CN111648305A - 一种模块化的岸坡防护组件、岸坡结构及其构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模块化的岸坡防护组件、岸坡结构及其构建方法，其中，上模块呈倒“山”字形结构，下模块为可与上模块可插接的正“山”字形结构，且下模块配有一体式基座板。通过上、下模块组合快速构建岸坡，可提高施工效率，而且力学稳定性高。拼装完成后，可形成稳固的整体式岸坡结构，达到良好的抗冲刷、护坡效果。上、下模块上开设的透水孔有利于保证水‑土连通性，对生态友好，有利于岸坡生境的重建。上模块和下模块间的插接配合结构有利于出现岸坡崩退、突然坍塌等情况时，进行快速地护坡防护构建，于风险应急具有重要意义。

Description

一种模块化的岸坡防护组件、岸坡结构及其构建方法

技术领域

本发明属于生态修复和环保工程领域，具体涉及一种模块化的岸坡防护组件、岸坡结构及其构建方法。

背景技术

江河湖泊的近岸带常常受到水流及风浪的冲刷、掏蚀，易导致岸坡崩退失稳，并极大地影响岸滩形态的稳定和土壤生境的发展，甚至在洪水季节，可能导致自然岸堤溃决，影响河湖的河势稳定、行洪能力、水资源功能、航运功能等等，因而，需要对冲刷严重的岸坡进行工程整治和生态防护。对于大型河流而言，如长江、珠江、西江等，河流岸坡的防护已成为重要的航道整治工程和水利工程，往往需要耗费大量的财力和物力成本。

河湖岸坡的防护包括自然植草护坡、混凝土硬质护面、钢丝石笼护坡、筑坝护岸等方法，虽能达到一定的治理效果，但往往工程效率较慢、施工耗费时间较长。其中，全坡面硬质化方法在一定程度上人为造成了生境的丧失，隔断了水-土连通性。另外，在多雨季节，可能局部发生冲刷岸坡崩退、突然坍塌等安全风险，岸坡需要快速防护，而传统的生态护坡方法在短时间内难以构建，在风险应急应用上的时效性尚显不足。

综合以往的河湖冲刷岸坡防护技术的发展背景，如何能快速、高效地对冲刷岸坡进行防护，构建稳定的岸坡形态结构，且保持防护工程对岸坡生境的生态友好性，成为生态护坡和环保工程领域的技术难点之一。

发明内容

本发明提出一种结构简单、构建岸坡方便的模块化的岸坡防护组件，在岸坡防护组件的基础上，本发明还提出了施工效率高、护坡效果好、生态友好的岸坡结构及其构建方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种模块化的岸坡防护组件，包括上模块和下模块；所述上模块整体呈倒“山”字形结构，其长度×宽度×高度为l×w×h；所述上模块下端面左、右各开设一前后贯通的凹口，两凹口高度均为h/2，长度均为l/4；所述两凹口间构成第一凸起，所述第一凸起长度为l/4；任一凹口外侧为第二凸起，两第二凸起的长度均为l/8；所述上模块上还开设有若干前后贯通的透水孔；

所述下模块包括正“山”字形结构和基座板，所述正“山”字形结构与所述上模块镜像对称，所述基座板长度为4w，宽度为4w，w＝l/4；所述正“山”字形结构与所述基座板上端面中间位置垂直一体连接，所述正“山”字形结构与所述基座板二者左、右侧端面均保持平齐，所述正“山”字形结构的凹口朝上；

所述上模块和所述下模块间可平行插接或十字插接。

进一步地，所述上模块的长度l为0.4～1.0m，高度h为0.2～0.5m。

进一步地，透水孔的孔径为5～10cm。

进一步地，所述基座板高度为0.02～0.1m。

进一步地，所述上模块和所述下模块均为混凝土预制件，采用水泥型号为C20，最大水灰比为0.55。

一种岸坡结构，包括设置在护坡压实土基层上的土工布反滤层、设置在所述土工布反滤层上的护坡模块阵列和设置在坡脚位置、所述护坡模块阵列底部的护脚模块带，所述护坡模块阵列和所述护脚模块带均为多个上模块和多个下模块，以下模块为底，上模块为顶，采用插接的方式组合而成的整体式结构。

一种岸坡结构的构建方法，包括如下步骤：

步骤1、将岸坡地形修整为斜坡面并压实，形成压实土基层；

步骤2、在压实土基层上铺设土工布反滤层；

步骤3、在坡脚位置沿着冲刷岸坡带铺设护脚模块带，铺设时，将下模块垂直于岸坡带放置，相邻下模块的基座板首尾相连；位于护脚模块带的两侧位置，上模块与下模块采用平行插接的方式进行“封边”；位于护脚模块带的中间位置，上模块与下模块采用十字插接；

步骤4、沿着坡面从坡底向上铺设护坡模块阵列，铺设时，将下模块的基座板边与边相靠，同时，每一下模块均垂直于岸坡带，构成若干列的下模块阵列结构，相邻列的下模块错开半个“身位”，在所述下模块阵列结构上、下侧空缺位置，采用对半切开的下模块进行填充；位于护坡模块阵列的两侧位置，上模块与下模块采用平行插接的方式进行“封边”；位于护坡模块阵列的中间位置，上模块与下模块采用十字插接，前、后排上模块错开半个“身位”，左、右空缺位置采用对半切开的上模块填补。

进一步地，上述岸坡结构的构建方法还包括：步骤5、在上模块与下模块间构成的盒状隔间中填充砂石基质。

进一步地，砂石基质包括河道泥沙、砂石和有机肥，质量比：河道泥沙:砂石:有机肥为3:6.5:0.5；河道泥沙粒径≤5mm，含泥量30％；砂石粒径为0.01～0.05m。

进一步地，步骤1中，斜坡面的坡度为0～15°。

本发明的有益效果在于：

本发明中，上模块和下模块的结构简单，二者间为插接结构，拼装组合方便，在构建岸坡时，可提高施工效率。拼装完成后，形成稳固的整体式岸坡结构，达到良好的抗冲刷、护坡效果。此外，上、下模块上开设的透水孔有利于保证水-土连通性，对生态友好，有利于岸坡生境的重建。特别地，本发明中，上模块和下模块间的插接配合结构有利于出现岸坡崩退、突然坍塌等情况时，进行快速地护坡防护构建，于风险应急具有重要意义。

附图说明

图1为上模块的结构示意图；

图2为下模块的结构示意图；

图3为岸坡的结构示意图；

图4为护坡模块阵列中，上、下模块间的配合结构示意图；

图5为图3的侧视图(护坡模块阵列和护脚模块带左、右侧，上、下模块间用于“封边”的配合结构示意图)；

附图标记：1-上模块，101-透水孔，2-正“山”字形结构，3-基座板，4-压实土基层，5-土工布反滤层，6-护脚模块带，7-护坡模块阵列，8-砂石基质。

具体实施方式

以下结合附图和具体的实施例对本发明的模块化的岸坡防护组件、岸坡结构及其构建方法作进一步地详细说明。

如图1和图2所示，一种模块化的岸坡防护组件，包括上模块1和下模块。参见图1，上模块1整体呈倒“山”字形结构，其长度×宽度×高度为l×w×h。上模块1下端面左、右各开设一前后贯通的凹口，两凹口高度均为h/2，长度均为l/4。两凹口间构成第一凸起，第一凸起长度为l/4。任一凹口外侧为第二凸起，两第二凸起的长度均为l/8。上模块1上还开设有若干前后贯通的透水孔101。

下模块包括正“山”字形结构2和基座板3，正“山”字形结构2与上模块1镜像对称，基座板3长度为4w，宽度为4w，w＝l/4。正“山”字形结构2与基座板3上端面中间位置垂直一体连接，正“山”字形结构2与基座板3二者左、右侧端面均保持平齐，正“山”字形结构2的凹口朝上。

上模块1和下模块间平行插接或十字插接。

本实施例中，上模块1的长度l为0.4～1.0m，高度h为0.2～0.5m。透水孔101的孔径为5～10cm，透水孔101可增加模块间的透水性，消散水能，增加与岸坡的连通性。基座板3高度为0.02～0.1m。上模块1和下模块均为混凝土预制件，采用水泥型号为C20，最大水灰比为0.55。

如图3所示，一种岸坡结构，设置在护坡压实土基层4上的土工布反滤层5、设置在土工布反滤层5上的护坡模块阵列7和设置在坡脚位置、护坡模块阵列7底部的护脚模块带6，护坡模块阵列7和护脚模块带6均为多个上模块1和多个下模块，以下模块为底，上模块1为顶，采用插接的方式组合而成的整体式结构。土工布反滤层5中，土工布为透水性材料孔径为0.2～0.5mm，防止岸坡土体颗粒在水流、渗流等水动力作用下通过空隙流失，导致岸坡掏蚀失稳。土工布的实际有效孔径应大于坡面土壤粒径级配的第15百分位数，小于第85百分位数。

参见图3至5，一种岸坡结构的构建方法，包括如下步骤：

步骤1、将岸坡地形修整为坡度0～15°(大于0°，小于等于15°)的斜坡面并压实，形成压实土基层4(去除石块、垃圾、植物残体等杂物，低洼处回填夯实，必要时进行局部表土翻耕，确保坡面平顺)。

步骤2、在压实土基层4上铺设土工布反滤层5。

步骤3、在坡脚位置沿着冲刷岸坡带铺设护脚模块带6，铺设时，将下模块垂直于岸坡带放置，相邻下模块的基座板3首尾相连。位于护脚模块带6的两侧位置，上模块1与下模块采用平行插接的方式进行“封边”，参见图5。位于护脚模块带6的中间位置，上模块1与下模块采用十字插接，参见图3。本实施例中，护脚模块带6为一排，即一层结构，施工时，可根据实际岸坡冲刷强弱设置2层或更多层。

步骤4、沿着坡面从坡底向上铺设护坡模块阵列7，铺设时，将下模块的基座板3边与边相靠，每一下模块均垂直于岸坡带，构成若干列的下模块阵列结构，相邻列的下模块错开半个“身位”，在下模块阵列结构上、下侧空缺位置，采用对半切开的下模块进行填充，参见图3和图4。位于护坡模块阵列7的两侧位置，上模块1与下模块采用平行插接的方式进行“封边”，参见图5。位于护坡模块阵列7的中间位置，上模块1与下模块采用十字插接，前、后排上模块1错开半个“身位”，左、右空缺位置采用对半切开的上模块1填补，参见图4。

作为改进，上述岸坡结构的构建方法还包括：步骤5、在上模块1与下模块间构成的盒状隔间中填充砂石基质8。砂石基质8包括河道泥沙、砂石和有机肥，质量比：河道泥沙:砂石:有机肥为3:6.5:0.5。河道泥沙粒径≤5mm，含泥量30％。砂石粒径为0.01～0.05m。砂石基质8孔隙度好并有营养物质，可为坡面植物的生长提供较好的生长环境，有利于重建坡面生境。砂石基质8放置于上、下模块组合成的盒状隔间中，亦可起到防护坡面的作用。即使在洪季淹水状态下，也可为鱼类、底栖生物提供良好的生活空间。具体施工时，可将草籽混合砂石基质8中，重建植物生态景观。

铺设完毕后，在2～7天之内定期巡查，如有模块凹陷或开裂，应及时更换。

为验证本发明的有效性，发明人在长江中下游某河段的强烈冲刷江心洲岸坡上开展了试验。冲刷岸坡防护边界范围：1000m长的岸带，坡面长50m。由于岸坡冲刷强烈，有岸坡树木倒伏和直立崩岸现象，沙土流失严重。

在10月上旬枯水期开始护岸工程施工，先进行削坡和平整，整理后的岸坡平均坡度10°，坡面平顺。在平整岸坡的同时，用机械压实坡面土壤。随后，在坡面铺设单层反滤层土工布，孔径为0.2mm，厚度0.5cm。上模块1和下模块预先模制。在坡脚处铺设与岸坡带平行的1000m长护脚模块带6，随后，在护脚模块带6的边缘，沿坡面向坡顶铺设护坡模块阵列7。接着，在上、下模块组合成的每个盒状隔间加入1kg左右的砂石基质8，里面伴有狗牙根草籽50g。

施工完毕至第二年9月下旬退水出露后，现场查看结果表明，防护的江心洲岸坡无明显冲刷现象，护脚模块带6和护坡模块阵列7非常稳定，极大地保障了岸坡的稳固，而且上、下模块间有滞留的淤积泥沙，部分狗牙根生长，具有一定的植物生态景观。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种模块化的岸坡防护组件，其特征在于，包括上模块(1)和下模块；上模块(1)整体呈倒“山”字形结构，其长度×宽度×高度为l×w×h；上模块(1)下端面左、右各开设一前后贯通的凹口，两凹口高度均为h/2，长度均为l/4；所述两凹口间构成第一凸起，所述第一凸起长度为l/4；任一凹口外侧为第二凸起，两第二凸起的长度均为l/8；上模块(1)上还开设有若干前后贯通的透水孔(101)；

所述下模块包括正“山”字形结构(2)和基座板(3)，正“山”字形结构(2)与上模块(1)镜像对称，基座板(3)长度为4w，宽度为4w，w＝l/4；正“山”字形结构(2)与基座板(3)上端面中间位置垂直一体连接，正“山”字形结构(2)与基座板(3)二者左、右侧端面均保持平齐，正“山”字形结构(2)的凹口朝上；

上模块(1)和所述下模块间平行插接或十字插接。

2.根据权利要求1所述的模块化的岸坡防护组件，其特征在于，上模块(1)的长度l为0.4～1.0m，高度h为0.2～0.5m。

3.根据权利要求1所述的模块化的岸坡防护组件，其特征在于，透水孔(101)的孔径为5～10cm。

4.根据权利要求1所述的模块化的岸坡防护组件，其特征在于，基座板(3)高度为0.02～0.1m。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的模块化的岸坡防护组件，其特征在于，上模块(1)和所述下模块均为混凝土预制件，采用水泥型号为C20，最大水灰比为0.55。

6.一种岸坡结构，其特征在于，包括设置在护坡压实土基层(4)上的土工布反滤层(5)、设置在土工布反滤层(5)上的护坡模块阵列(7)和设置在坡脚位置、护坡模块阵列(7)底部的护脚模块带(6)，护坡模块阵列(7)和护脚模块带(6)均为多个上模块(1)和多个下模块，以下模块为底，上模块(1)为顶，采用插接的方式组合而成的整体式结构。

7.一种岸坡结构的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、将岸坡地形修整为斜坡面并压实，形成压实土基层(4)；

步骤2、在压实土基层(4)上铺设土工布反滤层(5)；

步骤3、在坡脚位置沿着冲刷岸坡带铺设护脚模块带(6)，铺设时，将下模块垂直于岸坡带放置，相邻下模块的基座板(3)首尾相连；位于护脚模块带(6)的两侧位置，上模块(1)与下模块采用平行插接的方式进行“封边”；位于护脚模块带(6)的中间位置，上模块(1)与下模块采用十字插接；

步骤4、沿着坡面从坡底向上铺设护坡模块阵列(7)，铺设时，将下模块的基座板(3)边与边相靠，同时，每一下模块均垂直于岸坡带，构成若干列的下模块阵列结构，相邻列的下模块错开半个“身位”，在所述下模块阵列结构上、下侧空缺位置，采用对半切开的下模块进行填充；位于护坡模块阵列(7)的两侧位置，上模块(1)与下模块采用平行插接的方式进行“封边”；位于护坡模块阵列(7)的中间位置，上模块(1)与下模块采用十字插接，前、后排上模块(1)错开半个“身位”，左、右空缺位置，采用对半切开的上模块(1)填补。

8.根据权利要求7所述的岸坡结构的构建方法，其特征在于，还包括：步骤5、在上模块(1)与下模块间构成的盒状隔间中填充砂石基质(8)。

9.根据权利要求8所述的岸坡结构的构建方法，其特征在于，砂石基质(8)包括河道泥沙、砂石和有机肥，质量比：河道泥沙:砂石:有机肥为3:6.5:0.5；河道泥沙粒径≤5mm，含泥量30％；砂石粒径为0.01～0.05m。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的岸坡结构的构建方法，其特征在于，步骤1中，斜坡面的坡度为0～15°。

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