CN115613522A - 一种坚实防渗透的堆石拦海坝 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种坚实防渗透的堆石拦海坝，所述拦海坝的横断面为梯形，拦海坝的上游侧面对河水，下游侧面对海水；所述下游侧铺设护面，提高耐冲刷耐腐蚀性能，所述上游侧铺设栅栏板护坡；上游侧与下游侧之间设有块石区、充砂模袋区、石渣区和水泥防渗墙，所述块石区靠近拦海坝的下游侧，石渣区靠近拦海坝的上游侧和顶部，充砂模袋区处于块石区与石渣区之间，且靠近拦海坝的底部；所述水泥防渗墙竖直设置，且贯穿充砂模袋区和石渣区直至拦海坝的顶部，防止上下游水体的渗入；所述拦海坝设有至少一个调节闸，用于调节上游河水的水位。
Description
技术领域
本发明属于拦海坝技术领域，具体涉及一种坚实防渗透的堆石拦海坝。
背景技术
我国地域辽阔，海岸线绵长，有丰富的沿海资源，而且我国河流众多，绝大多数河流由西向东奔流入海，众多河流可以为人们提供丰富的淡水资源，河流的入海口位置依然可以为人们利用。兴建河口海湾拦海坝，形成水库，是国内外解决水资源不足的一项重要措施，但是面临着众多难点问题需要解决，例如河流和海洋不同的水文因素、地质条件因素、水质空间变化因素，对拦海坝的临海侧和临河侧的结构提出了严峻考验，尤其是对拦海坝的强度、耐腐蚀、耐泥沙淤积性能提出了更高的要求。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种坚实防渗透的堆石拦海坝，所述拦海坝的横断面为梯形，拦海坝的上游侧面对河水，下游侧面对海水；所述下游侧铺设护面，提高耐冲刷耐腐蚀性能，所述上游侧铺设栅栏板护坡；
上游侧与下游侧之间设有块石区、充砂模袋区、石渣区和水泥防渗墙，所述块石区靠近拦海坝的下游侧，石渣区靠近拦海坝的上游侧和顶部，充砂模袋区处于块石区与石渣区之间，且靠近拦海坝的底部；所述水泥防渗墙竖直设置，且贯穿充砂模袋区和石渣区直至拦海坝的顶部，防止上下游水体的渗入；
所述拦海坝设有至少一个调节闸，用于调节上游河水的水位。
本发明的拦海坝为堆石型坝体，筑坝材料为土石料，可就地取材，节省大量钢材、水泥和木材等建筑材料，也避免了钢材和水泥易被海水侵蚀的缺陷。堆石坝基适应性强，底部无需座落在岩基上，其散粒结构可以适应地基的微小变形，对地基的要求远低于混凝土坝。施工方法灵活多样，结构简单，造价低廉，运行维护方便，便于后期加高扩容。
本发明所述的拦海坝的两侧面对不同的水环境，即上游侧面对河水，下游侧面对海水，不同的水环境对拦海坝两侧坝体的作用不同，主要体现在对坝体的腐蚀、冲刷、泥沙淤积和强度要求方面。海水的盐度较高、水质成分复杂、含沙量不高，对拦海坝的下游侧的侵蚀较大、但泥沙淤积并不严重，因此，所述下游侧铺设护面，抵御海水侵蚀和冲刷，靠近下游侧的坝体采用块石，提高临海侧的坝体强度和稳固性。河水的盐度不高、含沙量较高、水流比海水慢，对拦海坝的上游侧侵蚀不太严重、但需要处理泥沙淤积情况，因此，所述上游侧铺设栅栏板护坡，抵御河水冲刷，防止泥沙大量淤积，靠近上游侧的坝体采用石渣，即可应对河水冲刷。所述充砂模袋区处于坝体底部的中部，进一步提高拦海坝的整体强度。由于堆石拦海坝的散粒结构，本发明设计了所述水泥防渗墙，提高拦海坝的抗渗透性能。
可选的，所述块石区作为堤心，采用第一块石堆砌而成，块石区的横断面为梯形，块石区的上游侧面和下游侧面分别平行于拦海坝的上游侧面和下游侧面；
第一块石的规格为10-100kg，即质量达到10-100kg的块石才能作为第一块石，用于铺设块石区，提高拦海坝的强度和耐冲击性。
为了节约块石以及增强拦海坝的强度，所述块石区的顶部与拦海坝的顶部之间有一段距离，该空间设有混凝土墩，混凝土墩沿着拦海坝的长度方向贯穿拦海坝。
进一步可选的，所述护面和块石区的下游侧面之间设有第一垫层，第一垫层采用第二块石堆砌而成，第二块石的规格为150-200kg；
所述块石区的上游侧设有第二垫层，第二垫层采用二片石堆砌而成；
所述块石区的下方设有第三垫层，第三垫层采用石渣堆砌而成，块石区周围的三个垫层能够进一步提高块石区的强度和稳定性，防止块石区变形。
可选的，所述充砂模袋区的下游侧紧贴第二垫层，充砂模袋区的上游侧平行于拦海坝的上游侧面，充砂模袋区的高度低于块石区的高度；
充砂模袋区由装填砂土的麻袋堆砌而成，自重较大，稳固性强，能够承受上游河水的冲击。
可选的，所述石渣区设置在充砂模袋区的上方和上游侧，由石渣铺就，保障拦海坝的上游侧和顶部的强度和稳定性。
可选的，所述拦海坝包括若干个调节闸，沿着拦海坝的长度方向均匀设置，调节闸设在拦海坝的顶部，调节闸的高度不大于所述混凝土墩的高度；
拦海坝在调节闸的对应位置具有豁口，该豁口处没有堆石坝体，而且所述混凝土墩在该豁口处中断，该豁口处只设置调节闸、闸底板、门框或门墩。
进一步可选的，所述调节闸的下方设有闸底板，闸底板为混凝土铺设，闸底板贯穿拦海坝的宽度方向，闸底板的下方为石渣区和/混凝土墩；
调节闸设在拦海坝宽度方向上靠近上游侧的位置，即调节闸上游侧的闸底板长度小于下游侧的闸底板长度；
调节闸的两侧通过混凝土门框和混凝土门墩与拦海坝连接。
可选的，所述拦海坝的上游侧设有清沙装置，清沙装置包括支撑总架和若干个清沙板，所述支撑总架包括若干个可拆卸的支撑架、连接在支撑架之间的滑道架和若干个伸缩连接杆，所述支撑架的首端可拆卸地连接拦海坝的上游侧面，尾端连接滑道架；
所述滑道架水平设置，且平行于拦海坝的长度方向；
伸缩连接杆的顶端滑动连接滑道架，底端连接一个清沙板，伸缩连接杆带动清沙板沿滑道架滑动，清沙将拦海坝上游侧不同位置的淤积泥沙推送至所述闸底板对应的位置，当调节闸开启时，利用河水携带泥沙进入海水；清沙板也可以将泥沙较多位置的泥沙推送至泥沙较少的位置，均匀泥沙的堆积位置。
进一步可选的，所述伸缩连接杆为套管结构，通过伸缩改变清沙板的高低位置，便于清理不同高度的淤积泥沙；伸缩连接杆的顶部设有液压缸，用于控制伸缩连接杆的伸缩。
进一步可选的，所述清沙板包括相互连接的水平底板和倾斜侧板，倾斜侧板与拦海坝的上游侧面平行，便于清理拦海坝根部的泥沙。
进一步可选的，所述栅栏板护坡面对河水的一侧设有若干个红外感应器，红外传感器沿着栅栏板护坡面的长度方向和高度方向均匀设置，用于感应拦海坝上游侧泥沙淤积的高度和位置。
可选的，所述拦海坝的下游侧设有发电装置，发电装置包括若干个水轮、转轴连接杆和发电蓄电装置，水轮通过转轴连接杆连接发电蓄电装置，每个水轮对应一个调节闸，发电蓄电装置设在拦海坝顶部；
具体的，水轮设在调节闸下游侧闸底板末端的斜下方，由调节闸放出的河水和/或泥沙沿着闸底板流出，流到水轮上，推动水轮转动，机械能转变为电能；海水海浪作用在水轮上，也能发电。
附图说明
图1为所述堆石拦海坝的结构示意图；
图2为清沙装置的结构示意图(一)；
图3为清沙装置的结构示意图(二)。
附图中，1-护面，2-栅栏板护坡，3-块石区，4-充砂模袋区，5-石渣区，6-水泥防渗墙，7-调节闸，8-混凝土墩，9-第一垫层，10-第二垫层，11-第三垫层，12-第四垫层，13-第五垫层，14-排水道，15-第一坝底层，16-第二坝底层，17-闸底板，18-支撑架，19-滑道架，20-伸缩连接杆，21-清沙板，22-发电蓄电装置，23-滑道，24-水轮，25-转轴连接杆。
具体实施方式
本实施例提供了一种坚实防渗透的堆石拦海坝，如图1-图3所示，所述拦海坝的横断面为梯形，拦海坝的上游侧面对河水，下游侧面对海水；所述下游侧铺设护面1，提高耐冲刷耐腐蚀性能，所述上游侧铺设栅栏板护坡2；
上游侧与下游侧之间设有块石区3、充砂模袋区4、石渣区5和水泥防渗墙6，所述块石区3靠近拦海坝的下游侧，石渣区5靠近拦海坝的上游侧和顶部，充砂模袋区4处于块石区3与石渣区5之间，且靠近拦海坝的底部；所述水泥防渗墙6竖直设置，且贯穿充砂模袋区4和石渣区5直至拦海坝的顶部，防止上下游水体的渗入；
所述拦海坝设有至少一个调节闸7，用于调节上游河水的水位。
可选的，所述护面1采用扭工字块体铺设，该护面1的空隙率较高，具有良好的消波性能、箝固性和稳定性，能够保护拦海坝的下游侧应对海水冲刷。
可选的，所述块石区3作为堤心，采用第一块石堆砌而成，块石区3的横断面为梯形，块石区3的上游侧面和下游侧面分别平行于拦海坝的上游侧面和下游侧面；
第一块石的规格为10-100kg，即质量达到10-100kg的块石才能作为第一块石，用于铺设块石区3，提高拦海坝的强度和耐冲击性。
为了节约块石以及增强拦海坝的强度，所述块石区3的顶部与拦海坝的顶部之间有一段距离，该空间设有混凝土墩8，混凝土墩8沿着拦海坝的长度方向贯穿拦海坝。
进一步可选的，所述护面1和块石区3的下游侧面之间设有第一垫层9，第一垫层9采用第二块石堆砌而成，第二块石的规格为150-200kg；
所述块石区3的上游侧设有第二垫层10，第二垫层10采用二片石堆砌而成；
所述块石区3的下方设有第三垫层11，第三垫层11采用石渣堆砌而成，块石区3周围的三个垫层能够进一步提高块石区3的强度和稳定性，防止块石区3变形。
可选的，所述充砂模袋区4的下游侧紧贴第二垫层10，充砂模袋区4的上游侧平行于拦海坝的上游侧面，充砂模袋区4的高度低于块石区3的高度；
充砂模袋区4由装填砂土的麻袋堆砌而成，自重较大，稳固性强，能够承受上游河水的冲击。
可选的，所述石渣区5设置在充砂模袋区4的上方和上游侧，由石渣铺就，保障拦海坝的上游侧和顶部的强度和稳定性。
进一步可选的，所述石渣区5的上游侧设有第四垫层12，第四垫层12采用二片石堆砌而成；第四垫层12的上游侧设有第五垫层13，第五垫层13采用规格为50-100kg的块石铺设，第五垫层13的上游侧即为栅栏板护坡2。
可选的，所述拦海坝的顶部铺设混凝土路面，便于人员、车辆巡检；所述拦海坝的下方铺设砂石垫层，防止拦海坝局部下挫。
进一步可选的，所述拦海坝的下方设有若干个竖直的排水道14，每个排水道14内设有排水板，用于及时排出渗入拦海坝的河水或海水。
可选的，所述水泥防渗墙6包括上部的混凝土防渗墙和下部的若干个水泥搅拌桩，水泥搅拌桩沿拦海坝的长度方向均匀设置，水泥搅拌桩的底端低于排水道14底端，提高水泥搅拌桩的稳固性；
混凝土防渗墙的高度与拦海坝的高度相同，并贯穿充砂模袋区4及充砂模袋区4上方的石渣区5，防止河水、海水相互渗透。
进一步可选的，所述拦海坝的上游侧和下游侧的地面分别设有第一坝底层15和第二坝底层16，第一坝底层15由规格为50-100kg的块石铺就，第二坝底层16由规格为600-800kg的块石铺就，能够抵御河水和海水的冲刷。
可选的，所述拦海坝包括若干个调节闸7，沿着拦海坝的长度方向均匀设置，调节闸7设在拦海坝的顶部，调节闸7的高度不大于所述混凝土墩8的高度；当调节闸7开启时，上游的河水能够流入下游的海水中，调节上游水位；调节闸7的顶部设混凝土路面，即拦海坝顶部的混凝土路面在调节闸7位置收窄；
拦海坝在调节闸7的对应位置具有豁口，该豁口处没有堆石坝体，而且所述混凝土墩8在该豁口处中断，该豁口处只设置调节闸7、闸底板17、门框或门墩。
进一步可选的，所述调节闸7的下方设有闸底板17，闸底板17为混凝土铺设，闸底板17贯穿拦海坝的宽度方向，闸底板17的下方为石渣区5和/混凝土墩8；
调节闸7设在拦海坝宽度方向上靠近上游侧的位置，即调节闸7上游侧的闸底板17长度小于下游侧的闸底板17长度；
调节闸7的两侧通过混凝土门框和混凝土门墩与拦海坝连接，调节闸7的闸门可以采用市场上任何一种形式，例如上开式、下开式等。
本发明在所述拦海坝上设置若干个调节闸7，在调节上游水位的同时，还能排出上游的淤积泥沙，保护坝体安全。为了最大程度的降低调节闸7对拦海坝坝体的影响，将调节闸7设在拦海坝顶部。调节闸7上游侧的闸底板17长度小于下游侧的闸底板17长度，即上游侧的排水排砂通道较短，下游侧的排水排砂通道较长，排沙后，即使部分泥沙留在下游侧的闸底板17上，也不影响坝体在上游侧蓄水，下次排水排沙时能一起冲走，或者海浪较大时，将下游侧闸底板17上的泥沙带走。
可选的，所述拦海坝的上游侧设有清沙装置，清沙装置包括支撑总架和若干个清沙板21，所述支撑总架包括若干个可拆卸的支撑架18、连接在支撑架18之间的滑道架19和若干个伸缩连接杆20，所述支撑架18的首端可拆卸地连接拦海坝的上游侧面，尾端连接滑道架19；
所述滑道架19水平设置，且平行于拦海坝的长度方向；
伸缩连接杆20的顶端滑动连接滑道架19，底端连接一个清沙板21，伸缩连接杆20带动清沙板21沿滑道架19滑动，清沙板21将拦海坝上游侧不同位置的淤积泥沙推送至所述闸底板17对应的位置，当调节闸7开启时，利用河水携带泥沙进入海水；清沙板21也可以将泥沙较多位置的泥沙推送至泥沙较少的位置，均匀泥沙的堆积位置。
进一步可选的，所述拦海坝上游侧面的栅栏板护坡2对应支撑架18的位置设有混凝土固定面，并固定安装有钢筋架固定接口，用于可拆卸地连接支撑架18的首端；
钢筋架固定接口的长度较短，且由钢筋搭成立方体框架，强度较高，面对河水，抗腐蚀要求不高，支撑架18的首端通过螺栓连接钢筋架固定接口即可，支撑架18水平设置，且垂直于滑道架19。
进一步任选的，所述滑道架19包括上部的支撑框架和下部的滑道23，支撑架18的尾端连接所述支撑框架，用于支撑滑道架19；若干个伸缩连接杆20的顶端滑动连接所述滑道23，能够在滑道架19上移动位置，便于清沙板21清理拦海坝不同位置的淤积泥沙。
进一步任选的，所述滑道架19包括滑道23，支撑架18的尾端连接滑道23侧面，用于支撑滑道架19；若干个伸缩连接杆20的顶端滑动连接所述滑道23，能够在滑道架19上移动位置，便于清沙板21清理拦海坝不同位置的淤积泥沙。
进一步可选的，所述伸缩连接杆20为套管结构，通过伸缩改变清沙板21的高低位置，便于清理不同高度的淤积泥沙；伸缩连接杆20的顶部设有液压缸，用于控制伸缩连接杆20的伸缩。
进一步可选的，所述清沙板21包括相互连接的水平底板和倾斜侧板，倾斜侧板与拦海坝的上游侧面平行，便于清理拦海坝根部(即第一坝底层15上)的泥沙。
进一步可选的，所述栅栏板护坡2面对河水的一侧设有若干个红外感应器，红外传感器沿着栅栏板护坡2面的长度方向和高度方向均匀设置，用于感应拦海坝上游侧泥沙淤积的高度和位置。当某个位置的红外传感器被遮挡时，说明该处有淤泥堆积，用于指导清沙板21沿滑道架19运动到该处，再通过伸缩连接杆20下探到合适的深度，清除淤泥；由于泥沙是长久积累的，所以无需一直安装着支撑件和滑道架19，当泥沙淤积较多时，统一清理即可。
可选的，所述拦海坝的下游侧设有发电装置，发电装置包括若干个水轮24、转轴连接杆25和发电蓄电装置22，水轮24通过转轴连接杆25连接发电蓄电装置22，每个水轮24对应一个调节闸7，发电蓄电装置22设在拦海坝顶部；
具体的，水轮24设在调节闸7下游侧闸底板17末端的斜下方，由调节闸7放出的河水和/或泥沙沿着闸底板17流出，流到水轮24上，推动水轮24转动，机械能转变为电能；海水海浪作用在水轮24上，也能发电，虽然发电量不大，但可以供给拦海坝自身路灯或附属设备或红外传感器用电。
Claims (10)
1.一种坚实防渗透的堆石拦海坝，其特征在于，所述拦海坝的横断面为梯形，拦海坝的上游侧面对河水，下游侧面对海水；所述下游侧铺设护面，提高耐冲刷耐腐蚀性能，所述上游侧铺设栅栏板护坡；
上游侧与下游侧之间设有块石区、充砂模袋区、石渣区和水泥防渗墙，所述块石区靠近拦海坝的下游侧，石渣区靠近拦海坝的上游侧和顶部，充砂模袋区处于块石区与石渣区之间，且靠近拦海坝的底部；所述水泥防渗墙竖直设置，且贯穿充砂模袋区和石渣区直至拦海坝的顶部，防止上下游水体的渗入；
所述拦海坝设有至少一个调节闸，用于调节上游河水的水位。
2.根据权利要求1所述的坚实防渗透的堆石拦海坝，其特征在于，所述块石区作为堤心，采用第一块石堆砌而成，块石区的横断面为梯形，块石区的上游侧面和下游侧面分别平行于拦海坝的上游侧面和下游侧面；
第一块石的规格为10-100kg，质量达到10-100kg的块石作为第一块石，用于铺设块石区；
所述块石区的顶部与拦海坝的顶部之间留有空间，该空间设有混凝土墩，混凝土墩沿着拦海坝的长度方向贯穿拦海坝。
3.根据权利要求2所述的坚实防渗透的堆石拦海坝，其特征在于，所述护面和块石区的下游侧面之间设有第一垫层，第一垫层采用第二块石堆砌而成，第二块石的规格为150-200kg；
所述块石区的上游侧设有第二垫层，第二垫层采用二片石堆砌而成；
所述块石区的下方设有第三垫层，第三垫层采用石渣堆砌而成。
4.根据权利要求3所述的坚实防渗透的堆石拦海坝，其特征在于，所述充砂模袋区的下游侧紧贴第二垫层，充砂模袋区的上游侧平行于拦海坝的上游侧面，充砂模袋区的高度低于块石区的高度；
充砂模袋区由装填砂土的麻袋堆砌而成，自重较大，稳固性强，能够承受上游河水的冲击；所述石渣区设置在充砂模袋区的上方和上游侧，由石渣铺就。
5.根据权利要求4所述的坚实防渗透的堆石拦海坝，其特征在于，所述拦海坝包括若干个调节闸，沿着拦海坝的长度方向均匀设置，调节闸设在拦海坝的顶部，调节闸的高度不大于所述混凝土墩的高度；
拦海坝在调节闸的对应位置具有豁口，该豁口处没有堆石坝体，而且所述混凝土墩在该豁口处中断，该豁口处只设置调节闸、闸底板、门框或门墩；
所述调节闸的下方设有闸底板，闸底板为混凝土铺设，闸底板贯穿拦海坝的宽度方向，闸底板的下方为石渣区和/混凝土墩；
调节闸设在拦海坝宽度方向上靠近上游侧的位置，调节闸上游侧的闸底板长度小于下游侧的闸底板长度；
调节闸的两侧通过混凝土门框和混凝土门墩与拦海坝连接。
6.根据权利要求5所述的坚实防渗透的堆石拦海坝，其特征在于，所述拦海坝的上游侧设有清沙装置，清沙装置包括支撑总架和若干个清沙板，所述支撑总架包括若干个可拆卸的支撑架、连接在支撑架之间的滑道架和若干个伸缩连接杆，所述支撑架的首端可拆卸地连接拦海坝的上游侧面，尾端连接滑道架；
所述滑道架水平设置，且平行于拦海坝的长度方向；
伸缩连接杆的顶端滑动连接滑道架，底端连接一个清沙板，伸缩连接杆带动清沙板沿滑道架滑动，清沙将拦海坝上游侧不同位置的淤积泥沙推送至所述闸底板对应的位置，当调节闸开启时，利用河水携带泥沙进入海水；清沙板也可以将泥沙较多位置的泥沙推送至泥沙较少的位置，均匀泥沙的堆积位置。
7.根据权利要求6所述的坚实防渗透的堆石拦海坝，其特征在于，所述伸缩连接杆为套管结构，通过伸缩改变清沙板的高低位置，便于清理不同高度的淤积泥沙；伸缩连接杆的顶部设有液压缸，用于控制伸缩连接杆的伸缩。
8.根据权利要求7所述的坚实防渗透的堆石拦海坝，其特征在于，所述清沙板包括相互连接的水平底板和倾斜侧板，倾斜侧板与拦海坝的上游侧面平行，便于清理拦海坝根部的泥沙。
9.根据权利要求8所述的坚实防渗透的堆石拦海坝，其特征在于，所述栅栏板护坡面对河水的一侧设有若干个红外感应器，红外传感器沿着栅栏板护坡面的长度方向和高度方向均匀设置，用于感应拦海坝上游侧泥沙淤积的高度和位置。
10.根据权利要求9所述的坚实防渗透的堆石拦海坝，其特征在于，所述拦海坝的下游侧设有发电装置，发电装置包括若干个水轮、转轴连接杆和发电蓄电装置，水轮通过转轴连接杆连接发电蓄电装置，每个水轮对应一个调节闸，发电蓄电装置设在拦海坝顶部；
水轮设在调节闸下游侧闸底板末端的斜下方，由调节闸放出的河水和/或泥沙沿着闸底板流出，流到水轮上，推动水轮转动，机械能转变为电能；海水海浪作用在水轮上，也能发电。
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