CN112709191A - 一种适用于淤地坝下游坝坡的预制连锁块护坡系统 - Google Patents

一种适用于淤地坝下游坝坡的预制连锁块护坡系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种适用于淤地坝下游坝坡的预制连锁块护坡系统，包括护坡本体，护坡本体包括：土工布，铺设在淤地坝下游坡面上；若干个预制块，铺设在所述土工布上，所述若干个预制块相互嵌锁，沿坝体下游坡面纵向和竖向延伸形成连锁的整体护坡结构。本发明用于淤地坝下游坡面，从而实现淤地坝过水，能够有效解决超标准洪水易溃坝的问题。预制块独特的造型使得整个护坡既具有一定的柔性，能够适应坝体的不均匀沉降和局部变形；又具有超强的连锁性，保证护坡结构的整体稳定。预制块腹板上表面的挑坎能够起到台阶消能的作用，使得下泄水流流速降低，减小对坡面的冲刷。预制块护坡下层铺设土工布，能够起到反滤排水的作用，有利于坝坡的稳定。

Description

一种适用于淤地坝下游坝坡的预制连锁块护坡系统
技术领域
本发明属于水利水电工程技术领域，具体涉及一种适用于淤地坝下游坝坡的预制连锁块护坡系统。
背景技术
淤地坝是黄土高原地区治理水土流失的重要工程措施之一，是指在水土流失地区的各级沟道中，以拦泥淤地为目的而修建的坝工建筑物，主要坝型为黄土均质坝。根据对现有淤地坝的调查，大多数小型淤地坝没有溢洪道等泄洪设施，或者有溢洪道，但泄洪能力不足；并且许多淤地坝已接近淤满，几乎没有滞洪库容，一旦遇超标准洪水，洪水极有可能漫坝而过，坝体自身安全得不到保障，极易溃坝。
因此，为保证淤地坝的安全，开发一种简易可靠的泄洪技术尤为重要。土坝过水技术就能很好地解决该问题，其实质就是修建既能挡水又能泄洪的过水土坝。长期以来，由于对过水土坝安全性的担忧，土坝过水技术一直未能推广应用。主要原因缺少一种抗冲刷能力强、稳定可靠、施工简单、造价低廉、适用于淤地坝下游坡面的护坡。
传统的抵御水流冲刷的护坡主要有抛石、干砌块石、浆砌石、混凝土等材料，在实际应用中存在以下问题：
1、抛石和块石护坡是一种散粒结构，块体之间没有可靠的连接，整体性差，需要较大的单块尺寸和重量才能抵抗水流的冲刷，在较大水流作用下，小块石容易被冲走，影响护坡的整体性和稳定性。
2、浆砌石和混凝土刚度较大，与淤地坝相比，其本身变形量小，易产生由于不均匀沉降造成的裂缝。
3、黄土高原地区石材资源短缺，使得以石材为主要原材料的护坡结构成本较高。
发明内容
本发明的目的在于针对上述传统护坡的不足，提供了一种适用于淤地坝下游坝坡的预制连锁块护坡系统。
为解决上述技术问题，本发明公开了一种适用于淤地坝下游坝坡的预制连锁块护坡系统，包括护坡本体，所述护坡本体包括：
土工布，所述土工布铺设在淤地坝下游坡面上；
若干个预制块，铺设在所述土工布上，所述若干个预制块相互嵌锁，沿坝体下游坡面纵向和竖向延伸形成连锁的整体护坡结构。
优选的，所述预制块形似工字型，所述预制块包括：腹板，所述腹板的上翼缘设有凸台，所述腹板的下翼缘设有第一凹槽，所述腹板的左右侧边设有连锁钩，腹板上表面设有挑坎。
优选的，所述的预制块与相邻的6个相同的预制块连接，上下相邻的预制块通过翼缘部位的凸台和第一凹槽实现上侧的预制块压下侧的预制块，左右相邻的预制块通过连锁钩相互嵌锁，使之形成稳定的整体连锁结构。
优选的，所述挑坎在空间上按一定的规律排列，上下方向的各预制块的挑坎形成“台阶”，所述挑坎为圆弧形挑坎。
优选的，所述凸台设置在所述腹板的上翼缘的前部或后部，所述第一凹槽设置在所述腹板的下翼缘的前部或后部，所述上侧的预制块压下侧的预制块时，实现对应的第一凹槽和凸台前后贴合压紧。
优选的，所述连锁钩包括：凸块，固定连接在所述腹板左侧或右侧，所述凸块远离腹板的一侧中部设置锥形第一凹槽，所述锥形第一凹槽的大端靠近所述腹板设置；
每一个预制块的所述凸台和第一凹槽的左右两侧边缘，分别与每一个预制块左右两侧的凸块、远离腹板的一侧边缘齐平。
优选的，还包括预支块铺设数量确定装置，其包括：
采集单元，用于获取所述淤地坝的坝高、体积、库容和坝内水面积；
第一计算单元，与所述采集单元连接，用于根据所述淤地坝的坝高、体积、库容和坝内水面积评估出淤地坝的稳定性：
Figure BDA0002856799200000031
其中，k表示为评估结果，lg表示为以10为底的对数，V表示为淤地坝的体积，X表示为淤地坝的库容，S表示为淤地坝的坝内水面积，H表示为淤地坝的坝高，θ表示为淤地坝的的库容利用系数，ω表示为淤地坝的的天然损耗度，a表示为淤地坝的环境影响因子，V0为预设基准体积；X0为预设基准库容；
评估单元，与所述第一计算单元连接，用于确认所述评估结果是否大于等于零，若是，评估所述淤地坝的稳定性差，否则，评估所述淤地坝的稳定性优；
当评估所述淤地坝的稳定性为优时，确认所述预制块的铺设数量为第一数量，当评估所述淤地坝的稳定性为差时，确认所述预制块的铺设数量为第二数量，其中，所述第二数量大于第一数量；
获取单元，将所述下游坡面上划分为N个等面积的子坡面，所述获取单元用于获取每个子坡面的牢固度、磨损度、腐蚀系数和面积；
第二计算单元，与所述获取单元连接，用于根据所述每个子坡面的牢固度、磨损度、腐蚀系数和面积计算出淤地坝的安全系数：
Figure BDA0002856799200000032
其中，N表示为子坡面的数量，ci表示为第i个子坡面的牢固度，bi表示为第i个子坡面的维修系数，Wi表示为第i个子坡面的初始寿命系数，Mi表示为第i个子坡面的磨损度，Qi表示为第i个子坡面的腐蚀系数，Si表示为第i个子坡面的初始清洁度，Di表示为第i个子坡面的面积，L表表示为淤地坝的坝内水高度，βi表示为第i个子坡面的平面与坝内水平面之间的夹角，cosβi表示为第i个子坡面的平面与坝内水平面之间的夹角的余弦值，ti1表示为第i个子坡面露天的时长，λ表示为天气影响因子，ti2表示为第i个子坡面的浸水时长，P表示为淤地坝的安全系数；
比较单元，用于比较所述淤地坝的安全系数是否大于等于预设阈值，若是，确认所述预制块的铺设数量为第二数量，否则，确认所述预制块(1)的铺设数量为第一数量加第二数量。
优选的，还包括压实装置，所述压实装置包括：
中空固定座；
若干第一伸缩支架，均固定连接在所述中空固定座上端，所述第一伸缩支架上端固定连接有第一安装座；
若干第二支架，均固定连接在所述第一安装座上端；
若干第三支架，固定连接在所述第一安装座下端周侧，所述第三支架下端设置若干移动轮；
第一滑杆，固定在左右侧的第二支架，所述第一滑杆上套接有滑座，所述第一滑杆上位于所述滑座左右两侧均设置第二弹簧；
固定轴，固定连接在所述滑座前部；
电动缸，固定端固定连接在所述第一滑座下端中部，伸缩端竖直朝下设置；
两个第二滑杆，前后间隔的设置在所述中空固定座内部，所述第二滑杆两端分别与所述中空固定座左右两侧壁固定连接；
四个竖直连接架，上端分别与所述滑座下端前部、后部、左部、右部固定连接，下部套接在对应的第二滑杆上；
第二安装座，固定连接在所述第二支架上端；
两组驱动组件，分别设置在左右两侧第二支架上，所述驱动组件包括：
中空固定块，固定连接在所述第二支架上，所述中空固定块左右两侧均设置滑槽；
活塞，滑动连接在所述滑槽内；
转动杆，转动连接在所述中空固定块内，所述转动杆由设置在所述中空固定块上的旋转驱动件驱动转动；
两个绕线盘，固定连接在所述转动杆上，所述绕线盘上缠绕有第一拉绳，所述第一拉绳一端与绕线盘固定连接，所述第一拉绳另一端与所述活塞固定连接；
两个定滑轮，左右间隔的设置在所述第二安装座上；
第二拉绳，一端与所述活塞上端固定连接，另一端贯穿所述中空固定块后，依次绕过两个定滑轮，并与所述固定杆固定连接；
若干第三弹簧，固定连接在所述活塞下端与所述中空固定块下端内壁之间。
本发明提供了一种适用于淤地坝下游坝坡的预制连锁块护坡系统，其有益效果为：
1、用于淤地坝下游坡面，从而实现淤地坝过水，能够有效解决超标准洪水易溃坝的问题。
2、预制块独特的造型使得整个护坡既具有一定的柔性，能够适应坝体的不均匀沉降和局部变形；又具有超强的连锁性，保证护坡结构的整体稳定。
3、预制块腹板上表面的挑坎能够起到台阶消能的作用，使得下泄水流流速降低，减小对坡面的冲刷。
4、在预制块护坡下层铺设土工布，能够起到反滤排水的作用，有利于坝坡的稳定。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是局部预制连锁块护坡的平面图；
图2是图1中局部预制连锁块护坡的A-A剖面图；
图3是单块预制块的立体结构示意图；
图4是单块预制块的平面图；
图5是图4中单块预制块的B-B剖面图；
图6为预制块与相邻的6个相同的预制块连接的平面图；
图7为铺贴装置的一种实施例的结构示意图；
图8为本发明的压实装置的一种实施例的结构示意图。
图中：1、预制块；11、腹板；12、凸台；13、第一凹槽；14、连锁钩；141、凸块；142、锥形凹槽；15、挑坎；2、土工布；6、铺贴装置；600、支撑座；6000、支撑杆；6001、蜗杆槽；6002、传动蜗杆；6003、角度调节杆；6004、第一轴承；6005、第二轴承；6006、传动蜗轮；601、横向调节装置；6010、第一套筒；6011、第一套杆；6012、托座；6013、滑槽；6014、第一滑块；6015、第一弹簧；6016、缠绕轮；6017、绑绳；6018、开关销；602、纵向调节装置；6020、支撑柱；6021、伸缩装置；6022、伸缩杆驱动电机；6023、连接耳；6024、导杆；6025、第二滑块；6026、铺贴抓手；7、压实装置；71、中空固定座；72、第一伸缩支架；73、第一安装座；74、第二支架；75、第三支架；76、移动轮；77、第一滑杆；78、第二弹簧；79、电动缸；710、第二滑杆；711、竖直连接架；712、第二安装座；713、驱动组件；7131、中空固定块；7132、活塞；7133、转动杆；7134、绕线盘；7135、第一拉绳；7136、第二拉绳；7137、定滑轮；7138、第三弹簧；714、固定杆。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
实施例1：
本发明提供了一种适用于淤地坝下游坝坡的预制连锁块护坡系统，如图1-6所示，包括护坡本体，所述护坡本体包括：
土工布2，所述土工布2铺设在淤地坝下游坡面上；其中，铺设预制块之前需先铺设一层土工布用于反滤排水。
若干个预制块1，铺设在所述土工布2上，所述若干个预制块1相互嵌锁，沿坝体下游坡面纵向和竖向延伸形成连锁的整体护坡结构。
本发明所提供的一种适用于淤地坝下游坝坡的预制连锁块护坡系统，可用于高度不大于20m的淤地坝下游坡。
其中，预制块1外形尺寸完全一致，可批量化生产。
其中，所述预制块1形似工字型，所述预制块1包括：腹板11，所述腹板11的上翼缘设有凸台12，所述腹板11的下翼缘设有第一凹槽13，所述腹板11的左右侧边设有连锁钩14，腹板11上表面设有挑坎15(如为挑坎)。
其中，如图6所示，所述的预制块1与相邻的6个相同的预制块1连接，上下相邻的预制块1通过翼缘部位的凸台12和第一凹槽13实现上侧的预制块1压下侧的预制块1，左右相邻的预制块1(左右侧各两个预制块)通过连锁钩14相互嵌锁，使之形成稳定(牢固)的整体连锁结构。
上述技术方案的工作原理为：首先在坝体下游坡面上铺设土工布2，然后在土工布2上铺设预制块1，预制块1之间的缝隙可以排水，土工布2阻止细颗粒被水带走，起到反滤作用；各预制块互相嵌锁，沿淤地坝下游坡面沿纵向和竖向延伸形成整体防冲刷层，以达到土坝过水的目的。
上述技术方案的有益效果为：
1、用于淤地坝下游坡面，从而实现淤地坝过水，能够有效解决超标准洪水易溃坝的问题。
2、预制块独特的造型使得整个护坡既具有一定的柔性，能够适应坝体的不均匀沉降和局部变形；又具有超强的连锁性，保证护坡结构的整体稳定。
3、预制块腹板上表面的挑坎能够起到台阶消能的作用，使得下泄水流流速降低，减小对坡面的冲刷。
4、在预制块护坡下层铺设土工布，能够起到反滤排水的作用，有利于坝坡的稳定。
实施例2
在实施例1的基础上，如图2所示，
所述挑坎15在空间上按一定的规律排列，上下方向的各预制块1的挑坎15形成“台阶”，所述挑坎15为圆弧形挑坎。
上述技术方案的有益效果为：所述的预制块腹板上表面设有挑坎，挑坎在空间上按一定的规律排列，形成“台阶”，下泄水流沿台阶逐级掺气、减速和消能。
实施例3
在实施例1或2的基础上，如图2-3所示，
所述凸台设置在所述腹板的上翼缘的前部或后部，所述第一凹槽设置在所述腹板的下翼缘的前部或后部，所述上侧的预制块压下侧的预制块时，实现对应的第一凹槽和凸台前后贴合压紧。
具体的，当凸台和凹槽同为前部时，所述上侧的预制块压下侧的预制块时，实现上侧的预制块的第一凹槽与下侧的预制块的凸台前后贴合压紧。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：上述结构中，所述上侧的预制块压下侧的预制块时，实现对应的第一凹槽和凸台前后贴合压紧，便于使得上下侧的预制块连接可靠。
实施例4
在实施例1-3中任一项的基础上，如图3-4、6所示；
所述连锁钩14包括：凸块141，固定连接在所述腹板11左侧或右侧，所述凸块141远离腹板11的一侧中部设置锥形第一凹槽13(或者靠近腹板一侧尺寸大于相对的另一侧的其它形状的凹槽)，所述锥形第一凹槽13的大端靠近所述腹板11设置；
每一个预制块1的所述凸台12和第一凹槽13的左右两侧边缘，分别与每一个预制块1左右两侧的凸块141、远离腹板11的一侧边缘齐平。
上述架方案的工作原理和有益效果为：
如图6,中间的预制块与其相邻的6个相同的预制块相互嵌锁原理可如下：
中间的预制块上侧的凸块部分和其上侧的预制块下侧的凸块部分贴合后，形成左右各一个第一锥形结构，左上部的预制块的锥形凹槽嵌锁在左侧的一个第一锥形结构内，右上部的预制块的锥形凹槽嵌锁在右侧的一个第一锥形结构内；
中间的预制块下侧的凸块部分和其下侧的预制块上侧的凸块部分贴合后，形成左右各一个第二锥形结构，左下部的预制块的锥形凹槽嵌锁在左侧的一个第二锥形结构内，右下部的预制块的锥形凹槽嵌锁在右侧的一个第二锥形结构内；
该实施例中，凹槽和凸台是设置在凸块与腹部形成的整体结构的上部和下部。
上述嵌锁实现6个预制块嵌锁为一个整体，使之形成稳定的整体连锁结构，同时具有一定的变形能力。
每一个预制块1的所述凸台12和第一凹槽13的左右两侧边缘，分别与每一个预制块1左右两侧的凸块141、远离腹板11的一侧边缘齐平，便于相邻的预制块之间的贴合连接。
实施例5
在实施例4中任一项的基础上，
如图2所示，淤地坝下游坡面坡比为1:2。
如图3所示，预制块1长40cm，宽30cm，厚20cm，凸台12与第一凹槽13的尺寸为4cm×10cm×30cm，连锁钩14(上述凸块141)垂直腹板11方向长5cm，与腹板11成60°夹角(上述锥形的椎角)，预制块1同侧上下两个连锁钩体(上述凸块与锥形凹槽的作用形成，同侧(左侧或右侧)上下各一个连锁钩体)中点的距离为20cm，挑坎154半径36.5cm，起坡线位置为预制块1上表面的中线。预制块1采用C25混凝土浇筑，利用模板成型，各预制块1型式、大小完全一致，方便批量化生产。
施工前先将下游坡面修整，保证一定的平整度和压实度，然后在坡面上铺设一层土工布2(350g/m2)，最后铺设预制块1。预制块1铺设顺序应从护坡底部由下而上进行施工，保证上侧的预制块1能压到下侧的预制块1。
下游坡面周边(包括坡面底部、顶部以及与两侧原边坡相交处)难以铺设预制块1的地方，需要用等强度的混凝土进行填补。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：上述尺寸便于预制块之间的相互嵌锁连接，使之形成稳定(牢固)的整体连锁的护坡结构；预制块1采用C25混凝土浇筑，利用模板成型，且下游坡面周边(包括坡面底部、顶部以及与两侧原边坡相交处)难以铺设预制块1的地方，需要用等强度的混凝土进行填补，进一步提高了护坡的结构可靠性。
实施例6
在实施例1-5中任一项的基础上，
如图7所示，还包括铺贴装置6，所述铺贴装置6包括支撑座600，所述支撑座600上设有横向调节装置601，所述横向调节装置601端部设有纵向调节装置602；
所述支撑座600上表面固定连接有支撑杆6000，所述支撑杆6000为中空结构，所述支撑杆6000内设有蜗杆槽6001，所述蜗杆槽6001内设有传动蜗杆6002，所述支撑杆6000内套设有角度调节杆6003，所述角度调节杆6003一端与所述横向调节装置601固定连接，所述角度调节杆6003另一端与所述支撑座600转动连接，所述角度调节杆6003底部外侧设有第一轴承6004，所述角度调节杆6003底部通过所述第一轴承6004与所述支撑杆6000内壁转动连接，所述支撑杆6000远离所述支撑座600的一侧内壁通过第二轴承6005与所述角度调节杆6003转动连接，所述角度调节杆6003靠近所述传动蜗杆6002的位置通过键连接有传动蜗轮6006，所述传动蜗轮6006与所述传动蜗杆6002相互啮合，所述传动蜗杆6002上设有第一驱动电机，所述第一驱动电机用于驱动所述传动蜗杆6002转动；
所述横向调节装置601包括长度调节装置，所述长度调节装置包括第一套筒6010和第一套杆6011和托座6012，所述托座6012固定连接在所述角度调节杆6003远离所述支撑座600的一端，所述第一套筒6010与所述托座6012固定连接，所述第一套杆6011套设在所述第一套筒6010内，所述第一套筒6010内设有滑槽6013，所述第一套杆6011上设有第一滑块6014，所述第一滑块6014滑动连接在所述滑槽6013内，所述第一套筒6010顶部设有开关销6018，所述开关销6018与所述第一套筒6010滑动连接，所述第一套杆6011最右端固定连接有弹性部件和绑绳6017，所述弹性部件为第一弹簧6015，所述第一弹簧6015的另一端与所述第一套筒6010内壁固定连接，所述第一套筒6010最右端外壁设有缠绕轮6016，所述缠绕轮6016通过支架固定连接在所述第一套筒6010最右端外壁，所述绑绳6017贯穿所述第一套筒6010，且所述绑绳6017最右端缠绕在所述缠绕轮6016上，所述第一套杆6011上设有销孔6019，所述缠绕轮6016上设有第二驱动电机，所述第二驱动电机用于驱动所述缠绕轮6016转动；
所述纵向调节装置602包括支撑柱6020，所述支撑柱6020固定连接在所述第一套杆6011最左端，所述支撑柱6020上表面固定连接有伸缩杆驱动电机6022，所述伸缩杆驱动电机6022输出轴键连接有伸缩装置6021，所述伸缩杆驱动电机6022用于驱动所述伸缩装置6021伸缩，所述伸缩装置6021远离伸缩杆驱动电机6022的一端设有铺贴执行装置，所述铺贴执行装置包括连接耳6023，所述连接耳6023与所述伸缩装置6021远离伸缩杆驱动电机6022的一端固定连接，所述连接耳6023内固定连接有导杆6024，所述导杆6024上设有两对称布置的第二滑块6025，所述两对称布置的第二滑块6025上均固定连接有铺贴抓手6026，所述铺贴抓手6026用于铺贴所述预制块1，所述第二滑块6025上设有直线电机，所述直线电机用于驱动所述第二滑块6025沿所述导杆6024滑动。
上述实施例的工作原理及有益效果为：所述铺贴装置6先通过所述横向调节装置601调节所述纵向调节装置602的旋转角度和伸出去的长度，再通过所述纵向调节装置602调节所述伸缩装置6021的伸缩长度，从而调节所述铺贴装置6的工作高度和角度。
起初所述开关销6018位于所述销孔6019内，所述第一弹簧6015处于压缩状态，首先将所述开关销6018从所述销孔6019内拔出，所述第一弹簧6015在弹性势能的作用下向外弹出，同时带动所述第一滑块6014沿所述滑槽6013向外划出，之后所述第一驱动电机用于驱动所述传动蜗杆6002转动，所述传动蜗杆6002转动带动所述传动蜗轮6006转动，所述传动蜗轮6006转动带动所述角度调节杆6003转动，所述角度调节杆6003转动带动所述横向调节装置601和所述纵向调节装置602转动，通过所述横向调节装置601和所述纵向调节装置602的转动使得所述铺贴抓手6026位于所述预制块1正上方，最后所述伸缩杆驱动电机6022驱动所述伸缩装置6021伸缩，使得所述铺贴抓手6026逐渐靠近所述预制块1，同时所述直线电机驱动所述第二滑块6025沿所述导杆6024滑动使得所述铺贴抓手6026将所述预制块1抓起，之后在所述横向调节装置601和所述纵向调节装置602的作用下将所述预制块1铺贴到指定的位置，工作完毕后，所述第二驱动电机用于驱动所述缠绕轮6016转动使所述绑绳6017缠绕在所述缠绕轮6016上，在所述绑绳6017的作用下所述第一套杆6011回归原位；
所述开关销6018和所述销孔6019的设计，使得所述第一套杆6011不会在其他外力的作用下伸长，提高了所述铺贴装置6的安全性，所述横向调节装置601和所述纵向调节装置602的设计使得所述铺贴抓手6026的定位更加准确。
实施例7
在实施例1-6任一项的基础上，
还包括预支块1铺设数量确定装置，其包括：
采集单元，用于获取所述淤地坝的坝高、体积、库容和坝内水面积；
第一计算单元，与所述采集单元连接，用于根据所述淤地坝的坝高、体积、库容和坝内水面积评估出淤地坝的稳定性：
Figure BDA0002856799200000131
其中，k表示为评估结果，lg表示为以10为底的对数，V表示为淤地坝的体积，X表示为淤地坝的库容，S表示为淤地坝的坝内水面积，H表示为淤地坝的坝高，θ表示为淤地坝的的库容利用系数，ω表示为淤地坝的的天然损耗度，可取值为[0.1,0.15]，a表示为淤地坝的环境影响因子，可取值为[0.02,0.07]，V0为预设基准体积；X0为预设基准库容；
评估单元，与所述第一计算单元连接，用于确认所述评估结果是否大于等于零，若是，评估所述淤地坝的稳定性差，否则，评估所述淤地坝的稳定性优；
当评估所述淤地坝的稳定性为优时，确认所述预制块(1)的铺设数量为第一数量，当评估所述淤地坝的稳定性为差时，确认所述预制块(1)的铺设数量为第二数量，其中，所述第二数量大于第一数量(可选的，可为第一数量的大于1的倍数，如为1.5倍)；
获取单元，将所述下游坡面上划分为N个等面积的子坡面，所述获取单元用于获取每个子坡面的牢固度、磨损度、腐蚀系数和面积；
第二计算单元，与所述获取单元连接，用于根据所述每个子坡面的牢固度、磨损度、腐蚀系数和面积计算出淤地坝的安全系数：
Figure BDA0002856799200000141
其中，N表示为子坡面的数量，ci表示为第i个子坡面的牢固度，bi表示为第i个子坡面的维修系数，Wi表示为第i个子坡面的初始寿命系数，Mi表示为第i个子坡面的磨损度，Qi表示为第i个子坡面的腐蚀系数，Si表示为第i个子坡面的初始清洁度，Di表示为第i个子坡面的面积，L表表示为淤地坝的坝内水高度，βi表示为第i个子坡面的平面与坝内水平面之间的夹角，cosβi表示为第i个子坡面的平面与坝内水平面之间的夹角的余弦值，ti1表示为第i个子坡面露天的时长，λ表示为天气影响因子，可取值[0.05,0.1]，ti2表示为第i个子坡面的浸水时长，P表示为淤地坝的安全系数；
比较单元，用于比较所述淤地坝的安全系数是否大于等于预设阈值，若是，确认所述预制块1的铺设数量为第二数量，否则，确认所述预制块1的铺设数量为第一数量加第二数量。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：通过获取淤地坝的坝高、体积、库容和坝内水面积来评估出淤地坝的稳定性可以使地用户根据淤地坝的实际情况选择性的确定预制块的铺设数量，提高了实用性，同时，通过将所述下游坡面上划分为N个等面积的子坡面，获取每个子坡面的牢固度、磨损度、腐蚀系数和面积来计算出淤地坝的安全系数可以进一步地确定下游坡面安全性进而针对安全性对预制块的铺设数量进行调整，可针对下游坡面的实际参数作出有效的铺设数量计算，降低了洪水冲坝造成的风险，提高了安全性。
实施例8
在实施例1-7任一项的基础上，
还包括压实装置7，所述压实装置7包括：
中空固定座71；
若干第一伸缩支架72，均固定连接在所述中空固定座71上端，所述第一伸缩支架72上端固定连接有第一安装座73；
若干第二支架74，均固定连接在所述第一安装座73上端；
若干第三支架75，固定连接在所述第一安装座73下端周侧，所述第三支架75下端设置若干移动轮76；
第一滑杆77，固定在左右侧的第二支架74，所述第一滑杆77上套接有滑座，所述第一滑杆77上位于所述滑座左右两侧均设置第二弹簧78；
固定轴，固定连接在所述滑座前部；
电动缸79，固定端固定连接在所述第一滑座下端中部，伸缩端竖直朝下设置；
两个第二滑杆710，前后间隔的设置在所述中空固定座71内部，所述第二滑杆710两端分别与所述中空固定座71左右两侧壁固定连接；
四个竖直连接架711，上端分别与所述滑座下端前部、后部、左部、右部固定连接，下部套接在对应的第二滑杆710上；
第二安装座712，固定连接在所述第二支架74上端；
两组驱动组件713，分别设置在左右两侧第二支架74上，所述驱动组件713包括：
中空固定块7131，固定连接在所述第二支架74上，所述中空固定块7131左右两侧均设置滑槽6013；
活塞7132，滑动连接在所述滑槽6013内；
转动杆7133，转动连接在所述中空固定块7131内，所述转动杆7133由设置在所述中空固定块7131上的旋转驱动件驱动转动；
两个绕线盘7134，固定连接在所述转动杆7133上，所述绕线盘7134上缠绕有第一拉绳7135，所述第一拉绳7135一端与绕线盘7134固定连接，所述第一拉绳7135另一端与所述活塞7132固定连接；
两个定滑轮7137，左右间隔的设置在所述第二安装座712上；
第二拉绳7136，一端与所述活塞7132上端固定连接，另一端贯穿所述中空固定块7131后，依次绕过两个定滑轮7137，并与所述固定杆714固定连接；
若干第三弹簧，固定连接在所述活塞7132下端与所述中空固定块7131下端内壁之间。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
首先将预制块放置在坝坡对应位置，可手动放置(与对应的相邻预制块仅仅局部接触，未压实)，然后通过移动移动轮，使得四个竖直连接架与预制块四周接触，对预制块进行限位，然后启动电动缸(也快为液压缸或气缸)，对预制块向下压实，使得预制块可靠安装；
当需要调节压实左右方向的下一个预制块时，驱动旋转驱动件转动，带动转动杆转动，从而带动绕线盘转动，对第一拉绳进行绕卷，使得活塞向下运动，压缩第三弹簧，并且活塞向下运动时，向下拉动第二拉绳，使得滑座朝向对应的绕卷的绕线盘移动，使得滑座的左右位置调节；当需要回位时，对第一拉绳放开，在第三弹簧的弹力作用下，活塞向上回位，实现第二拉绳回位；
上述技术方案避免人工左右移动移动轮不准确，而需要反复移动移动轮来实现左右方向的下一个预制块的定位；且实现预制块的限位后压实，保证压实效果；
上述滑槽对活塞的运动进行导向，第一滑杆在滑座的运动进行导向，同时第二滑杆对竖直连接架的运动导向，实现上述压实及限位可靠。
可选的，可在所述中空固定块内设置辅助流体(如需要喷射在预制块连接处的作为防护层的流体)，此时在中空固定块上连接管，连接管上设置喷头，上述活塞的上下运动起到搅拌的作用及也可起到加压作用，便于辅助流体的喷洒。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种适用于淤地坝下游坝坡的预制连锁块护坡系统，包括护坡本体，其特征在于，所述护坡本体包括：
土工布(2)，所述土工布(2)铺设在淤地坝下游坡面上；
若干个预制块(1)，铺设在所述土工布(2)上，所述若干个预制块(1)相互嵌锁，沿坝体下游坡面纵向和竖向延伸形成连锁的整体护坡结构。
2.根据权利要求1所述的一种适用于淤地坝下游坝坡的预制连锁块护坡系统，其特征在于，所述预制块(1)形似工字型，所述预制块(1)包括：腹板(11)，所述腹板(11)的上翼缘设有凸台(12)，所述腹板(11)的下翼缘设有第一凹槽(13)，所述腹板(11)的左右侧边设有连锁钩(14)，腹板(11)上表面设有挑坎(15)。
3.根据权利要求2所述的一种适用于淤地坝下游坝坡的预制连锁块护坡系统，其特征在于，所述的预制块(1)与相邻的6个相同的预制块(1)连接，上下相邻的预制块(1)通过翼缘部位的凸台(12)和第一凹槽(13)实现上侧的预制块(1)压下侧的预制块(1)，左右相邻的预制块(1)通过连锁钩(14)相互嵌锁，使之形成稳定的整体连锁结构。
4.根据权利要求2所述的一种适用于淤地坝下游坝坡的预制连锁块护坡系统，其特征在于，所述挑坎(15)在空间上按一定的规律排列，上下方向的各预制块(1)的挑坎(15)形成“台阶”，所述挑坎(15)为圆弧形挑坎(15)。
5.根据权利要求3所述的一种适用于淤地坝下游坝坡的预制连锁块护坡系统，其特征在于，所述凸台(12)设置在所述腹板(11)的上翼缘的前部或后部，所述第一凹槽(13)设置在所述腹板(11)的下翼缘的前部或后部，所述上侧的预制块(1)压下侧的预制块(1)时，实现对应的第一凹槽(13)和凸台(12)前后贴合压紧。
6.根据权利要求2所述的一种适用于淤地坝下游坝坡的预制连锁块护坡系统，其特征在于，所述连锁钩(14)包括：凸块(141)，固定连接在所述腹板(11)左侧或右侧，所述凸块(141)远离腹板(11)的一侧中部设置锥形第一凹槽(13)，所述锥形第一凹槽(13)的大端靠近所述腹板(11)设置；
每一个预制块(1)的所述凸台(12)和第一凹槽(13)的左右两侧边缘，分别与每一个预制块(1)左右两侧的凸块(141)、远离腹板(11)的一侧边缘齐平。
7.根据权利要求6所述的一种适用于淤地坝下游坝坡的预制连锁块护坡系统，其特征在于，还包括铺贴装置(6)，所述铺贴装置(6)包括支撑座(600)，所述支撑座(600)上设有横向调节装置(601)，所述横向调节装置(601)端部设有纵向调节装置(602)。
8.根据权利要求7所述的一种适用于淤地坝下游坝坡的预制连锁块护坡系统，其特征在于，所述支撑座(600)上表面固定连接有支撑杆(6000)，所述支撑杆(6000)为中空结构，所述支撑杆(6000)内设有蜗杆槽(6001)，所述蜗杆槽(6001)内设有传动蜗杆(6002)，所述支撑杆(6000)内套设有角度调节杆(6003)，所述角度调节杆(6003)一端与所述横向调节装置(601)固定连接，所述角度调节杆(6003)另一端与所述支撑座(600)转动连接，所述角度调节杆(6003)底部外侧设有第一轴承(6004)，所述角度调节杆(6003)底部通过所述第一轴承(6004)与所述支撑杆(6000)内壁转动连接，所述支撑杆(6000)远离所述支撑座(600)的一侧内壁通过第二轴承(6005)与所述角度调节杆(6003)转动连接，所述角度调节杆(6003)靠近所述传动蜗杆(6002)的位置通过键连接有传动蜗轮(6006)，所述传动蜗轮(6006)与所述传动蜗杆(6002)相互啮合，所述传动蜗杆(6002)上设有第一驱动电机，所述第一驱动电机用于驱动所述传动蜗杆(6002)转动；
所述横向调节装置(601)包括长度调节装置，所述长度调节装置包括第一套筒(6010)和第一套杆(6011)和托座(6012)，所述托座(6012)固定连接在所述角度调节杆(6003)远离所述支撑座(600)的一端，所述第一套筒(6010)与所述托座(6012)固定连接，所述第一套杆(6011)套设在所述第一套筒(6010)内，所述第一套筒(6010)内设有滑槽(6013)，所述第一套杆(6011)上设有第一滑块(6014)，所述第一滑块(6014)滑动连接在所述滑槽(6013)内，所述第一套筒(6010)顶部设有开关销(6018)，所述开关销(6018)与所述第一套筒(6010)滑动连接，所述第一套杆(6011)最右端固定连接有弹性部件和绑绳(6017)，所述弹性部件为第一弹簧(6015)，所述第一弹簧(6015)的另一端与所述第一套筒(6010)内壁固定连接，所述第一套筒(6010)最右端外壁设有缠绕轮(6016)，所述缠绕轮(6016)通过支架固定连接在所述第一套筒(6010)最右端外壁，所述绑绳(6017)贯穿所述第一套筒(6010)，且所述绑绳(6017)最右端缠绕在所述缠绕轮(6016)上，所述第一套杆(6011)上设有销孔(6019)，所述缠绕轮(6016)上设有第二驱动电机，所述第二驱动电机用于驱动所述缠绕轮(6016)转动；
所述纵向调节装置(602)包括支撑柱(6020)，所述支撑柱(6020)固定连接在所述第一套杆(6011)最左端，所述支撑柱(6020)上表面固定连接有伸缩杆驱动电机(6022)，所述伸缩杆驱动电机(6022)输出轴键连接有伸缩装置(6021)，所述伸缩杆驱动电机(6022)用于驱动所述伸缩装置(6021)伸缩，所述伸缩装置(6021)远离伸缩杆驱动电机(6022)的一端设有铺贴执行装置，所述铺贴执行装置包括连接耳(6023)，所述连接耳(6023)与所述伸缩装置(6021)远离伸缩杆驱动电机(6022)的一端固定连接，所述连接耳(6023)内固定连接有导杆(6024)，所述导杆(6024)上设有两对称布置的第二滑块(6025)，所述两对称布置的第二滑块(6025)上均固定连接有铺贴抓手(6026)，所述铺贴抓手(6026)用于铺贴所述预制块(I)，所述第二滑块(6025)上设有直线电机，所述直线电机用于驱动所述第二滑块(6025)沿所述导杆(6024)滑动。
9.根据权利要求1所述的一种适用于淤地坝下游坝坡的预制连锁块护坡系统，其特征在于，还包括预支块(1)铺设数量确定装置，其包括：
采集单元，用于获取所述淤地坝的坝高、体积、库容和坝内水面积；
第一计算单元，与所述采集单元连接，用于根据所述淤地坝的坝高、体积、库容和坝内水面积评估出淤地坝的稳定性：
Figure FDA0002856799190000041
其中，k表示为评估结果，lg表示为以10为底的对数，V表示为淤地坝的体积，X表示为淤地坝的库容，S表示为淤地坝的坝内水面积，H表示为淤地坝的坝高，θ表示为淤地坝的的库容利用系数，ω表示为淤地坝的的天然损耗度，a表示为淤地坝的环境影响因子，V0为预设基准体积；X0为预设基准库容；
评估单元，与所述第一计算单元连接，用于确认所述评估结果是否大于等于零，若是，评估所述淤地坝的稳定性差，否则，评估所述淤地坝的稳定性优；
当评估所述淤地坝的稳定性为优时，确认所述预制块(1)的铺设数量为第一数量，当评估所述淤地坝的稳定性为差时，确认所述预制块(1)的铺设数量为第二数量，其中，所述第二数量大于第一数量；
获取单元，将所述下游坡面上划分为N个等面积的子坡面，所述获取单元用于获取每个子坡面的牢固度、磨损度、腐蚀系数和面积；
第二计算单元，与所述获取单元连接，用于根据所述每个子坡面的牢固度、磨损度、腐蚀系数和面积计算出淤地坝的安全系数：
Figure FDA0002856799190000042
其中，N表示为子坡面的数量，ci表示为第i个子坡面的牢固度，bi表示为第i个子坡面的维修系数，Wi表示为第i个子坡面的初始寿命系数，Mi表示为第i个子坡面的磨损度，Qi表示为第i个子坡面的腐蚀系数，Si表示为第i个子坡面的初始清洁度，Di表示为第i个子坡面的面积，L表表示为淤地坝的坝内水高度，βi表示为第i个子坡面的平面与坝内水平面之间的夹角，cosβi表示为第i个子坡面的平面与坝内水平面之间的夹角的余弦值，ti1表示为第i个子坡面露天的时长，λ表示为天气影响因子，ti2表示为第i个子坡面的浸水时长，P表示为淤地坝的安全系数；
比较单元，用于比较所述淤地坝的安全系数是否大于等于预设阈值，若是，确认所述预制块(1)的铺设数量为第二数量，否则，确认所述预制块(1)的铺设数量为第一数量加第二数量。
10.根据权利要求1所述的一种适用于淤地坝下游坝坡的预制连锁块护坡系统，其特征在于，还包括压实装置(7)，所述压实装置(7)包括：
中空固定座(71)；
若干第一伸缩支架(72)，均固定连接在所述中空固定座(71)上端，所述第一伸缩支架(72)上端固定连接有第一安装座(73)；
若干第二支架(74)，均固定连接在所述第一安装座(73)上端；
若干第三支架(75)，固定连接在所述第一安装座(73)下端周侧，所述第三支架(75)下端设置若干移动轮(76)；
第一滑杆(77)，固定在左右侧的第二支架(74)，所述第一滑杆(77)上套接有滑座，所述第一滑杆(77)上位于所述滑座左右两侧均设置第二弹簧(78)；
固定轴，固定连接在所述滑座前部；
电动缸(79)，固定端固定连接在所述第一滑座下端中部，伸缩端竖直朝下设置；
两个第二滑杆(710)，前后间隔的设置在所述中空固定座(71)内部，所述第二滑杆(710)两端分别与所述中空固定座(71)左右两侧壁固定连接；
四个竖直连接架(711)，上端分别与所述滑座下端前部、后部、左部、右部固定连接，下部套接在对应的第二滑杆(710)上；
第二安装座(712)，固定连接在所述第二支架(74)上端；
两组驱动组件(713)，分别设置在左右两侧第二支架(74)上，所述驱动组件(713)包括：
中空固定块(7131)，固定连接在所述第二支架(74)上，所述中空固定块(7131)左右两侧均设置滑槽(6013)；
活塞(7132)，滑动连接在所述滑槽(6013)内；
转动杆(7133)，转动连接在所述中空固定块(7131)内，所述转动杆(7133)由设置在所述中空固定块(7131)上的旋转驱动件驱动转动；
两个绕线盘(7134)，固定连接在所述转动杆(7133)上，所述绕线盘(7134)上缠绕有第一拉绳(7135)，所述第一拉绳(7135)一端与绕线盘(7134)固定连接，所述第一拉绳(7135)另一端与所述活塞(7132)固定连接；
两个定滑轮(7137)，左右间隔的设置在所述第二安装座(712)上；
第二拉绳(7136)，一端与所述活塞(7132)上端固定连接，另一端贯穿所述中空固定块(7131)后，依次绕过两个定滑轮(7137)，并与所述固定杆(714)固定连接；
若干第三弹簧(7138)，固定连接在所述活塞(7132)下端与所述中空固定块(7131)下端内壁之间。
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