CN110593203A - 柔性抗冻胀、抗冲刷渠道防护设施及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性抗冻胀、抗冲刷渠道防护设施及施工方法，涉及渠道工程技术领域。通过修复整平、挖槽、铺设复合土工袋、向复合土工袋中冲泥浆、缝合、固定等施工操作，形成柔性抗冻胀、抗冲刷渠道防护设施，施工效率高，取材方便，由于采用了柔性复合土工材料设计，因此该设施具有优异适应变形协调能力、抗冻性好、表面光滑、抗冲刷能力强等特性；相对于传统的刚性防护设施更适用于高寒地区的渠道防护，可以有效提高渠道防护设施的安全使用年限，保证渠道的完整性，提高渠道的输水效率，有效保障渠道两侧的生态环境。

Description

柔性抗冻胀、抗冲刷渠道防护设施及施工方法

技术领域

本发明涉及渠道工程技术领域，具体而言，涉及一种柔性抗冻胀、抗冲刷渠道防护设施及施工方法。

背景技术

渠道是水利工程中应用广泛的引水与输水建筑物，在通常情况下，渠道输水工程采用明渠输水。由于在高寒地区受到气温、渠道边坡黏土的含水率和冻胀性、渠道内外水位补给关系及渗透性等因素的影响，刚性渠道防护材料会出现鼓包、隆起、支起、架空和塌陷等破坏模式，进而影响渠道的长期使用、输水效率及所带来的一定的经济损失。所以，针对高寒地区研发一种抗冻胀、抗冲刷和适应变形能力强的新型渠道防护设施越发重要。

发明内容

本发明在于提供一种柔性抗冻胀、抗冲刷渠道防护设施及施工方法，其能够缓解上述问题。

为了缓解上述的问题，本发明采取的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种柔性抗冻胀、抗冲刷渠道防护设施，该设施包括复合土工袋，所述复合土工袋包括填浆袋以及与所述填浆袋缝接的土工布，所述填浆袋由PET布制成；

所述渠道的左右两侧均挖掘有U型槽，所述U型槽的槽长方向与渠道长度方向平行；

所述复合土工袋铺设覆盖在所述U型槽与所述渠道之间的平面、所述渠道的两斜坡面以及所述渠道的底面，所述土工布覆盖于所述填浆袋的顶面，且其左右两侧分别延伸铺设于两侧的U型槽内，且通过回填土料压固；

所述填浆袋内装有泥浆，所述复合土工袋通过若干倒置的U型钉卡固在其下方的支撑面上。

本技术方案的技术效果是：由于该设施采用了柔性复合土工材料设计，因此具有优异适应变形协调能力、抗冻性好、表面光滑、抗冲刷能力强、可以就地取材等特性；相对于传统的刚性防护设施更适用于高寒地区的渠道防护，可以有效提高渠道防护设施的安全使用年限，保证渠道的完整性，提高渠道的输水效率，有效保障渠道两侧的生态环境。

第二方面，本发明提供了一种柔性抗冻胀、抗冲刷渠道防护施工方法，包括以下步骤：

S1、利用钩机去除渠道底面和斜坡面的杂物，修复平整渠道底面和斜坡面；

S2、分别在渠道左右两侧开挖一条宽30～40cm、深50cm的U型槽，两侧的U型槽与渠道之间的距离均为4～5m；

S3、根据复合土工袋的设计尺寸缝制复合土工袋，在填浆袋上开设若干冲浆孔，填浆袋由若干PET布通过连接件搭接而成；

S4、沿U型槽与渠道之间的平面、渠道的两斜坡面以及渠道的底面铺设所述复合土工袋，并使土工布覆盖于填浆袋的顶面；

S5、利用冲浆泵将搅拌均匀的泥浆从冲浆孔注入到填浆袋中，待冲浆厚度达到要求后，停止冲将，并采用手持式缝纫机缝合密封各冲浆孔；

S6、采用手持式缝纫机将填浆袋的各搭接部位与土工布缝合连接在一起；

S7、采用U型钉将复合土工袋固定在下方的支撑面上，在U型槽中的土工布通过U型钉进行固定，之后回填土料至U型槽中，使U型槽处平整。

本技术方案的技术效果是：采用该方法，能够快速、高效的完成上述柔性抗冻胀、抗冲刷渠道防护设施的布置，可靠性高，取材方便。

可选地，所述步骤S3中，填浆袋的上、下层均设置有连接件，且上、下连接件一一对应，相对应的上、下连接件之间通过连接绳捆接，连接绳的上下高度等于所述步骤S5中的冲浆厚度，所述填浆袋的上层边缘部和下层边缘部缝接，其上层和下层均是由若干小块PET布通过连接件搭接而成。

本技术方案的技术效果是：便于制作能够覆盖较大范围的填浆袋，利于后续冲浆操作，可靠性高。

可选地，填浆袋的各搭接部位的缝合操作至少进行两遍。

本技术方案的技术效果是：能够较好的保证缝合部位的缝合质量。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例中所述复合土工袋装有泥浆时的结构示意图；

图2是本发明实施例中渠道修建、整平好的结构示意图；

图3是本发明实施例中在渠道两侧开挖好U型槽的结构示意图；

图4是本发明实施例中铺设好复合土工袋时的结构示意图；

图5是本发明实施例中将复合土工袋装完泥浆并将冲浆孔缝合后的结构示意图；

图6是本发明实施例中所述柔性抗冻胀、抗冲刷渠道防护设施完成施工后的结构示意图；

图中：1-填浆袋，2-土工布，3-U型槽，4-回填土料，5-U型钉，6-渠道，7-连接件，8-连接绳，9-泥浆，10-未缝合的冲浆孔，11-缝合后的冲浆孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参照图1和图6，本实施例提供了一种柔性抗冻胀、抗冲刷渠道防护设施，该设施包括复合土工袋，复合土工袋包括填浆袋1以及与填浆袋1缝接的土工布2，填浆袋1由PET布制成；

渠道6的左右两侧均挖掘有U型槽3，U型槽3的槽长方向与渠道6长度方向平行；

复合土工袋铺设覆盖在U型槽3与渠道6之间的平面、渠道6的两斜坡面以及渠道6的底面，土工布2覆盖于填浆袋1的顶面，且其左右两侧分别延伸铺设于两侧的U型槽3内，且通过回填土料4压固；

填浆袋1内装有泥浆9，复合土工袋通过若干倒置的U型钉5卡固在其下方的支撑面上。

在本实施例中，将土工布2延伸铺设于两侧的U型槽3内，并用回填土料压固，能够防止水流从两边侧流入防护设施底部，避免造成对设施的破坏。

在本实施例中，U型钉5主要起到将复合土工袋与渠道6地基相固定的作用。

在本实施例中，通过U型钉5的固定，能够最大程度的做到渠道6表面与复合土工袋的底面保持较好的整体性，这样可以更好发挥该设施的抗冲刷特性和适应变形特性。

本实施例所述柔性抗冻胀、抗冲刷渠道6防护设施，由于采用柔性设计，所以该种防护设施具有较好的适应变形能力，在高寒地区使用可以避免与预防刚性防护措施破坏模式。例如；在冬季气温较低的地区，渠道6边坡粘土含水率高、冻胀性强、渠外水位高于渠内水位，形成持续补给条件及土工膜防渗形式导致边坡排水条件不畅，形成局部承压、产生超静孔隙水压力等因素的综合影响，刚性渠道6防护设施就会发生破坏，常见的破坏模式主要包括：鼓包、隆起、支起、架空和塌陷，柔性防护设施由于具有适应变形能力，就可以有效避免上述破坏形式的出现。

实施例2

请参照图2～图6，本实施例提供了一种柔性抗冻胀、抗冲刷渠道防护施工方法，包括以下步骤：

S1、利用钩机去除渠道6底面和斜坡面的杂物，修复平整渠道6底面和斜坡面，保证渠道6表面平整，并满足渠道6输水流量的设计要求，如图2所示；

S2、分别在渠道6左右两侧开挖一条宽30～40cm、深50cm的U型槽3，两侧的U型槽3与渠道6之间的距离均为4～5m，U型槽3用于边界防渗及固定，如图3所示；

S3、根据复合土工袋的设计尺寸缝制复合土工袋，在填浆袋1上开设若干冲浆孔，填浆袋1由若干PET布通过连接件7搭接而成；

S4、沿U型槽3与渠道6之间的平面、渠道6的两斜坡面以及渠道6的底面铺设复合土工袋，并使土工布2覆盖于填浆袋1的顶面，如图4所示；

S5、利用冲浆泵将搅拌均匀的泥浆9从冲浆孔注入到填浆袋1中，待冲浆厚度达到要求后，停止冲将，并采用手持式缝纫机缝合密封各冲浆孔，如图5所示；

S6、采用手持式缝纫机将填浆袋1的各搭接部位与土工布2缝合连接在一起；

S7、采用U型钉5将复合土工袋固定在下方的支撑面上，在U型槽3中的土工布2通过U型钉5进行固定，之后回填土料至U型槽3中，使U型槽3处平整，即回填至与地表平行，如图6所示。

在本实施例中，复合土工袋的在铺设时，可采用衬砌的方式操作，即沿渠道方向进行土工袋铺设，接缝处采用缝制技术进行连接，边缘处采用U型槽进行压实固定处理。

在本实施例中，填浆袋1的各搭接部位的缝合操作至少进行两遍，以保证缝合质量。

在本实施例中，冲浆厚度根据渠道6输水水流流速、沿途渠道6水位补给情况、渠道6土的含水率及渠道6宽度和坡比等条件确定。依据当地土料的颗粒组成状态确定泥浆的搅拌过程的含水率。

在本实施例中，需要依据渠道6输水的水流流速、流量，以及被保护土粒径确定PET布和土工布2的编织孔径，以保证其优异的抗冲刷特性和保土性。

本实施例所述柔性抗冻胀、抗冲刷渠道6防护施工方法，具有其独特的优势与特点，主要包括：1)所完成的设施抗老化能力强，50年不老化；2)抗冻能力强，可抵御-40摄氏度；3)适应变形能力强；4)造价低廉，每平米约60-70元；5)施工快捷方便；6)适用于多种渠道6；7)优异的保土性；8)抗高速水流冲刷，目前测试最大流速为5.26m/s未破坏；9)内部填充材料-泥浆可就地取材，可以渠道清淤结合采用渠道清除淤泥填充，节省淤泥占地，一举两得。

实施例3

请参照图1，相对于实施例2，步骤S3中的填浆袋1的上、下层均设置有连接件7，且上、下连接件7一一对应，相对应的上、下连接件7之间通过连接绳8捆绑在一起，连接绳8的上下高度等于步骤S5中的冲浆厚度，通过连接件7将填浆袋1的各单元部分搭接在一起。

在本实施例中，填装袋的四周是缝合起来的，土工布2也与填装袋的四周缝合在一起，填装袋的中间部分，则是通过连接件7将各小部分搭接在一起，连接绳8的高度，根据渠道6的输水的水流流速和流量来确定，连接绳8的高度即泥浆冲筑厚度，以保证该渠道6防护设施的防护性能。

在复合土工袋的铺设过程中，连接绳8起到连接和固定的作用，U型钉5主要起到将复合土工袋与渠道6地基相固定的作用。

在本实施例中，整个设施的布置形式，需要根据渠道6输水水流流速与流量确定，以及渠道6的宽度、高度和渠道6坡比等多种因素综合定位尺寸，主要包括：复合土工袋尺寸、U型钉5数量、连接绳8、填浆袋1相邻的各单元部分的搭接宽度等数据。

在将U型槽3填平后，最后可检查土工袋之间搭接是否严实，并确保复合土工袋直接连接可靠，保证其整体性。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种柔性抗冻胀、抗冲刷渠道防护设施，其特征在于，该设施包括复合土工袋，所述复合土工袋包括填浆袋以及与所述填浆袋缝接的土工布，所述填浆袋由PET布制成；

所述渠道的左右两侧均挖掘有U型槽，所述U型槽的槽长方向与渠道长度方向平行；

所述复合土工袋铺设覆盖在所述U型槽与所述渠道之间的平面、所述渠道的两斜坡面以及所述渠道的底面，所述土工布覆盖于所述填浆袋的顶面，且其左右两侧分别延伸铺设于两侧的U型槽内，且通过回填土料压固；

所述填浆袋内装有泥浆，所述复合土工袋通过若干倒置的U型钉卡固在其下方的支撑面上。

2.一种柔性抗冻胀、抗冲刷渠道防护施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、利用钩机去除渠道底面和斜坡面的杂物，修复平整渠道底面和斜坡面；

S2、分别在渠道左右两侧开挖一条宽30～40cm、深50cm的U型槽，两侧的U型槽与渠道之间的距离均为4～5m；

S3、根据复合土工袋的设计尺寸缝制复合土工袋，在填浆袋上开设若干冲浆孔，填浆袋由若干PET布通过连接件搭接而成；

S4、沿U型槽与渠道之间的平面、渠道的两斜坡面以及渠道的底面铺设所述复合土工袋，并使土工布覆盖于填浆袋的顶面；

S5、利用冲浆泵将搅拌均匀的泥浆从冲浆孔注入到填浆袋中，待冲浆厚度达到要求后，停止冲将，并采用手持式缝纫机缝合密封各冲浆孔；

S6、采用手持式缝纫机将填浆袋的各搭接部位与土工布缝合连接在一起；

S7、采用U型钉将复合土工袋固定在下方的支撑面上，在U型槽中的土工布通过U型钉进行固定，之后回填土料至U型槽中，使U型槽处平整。

3.根据权利要求2所述的柔性抗冻胀、抗冲刷渠道防护施工方法，其特征在于，所述步骤S3中，填浆袋的上、下层均设置有连接件，且上、下连接件一一对应，相对应的上、下连接件之间通过连接绳捆接，连接绳的上下高度等于所述步骤S5中的冲浆厚度，所述填浆袋的上层边缘部和下层边缘部缝接，其上层和下层均是由若干小块PET布通过连接件搭接而成。

4.根据权利要求2所述的柔性抗冻胀、抗冲刷渠道防护施工方法，其特征在于，所述步骤S6中，填浆袋的各搭接部位的缝合操作至少进行两遍。