；所述湍流增强孔305开设在升降挡墙3的前挡墙上。

进一步的，所述固定挡墙2和升降挡墙3的侧挡墙后侧分别设有支撑结构。

具体的，所述固定挡墙2的支撑结构为与固定挡墙的侧挡墙一体设置在岛 礁上的固定支撑底座203。

具体的，所述升降挡墙3的支撑结构包括升降支撑杆303和升降支撑座304， 所述升降支撑杆303一端与升降挡墙3的顶端铰接，另一端与固定设置在固定 挡墙后侧的升降支撑座304滑动装配，所述升降支撑座304内沿升降支撑杆303 的滑动方向设有液压支撑臂5，所述液压支撑臂5对升降支撑杆303的端部形成 滑动限位。

进一步的，所述液压升降臂4及其连接的升降液压系统41为两组，分别设 置在固定挡墙2两侧的侧挡墙内部，所述固定挡墙2的侧挡墙内部和前挡墙之 间以及升降挡墙3的侧挡墙内部和前挡墙之间密封隔离，所述液压升降臂4和 升降液压系统41套装在可折叠密封套43内。

进一步的，所述固定挡墙2的底部设有泄压通道。

进一步的，所述湍流增强孔305内装配有湍流增强器6，所述湍流增强器6 包括沿轴向固定装配在湍流增强孔305内的若干螺旋叶片。

在本发明的一种适用于岛礁地形的防浪护岸装置中，所述固定挡墙2和升 降挡墙3分段设置，并沿岛礁的远岸一侧拼接成连续整段挡墙。

本发明主体采用可升降的挡墙结构，在挡墙的两侧后方设支撑结构，整体 结构稳定性，可有效应对极端波浪与强海流环境，且施工和维护便利。

本发明利用液压驱动的方式控制挡墙的升降，传动力大且过程平稳；升降 挡墙可以根据台风海浪等级和潮位人工调节升降高度，可灵活适用不同的防浪 标准；升降挡墙反射大部分的海浪冲击能量外，部分的波浪还能透过升降挡墙 内置的湍流增强器进一步提高消能效果；在正常的海况时，升降挡墙收回下降， 保证流经岛礁的正常水沙运动，不影响岛礁上的珊瑚等生物的正常生态环境。

由上所述，本发明提供的一种适用于岛礁地形的防浪护岸装置，可以有效 应对不同的台风浪级别、潮位等设计工况，在不影响岛礁上的珊瑚等生物的生 存环境的同时，达到缓解建设成本与陆域面积利用之间的矛盾的目的，可在各 大海域的珊瑚岛礁开发过程中进行推广。

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为实施例中的防浪护岸装置在岛礁上的安装示意图。

图2为实施例中的防浪护岸装置在升降挡墙升起状态下的整体结构示意图。

图3为实施例中的固定挡墙和升降挡墙之间的升降连接示意图以及支撑结 构示意图。

图4为实施例中的固定挡墙和升降挡墙的前挡墙结构示意图。

图5为实施例中的湍流增强器的结构示意图。

图中标号：1-岛礁，2-固定挡墙，201-固定前挡墙，202-固定侧挡墙，203- 固定支撑底座，204-泄压孔，3-升降挡墙，301-升降前挡墙，302-升降侧挡墙， 303-升降支撑杆，304-升降支撑座，305-湍流增强孔，4-液压升降臂，41-升降液 压系统，42-液压升降控制板，43-可折叠密封套，5-液压支撑臂，51-支撑液压系 统，6-湍流增强器，61-安装套。

具体实施方式

实施例

参见图1，图示中的由若干段固定挡墙2和升降挡墙3在岛礁1的远岸一侧 的连续挡墙为本发明中的防浪护岸装置的优选方案。

具体如图2所示，该防浪护岸装置的固定挡墙2为固定设置在岛礁1上的 基础，可通过地锚基础锚固在岛礁1上，固定挡墙2内部设有容纳升降挡墙3 的空腔，升降挡墙3可整体收回在固定挡墙2内，同时也可通过固定挡墙2内 设置的升降系统从固定挡墙2内升高。

为了提高固定挡墙2和升降挡墙3整体的结构可靠性，本实施例将固定挡 墙2和升降挡墙3设置呈凹形的嵌套结构。

具体的，固定挡墙2包括一个固定前挡墙201和两个固定侧挡墙202，其中 固定前挡墙201正对洋流海浪方向，为阻挡海浪能量的主要墙体，两个固定侧 挡墙202分别连接在固定前挡墙201的两竖直侧边后方，并且垂直于固定前挡 墙201设置，形成一个凹形墙体结构，通过固定侧挡墙提高固定前挡墙的抗推 到能力。

同样的，升降挡墙3也包括一体连接的一个升降前挡墙301和两个升降侧 挡墙302，升降前挡墙301和升降侧挡墙302形成与固定挡墙2相同的凹形墙体 结构，其中升降前挡墙301插嵌在固定前挡墙201的内腔升降，升降侧挡墙302 插嵌在固定侧挡墙202的内腔升降。

为了进一步提高固定挡墙2和升降挡墙3的结构强度，在固定挡墙2的固 定侧挡墙202和升降挡墙3的升降侧挡墙302后侧分别设有支撑结构。

具体结合参见图3，固定挡墙2的支撑结构为与固定挡墙的侧挡墙一体设置 在岛礁上的固定支撑底座203，固定支撑底座203采用稳定的三角支撑结构或梯 形支撑结构。

升降挡墙3的支撑结构包括两组升降支撑杆303和升降支撑座304，两组升 降支撑杆303的一端分别与两侧的升降侧挡墙302的顶端铰接，另一端通过滑 轮分别与两组升降支撑座304滑动装配，两组升降支撑座304分别固定设置在 固定挡墙的固定支撑底座203的后方，在固定支撑底座203内设置滑道，升降 支撑杆303的端部滑动装配在该滑道内，在升降挡墙3整体升降的过程中，升 降支撑杆303一端随升降挡墙3做竖直升降，另一端则在升降支撑座304内通 过滑轮可沿内部的滑道进行滑移，使升降支撑杆303始终对升降挡墙形成一个 三角支撑结构。在升降支撑座304内沿升降支撑杆303的滑动方向设有液压支 撑臂5，液压支撑臂5为一液压伸缩油缸，在支撑液压系统51控制液压支撑臂 5随着升降支撑杆303在升降支撑座内的直线滑移而进行适应伸缩，使液压支撑 臂5始终从后方对升降支撑杆303的端部形成限位，保证升降支撑杆形成对升 降挡墙形成有效的支撑。

本实施例中的升降挡墙3和固定挡墙2之间的升降驱动通过固定挡墙2内 部沿竖直方向固定设有液压升降臂4实现，该液压升降臂4为一液压伸缩油缸， 液压升降臂4及其连接的升降液压系统41为两组，分别设置在固定挡墙2两侧 的固定侧挡墙202内部，液压升降臂4的固定端固定支撑在固定侧挡墙202的 内腔底部，液压升降臂4的升降端通过液压升降控制板42与升降挡墙3的顶端 连接。

具体关于液压升降臂4的升降液压系统41以及液压支撑臂5的支撑液压系 统，均为现有的带锁止功能的液压缸控制系统，本实施例在此不对其液压系统 进行赘述。液压系统的驱动电源可连接至岸上的电网，或者是设置在没有电网 的岛屿上的风能发电装置或波浪能发电装置。

为了保证液压升降臂4的可靠运行，可将固定侧挡墙202内腔和固定前挡 墙201之间密封隔离，同时将升降侧挡墙302和升降前挡墙301之间密封隔离， 并且将液压升降臂4及其连接的升降液压系统41套装在可折叠密封套43内， 该折叠密封套的拉伸长度超过液压升降臂的最长长度，可随着液压升降臂4的 收回进行压缩折叠。液压支撑臂5及其连接的支撑液压系统51同样可采用该种 密封结构。

由于升降挡墙3在下降收回到固定挡墙2内的过程中，会对固定挡墙2内 腔进入的海水形成挤压，为了保证升降挡墙3的正常下降，本实施例在固定挡 墙2的底部设有泄压通道，如图2和图4中，设置于固定前挡墙201底部的一 排泄压孔204。

如图4所示，在遇到较大强度的海浪洋流时，为了避免挡墙超过设计的承 载强度，本实施例还在升降挡墙3的升降前挡墙301上设置有若干湍流增强孔 305，湍流增强孔305内装配有如图5所示的湍流增强器6，湍流增强器6包括 沿轴向固定装配在湍流增强孔305内的若干螺旋叶片，海浪冲击到升降前挡墙 301上时，部分的海水会进入湍流增强孔305，并沿着湍流增强器6的螺旋叶片 形成湍流通过湍流增强孔，消耗掉该部分海水的冲击能量，提高了挡墙的消能 效果，保证了挡墙能够具有更高的设计强度。为了方便低湍流增强器6进行安 装和拆卸，可将湍流增强器6先装配在安装套61内，在将安装套61固定插装 到湍流增强孔305内。

以上实施例是对本发明的说明，并非对本发明的限定，本行业的技术人员 应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是 说明本发明的具体工作原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还 会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发 明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种适用于岛礁地形的防浪护岸装置，其特征在于：包括设置在岛礁远岸一侧的固定挡墙(2)和升降挡墙(3)，其中，所述固定挡墙(2)固定设置在岛礁(1)上，所述升降挡墙(3)可升降装配在固定挡墙(2)内，所述升降挡墙(3)上设置有若干湍流增强孔(305)。

2.根据权利要求1所述的一种适用于岛礁地形的防浪护岸装置，所述固定挡墙(2)内部沿竖直方向固定设有液压升降臂(4)，所述液压升降臂(4)的升降端通过液压升降控制板(42)与升降挡墙(3)连接。

3.根据权利要求2所述的一种适用于岛礁地形的防浪护岸装置，所述固定挡墙(2)和升降挡墙(3)均包括前挡墙和侧挡墙，所述前挡墙正对洋流海浪方向，所述侧挡墙分别连接在前挡墙的两竖直侧边后方，并且垂直于前挡墙；所述湍流增强孔(305)开设在升降挡墙(3)的前挡墙上。

4.根据权利要求3所述的一种适用于岛礁地形的防浪护岸装置，所述固定挡墙(2)和升降挡墙(3)的侧挡墙后侧分别设有支撑结构。

5.根据权利要求4所述的一种适用于岛礁地形的防浪护岸装置，所述固定挡墙(2)的支撑结构为与固定挡墙的侧挡墙一体设置在岛礁上的固定支撑底座(203)。

6.根据权利要求4所述的一种适用于岛礁地形的防浪护岸装置，所述升降挡墙(3)的支撑结构包括升降支撑杆(303)和升降支撑座(304)，所述升降支撑杆(303)一端与升降挡墙(3)的顶端铰接，另一端与固定设置在固定挡墙后侧的升降支撑座(304)滑动装配，所述升降支撑座(304)内沿升降支撑杆(303)的滑动方向设有液压支撑臂(5)，所述液压支撑臂(5)对升降支撑杆(303)的端部形成滑动限位。

7.根据权利要求3所述的一种适用于岛礁地形的防浪护岸装置，所述液压升降臂(4)及其连接的升降液压系统(41)为两组，分别设置在固定挡墙(2)两侧的侧挡墙内部，所述固定挡墙(2)的侧挡墙内部和前挡墙之间以及升降挡墙(3)的侧挡墙内部和前挡墙之间密封隔离，所述液压升降臂(4)和升降液压系统(41)套装在可折叠密封套(43)内。

8.根据权利要求1所述的一种适用于岛礁地形的防浪护岸装置，所述固定挡墙(2)的底部设有泄压通道。

9.根据权利要求1所述的一种适用于岛礁地形的防浪护岸装置，所述湍流增强孔(305)内装配有湍流增强器(6)，所述湍流增强器(6)包括沿轴向固定装配在湍流增强孔(305)内的若干螺旋叶片。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种适用于岛礁地形的防浪护岸装置，所述固定挡墙(2)和升降挡墙(3)分段设置，并沿岛礁的远岸一侧拼接成连续整段挡墙。