河道堤坡防护结构及其施工方法与流程

1.本发明涉及水利工程领域。更具体地说，本发明涉及一种河道堤坡防护结构及其施工方法。


背景技术：

2.钢丝石笼是在由高镀锌钢丝或热镀铝锌合金钢丝编织而成的箱笼内填石料等不风化的填充物做成的工程防护结构，主要用作河道、岸坡护坡；钢丝石笼护岸既可防止河岸遭水流、风浪侵袭而破坏，又保持了水体与坡下土体间的自然对流交换功能，实现了生态平衡，保护了堤坡。但是现有的钢丝石笼护岸多是直接将钢丝石笼铺设在坡面上，在水流的冲刷下，坡面下方的土体容易出现支撑力不足，导致下方钢丝石笼倾塌。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种河道堤坡防护结构，以至少解决上述问题。
4.为了实现本发明的目的和其它优点，提供了一种河道堤坡防护结构，包括：混凝土护脚，其沿河道长度方向竖直设于坡面的底部；多个混凝土隔梁，其沿河道长度方向间隔设于所述混凝土护脚的上方，每个混凝土隔梁沿坡面的倾斜方向设置，并与所述混凝土护脚固定连接；多个钢丝石笼，其平铺在相邻两个混凝土隔梁和所述混凝土护脚限定的坡面上，且上下相邻的两排钢丝石笼呈品字形排列；其中，所述混凝土护脚的底部和所述混凝土隔梁的靠近坡面的一侧均伸入坡面内。
5.优选的是，所述的河道堤坡防护结构，坡面的顶部由下至上依次设有路基层和混凝土路面层，所述路基层和混凝土路面层的一侧与所述多个钢丝石笼的顶部固定连接。
6.优选的是，所述的河道堤坡防护结构，所述混凝土隔梁包括实部和中空部，所述实部设于靠近坡面的一侧，所述中空部设于远离坡面的一侧并凸出所述钢丝石笼，所述中空部的内部中空、顶部敞口，且顶部敞口处设有与其配合的盖，所述中空部的与河道水流方向相对的一侧沿其长度方向间隔设有多个第一开口，每个第一开口上设有与其配合的门，所述中空部的底部设有第二开口，所述第二开口上设有过滤网，其中，所述第一开口和所述第二开口的一侧与河道连通，另一侧与所述中空部的内部连通。
7.优选的是，所述的河道堤坡防护结构，所述中空部的内部为圆柱结构，所述第一开口与所述圆柱结构的横截面的第一象限区域相对并连通，所述门为圆心位于所述圆柱结构内的弧形门，所述门的一侧通过转轴所述第一开口远离所述钢丝石笼的一侧转动连接，另一侧与所述第一开口靠近所述钢丝石笼的一侧抵接，所述转轴上套设有复位扭簧。
8.优选的是，所述的河道堤坡防护结构，所述圆柱结构内放置有收集笼，所述收集笼包括多个支撑环，每个支撑环内以及相邻两个支撑环之间通过尼龙网连接，且相邻两个支撑环之间与所述第一开口相对处设有第三开口，其中，所述支撑环的数量大于所述门的数量，所述支撑环位于相邻两个门之间，所述门在水流的作用下经所述第三开口伸入所述收集笼内。
9.优选的是，所述的河道堤坡防护结构，所述圆柱结构的内壁设有至少一对导向槽，每个导向槽沿所述圆柱结构的长度方向设置，每个支撑环上设有与所述导向槽适配的导向块。
10.优选的是，所述的河道堤坡防护结构，还包括多个加强带，每个加强带沿坡面的倾斜方向设置，并位于所述钢丝石笼的下方，所述加强带的一端与所述混凝土护脚连接，另一端伸入所述路基层内，翻折后，固定在所述混凝土路面层中。
11.本发明还提供了一种河道堤坡防护结构的施工方法，包括：
12.步骤一、清理坡面、坡顶表土及杂物，夯实坡面、坡顶；
13.步骤二、沿河道长度方向开挖坡底坑，夯实坡底坑的底面，在所述坡底坑内布设所述混凝土护脚，并回填固定；
14.步骤三、沿坡面倾斜方向开挖坡面坑，夯实坡面坑的底面，在所述剖面坑内布设所述混凝土隔梁，并回填固定；
15.步骤四、在相邻混凝土隔梁之间铺设所述加强带，并将所述加强带的一端与所述混凝土护脚连接，另一端铺设在坡顶上；
16.步骤五、在坡顶上铺设所述路基层，铺设时，使所述加强带的另一端穿出所述路基层，并翻折，然后在所述路基层上铺设所述混凝土路面层，将所述加强带的另一端固设在所述混凝土路面层内，靠近坡顶边缘的所述路基层和混凝土路面层暂不铺设；
17.步骤六、在相邻两个混凝土隔梁和所述混凝土护脚限定的坡面上铺设钢丝石笼，上下相邻的两排钢丝石笼呈品字形排列；
18.步骤七、铺设靠近坡顶边缘处的所述路基层和混凝土路面层，使所述路基层和混凝土路面层的一侧与所述钢丝石笼的顶部抵接固定，且所述混凝土路面层的另一侧与在先铺设的所述混凝土路面层之间留有伸缩缝；
19.步骤八、将所述收集笼放置在所述混凝土隔梁的中空部内。
20.本发明至少包括以下有益效果：
21.本发明通过在坡面底部沿河道长度方向嵌设混凝土护脚，在坡面上沿其倾斜方向嵌设混凝土隔梁，且混凝土隔梁与混凝土护脚固定连接，使得混凝土护脚和混凝土隔梁可对平铺在混凝土护脚和混凝土隔梁限定坡面内的钢丝石笼提供支撑，有效避免了钢丝石笼在水流的作用下倾塌，提高了钢丝石笼河道护岸的稳定性和防护能力。
22.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
23.图1是本发明一个实施例的河道堤坡防护结构的整体结构示意图；
24.图2是本发明一个实施例的河道堤坡防护结构的侧视结构示意图；
25.图3是本发明一个实施例的河道堤坡防护结构的剖视结构示意图；
26.图4是图3中局部a在门关闭状态下的结构示意图；
27.图5是图3中局部a在门打开状态下的结构示意图；
28.图6是本发明一个实施例的混凝土隔梁的结构示意图；
29.图7是本发明一个实施例的收集笼的结构示意图。
具体实施方式
30.下面结合实施例和附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
31.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
32.需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，并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。
33.如图1-图3所示，本实施例提供一种河道堤坡防护结构，包括：混凝土护脚1，其沿河道长度方向竖直设于坡面2的底部；多个混凝土隔梁3，其沿河道长度方向间隔设于所述混凝土护脚1的上方，每个混凝土隔梁3沿坡面2的倾斜方向设置，并与所述混凝土护脚1固定连接；多个钢丝石笼4，其平铺在相邻两个混凝土隔梁3和所述混凝土护脚1限定的坡面2上，且上下相邻的两排钢丝石笼4呈品字形排列；其中，所述混凝土护脚1的底部和所述混凝土隔梁3的靠近坡面2的一侧均伸入坡面2内。
34.在上述实施例中，河道堤坡防护结构包括混凝土护脚、多个混凝土隔梁和多个钢丝石笼。混凝土护脚沿河道长度方向竖直设于坡面的底部，并嵌入坡面内，用于给混凝土隔梁和钢丝石笼提高支撑。多个混凝土隔梁沿河道长度方向间隔设于混凝土护脚的上方，每个混凝土隔梁沿坡面的倾斜方向设置，并与混凝土护脚固定连接，混凝土隔梁也嵌设在坡面内，为了提高混凝土隔梁和混凝土护脚的整体性，可在混凝土隔梁的底部和混凝土护脚的内侧预留搭接钢筋，在混凝土隔梁安装时，在搭接钢筋处喷射混凝土，使混凝土隔梁和混凝土护脚形成整体，提高混凝土隔梁和混凝土护脚的支撑效果。多个钢丝石笼由下至上平铺在相邻两个混凝土隔梁和混凝土护脚限定的坡面上，且上下相邻的两排钢丝石笼呈品字形排列，使相邻的钢丝石笼间相互挤压，进一步防止钢丝石笼倾塌。
35.本发明通过在坡面底部沿河道长度方向嵌设混凝土护脚，在坡面上沿其倾斜方向嵌设混凝土隔梁，且混凝土隔梁与混凝土护脚固定连接，使得混凝土护脚和混凝土隔梁可对平铺在混凝土护脚和混凝土隔梁限定坡面内的钢丝石笼提供支撑，有效避免了钢丝石笼在水流的作用下倾塌，提高了钢丝石笼河道护岸的稳定性和防护能力。
36.在另一个实施例中，如图1所示，坡面2的顶部由下至上依次设有路基层5和混凝土路面层6，所述路基层5和混凝土路面层6的一侧与所述多个钢丝石笼4的顶部固定连接。
37.本实施例中，通过设于坡顶的路基层和混凝土路面层对钢丝石笼的位置进行进一步限定，使钢丝石笼填充在混凝土护脚、混凝土隔梁和路基层、混凝土路面层限定的区域内，进一步避免了钢丝石笼的倾塌。
38.在另一个实施例中，如图3-图6所示，所述混凝土隔梁3包括实部7和中空部8，所述实部7设于靠近坡面2的一侧，所述中空部8设于远离坡面2的一侧并凸出所述钢丝石笼4，所述中空部8的内部中空、顶部敞口，且顶部敞口处设有与其配合的盖9，所述中空部8的与河道水流方向相对的一侧沿其长度方向间隔设有多个第一开口10，每个第一开口10上设有与
其配合的门11，所述中空部8的底部设有第二开口，所述第二开口上设有过滤网，其中，所述第一开口10和所述第二开口的一侧与河道连通，另一侧与所述中空部8的内部连通。
39.本实施例中，通过将混凝土隔梁设置为包括实部和中空部，实部部分嵌入坡面内，实现混凝土隔梁与坡面的稳定连接，中空部凸出钢丝石笼，使得中空部会对河道岸边的水流的流动形成阻碍，使得河道垃圾可短时滞留在中空部的与河道水流相对的一侧，同时，由于本实施例中还在中空部的与河道水流方向相对的一侧沿中空部的长度方向间隔设有多个第一开口，第一开口上设有与其配合的门，并在中空部的底部设有第二开口，第二开口设有过滤网，第一开口上的门会在河道岸边水流的作用下打开，使滞留的河道垃圾经第一开口进入中空部的内部，由于过滤网的存在，垃圾也不会随水流从第二开口排出，进而实现对河道垃圾的自动收集。
40.在另一个实施例中，如图3-图6所示，所述中空部8的内部为圆柱结构，所述第一开口10与所述圆柱结构的横截面的第一象限区域相对并连通，所述门11为圆心位于所述圆柱结构内的弧形门，所述门11的一侧通过转轴所述第一开口10远离所述钢丝石笼4的一侧转动连接，另一侧与所述第一开口10靠近所述钢丝石笼4的一侧抵接，所述转轴上套设有复位扭簧。
41.本实施例中，通过将中空部的内部限定为圆柱结构，将第一开口设置为与圆柱结构的横截面的第一象限区域相对并连通，并将门设置为圆心位于圆柱结构内的弧形门，以通过第一开口、圆柱结构和弧形门对进入中空部内的水流进行导向，使水流中携带的垃圾滞留在弧形门的内侧，实现对河道垃圾的自动收集；通过在门的与第一开口连接的转轴上套设复位扭簧，使得门在河道岸边水流的作用下打开后，复位扭簧蓄能，在河道岸边水流的作用消失时，复位扭簧复位，实现门的自动关闭，以实现在河道岸边水位下落后，对应门的自动关闭，进一步确保了将垃圾保留在中空部内。
42.在另一个实施例中，如图7所示，所述圆柱结构内放置有收集笼12，所述收集笼12包括多个支撑环13，每个支撑环13内以及相邻两个支撑环13之间通过尼龙网14连接，且相邻两个支撑环13之间与所述第一开口10相对处设有第三开口15，其中，所述支撑环13的数量大于所述门11的数量，所述支撑环13位于相邻两个门11之间，所述门11在水流的作用下经所述第三开口15伸入所述收集笼12内。
43.本实施例中，通过在圆柱结构内增设收集笼，且收集笼上的第三开口与中空部上的第一开口相对，使得门在水流的作用下打开后可经第三开口伸入收集笼内，即随水流进入中空部内的垃圾可被收集笼收集，由于收集笼是分层设计的，收集笼内上一水位段的垃圾不会掉落至下一水位段，进一步确保了垃圾不会在河道水位下落时，随水流重新进入河道内。
44.进一步地，如图7所示，为了能实现将收集笼稳定地放置在中空部的内部，在位于收集笼最上层的支撑环上对称设置一对挡板16，收集笼放置时，所述一对挡板16能搭设在中空部的顶面上。
45.进一步地，如图7所示，为了便于收集笼的取放，在位于收集笼最上层的支撑环上设置提手17，所述提手17位于支撑环的内部，并与支撑环的内壁固定连接。
46.进一步地，如图7所示，为了使收集笼放置时，收集笼上的第三开口与中空部上的第一开口相对，在圆柱结构的内壁设有至少一对导向槽，每个导向槽沿所述圆柱结构的长
度方向设置，在每个支撑环13上设有与所述导向槽适配的导向块18，以通过导向槽和导向块对收集笼的位置进行导向和限位。
47.在另一实施例中，所述的河道堤坡防护结构，还包括多个加强带19，每个加强带19沿坡面2的倾斜方向设置，并位于所述钢丝石笼4的下方，所述加强带19的一端与所述混凝土护脚1连接，另一端伸入所述路基层5内，翻折后，固定在所述混凝土路面层6中。
48.本实施例中，通过在坡面上间隔设置多个加强带，每个加强带沿坡面倾斜方向设置，且加强带的一端与混凝土护脚连接，另一端要路基层和混凝土路面层连接，以通过加强带给混凝土护脚提供支撑，避免混凝土护脚在水流的冲击下位移，进一步提高了钢丝石笼河道护岸的稳定性。具体地，加强带可为碳纤维带，其强度高，易弯折，便于施工。
49.本发明还提供了一种上述实施例中河道堤坡防护结构的施工方法，包括：步骤一、清理坡面、坡顶表土及杂物，夯实坡面、坡顶；步骤二、沿河道长度方向开挖坡底坑，夯实坡底坑的底面，在所述坡底坑内布设所述混凝土护脚，并回填固定；步骤三、沿坡面倾斜方向开挖坡面坑，夯实坡面坑的底面，在所述剖面坑内布设所述混凝土隔梁，并回填固定；步骤四、在相邻混凝土隔梁之间铺设所述加强带，并将所述加强带的一端与所述混凝土护脚连接，另一端铺设在坡顶上；步骤五、在坡顶上铺设所述路基层，铺设时，使所述加强带的另一端穿出所述路基层，并翻折，然后在所述路基层上铺设所述混凝土路面层，将所述加强带的另一端固设在所述混凝土路面层内，靠近坡顶边缘的所述路基层和混凝土路面层暂不铺设；步骤六、在相邻两个混凝土隔梁和所述混凝土护脚限定的坡面上铺设钢丝石笼，上下相邻的两排钢丝石笼呈品字形排列；步骤七、铺设靠近坡顶边缘处的所述路基层和混凝土路面层，使所述路基层和混凝土路面层的一侧与所述钢丝石笼的顶部抵接固定，且在后铺设的混凝土路面层与在先铺设的所述混凝土路面层之间留有伸缩缝；步骤八、将所述收集笼放置在所述混凝土隔梁的中空部内。上述施工方法步骤简单，可操作性强，易于推广使用。
50.这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明河道堤坡防护结构及其施工方法的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
51.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

技术特征：
1.河道堤坡防护结构，其特征在于，包括：混凝土护脚，其沿河道长度方向竖直设于坡面的底部；多个混凝土隔梁，其沿河道长度方向间隔设于所述混凝土护脚的上方，每个混凝土隔梁沿坡面的倾斜方向设置，并与所述混凝土护脚固定连接；多个钢丝石笼，其平铺在相邻两个混凝土隔梁和所述混凝土护脚限定的坡面上，且上下相邻的两排钢丝石笼呈品字形排列；其中，所述混凝土护脚的底部和所述混凝土隔梁的靠近坡面的一侧均伸入坡面内。2.如权利要求1所述的河道堤坡防护结构，其特征在于，坡面的顶部由下至上依次设有路基层和混凝土路面层，所述路基层和混凝土路面层的一侧与所述多个钢丝石笼的顶部固定连接。3.如权利要求2所述的河道堤坡防护结构，其特征在于，所述混凝土隔梁包括实部和中空部，所述实部设于靠近坡面的一侧，所述中空部设于远离坡面的一侧并凸出所述钢丝石笼，所述中空部的内部中空、顶部敞口，且顶部敞口处设有与其配合的盖，所述中空部的与河道水流方向相对的一侧沿其长度方向间隔设有多个第一开口，每个第一开口上设有与其配合的门，所述中空部的底部设有第二开口，所述第二开口上设有过滤网，其中，所述第一开口和所述第二开口的一侧与河道连通，另一侧与所述中空部的内部连通。4.如权利要3所述的河道堤坡防护结构，其特征在于，所述中空部的内部为圆柱结构，所述第一开口与所述圆柱结构的横截面的第一象限区域相对并连通，所述门为圆心位于所述圆柱结构内的弧形门，所述门的一侧通过转轴所述第一开口远离所述钢丝石笼的一侧转动连接，另一侧与所述第一开口靠近所述钢丝石笼的一侧抵接，所述转轴上套设有复位扭簧。5.如权利要4所述的河道堤坡防护结构，其特征在于，所述圆柱结构内放置有收集笼，所述收集笼包括多个支撑环，每个支撑环内以及相邻两个支撑环之间通过尼龙网连接，且相邻两个支撑环之间与所述第一开口相对处设有第三开口，其中，所述支撑环的数量大于所述门的数量，所述支撑环位于相邻两个门之间，所述门在水流的作用下经所述第三开口伸入所述收集笼内。6.如权利要5所述的河道堤坡防护结构，其特征在于，所述圆柱结构的内壁设有至少一对导向槽，每个导向槽沿所述圆柱结构的长度方向设置，每个支撑环上设有与所述导向槽适配的导向块。7.如权利要求6所述的河道堤坡防护结构，其特征在于，还包括多个加强带，每个加强带沿坡面的倾斜方向设置，并位于所述钢丝石笼的下方，所述加强带的一端与所述混凝土护脚连接，另一端伸入所述路基层内，翻折后，固定在所述混凝土路面层中。8.如权利要求7所述的河道堤坡防护结构的施工方法，其特征在于，包括：步骤一、清理坡面、坡顶表土及杂物，夯实坡面、坡顶；步骤二、沿河道长度方向开挖坡底坑，夯实坡底坑的底面，在所述坡底坑内布设所述混凝土护脚，并回填固定；步骤三、沿坡面倾斜方向开挖坡面坑，夯实坡面坑的底面，在所述剖面坑内布设所述混凝土隔梁，并回填固定；步骤四、在相邻混凝土隔梁之间铺设所述加强带，并将所述加强带的一端与所述混凝
土护脚连接，另一端铺设在坡顶上；步骤五、在坡顶上铺设所述路基层，铺设时，使所述加强带的另一端穿出所述路基层，并翻折，然后在所述路基层上铺设所述混凝土路面层，将所述加强带的另一端固设在所述混凝土路面层内，靠近坡顶边缘的所述路基层和混凝土路面层暂不铺设；步骤六、在相邻两个混凝土隔梁和所述混凝土护脚限定的坡面上铺设钢丝石笼，上下相邻的两排钢丝石笼呈品字形排列；步骤七、铺设靠近坡顶边缘处的所述路基层和混凝土路面层，使所述路基层和混凝土路面层的一侧与所述钢丝石笼的顶部抵接固定，且所述混凝土路面层的另一侧与在先铺设的所述混凝土路面层之间留有伸缩缝；步骤八、将所述收集笼放置在所述混凝土隔梁的中空部内。

技术总结
本发明公开了河道堤坡防护结构，包括：混凝土护脚，其沿河道长度方向竖直设于坡面的底部；多个混凝土隔梁，其沿河道长度方向间隔设于所述混凝土护脚的上方，每个混凝土隔梁沿坡面的倾斜方向设置，并与所述混凝土护脚固定连接；多个钢丝石笼，其平铺在相邻两个混凝土隔梁和所述混凝土护脚限定的坡面上，且上下相邻的两排钢丝石笼呈品字形排列；其中，所述混凝土护脚的底部和所述混凝土隔梁的靠近坡面的一侧均伸入坡面内。以及，该河道堤坡防护结构的施工方法。本发明具有能有效避免钢丝石笼在水流的作用下倾塌，提高钢丝石笼河道护岸的稳定性和防护能力等优点。定性和防护能力等优点。定性和防护能力等优点。


技术研发人员：史宏海 吕永胜 陈礼 王松涛 唐建明
受保护的技术使用者：中交第三公路工程局有限公司
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/10/15