CN108532540A - 棉花秸秆拱疏排桩航道护岸系统及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种棉花秸秆拱疏排桩航道护岸系统及其施工方法,该系统包括木桩、棉花秸秆拱和内装土的土工布袋,所述木桩沿航道护岸线成排设置,所述棉花秸秆拱设置在相邻木桩之间,所述棉花秸秆拱的两端均抵靠在木桩上;所述棉花秸秆拱由若干浸泡桐油后的棉花秸秆捆扎制成,整体呈拱状;所述土工布袋抵靠在棉花秸秆拱上,所述土工布袋靠近棉花秸秆拱的一侧与棉花秸秆拱形状相匹配。该方法包括制作棉花秸秆拱、打设木桩和安装棉花秸秆拱、布设拱形土工布袋等步骤。本发明不但防水土流失护坡效果好、成本低,而且使用寿命较长。
Description
技术领域
本发明涉及一种棉花秸秆拱疏排桩航道护岸系统及其施工方法,属于边坡防护技术领域。
背景技术
为防止水土流失、岸坡坍塌,需要对航道进行防护,目前航道护岸的主要结构形式仍为砼重力式护岸。但是由于建筑材料价格上涨、生态效果不佳等原因,这种传统结构的缺点日益明显。江苏省航道管理部门与相关方面在生态护岸方面作了许多尝试,在木桩护岸方面取得了许多有益的成果。木桩护岸包括密排木桩结构以及疏排木桩+竹篱结构,这两种结构适用于河口较宽阔,后方坡面较缓,岸坡稳定的航道,主要起防护坡脚、防止水土流失的作用。经试验表明,第一种结构在应用数年后大部分能够保持良好。但第二种结构没有能够发挥应有的功能,挡土功能没有实现,竹篱基本破坏,桩后土体流失严重。
密排木桩结构虽然挡土性能较好,但是所用木桩数量多(木桩护岸一般采用梢径不小于12厘米、长度4-5米的杉木桩,杉木桩的顶端直径在20厘米左右)。以单排木桩护岸为例,密排桩护岸一般每延米用桩5根,而疏排桩护岸结构用桩每延米2-2.5根。由此可见,从用桩量上看,疏排桩方案木桩用量仅为密排桩方案的50%。随着国家对生态保护工作重视程度的日益提高,工程用木材的供应量也将与砂石料一样越来越少,价格也将越来越高。为此,进一步深入研究改进疏排木桩护岸方案,在保留其用木材量小的优点的基础上,实现其应有的护岸作用,具有良好的社会与经济价值。
发明内容
本发明要解决技术问题是:提供一种防水土流失效果好、成本低、使用寿命长的疏排桩航道护岸系统及其施工方法。
为了解决上述技术问题,本发明提出的技术方案之一是:一种棉花秸秆拱疏排桩航道护岸系统,包括木桩、棉花秸秆拱和内装土的土工布袋,所述木桩沿航道护岸线成排设置,所述棉花秸秆拱设置在相邻木桩之间,所述棉花秸秆拱的两端均抵靠在木桩上;所述棉花秸秆拱由若干浸泡桐油后的棉花秸秆捆扎制成,整体呈拱状;所述土工布袋抵靠在棉花秸秆拱上,所述土工布袋靠近棉花秸秆拱的一侧与棉花秸秆拱形状相匹配。
为了解决上述技术问题,本发明提出的技术方案之二是:一种棉花秸秆拱疏排桩航道护岸系统的施工方法,包括以下步骤:
步骤一、制作棉花秸秆拱
将棉花秸秆去根、去梢、去枝蔓后进行桐油浸泡防腐,然后将所述棉花秸秆交错搭接,逐层放入预制好的拱形模具中进行压密,然后在拱形方向上每隔20-30厘米采用自锁式尼龙扎带交叉捆扎,最后在棉花秸秆长度方向上每隔40-50厘米,用自锁式尼龙扎带进行捆扎,即形成棉花秸秆拱;
步骤二、打设木桩并安装棉花秸秆拱
沿航道护岸每延米打设2-2.5根木桩,在木桩远离水体的后方开挖沟槽至设计高程,沟槽后边线距木桩1-1.5米,在相邻两根木桩之间安装棉花秸秆拱,棉花秸秆拱的两端抵靠在木桩上并以铁钉临时固定,所述木桩和棉花秸秆拱的顶部高程位于航道常水位以下10-20厘米;
步骤三、布设拱形土工布袋
将土工布裁剪成3.5-4米宽的长条布带后布置在木桩后方的沟槽内;将土工布靠近棉花秸秆拱的前口提起1.5-2米,竖直固定在棉花秸秆拱上,其余的土工布首先平铺在沟槽内,剩余的土工布沿沟槽提起,放在沟槽外侧或者固定在沟槽壁上,使土工布形成U形开口的布袋;往布袋中回填土并夯实后,将土工布缝合形成土工布土袋。
本发明是对现有的疏排木桩+竹篱航道护岸结构的改进,申请人经过长期的研究发现,现有的疏排木桩+竹篱航道护岸结构如图1所示,竹篱比较单薄,在两个木桩1之间直立平面布置时,呈简支梁受力状态,易受后方土压力而向前方拱出变形,变形后的竹篱12如图1中虚线所示,与变形前的竹篱10相比明显向前拱出。竹篱变形后,支挡功能失去或者大大消减,后方的土体在水流及波浪的扰动下就会逐步松动、松散、流失。另外,现有技术中竹篱未采取防腐措施且往往设置的位置偏高,水位变动区及以上部位干湿交替及日晒雨淋的环境,加速了老化破坏进程。
本发明将棉花秸秆预制成棉花秸秆拱,以木桩为支撑点,可以充分发挥拱形结构良好的承压能力特性,大大减少此类护岸木桩的使用数量。本发明以拱形结构对抗后方的土压力,可以有效避免结构变形,其缘由是棉花秸秆可以与拱形结构形式很好地相结合,棉花秸秆拱在后方土压力的挤压作用下会越发紧密密实,这是棉花秸秆制成的拱形结构的优势所在,也是本发明的重要创新点,其防漏及支挡功能随着时间的延长而加强。另外,本发明通过将棉花秸秆浸泡桐油,可以提高棉花秸秆的防腐能力,延长寿命。
本发明中的护岸系统所采用的棉花秸秆为可再生农业废弃物,有其显著的独特性:1)与目前常用护岸中的竹篱与木桩相比,棉花秸秆具有显著的经济优势,将其替代竹篱或部分木桩应用于护岸系统,施工经济效应巨大。2)棉花秸秆犹如小树一般,拥有一定的天然刚度与强度,再将其密集扎绑成整体,其刚度强度显著增强,其挡土的功效是其他农业废弃物不可比拟的,也远非目前常用护岸系统中的竹篱能比。
本发明将棉花秸秆密集捆绑成整体,再加上两端的木桩以及后面装土的土工布袋支挡,其挡土效果与目前常用护岸中的密排木桩大致相当,但密排木桩结构相比,本发明节省了大量宝贵的木桩资源。
本发明在布设土工布袋时,就地取土,现场施工,将挖沟槽等其他施工过程产生的土直接回填,与现有技术中是直接将装好土的土工布袋运至施工现场相比,本发明仅需要运输土工布,因此大大减少了工作量,从而提高了施工效率。
上述技术方案之一还可以作以下改进:1)所述土工布袋远离棉花秸秆拱的一侧设有活体柳树桩。2)所述木桩和棉花秸秆拱的顶部高程位于航道常水位以下10-20厘米。3)所述棉花秸秆拱的两端设有与木桩相贴合的弧形槽。
上述技术方案之二还可以作以下改进:1)所述土工布袋远离棉花秸秆拱的一侧安装活体柳树桩,所述活体柳树桩与木桩通过双道钢丝连接。2)在制作棉花秸秆拱时,所述棉花秸秆拱的两端端口处的相邻两道扎带间通过沿棉花秸秆拱的长度方向设置的系带拉紧,并在端口处形成中间内陷且与木桩相贴合的弧形槽。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是现有技术中疏排木桩+竹篱航道护岸结构中竹篱受力变形的示意图。
图2是本发明实施例的立面结构示意图。
图3是本发明实施例的平面结构示意图。
图4是棉花秸秆捆扎平面示意图。
图5是土工布袋和棉花秸秆拱的配合示意图。
图6是制作棉花秸秆拱的方法示意图。
图7是拱形模具的结构示意图。
图8是棉花秸秆拱的受力示意图。
附图标记:木桩1,棉花秸秆拱2,土工布袋3,活体柳树桩4,棉花秸秆5,扎带6,系带7,钢丝8,植被9,变形前的竹篱10,变形后的竹篱12,拱形模具15。
具体实施方式
实施例一
本实施例为一种棉花秸秆拱疏排桩航道护岸系统,如图2和图3所示,包括木桩1、棉花秸秆拱2和内装土的土工布袋3,所述木桩1沿航道护岸线成排设置,所述棉花秸秆拱2设置在相邻木桩1之间,所述棉花秸秆拱2的两端均抵靠在木桩1上;所述棉花秸秆拱2由若干浸泡桐油后的棉花秸秆5通过扎带6捆扎制成,整体呈拱状;所述土工布袋3抵靠在棉花秸秆拱2上,所述土工布袋3靠近棉花秸秆拱2的一侧与棉花秸秆拱2形状相匹配。
本实施例通过将棉花秸秆5预制成棉花秸秆拱6,以拱形结构对抗后方的土压力,其受力示意图如图8所示,可以有效避免结构变形;且棉花秸秆拱在挤压作用下可形成更紧密的结构,其防漏及支挡功能会随着时间的延长而加强。
本实施例还可以作以下改进:
1)如图2和图3所示,所述土工布袋3远离棉花秸秆拱2的一侧设有活体柳树桩4,活体柳树桩4与木桩1通过双道镀锌钢丝8连接,活体柳树桩4既起到了加固木桩1的作用,同时又具有固岸、绿化的作用,护岸边坡上还种植有芦苇等植被9用于绿化边坡等。
2)所述木桩1和棉花秸秆拱2的顶部高程位于航道常水位以下10-20厘米,可以减少木桩1及棉花秸秆2暴露在空气中的时间,从而减少外部环境对棉花秸秆拱2的不利影响。
3)所述棉花秸秆拱2的两端设有与木桩1相贴合的弧形槽(可参见图6上部的内陷凹槽),这样可以更好地与木桩1贴合。
实施例二
实施例为实施例一中棉花秸秆拱疏排桩航道护岸系统的施工方法,包括以下步骤:
步骤一、制作棉花秸秆拱
将棉花秸秆5去根、去梢、去枝蔓后进行桐油浸泡防腐,然后如图4和图6所示,将所述棉花秸秆5交错搭接,逐层放入预制好的拱形模具15中进行压密,然后在拱形方向上每隔20-30厘米采用自锁式尼龙扎带6交叉捆扎,最后在棉花秸秆长度方向上每隔40-50厘米,用自锁式尼龙扎带进行捆扎,尼龙扎带相互交叉连成一起,即形成棉花秸秆拱2。
拱形模具15如图7所示,整体为框架结构,为方便用扎带捆扎棉花秸秆以及压实捆扎好的棉花秸秆,中间空心部分为需要预制的棉花秸秆拱形状。拱形模具15的一端用铁皮板封闭,其另一端开口,这样棉花秸秆5制作完成后可以从开口端拉出。
步骤二、打设木桩并安装棉花秸秆拱
沿航道护岸每延米打设2-2.5根木桩1,在木桩1远离水体的后方开挖沟槽至设计高程,沟槽后边线距木桩1-1.5米,在相邻两根木桩1之间安装棉花秸秆拱2,棉花秸秆拱2的左、右两端抵靠在木桩上并以铁钉临时固定,所述木桩1和棉花秸秆拱2的顶部高程位于航道常水位以下10-20厘米。
步骤三、布设拱形土工布袋
将土工布裁剪成3.5-4米宽的长条布带后布置在在木桩1后方的沟槽内;将土工布靠近棉花秸秆拱2的前口提起1.5-2米,竖直固定在棉花秸秆拱2上,其余的土工布首先平铺在沟槽内,剩余的土工布沿沟槽提起,放在沟槽外侧或者固定在沟槽壁上,使土工布形成U形开口的布袋;往布袋中回填土并夯实后,将土工布缝合形成土工布土袋3。如图5所示,布设好的土工布袋3紧靠在棉花秸秆拱2上。
本实施例还可以作以下改进:
1)如图1和图2所示,在所述土工布袋3远离棉花秸秆拱2的一侧安装活体柳树桩4,所述活体柳树桩4与木桩1通过双道钢丝8连接。
2)如图6和图7所示,拱形模具15的铁皮板封闭的一端中部设有朝向开口端的凸起,在制作棉花秸秆拱2时,所述棉花秸秆拱2靠近铁皮板的一端自然形成中间内陷的弧形槽,棉花秸秆拱2的另一端靠近端口处的相邻两道扎带6间通过沿棉花秸秆拱的长度方向设置的系带7拉紧,从而在该端口处形成中间内陷的弧形槽,制作棉花秸秆拱2的两端设置弧形槽是为了更好地与木桩贴合。
3)步骤三中,往布袋中回填土时,先回填25-35厘米土并夯实,再回填25-35厘米夯实,然后将土工布缝合,形成厚度约40-60厘米的土工布土袋;从设计底高程开始,重复步骤三,直到土工布袋达到设计高程为止。
本发明不局限于上述实施例的具体技术方案,除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等形成的技术方案,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种棉花秸秆拱疏排桩航道护岸系统,其特征在于:包括木桩、棉花秸秆拱和内装土的土工布袋,所述木桩沿航道护岸线成排设置,所述棉花秸秆拱设置在相邻木桩之间,所述棉花秸秆拱的两端均抵靠在木桩上;所述棉花秸秆拱由若干浸泡桐油后的棉花秸秆捆扎制成,整体呈拱状;所述土工布袋抵靠在棉花秸秆拱上,所述土工布袋靠近棉花秸秆拱的一侧与棉花秸秆拱形状相匹配。
2.根据权利要求1所述的棉花秸秆拱疏排桩航道护岸系统,其特征在于:所述土工布袋远离棉花秸秆拱的一侧设有活体柳树桩,所述活体柳树桩与木桩通过双道钢丝连接。
3.根据权利要求1所述的棉花秸秆拱疏排桩航道护岸系统,其特征在于:所述木桩和棉花秸秆拱的顶部高程位于航道常水位以下10-20厘米。
4.根据权利要求1所述的棉花秸秆拱疏排桩航道护岸系统,其特征在于:所述棉花秸秆拱的两端设有与木桩相贴合的弧形槽。
5.一种权利要求1所述的棉花秸秆拱疏排桩航道护岸系统的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、制作棉花秸秆拱
将棉花秸秆去根、去梢、去枝蔓后进行桐油浸泡防腐,然后将所述棉花秸秆沿长度方向交错搭接,逐层放入预制好的拱形模具中进行压密,然后在拱形方向上每隔20-30厘米采用自锁式尼龙扎带交叉捆扎,最后在棉花秸秆长度方向上每隔40-50厘米,用自锁式尼龙扎带进行捆扎,即形成棉花秸秆拱;
步骤二、打设木桩并安装棉花秸秆拱
沿航道护岸每延米打设2-2.5根木桩,在木桩远离水体的后方开挖沟槽至设计高程,沟槽后边线距木桩1-1.5米,在相邻两根木桩之间安装棉花秸秆拱,棉花秸秆拱的两端抵靠在木桩上并以铁钉临时固定,所述木桩和棉花秸秆拱的顶部高程位于航道常水位以下10-20厘米;
步骤三、布设拱形土工布袋
将土工布裁剪成3.5-4米宽的长条布带后布置在木桩后方的沟槽内;将土工布靠近棉花秸秆拱的前口提起1.5-2米,竖直固定在棉花秸秆拱上,其余的土工布首先平铺在沟槽内,剩余的土工布沿沟槽提起,放在沟槽外侧或者固定在沟槽壁上,使土工布形成U形开口的布袋;往布袋中回填土并夯实后,将土工布缝合形成土工布土袋。
6.根据权利要求5所述的施工方法,其特征在于:所述土工布袋远离棉花秸秆拱的一侧安装活体柳树桩,所述活体柳树桩与木桩通过双道钢丝连接。
7.根据权利要求5所述的施工方法,其特征在于:所述拱形模具的一端通过铁皮板封闭,另一端开口,所述铁皮板的中部设有朝向开口端的弧形凸起;在制作棉花秸秆拱时,所述棉花秸秆拱靠近铁皮板的一端自然形成中间内陷的弧形槽,所述棉花秸秆拱的另一端靠近端口处的相邻两道扎带间,通过沿棉花秸秆长度方向设置的系带拉紧,从而形成中间内陷的弧形槽。
8.根据权利要求5所述的施工方法,其特征在于:步骤三中,往布袋中回填土时,先回填25-35厘米土并夯实,再回填25-35厘米夯实,然后将土工布缝合,形成土工布土袋;从设计底高程开始,重复步骤三,直到土工布袋达到设计高程为止。
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