CN112554127B - 用于改变城市河道直立岸线的靠岸构件及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于改变城市河道直立岸线的靠岸构件及其施工方法，属于与河道控制与利用有关的工程技术领域。该靠岸构件包括由前壁挡墙和后壁挡墙围成的主体部分，前壁挡墙弯曲成弧面形，后壁挡墙呈平面形，主体部分的底部包覆有第一土工布，前壁挡墙包括两层弧形板和固定在两层弧形板之间的第一肋板支架，后壁挡墙包括两层平板和固定在两层平板之间的第二肋板支架，前壁挡墙和后壁挡墙之间固定有隔板；在前壁挡墙的空隙、后壁挡墙的空隙以及前壁挡墙和后壁挡墙之间的空隙分设有上中下三层填料，前壁挡墙内装有向下延伸出的预制桩，弧形板和隔板上均设有多孔。将该靠岸构件安设在河道两岸边后，可以使水流趋向自然并利于水体污染物的降解。

Description

用于改变城市河道直立岸线的靠岸构件及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种构件，尤其是用于改变城市河道直立岸线的靠岸构件及其施工方法，属于与河道控制与利用有关的工程技术领域。

背景技术

城市的高速扩张使得城市河道排洪压力越来越大，裁弯取直、硬质护岸、填湖造田等人工改造工程越来越多，伴随着工业污水和生活污水的直接或间接入河现象，河流生态系统出现了不同程度的衰弱和退化，呈现出渠化、硬化、水质恶化、水陆过渡带消失、生物多样性锐减、栖息地萎缩等问题。长期以来，传统的河道护岸工程主要致力于防洪、排涝、引水和航运等基本功能。特别是城市河道，为了确保河道的防洪安全，人们对天然河道进行治理和改造。自然岸线被裁弯取直，形成直线型河道；河岸则是被混凝土或浆砌石等硬化材料衬砌渠化，较少考虑河道的生态效益。

目前，城市河道护岸类型主要有：水上直立式挡墙、水下直立式挡墙+绿化缓坡、水下直立式挡墙+二级挡墙、石笼挡墙、生态砌块挡墙、松木桩护岸、铰链式植草砌块护坡、浆砌块石护坡+植草砌块护面和灌注桩挡墙等，其中，直立式挡墙护岸占据相当大的比例。虽然直立式挡墙护岸在约束水的行为、保持岸坡的结构稳定性、防止水土流失及防洪排涝等方面作出较大贡献，但仍有不少缺点如下：

(1)护岸表面坚硬、材料不透水，阻断了河道生态系统与沿岸陆地生态系统物质和能量的交换，破坏了河流生态系统的完整性，河流对水体的净污能力大为降低，造成水质恶化。

(2)对河岸生物带形成破坏，直接影响了沿河生物的生存和多样性，特别是具有净水功能的水生生物生长非常困难。

(3)河道断面规则化，自然景观量下降，且裁弯取直使得洪水径流速度加快，泥沙量增加，洪水压力转嫁到了下游。

(4)减少了水力停留时间，不利于对水体污染物的吸收和降解，较大的流速使水中一些生物容易被水流冲刷走，不利于微生物的局部积累。

此外，目前对河道岸线的改造无论哪种方式，通常需要在河道中填筑临时围堰，排水干地施工，需要进行大量的土方开挖回填工作，投资大，施工工序多、难度大、周期长。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服上述背景技术所述的缺陷，对河道岸线进行合适的施工改造。

本发明为解决上述技术问题提出的技术方案一是：一种用于改变城市河道直立岸线的靠岸构件，包括由前壁挡墙和后壁挡墙围成的主体部分，所述前壁挡墙弯曲成弧面形，所述后壁挡墙呈平面形，所述后壁挡墙的两侧与所述前壁挡墙的两侧彼此对接封闭，所述主体部分的俯视截面形状是由一直线段和连接直线段两端的弧线段构成的月牙形，所述主体部分的底部包覆有第一土工布，所述前壁挡墙包括两层弧形板和固定在两层弧形板之间的第一肋板支架，所述后壁挡墙包括两层平板和固定在两层平板之间的第二肋板支架，所述前壁挡墙和后壁挡墙之间固定有隔板；在所述前壁挡墙的空隙、所述后壁挡墙的空隙和所述前壁挡墙和后壁挡墙之间的空隙分设有上中下三层填料，其中，下层填料是固化的水泥砂浆，中层填料是碎石陶粒，上层填料是粘土；所述前壁挡墙内装有向下延伸出的预制桩。

进一步，所述前壁挡墙两层弧形板之间设置多个空心管，所述空心管的两端分别穿透两层弧形板上的开孔。

进一步，在所述隔板上均设有多个孔管。

进一步，所述前壁挡墙的上部设有向上延伸出的栏杆。

进一步，所述预制桩是分别装设在所述前壁挡墙的两侧和中间的三根。

进一步，所述中层填料与上层填料之间还设有第二土工布。

进一步，所述上层填料的上面还种设有植物。

进一步，所述预制桩和栏杆是预埋或现场安装固定。

本发明为解决上述技术问题提出的技术方案二是采用上述技术方案一的施工方法，用于改造河道直立岸线，包括以下步骤：

1)根据河道宽度设计所述弧形板的弯曲半径，所述弯曲半径取1.5～5倍河道宽度；根据河道深度设计所述主体的高度；

2)在工厂中根据设计的尺寸预制靠岸构件的主体部分，在两层弧形板之间安装第一肋板支架，在两层平板之间安装第二肋板支架，在前壁挡墙的两侧和中间弧顶处设置三个预制桩套孔，在两层弧形板之间设置多个空心管，空心管的两端分别穿透两层弧形板上的开孔，在隔板上均预设多个孔管；

3)将靠岸构件的主体部分运输至河道岸边，将预制桩套入预制桩套孔内固定；

4)在靠岸构件的主体部分底部包覆第一土工布，对河道底软土基进行平整，起吊靠岸构件，使后壁挡墙贴靠河道的两岸，将预制桩打入河道底部的岩土层直至靠岸构件的主体部分的底部贴靠在河道底软土基上；

5)向前壁挡墙的空隙、后壁挡墙的空隙、前壁挡墙和后壁挡墙之间的空隙内依次顺序加填三层填料，分别是下层填料的水泥砂浆、中层填料的碎石陶粒和上层填料的粘土；此时整个靠岸构件继续向河道底软土基下沉；

6)待靠岸构件沉降稳定后，向预制桩套灌浆密实；

7)在前壁挡墙的上部固定栏杆，在上层填料的上面种设有植物；

8)重复上述步骤3)-7)，沿河道两岸边间隔安设多个靠岸构件。

进一步，在所述第5)步骤中，加填完中层填料的碎石陶粒后，在中层填料上铺设第二土工布，然后加填上层填料的粘土。

本发明的有益效果是：1)由于前壁挡墙的弧形，改变了河道水流，因此可以降低水流流速，增加水流的停留时间，利于对水体污染物的吸收和降解，同时减少泥沙；2)由于沿河道两岸边间隔安设的多个靠岸构件，因此可以改变城市河道直立式岸线，最大限度地模拟原始的天然河道，使水流流态趋向于原本的自然状态，还可以避免水流对河道两岸的冲刷以确保河道两岸堤防的安全稳定；3)由于前壁挡墙和隔板上设置的多孔，因此可以使河道水体及其生物和靠岸构件内的生态系统物质进行正常交换，有利于河水水质的净化和河道的生态系统构建；4)通过靠岸构件减少了对河岸生物带的破坏，并通过靠岸构件的植物可以提升河道生物的生存和多样性；5)通过预制靠岸构件，减少了对现有河道的开挖，不需要干地施工，即可快速改造河流岸线。

附图说明

下面结合附图对本发明的靠岸构件及其施工方法作进一步说明。

图1是实施例中靠岸构件的俯视图。

图2是实施例中靠岸构件的俯视截面图。

图3是图2中A-A向剖面图。

图4是图2中B-B向剖面图。

图5是实施例中沿河道两岸边安设多个靠岸构件的俯视示意图。

具体实施方式

实施例

本实施例的用于改变城市河道直立岸线的靠岸构件，如图1、2所示，包括由前壁挡墙1和后壁挡墙2围成的主体部分，前壁挡墙1弯曲成弧面形，后壁挡墙2呈平面形，后壁挡墙2的两侧与前壁挡墙1的两侧彼此对接封闭，主体部分的俯视截面形状是由一直线段和连接直线段两端的弧线段构成的月牙形，在主体部分的底部包覆有第一土工布16，第一土工布16沿前壁挡墙1和后壁挡墙2的底部边缘将主体部分的底部全部封闭。

如图2所示，前壁挡墙1包括两层弧形板1-1、1-2和固定在两层弧形板1-1、1-2之间的第一肋板支架3，后壁挡墙包括两层平板2-1、2-2和固定在两层平板2-1、2-2之间的第二肋板支架4，在前壁挡墙1和后壁挡墙2之间固定有隔板5。在前壁挡墙1的两侧和中间(弧顶处)设置三个预制桩套孔6。

如图2、3和4所示，在前壁挡墙1的空隙、后壁挡墙2的空隙、前壁挡墙1和后壁挡墙2之间的空隙分设有上中下三层填料；其中，下层填料是固化的水泥砂浆7，中层填料是碎石陶粒8，上层填料是粘土9。在前壁挡墙1的两层弧形板1-1、1-2之间设置多个空心管18，空心管18的两端分别穿透两层弧形板1-1、1-2上的开孔。在隔板5上均设有多个孔管10。

如图3所示，在前壁挡墙1的三个预制桩套孔6内装有向下延伸出的三根预制桩11和向上延伸出的栏杆12。

如图4所示，在中层填料碎石陶粒8与上层填料粘土9之间还设有第二土工布13。在上层填料粘土9的上面还种设有草皮或其他植物14。

前壁挡墙1的弧形板1-1、1-2和后壁挡墙2的平板2-1、2-2均采用PPS+玻璃纤维+助剂的材料在工厂中进行预制。PPS材料在很高的温度和湿度下，都能保持恒定，能耐任何溶剂的腐蚀，抗蠕变性能高，具有良好的机械性能。而且PPS材料中加入玻璃纤维后，耐高温性能、抗冲击性能、刚性、拉伸强度、压缩强度、弯曲强度等性质都得到显著提高。预制桩11和栏杆12也可以是在工厂中预制或在现场安装固定。

本实施例的靠岸构件具体用于改造河道直立岸线的施工方法，如图5所示，其步骤如下：

1)根据河道宽度设计所述弧形板的弯曲半径，所述弯曲半径取1.5～5倍河道宽度；根据河道深度设计所述主体的高度；

2)在工厂中根据设计的尺寸预制靠岸构件的主体部分，在两层弧形板1-1、1-2之间安装第一肋板支架3，在两层平板2-1、2-2之间安装第二肋板支架4，在前壁挡墙1的两侧和中间弧顶处设置三个预制桩套孔6，在两层弧形板1-1、1-2之间设置多个空心管18，空心管18的两端分别穿透两层弧形板1-1、1-2上的开孔。在隔板5上打制多孔10。整个靠岸构件的主体部分的外壁(包括弧形板1-1等)可以涂刷与河道岸边同色的环保涂料，使整个主体部分与河岸浑然一体；

3)将靠岸构件的主体部分运输至河道岸边，将预制桩11套入预制桩套孔6内固定；

4)在靠岸构件的主体部分底部包覆第一土工布，对河道底软土基进行平整，起吊靠岸构件，使后壁挡墙2贴靠河道的两岸15，将预制桩11打入河道底部的岩土层固定靠岸构件直至靠岸构件的主体部分的底部贴靠或陷入到河道底软土基上，主体部分陷入河道底软土基的深度基本等于河道底软土地基本身的深度；图3、4中的水平线17视为河道底软土地基顶面的高程线；

5)向前壁挡墙1的空隙、后壁挡墙2的空隙、前壁挡墙1和后壁挡墙2之间的空隙内依次加填三层填料，分别是下层填料的水泥砂浆7、中层填料的碎石陶粒8和上层填料的粘土9；在加填完中层填料的碎石陶粒8后，可以选择在中层填料的碎石陶粒8上铺设第二土工布13，然后加填上层填料的粘土9；碎石陶粒8可选用粒径为10～15mm的陶粒和碎石料；此时整个靠岸构件继续向河道底软土基下沉；

6)待靠岸构件沉降稳定后，向预制桩套6灌浆密实；

7)在前壁挡墙1的上部固定栏杆12，在上层填料的粘土9上面种设有草皮或其他植物14；

8)重复上述步骤3)-7)，沿河道两岸边15间隔安设多个靠岸构件。

如图5可以看出，在河道两岸边安设本实施例的靠岸构件以后，水流由直线流动变成了曲线流动，使水流流态趋向于原本的自然状态，可以适当提高水流流速，增加溶解氧，有利于污染物质的消减，同时减少泥沙淤积；进入靠岸构件的水体，增加了停留时间，利于对水体污染物的吸收和降解，同时通过靠岸构件的植物可以提升河道生物的生存和多样性；而且有效避免水流对河道两岸的冲刷，确保了河道两岸堤防的安全稳定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，但本发明并不局限于此，所有根据本发明的构思及其技术方案加以等同替换或等同改变均应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于改变城市河道直立岸线的靠岸构件，其特征在于：包括由前壁挡墙和后壁挡墙围成的主体部分，所述主体部分在工厂中预制，所述前壁挡墙弯曲成弧面形，所述后壁挡墙呈平面形，所述后壁挡墙的两侧与所述前壁挡墙的两侧彼此对接封闭，所述主体部分的俯视截面形状是由一直线段和连接直线段两端的弧线段构成的月牙形，所述主体部分的底部包覆有第一土工布，所述前壁挡墙包括两层弧形板和固定在两层弧形板之间的第一肋板支架，所述后壁挡墙包括两层平板和固定在两层平板之间的第二肋板支架，所述前壁挡墙和后壁挡墙之间固定有隔板；在所述前壁挡墙的空隙、所述后壁挡墙的空隙以及所述前壁挡墙和后壁挡墙之间的空隙分设有上中下三层填料，其中，下层填料是固化的水泥砂浆，中层填料是碎石陶粒，上层填料是粘土；所述前壁挡墙内装有向下延伸出的预制桩。

2.根据权利要求1所述靠岸构件，其特征在于：所述前壁挡墙的两层弧形板之间设置多个空心管，所述空心管的两端分别穿透所述两层弧形板上的开孔。

3.根据权利要求2所述靠岸构件，其特征在于：在所述隔板上均设有多个孔管。

4.根据权利要求1所述靠岸构件，其特征在于：所述前壁挡墙的上部设有向上延伸出的栏杆。

5.根据权利要求1所述靠岸构件，其特征在于：所述预制桩是分别装设在所述前壁挡墙的两侧和中间的三根。

6.根据权利要求1所述靠岸构件，其特征在于：所述中层填料与上层填料之间还设有第二土工布。

7.根据权利要求1-6之任一所述靠岸构件，其特征在于：所述上层填料的上面还种设有植物。

8.根据权利要求4所述靠岸构件，其特征在于：所述预制桩和栏杆是预埋或现场安装固定。

9.一种如权利要求2所述靠岸构件的施工方法，用于改造所述河道直立岸线，其特征在于包括以下步骤：

1)根据河道宽度设计所述弧形板的弯曲半径，所述弯曲半径取1.5～5倍河道宽度；根据河道深度设计所述主体的高度；

2)在工厂中根据设计的尺寸预制靠岸构件的主体部分，在两层弧形板之间安装第一肋板支架，在两层弧形板之间设置多个空心管，空心管的两端分别穿透两层弧形板上的开孔，在隔板上均预设多个孔管；

3)将靠岸构件的主体部分运输至河道岸边，将预制桩套入预制桩套孔内固定；

4)在靠岸构件的主体部分底部包覆第一土工布，对河道底软土基进行平整，起吊靠岸构件，使后壁挡墙贴靠河道的两岸，将预制桩打入河道底部的岩土层直至靠岸构件的主体部分的底部贴靠在河道底软土基上；

5)向前壁挡墙的空隙、后壁挡墙的空隙、前壁挡墙和后壁挡墙之间的空隙内依次顺序加填三层填料，分别是下层填料的水泥砂浆、中层填料的碎石陶粒和上层填料的粘土；此时整个靠岸构件继续向河道底软土基下沉；

6)待靠岸构件沉降稳定后，向预制桩套灌浆密实；

7)在前壁挡墙的上部固定栏杆，在上层填料的上面种设有植物；

8)重复上述步骤3)-7)，沿河道两岸边间隔安设多个靠岸构件。

10.根据权利要求9所述施工方法，其特征在于：在所述第5)步骤中，加填完中层填料的碎石陶粒后，在中层填料上铺设第二土工布，然后加填上层填料的粘土。

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