CN115404816B - 一种内设空箱的堤防建设方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种内设空箱的堤防建设方法，于堤身内部由下至上建设空箱，具体包括以下步骤：于堤身内部开挖至底板的底高程；将侧墙、顶板、前墙、背墙、通风光井、反向翼板作为整体结构实施，建设侧墙、顶板、前墙、背墙、通风光井及反向翼板；于空箱内部建设隔墙；在空箱外表面实施防水层；建设出入口引墙和反滤排水沟；堤身填土，完成迎水堤坡、堤顶道路和背水堤坡，在背水堤坡上建设上下堤台阶；将管理用房、防汛哨所、防汛物资站、停车场等附属设施设置于堤身内的空箱中，节省堤防以外土地资源的占用，拓展堤身内部空间利用，且提升防汛抢险的效率。

Description

一种内设空箱的堤防建设方法
技术领域
本发明涉及水利堤防工程技术领域，具体涉及一种内设空箱的堤防建设方法。
背景技术
堤防工程一般是指沿河、渠、湖、海岸或行洪区、分洪区、围垦区边缘修筑的挡水建筑物；堤防的主要功能为防洪挡水，且配有堤顶防汛道路和运行管理设施；传统堤防的管理运行附属设施一般包括：管理用房、防汛哨所/站、防汛物资站、停车场等，防汛哨所一般设置在堤身上方，管理用房一般设置在城镇空间，防汛物料仓库一般设置在堤身背水侧的堤坡附近，防汛车辆一般停放在管理用房或随意停放；随着生态水利工程建设及城市发展，滩地生态景观公园也常常与堤防工程融为一体，对堤防附属设施建设提出了更高的要求，比如堤外江滩公园一般将停车设施设置在滩地公园地面上，这些必要功能的设置一般需单独划一片地面，增加占地且距离堤防较远，不利于开展防汛检查工作。从堤防结构型式来看，传统堤防一般采用土堤、袋装砂或防洪墙，一般为单纯的防洪结构，随着城市发展逐步出现了堤外滩地生态化建设的型式，但由于堤身内部结构关系到防洪安全，目前鲜有堤防结构，特别是内部结构上的明显提升和优化。由此可见，堤防工程的传统型式对于附属设施布设存在空间难题，而传统堤防结构型式难以满足，这一现实矛盾是本发明考虑多功能化利用堤身内部空间的背景情况。
根据《堤防工程设计规范》(GB50286-2013)，堤身内部的结构不得影响堤防的运行与安全，比如防洪墙、穿堤箱涵等需要重点考虑堤防渗透及稳定安全，现有技术未考虑对堤身内部空间的利用，更未考虑如何合理、安全、可持续的利用方法。
发明内容
本发明目的是提供一种内设空箱的堤防建设方法，以在不影响堤防运行与安全的情况下合理利用堤身内部空间。
为实现以上目的，本发明技术方案为：
一种内设空箱的堤防建设方法，于堤身内部由下至上建设空箱，具体包括以下步骤：
S1:于堤身内部开挖至底板的底高程；
S2:将侧墙、顶板、前墙、背墙、通风光井、反向翼板作为整体结构实施，建设侧墙、顶板、前墙、背墙、通风光井及反向翼板；
S3:于空箱内部建设隔墙；
S4:在空箱外表面实施防水层；
S5:建设出入口引墙和反滤排水沟；
S6:堤身填土，完成迎水堤坡、堤顶道路和背水堤坡，在背水堤坡上建设上下堤台阶。
进一步的是，所述的堤防包括迎水堤坡、堤顶道路、背水堤坡、空箱、出入口引墙、反滤排水沟、上下堤台阶，所述迎水堤坡、堤顶道路、背水堤坡形成梯形，所述的空箱位于堤身结构内部。
进一步的是，所述的空箱包括底板、侧墙、顶板、前墙、背墙、隔墙、通风通光井、出入口门洞、反向翼板；底板位于堤身内部，所述侧墙和隔墙均为钢筋混凝土墙，垂直于堤防轴线方向且垂直于地面，并与顶板、底板、前墙、背墙固结连接。
进一步的是，所述的通风通光井为中空的钢筋混凝土框，通风通光井底端与顶板的倾斜面连接，通风通光井顶端突出背水堤坡的坡面，通风通光井设置有可开启的玻璃顶盖，通风通光井与空箱连通。
进一步的是，所述的顶板为钢筋混凝土板，顶板包括水平板及与水平板连接在一起的倾斜板，所述的水平板位于堤顶道路下方并平行于堤顶道路，所述的倾斜板位于背水堤坡下方且平行于背水堤坡，顶板与侧墙、前墙、背墙、隔墙固结连接。
进一步的是，所述的背墙位置设有出入口门洞。
进一步的是，所述的出入口门洞位于背墙上，且位于出入口引墙之间。
进一步的是，所述的空箱外表设置有防水层。
进一步的是，所述的反向翼板位于前墙的上游即位于迎水侧，反向翼板与底板齐平，反向翼板为水平布置的钢筋混凝土板，位于堤身内并且位于空箱外部，反向翼板与底板水平连接、并与前墙垂直连接，反向翼板总长度与前墙总长一致，反向翼板宽度宜大于底板宽度。
进一步的是，所述的空箱的底板位于堤身内部，底板下方设置抗拔桩体，抗拔桩体底部的锚柱固定于堤身内部。
本发明的有益效果是：
(1)将管理用房、防汛哨所、防汛物资站、停车场等附属设施设置于堤身内的空箱中，节省堤防以外土地资源的占用。
(2)将防汛用房、停车场、物资等设施设置于堤身的空箱内，可沿着堤防每隔一段距离布置，防汛救援的距离大幅度减小，覆盖范围广，防汛物资调度响应速度快。较短的防汛救援距离还可实现多点对一救援，效率更高。
(3)通过整体空箱结构及内部隔墙、门洞、通风光井，可分别设置管理用房、停车车库、防汛物资仓库等多种功能，结构灵活性强，实现了单一空箱的多功能化。
(4)本发明采用一体化的钢筋混凝土箱型结构，设置反向翼板和防渗层，通过反向翼板增强抗浮、抗滑稳定能力和基础受力均匀性，通过防水层增强抗渗能力，堤防稳定性、堤身防渗能力均显著增强；本发明实现对堤身内部空间的安全合理利用，在不额外占地的情况下提供了防汛哨所、堤防管理用房、防汛物资仓库、停车车库等功能，保障防洪安全的同时兼顾了节约用地、空间拓展和防汛快捷等功能。
附图说明
图1为内设空箱建筑物的堤防的三维示意图。
图中：迎水堤坡1；堤顶道路2；背水堤坡3；空箱4；出入口引墙5；反滤排水沟6；上下堤台阶7；防水层8。
底板4.1；侧墙4.2；顶板4.3；前墙4.4；背墙4.5；隔墙4.6；通风通光井4.7；出入口门洞4.8；反向翼板4.9。
具体实施方式
为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。
如图1所示，一种内设空箱的堤防结构，包括迎水堤坡1、堤顶道路2、背水堤坡3、空箱4、出入口引墙5、反滤排水沟6、上下堤台阶7，其中空箱4包括：底板4.1，侧墙4.2，顶板4.3，前墙4.4，背墙4.5，隔墙4.6，通风通光井4.7，出入口门洞4.8，反向翼板4.9。
所述迎水堤坡1、堤顶道路2、背水堤坡3形成梯形，为堤防的基本结构，迎水堤坡1、背水堤坡3坡比不陡于1:2.5，也可至1:10甚至更缓，迎水堤坡1与背水堤坡3坡比可以相同，也可不同。
所述迎水堤坡1为预制混凝土、浆砌石或生态植草砖护坡，位于堤身的迎水侧。
所述背水堤坡3为生态植草砖护坡或草皮护坡，位于堤身的背水侧。
若堤坡1和3为缓坡，可结合缓坡景观公园设置灌木等植物。
所述空箱4为钢筋混凝土整体结构，空箱4位于堤身内部，堤身内可设置一个空箱4，也可在堤身内间隔设置多个空箱4；空箱4包括底板4.1、侧墙4.2、顶板4.3、前墙4.4、背墙4.5、隔墙4.6、通风通光井4.7、出入口门洞4.8、反向翼板4.9，空箱4为矩形空间，各空间宽度可自由设置；可在堤身内部设置多个矩形空间，可提升堤防内部空间利用的多功能性。
所述空箱4仅在所述背墙4.5位置设有出入口门洞4.8，出入口门洞4.8为开放结构面，不需使用空箱4时可将出入口门洞4.8的门关闭、使用空箱4时可将出入口门洞4.8的门打开，空箱4的其余外表面均被堤身填土覆盖。
所述防水层8设置于空箱4外表面与堤身填土接触面之间，为薄膜状防水防渗材料，防水层8固定于空箱4钢筋混凝土外表面。
所述顶板4.3为钢筋混凝土板，顶板4.3包括水平板及与水平板连接在一起的倾斜板，所述的水平板位于堤顶道路下方并平行于堤顶道路2，所述的倾斜板位于背水堤坡3下方且平行于背水堤坡3，顶板4.3与侧墙4.2、前墙4.4、背墙4.5、隔墙4.6固结连接，顶板4.3上部覆土初次可为0.5m-1.5m，顶板4.3可承受的覆土不宜小于3m，并且预留堤防加固的高度富余。
所述侧墙4.2和隔墙4.6均为钢筋混凝土墙，垂直于堤防轴线方向且垂直于地面，并与顶板4.3、底板4.1、前墙4.4、背墙4.5固结连接；隔墙4.6作为承重使用，隔墙4.6的数量可根据空箱4的长度按需设置。
所述前墙4.4和背墙4.5均为钢筋混凝土墙，平行于堤防轴线方向且垂直地面，并与顶板4.3、底板4.1、侧墙4.2、隔墙4.6固结连接，其中前墙4.4位于迎水侧，背墙4.5位于背水侧，背墙4.5可部分开敞部分覆土，也可全部开敞。
所述通风通光井4.7为中空的矩形钢筋混凝土框，通风通光井4.7底端与顶板4.3的倾斜面固结连接，通风通光井4.7顶端突出背水堤坡3的坡面，通风通光井4.7可按需要设置可开启的中空玻璃的顶盖，所述顶盖由钢化玻璃制成并且为电动遥控控制，通风通光井4.7与空箱4连通，晴天时可打开通风通光井4.7的顶盖，实现空箱4内的通风；通风通光井4.7可根据隔墙4.6数量而设置多个。
通风通光井4.7顶端一般凸出于背水堤坡3的高度一般是0.5m，防止雨天雨水顺着倾斜的背水堤坡3流入通风通光井4.7。
所述出入口门洞4.8位于背墙，且位于出入口引墙5之间，对于管理用房设置可开启人行门，对车库或防汛物资库设置可开启车行门；
反向翼板4.9位于前墙4.4的上游即位于迎水侧，反向翼板4.9与底板4.1齐平并且与底板4.1连接，反向翼板4.9为水平布置的钢筋混凝土板，位于堤身内并且位于空箱4外部，反向翼板4.9与底板4.1、前墙4.4固结连接，反向翼板4.9与底板4.1水平连接、并与前墙4.4垂直连接，反向翼板4.9总长度与前墙4.4总长一致，反向翼板4.9宽度宜大于底板4.1宽度。
考虑土堤情况下以及堤身内渗水的情况，反向翼板4.9的设置用于抗浮力，并且通过反向翼板4.9增强抗滑稳定能力和基础受力均匀性。
本实施例中，空箱4位于堤身内部，所述空箱4可为多层结构，若堤身较高，空箱4可为双层或三层。
作为本实施例的另外一种方式，空箱4部分位于堤身内部，部分位于堤身外部，位于堤身外部的部分是在背水坡3外部，即在在背水坡3外部位置设挑高层，挑高层高于堤顶，挑高层仅作为哨所功能，挑高层的面积宜小于下层。
所述出入口引墙5为竖直方向挡墙，两个出入口引墙5分别与背墙4.5的两端连接，出入口引墙5连接空箱4的背墙4.5至背水侧地面；出入口引墙5由背墙4.5两侧端部向背水堤坡3坡脚线延伸并且高度逐渐下降，主要作用为支撑背水堤坡3的填土，作为承重使用；出入口引墙5可为直线型，也可根据出入口需要设置为弧形；
所述反滤排水沟6位于两侧的出入口引墙5之间，布置于背水堤坡3坡脚线的延长线上，为矩形渠道，反滤排水沟6衬砌由三级或二级反滤材料构成即由土工布或沙石构成，反滤排水沟6用于防止地下水渗水，增强堤身反滤排水的能力，反滤排水沟6应连接至城镇排涝管沟网中。
所述上下堤台阶7位于背水堤坡3坡面上，可为混凝土材质，方便巡堤检查中人员出行。
所述空箱4的底板4.1位于堤身内部，底板4.1下方可增设抗拔桩体，抗拔桩体底部的锚柱固定于堤身内部，若堤身内部渗水，堤身上下游水头差过大，空箱4底部浮托力过大时可增设抗拔桩体以增强空箱4的稳定性。
本发明实施顺序总体为由下至上，首先开挖至底板4.1的底高程，接着将空箱4作为整体结构实施，隔墙4.6可延后实施，各部件间均为固结连接，待空箱4完成后，在空箱4外表面实施防水层8，接着实施出入口引墙5和反滤排水沟6，待这些下部结构完成后，实施堤身填土，完成迎水堤坡1、堤顶道路2和背水堤坡3，最后在背水堤坡3上实施上下堤台阶7。
本实施例中，主要实施工艺为：在堤身内部自下而上实施，首先开挖至底板4.1高程并实施空箱4，完成后实施防水层8、出入口引墙5和反滤排水沟6，接着实施堤身填土并完成迎水堤坡1、堤顶道路2和背水堤坡3，最后完成上下堤台阶7。
本发明既可用于堤身结构的新建又可用于堤身结构的改建。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”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，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。

Claims (6)

1.一种内设空箱的堤防建设方法，其特征在于：于堤身内部由下至上建设空箱(4)，具体包括以下步骤：
S1:于堤身内部开挖至底板(4.1)的底高程；
S2:将侧墙(4.2)、顶板(4.3)、前墙(4.4)、背墙(4.5)、通风通光井(4.7)、反向翼板(4.9)作为整体结构实施，建设侧墙(4.2)、顶板(4.3)、前墙(4.4)、背墙(4.5)、通风通光井(4.7)及反向翼板(4.9)；
S3:于空箱(4)内部建设隔墙(4.6)；
S4:在空箱(4)外表面实施防水层(8)；
S5:建设出入口引墙(5)和反滤排水沟(6)；
S6:堤身填土，完成迎水堤坡(1)、堤顶道路(2)和背水堤坡(3)，在背水堤坡(3)上建设上下堤台阶(7)；
所述的空箱(4)位于堤身结构内部，堤身内间隔设置多个空箱(4)；
所述的顶板(4.3)为钢筋混凝土板，顶板(4.3)包括水平板及与水平板连接在一起的倾斜板，所述的水平板位于堤顶道路下方并平行于堤顶道路(2)，所述的倾斜板位于背水堤坡(3)下方且平行于背水堤坡(3)，顶板(4.3)与侧墙(4.2)、前墙(4.4)、背墙(4.5)、隔墙(4.6)固结连接；
所述的通风通光井(4.7)为中空的钢筋混凝土框，通风通光井(4.7)底端与顶板(4.3)的倾斜面连接，通风通光井(4.7)顶端突出背水堤坡(3)的坡面，通风通光井(4.7)设置有可开启的玻璃顶盖，通风通光井(4.7)与空箱(4)连通；
所述的空箱(4)外表设置有防水层(8)；所述防水层(8)设置于空箱(4)外表面与堤身填土接触面之间，为薄膜状防水防渗材料，防水层(8)固定于空箱(4)钢筋混凝土外表面；
所述的反向翼板(4.9)位于前墙(4.4)的上游即位于迎水侧，反向翼板(4.9)与底板(4.1)齐平，反向翼板(4.9)为水平布置的钢筋混凝土板，位于堤身内并且位于空箱(4)外部，反向翼板(4.9)与底板(4.1)水平连接、并与前墙(4.4)垂直连接，反向翼板(4.9)总长度与前墙(4.4)总长一致，反向翼板(4.9)宽度大于底板(4.1)宽度；
所述反滤排水沟(6)位于两侧的出入口引墙(5)之间，布置于背水堤坡(3)坡脚线的延长线上，为矩形渠道，反滤排水沟(6)衬砌由三级或二级反滤材料构成即由土工布或沙石构成，反滤排水沟(6)用于防止地下水渗水，增强堤身反滤排水的能力，反滤排水沟(6)连接至城镇排涝管沟网中。
2.如权利要求1所述的内设空箱的堤防建设方法，其特征在于：所述的堤防包括迎水堤坡(1)、堤顶道路(2)、背水堤坡(3)、空箱(4)、出入口引墙(5)、反滤排水沟(6)、上下堤台阶(7)，所述迎水堤坡(1)、堤顶道路(2)、背水堤坡(3)形成梯形。
3.如权利要求2所述的内设空箱的堤防建设方法，其特征在于：所述的空箱(4)包括底板(4.1)、侧墙(4.2)、顶板(4.3)、前墙(4.4)、背墙(4.5)、隔墙(4.6)、通风通光井(4.7)、出入口门洞(4.8)、反向翼板(4.9)；底板(4.1)位于堤身内部，所述侧墙(4.2)和隔墙(4.6)均为钢筋混凝土墙，垂直于堤防轴线方向且垂直于地面，并与顶板(4.3)、底板(4.1)、前墙(4.4)、背墙(4.5)固结连接。
4.如权利要求1所述的内设空箱的堤防建设方法，其特征在于：所述的背墙(4.5)位置设有出入口门洞(4.8)。
5.如权利要求4所述的内设空箱的堤防建设方法，其特征在于：所述的出入口门洞(4.8)位于背墙(4.5)上，且位于出入口引墙(5)之间。
6.如权利要求1所述的内设空箱的堤防建设方法，其特征在于：所述的空
箱(4)的底板(4.1)位于堤身内部，底板(4.1)下方设置抗拔桩体，
抗拔桩体底部的锚柱固定于堤身内部。
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