CN210262937U - 河道防渗结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种河道防渗结构，包括河底防渗结构、浅水区防渗结构和边坡防渗结构，河底防渗结构位于河道中部，浅水区防渗结构位于河底防渗结构和边坡防渗结构之间，河底防渗结构包括自下而上设置的回填基层、粘土垫层、膨润土防水毯、粘土保护层、反滤土工布、垫层、锁固层和开挖料回填层，回填基层、粘土垫层、粘土保护层和垫层均在铺筑后压实；通过在河底防渗结构中采用膨润土防水毯和反滤土工布结合的方式实现防渗，一方面充分发挥反滤土工布的阻水性能，另一方面充分发挥膨润土防水毯对生态系统影响小和适应地形变化能力强的优点，在延长使用寿命的同时，改善生态友好性。

Description

河道防渗结构

技术领域

本实用新型涉及环境治理技术领域，尤其涉及一种河道防渗结构。

背景技术

随着人们对自然环境的重视，河道治理已经成为大家关注的一种防止水土流失的方式，常规河道治理已经形成了较为成熟的治理体系，但对于某些北方城市周边的河道而言，由于受地理条件的限制和人为干预的影响，平时没有生态基流，河道以中细砂为主，渗透性较强，蒸发量大，因此很多北方城市周边的河道全年几乎都是干涸状态，为达到生态修复效果，必须采取适当的人工防渗措施才能保证河道内的蓄水水面，减少水土流失。

传统的人工防渗措施一般包括：

混凝土防渗：这种防渗措施比较适用于水体规则、水面区域面积较小的人工湖工程混凝土防渗主要型式可分为现浇混凝土和混凝土预制块拼装，使用年限一般可达 30～50 年。混凝土防渗的优点是防渗防冲性较好，耐久性较强，但缺点是工程造价高，生态效果差等。

粘土防渗：粘土防渗属于传统的防渗方法，对于有优质粘土的地区具有投资省、工艺简便的特点，并且有利于生态的交换，使用年限一般为 25 年左右。粘土防渗所需的厚度较大，因而总工程量大，因此较适宜能就地取材的情况。滹沱河沿岸地区土源较为缺乏，因此获取满足防渗的优质粘土的成本较高。除上述两种传统的工程防渗型式外，浆砌石、沥青混凝土等都可作为防渗材料，但其应用范围和效果一般不适应大范围河湖防渗，因此，急需开发设计一种适用于北方城市周边沙石河道的防渗结构。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种河道防渗结构，能够有效解决现有沙石河道渗水较多的问题，还能确保生态效果，降低工程造价。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种河道防渗结构，包括河底防渗结构、浅水区防渗结构和边坡防渗结构，所述河底防渗结构位于河道中部，浅水区防渗结构位于河底防渗结构和边坡防渗结构之间，所述河底防渗结构包括自下而上设置的回填基层、粘土垫层、膨润土防水毯、粘土保护层、反滤土工布、垫层、锁固层和开挖料回填层，所述回填基层、粘土垫层、粘土保护层和垫层均在铺筑后压实。

所述锁固层包括砌筑在河道中部的框架式锁块和平铺在框架式锁块内的铰链混凝土预制块，相邻铰链混凝土预制块之间以及铰链混凝土预制块和邻近的框架式锁块之间穿设钢绞线。

所述浅水区防渗结构为边坡防渗结构和河底防渗结构之间的过渡段，其自下而上依次设置回填基层、粘土垫层、复合土工膜、粘土保护层、反滤土工布、垫层、钢丝石笼和种植土层，所述浅水区防渗结构的回填基层、粘土垫层、粘土保护层、反滤土工布与垫层和河底防渗结构的回填基层、粘土垫层、粘土保护层、反滤土工布与垫层连续设置。

所述钢丝石笼满铺浅水区，钢丝石笼包括钢丝网箱和填充在钢丝网箱内的石块，钢丝网箱的厚度为0.3-0.4m。

所述边坡防渗结构为位于设计水位以上部分，边坡防渗结构包括自下而上设置的回填基层、粘土垫层、复合土工膜、粘土保护层、反滤土工布、垫层、钢丝石笼和种植土层，边坡防渗结构的钢丝石笼与浅水区防渗结构连续设置、且下部延伸至河底2-3m，边坡防渗结构的钢丝石笼向上延伸至河岸2-3m。

所述粘土垫层厚度为20-30cm，所述粘土保护层厚度为30-40cm，所述垫层厚度为20-30cm，所述框架式锁块为钢筋混凝土结构，其厚度为40-50cm，河底防渗结构中铺设的膨润土防水毯搭接宽度为50cm，所述铰链混凝土锁块为井字形混凝土结构，其横肢和竖肢中部均设有用于穿设钢绞线的通孔。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：通过在河底防渗结构中采用膨润土防水毯和反滤土工布结合的方式实现防渗，一方面充分发挥反滤土工布的阻水性能，另一方面充分发挥膨润土防水毯对生态系统影响小和适应地形变化能力强的优点，在延长使用寿命的同时，改善生态友好性；另外一方面，本实用新型在河底防水结构中采用铰链混凝土预制块和框架式锁块相结合的结构，有效改善河底防水冲性能，避免水流冲刷河底。

附图说明

图1是边坡防渗结构示意图；

图2是浅水区防渗机构示意图；

图3是浅水区防渗结构与河底防渗结构衔接部位结构示意图；

图4是河底防渗结构示意图；

图5是铰链混凝土预制块结构示意图；

图6是铰链混凝土预制块与框架式锁块位置关系示意图；

其中：1、回填基层；2、反滤土工布；3、垫层；4、钢丝石笼；5、种植土层；6、复合土工膜；7、粘土保护层；8、粘土垫层；9、膨润土防水毯；10、铰链混凝土预制块；11、开挖料回填层；12、框架式锁块。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1-4所示，本实用新型公开了一种河道防渗结构，包括河底防渗结构、浅水区防渗结构和边坡防渗结构，所述河底防渗结构位于河道中部，浅水区防渗结构位于河底防渗结构和边坡防渗结构之间，所述河底防渗结构（参见附图4）包括自下而上设置的回填基层1、粘土垫层8、膨润土防水毯9、粘土保护层7、反滤土工布2、垫层3、锁固层和开挖料回填层11，所述回填基层1、粘土垫层8、粘土保护层7和垫层3均在铺筑后压实。

所述锁固层包括砌筑在河道中部的框架式锁块和平铺在框架式锁块内的铰链混凝土预制块10，相邻铰链混凝土预制块10之间以及铰链混凝土预制块10和邻近的框架式锁块12之间穿设钢绞线。

所述浅水区防渗结构为边坡防渗结构和河底防渗结构之间的过渡段参见附图2-3，其自下而上依次设置回填基层1、粘土垫层8、复合土工膜6、粘土保护层7、反滤土工布2、垫层3、钢丝石笼4和种植土层5，所述浅水区防渗结构的回填基层1、粘土垫层8、粘土保护层7、反滤土工布2与垫层3和河底防渗结构的回填基层1、粘土垫层8、粘土保护层7、反滤土工布2与垫层3连续设置。

所述钢丝石笼4满铺浅水区，钢丝石笼4包括钢丝网箱和填充在钢丝网箱内的石块，钢丝网箱的厚度为0.3-0.4m。

所述边坡防渗结构为位于设计水位以上部分，边坡防渗结构包括自下而上设置的回填基层1、粘土垫层8、复合土工膜6、粘土保护层7、反滤土工布2、垫层3、钢丝石笼4和种植土层5，边坡防渗结构的钢丝石笼4与浅水区防渗结构连续设置、且下部延伸至河底2-3m，边坡防渗结构的钢丝石笼4向上延伸至河岸2-3m。

所述粘土垫层8厚度为20-30cm，所述粘土保护层7厚度为30-40cm，所述垫层3厚度为20-30cm，所述框架式锁块为钢筋混凝土结构，其厚度为40-50cm，河底防渗结构中铺设的膨润土防水毯9搭接宽度为50cm，所述铰链混凝土锁块为井字形混凝土结构，其横肢和竖肢中部均设有用于穿设钢绞线的通孔.

在具体施工过程中，复合土工膜采用短纤针刺非织造/PVC 复合土工膜，两布一膜，其构成自下而上式短纤针刺非织造土工布（400g/㎡）、0.6mm 厚土工膜和短纤针刺非织造土工布（400g/㎡）。

膨润土防水毯的铺设是关键，首先进行基层处理，然后铺设粘土垫层，最后铺设膨润土防水毯，基层处理过程时，应对河床表面进行平整、清除直径大于 2cm 的石块、杂草、铁丝、树根、树枝等杂物以及可能对膨润土防水毯产生污染的垃圾等，对现有砂坑按照分层碾压的方式进行回填，沙土回填相对密度达到 0.7，粘土垫层填筑压实度达到 95%，为保证钠基膨润土防水毯的防渗效果，下部粘土垫层厚 20cm，粘粒含量不低于 10%；上部粘土保护层厚 30cm，粘粒含量不低于 15%。

粘土垫层上面铺设满足质量要求的膨润土防水毯，防水毯可采用标准尺寸，铺设时将每卷防水毯用吊车按设计要求就位后用人工平展摊开，其中双向搭接宽度为 50cm，搭接处均匀撒适量膨润土或均匀涂抹膨润土胶泥，顺水流方向搭接时应保证上游侧搭在下游侧上面，底面铺设时应平行搭接，膨润土防水毯铺设过程中不可张拉过紧或褶皱，应适量放松并紧贴地面，斜面铺设时应沿坡顶底方向铺设，并平行搭接，膨润土防水毯的铺设应分清正反面，黑面即编织土工布面朝下，白面即无纺布面朝上，在铺设中，如遇膨润土防水毯发生破损，应用大于破损缺口周围 300mm 的膨润土防水毯覆盖在上面后再作固定处理，此外，膨润土防水毯的保存的铺设应保障其干燥性，严禁雨天铺设，铺设后的防水毯则须尽快实施粘土保护层。

膨润土防水毯是一种土工合成材料，由高膨胀性的钠基膨润土填充在特制的复合土工布和无纺布之间，近年来广泛用于人工湖泊水景、垃圾填埋场等防渗工程中，防水毯是用针刺法制成的膨润土防渗垫，形成许多小的纤维空间，遇水时在垫内形成均匀高密度的胶状防水层，有效的防止水的渗漏。膨润土防水毯的防渗性能介于粘土防渗和高分子材料（土工膜）之间，膨润土防水毯使用钠基膨润土，遇水时吸附自身重量五倍的水，体积膨胀到原来的 15～17 倍以上，将钠基膨润土锁在两层土工合成材料中间，起保护和加固的作用，使膨润土防水毯 具有一定的整体抗剪强度。膨润土防水毯具有以下优点：

①密实性：钠基膨润土在水压状态下形成高密度横隔膜，厚度 3mm 时，它的透水性为 5×10-11m/s 以下，既满足了防渗要求，又具有微渗性，确保环境友好性；

②持久性：因为钠基膨润土系天然无机材料，即使经过很长时间或周围环境发生变化，也不会发生老化或腐蚀现象,因此防水性能持久；

③柔软性：膨润土防水毯可随不同地形、不同基础进行变形，与其他防渗材料相比抗不均匀沉降和抗张应变能力强；

④施工简便：与其他防水材料比较，膨润土防水毯施工相对比较简单，不需要加热和粘贴，只需用膨润土粉末和钉子、垫圈等进行连接和固定；

⑤适应性强：膨润土防水毯在寒冷气候条件下也不会脆断，可耐零下 32℃寒冷气温；在高温受热干缩复水后裂缝可自动完备合；

⑥自我修复性：由于膨润土遇水膨胀的特点，对于直径小于 2mm的植物根系穿刺后可自我修复；

⑦绿色环保性：膨润土为天然无机材料，对人体无害无毒，对环境没有特别的影响，具有良好的环保性能。

减渗结构根据水流流速，按照冲刷要求，不同部位分别采取不同的保护措施，本实用新型选用的保护层结构形式包括钢丝石笼和铰链式混凝土预制块两种形式，边坡和浅水区采用钢丝石笼的形式，河底采用铰链混凝土预制块和框架式锁块相结合的方式。

（1）钢丝石笼

钢丝石笼设计厚度30cm，网箱尺寸 0.3m×1m×2m，中间加隔片。钢丝石笼用于处于水流顶冲部位的近岸浅水区域和边坡，钢丝石笼上部覆种植土 0.5m。

（2）铰链式混凝土预制块

结构中混凝土预制块选用中间开孔式，C20 混凝土 预制块厚度15cm，预制块设计结构见图5，铰链式混凝土预制块用钢绞线连接，并于框架式锁块连接，主要用于河底区域，连接后的铰链式混凝土预制块顶部覆 0.5m 厚开挖料回填层。

总之，本实用新型通过在河底防渗结构中采用膨润土防水毯和反滤土工布结合的方式实现防渗，一方面充分发挥反滤土工布的阻水性能，另一方面充分发挥膨润土防水毯对生态系统影响小和适应地形变化能力强的优点，在延长使用寿命的同时，改善生态友好性；另外一方面，本实用新型在河底防水结构中采用铰链混凝土预制块和框架式锁块相结合的结构，有效改善河底防水冲性能，避免水流冲刷河底。

Claims (6)

1.一种河道防渗结构，其特征在于：包括河底防渗结构、浅水区防渗结构和边坡防渗结构，所述河底防渗结构位于河道中部，浅水区防渗结构位于河底防渗结构和边坡防渗结构之间，所述河底防渗结构包括自下而上设置的回填基层（1）、粘土垫层（8）、膨润土防水毯（9）、粘土保护层（7）、反滤土工布（2）、垫层（3）、锁固层和开挖料回填层（11），所述回填基层（1）、粘土垫层（8）、粘土保护层（7）和垫层（3）均在铺筑后压实。

2.根据权利要求1所述的河道防渗结构，其特征在于：所述锁固层包括砌筑在河道中部的框架式锁块和平铺在框架式锁块内的铰链混凝土预制块（10），相邻铰链混凝土预制块（10）之间以及铰链混凝土预制块（10）和邻近的框架式锁块（12）之间穿设钢绞线。

3.根据权利要求2所述的河道防渗结构，其特征在于：所述浅水区防渗结构为边坡防渗结构和河底防渗结构之间的过渡段，其自下而上依次设置回填基层（1）、粘土垫层（8）、复合土工膜（6）、粘土保护层（7）、反滤土工布（2）、垫层（3）、钢丝石笼（4）和种植土层（5），所述浅水区防渗结构的回填基层（1）、粘土垫层（8）、粘土保护层（7）、反滤土工布（2）与垫层（3）和河底防渗结构的回填基层（1）、粘土垫层（8）、粘土保护层（7）、反滤土工布（2）与垫层（3）连续设置。

4.根据权利要求3所述的河道防渗结构，其特征在于：所述钢丝石笼（4）满铺浅水区，钢丝石笼（4）包括钢丝网箱和填充在钢丝网箱内的石块，钢丝网箱的厚度为0.3-0.4m。

5.根据权利要求4所述的河道防渗结构，其特征在于：所述边坡防渗结构为位于设计水位以上部分，边坡防渗结构包括自下而上设置的回填基层（1）、粘土垫层（8）、复合土工膜（6）、粘土保护层（7）、反滤土工布（2）、垫层（3）、钢丝石笼（4）和种植土层（5），边坡防渗结构的钢丝石笼（4）与浅水区防渗结构连续设置、且下部延伸至河底2-3m，边坡防渗结构的钢丝石笼（4）向上延伸至河岸2-3m。

6.根据权利要求5所述的河道防渗结构，其特征在于：所述粘土垫层（8）厚度为20-30cm，所述粘土保护层（7）厚度为30-40cm，所述垫层（3）厚度为20-30cm，所述框架式锁块为钢筋混凝土结构，其厚度为40-50cm，河底防渗结构中铺设的膨润土防水毯（9）搭接宽度为50cm，所述铰链混凝土锁块为井字形混凝土结构，其横肢和竖肢中部均设有用于穿设钢绞线的通孔。

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