CN207331601U

CN207331601U - 一种生态环保透水丁坝结构

Info

Publication number: CN207331601U
Application number: CN201720423477.XU
Authority: CN
Inventors: 王平义; 胡杰龙; 王梅力; 喻涛; 郭根庭; 任晶轩; 张永飞
Original assignee: Chongqing Jiaotong University
Current assignee: Chongqing Jiaotong University
Priority date: 2017-04-12
Filing date: 2017-04-12
Publication date: 2018-05-08
Anticipated expiration: 2027-04-12

Abstract

本实用新型涉及一种生态环保透水丁坝结构，由护底结构和丁坝结构构成，所述的护底结构由下而上依次是土工隔水材料层、浆砌块石层、块石层，碎石层，所述碎石层只在丁坝结构范围铺设，在护底结构外边缘设置石笼网箱，然后对护底结构进行整平，在整平的碎石层上安装丁坝结构。所述丁坝结构由坝根、坝身和坝头拼接而成；所述坝根由若干个实体构件拼接而成，底部为平面，上部为迎水坡和背水坡构成的坡面结构。坝身由若干个透水构件拼接而成，透水构件，上部为迎水坡和背水坡构成的坡面结构，中间设置透水孔。透水构件透水孔为拱洞形式，降低了透水孔处水流紊动以及对坝体的冲蚀，降低了对水体鱼类的伤害。

Description

一种生态环保透水丁坝结构

技术领域

本实用新型涉及一种航道整治的丁坝设计及建造领域，具体涉及一种生态环保透水丁坝结构。

背景技术

丁坝在调整水流结构、改善局部航道条件上发挥着重要的作用，是长江上最常用的整治建筑物之一。然而，由于复杂的水流结构和水力特性，传统丁坝的坝头、坝根等部位的基础和泥沙常年受冲刷和侵蚀，导致基础被掏空或产生局部冲刷坑，降低了坝体的稳定性，诱发丁坝水毁。透水丁坝与实体丁坝相比具有坝头局部冲刷深度小，减缓过坝水流流速、适应各种洪水标准、保护生态等优点。现在常见的透水丁坝有石笼透水丁坝、透水桩坝、水力插板透水丁坝、四面体透水框架丁坝、扭王字块护面透水丁坝等。上述丁坝都具有其各自优点，但是也都具有其缺点和局限性。石笼丁坝造价低廉但是整体性欠缺；透水桩坝和水力插板丁坝都适合在多沙河段，不适合长江中应用；扭王字块护面坝造价高，不易安装；四面体透水框架丁坝容易发生滑动、倾覆、翻滚等失稳现象，导致四面体透水框架单体的跌落流失，从而失去整治效果。因此，迫切需要开发一种既能改善丁坝附近水流条件，又能保护丁坝周边生态环境，稳定性又好的新型透水丁坝结构

发明内容

本实用新型针对上述存在的问题针对上述存在的问题提供一种生态环保曲面透水丁坝结构，该结构适用于航道整治，既能调整流向、改善流态、冲深航槽，维护航道尺度，稳定可靠，又能减小对水体中鱼类生活习性的影响和伤害，改善坝体周围生态环境。

本实用新型的技术方案为：一种生态环保透水丁坝结构，整个结构由护底结构和丁坝结构构成，所述的护底结构由下而上依次是土工隔水材料层、浆砌块石层、块石层，碎石层，所述碎石层只在丁坝结构范围铺设，在护底结构外边缘设置石笼网箱，然后对护底结构进行整平，在整平的碎石层上安装丁坝结构。所述丁坝结构由坝根、坝身和坝头拼接而成；所述坝根由若干个实体构件拼接而成，实体构件为混凝土结构，底部为平面，上部为迎水坡和背水坡构成的坡面结构。所述的坝身由若干个透水构件拼接而成，透水构件为透空混凝土结构，底部为平面，上部为迎水坡和背水坡构成的坡面结构，中间设置透水孔。所述坝头为混凝土坡面结构。

所述实体构件高度为3m～6m，宽度为3m～6m，长度为13.4m～26.8m。实体构件的背水坡剖面曲线由第一背水坡曲线、第二背水坡曲线、第三背水坡曲线构成，迎水坡剖面曲线由第一迎水坡曲线、第二迎水坡曲线构成，剖面曲线基于WES曲线进一步优化得到，所述第一背水坡曲线方程为y＝0.051x^1.7；所述第三背水坡曲线为与坝底相切的圆弧；所述第二背水坡曲线为连接第一背水坡曲线和第三背水坡曲线两曲线的直线段；所述第一迎水坡曲线方程为y＝0.154x^1.85；所述第二迎水坡曲线为与曲线相接且与坝底相切的圆弧。

所述的透水构件结构是在实体构件结构基础上加一个透水孔，所述透水孔为一个拱洞，拱洞剖面由半圆和矩形组成。从侧面视图上观察拱洞面积占丁坝侧面的20％～40％。

所述坝头高度为3～6m，坡度为1∶3～1∶5，其剖面曲线和所述实体构件相同。

本实用新型具有以下优点和效果：

(一)护底结构不但能够保护河床，而且为丁坝结构的安装提供平整便利的施工条件，护底结构边缘的石笼网箱可以起到减缓水流、降低水流对丁坝结构冲击的作用。

(二)透水丁坝的坝身和坝根曲线都是基于WES曲线进一步优化得到，水流平顺，降低了水流产生的负压和空蚀破坏；平缓下泄水流使其与下游水流妥善衔接，降低下泄水流对河床的冲刷。

(三)丁坝坝身为透水结构，水流一部分穿坝而过减缓了翻坝水流对坝后坡面的直接冲刷；降低了坝头处水流梯度减缓坝头绕流；削弱坝体后方坝头和坝根的冲刷；促进坝体背水坡的泥沙淤积。坝头平面曲线变化平缓，降低对水流的干扰，减小坝头冲刷坑。

(四)透水构件透水孔为拱洞形式，降低了透水孔处水流紊动以及对坝体的冲蚀。

(五)整个坝体为构件拼装结构，具有良好的整体性和稳定性。

(六)整体坝体呈流线型结构，且坝身透水孔为拱洞结构，降低了对水体鱼类的伤害，更加具有环保生态特性。

附图说明

图1为本实用新型生态环保透水丁坝结构侧面示意图；

图2为护底结构平面示意图；

图3为实体构件立体示意图；

图4为实体构件剖面曲线构成示意图；

图5为透水构件平面示意图；

图6为透水构件立体示意图；

图7为丁坝结构侧面示意图；

图8为丁坝结构平面示意图；

图9为丁坝结构立体示意图；

图中附图标记：1——土工隔水材料层，2——浆砌块石层，3——块石层，4——碎石层，5 ——石笼网箱，6——坝根，7——坝身，8——坝头，9——实体构件，10——透水构件，11 ——第一背水坡曲线，12——第二背水坡曲线，13——第三背水坡曲线，14——第一迎水坡曲线，15——第二迎水坡曲线，16——透水孔。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本实用新型作进一步说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例：生态环保透水丁坝结构，由护底结构和安装在其上的丁坝结构构成。如图1、图2、所示，护底结构，由下至上由土工隔水材料层1、浆砌块石层2、块石层3、碎石层4 构成。首先在河床上用土工布铺设土工隔水材料层1，然后在土工布层1上铺设浆砌块石层 2，其次在浆砌块石层2上铺设块石层3，为了整平以便安装丁坝结构，在块石层3上丁坝结构范围内铺设碎石层4，最后在护底结构周围安装石笼网箱5。护底结构完成后在整平的碎石层4上安装丁坝结构。

如图7、图8、图9所示，丁坝结构由坝根6、坝身7和坝头8拼接而成。丁坝结构安装顺序为先安装坝根6，再安装坝身7，最后安装坝头8。坝根6由三块实体构件9拼接而成，长18m、宽26.8m、高6m。坝身7由七块透水构件10拼接而成，长42m、宽26.8m、高6m。坝头8为混凝土坡面结构。

所述实体构件9为混凝土结构，如图3所示，是一种高度为6m，宽度为6m，长度为26.8m的混凝土块体，底部为平面，上部为迎水坡和背水坡构成的坡面结构。该构件剖面曲线基于WES曲线进一步优化得到，如图4所示，由5段曲线连接而成，背水坡剖面曲线由第一背水坡曲线11、第二背水坡曲线12、第三背水坡曲线13构成，迎水坡剖面曲线由第一迎水坡曲线14、第二迎水坡曲线15构成。第一背水坡曲线方程为y＝0.051x^1.7；第三背水坡曲线方程(x-35)²+(y+29.88)²＝40²，为与坝底相切的圆弧；第二背水坡曲线为连接第一背水坡曲线和第三背水坡曲线两曲线的直线段，方程为(x-11)/7.35＝(y-3.01)/3.36；第一迎水坡曲线方程为y＝0.154x^1.85；第二迎水坡曲线为与第一迎水坡曲线相接且与坝底相切的圆弧，方程为(x+15.87)²+(y+7.85)²＝20²。

如图4、图5、图6所示，透水构件10是在实体构件9的基础上剖出一个拱洞，形成透水孔16。透水孔16剖面由半径为1.5m的半圆和长3m，宽3m的矩形组成。

坝头8长度为18m、宽26.8m、高度6m，坡度为1∶3，其剖面曲线和所述实体构件相同，如图9所示。至此，生态环保曲面透水丁坝结构建设完成。

生态环保透水丁坝结构，水流一部分穿坝而过减缓了翻坝水流对坝后破面的直接冲刷；降低了坝头处水流梯度减缓坝头饶流；削弱坝体后方坝头和坝根的冲刷；促进坝体背水坡的泥沙淤积。坝头平面曲线变化平缓，降低对水流的干扰，减小坝头冲刷坑。透水构件透水孔为拱洞形式，降低了透水孔处水流紊动以及对坝体的冲蚀。整个坝体为构件拼装结构，具有良好的整体性和稳定性。整体坝体呈流线型结构，且坝身透水孔为拱洞结构，降低了对水体鱼类的伤害，更加具有环保生态特性。

综上所述是本实用新型较佳的实施例，凡依本实用新型技术方案所做的改变，所生产的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时均属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种生态环保透水丁坝结构，其特征在于，整个结构由护底结构和丁坝结构构成，所述的护底结构由下而上依次是土工隔水材料层(1)、浆砌块石层(2)、块石层(3)，碎石层(4)，所述碎石层(4)只在丁坝结构范围铺设，在护底结构外边缘设置石笼网箱(5)，整平的碎石层(4)上安装丁坝结构；所述丁坝结构由坝根(6)、坝身(7)和坝头(8)拼接而成；所述坝根(6)由若干个实体构件(9)拼接而成，所述实体构件(9)为混凝土结构，底部为平面，上部为迎水坡和背水坡构成的坡面结构；所述的坝身(7)由若干个透水构件(10)拼接而成，所述透水构件(10)为透空混凝土结构，底部为平面，上部为迎水坡和背水坡构成的坡面结构，中间设置透水孔(16)；所述坝头(8)为混凝土坡面结构。

2.根据权利要求1所述的一种生态环保透水丁坝结构，其特征在于，所述实体构件(9)的背水坡剖面曲线由第一背水坡曲线(11)、第二背水坡曲线(12)、第三背水坡曲线(13)构成，迎水坡剖面曲线由第一迎水坡曲线(14)、第二迎水坡曲线(15)构成，剖面曲线基于WES曲线进一步优化得到，所述第一背水坡曲线(11)方程为y＝0.051x^1.7；所述第三背水坡曲线(13)为与坝底相切的圆弧；所述第二背水坡曲线(12)为连接第一背水坡曲线(11)和第三背水坡曲线(13)两曲线的直线段；所述第一迎水坡曲线(14)方程为y＝0.154x^1.85；所述第二迎水坡曲线(15)为与曲线(14)相接且与坝底相切的圆弧。

3.根据权利要求1所述的一种生态环保透水丁坝结构，其特征在于，所述的透水构件(10)结构是在实体构件(9)结构基础上加一个透水孔(16)，所述透水孔为一个拱洞，拱洞剖面由半圆和矩形组成。

4.根据权利要求3所述的一种生态环保透水丁坝结构，其特征在于，所述坝头(8)坡度为1∶3～1∶5，其剖面曲线和所述实体构件(9)相同。