一种兼顾防洪和路用的沿河土堤结构的制作方法

1.本实用新型属于沿河土堤技术领域，涉及一种兼顾防洪和路用的沿河土堤结构。


背景技术：

2.沿河的堤防作为路基在修建道路不便的地区十分常见，并取得了良好的经济社会效益。但由于河道水位的上下涨落，堤防内的浸润线出现波动，同时由于堤防浸润线位置较高、堤防常采用压实黏土填筑，导致在毛细作用下大量水分迁移至路基顶部，劣化了路基控制变形、刚度、边坡稳定性等性能，进而使得路面出现沉陷、开裂等病害。但目前，对于这一问题尚未得到很好的解决。因此急需一种兼顾堤防防洪、防渗、路基性能的土堤结构来满足需求。


技术实现要素：

3.为了达到上述目的，本实用新型提供一种兼顾防洪和路用的沿河土堤结构，解决了现有沿河土堤的路面容易在毛细作用下出现沉陷、开裂等病害的问题，兼顾了沿河土堤的防洪和路用性能。
4.为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是，一种兼顾防洪和路用的沿河土堤结构，包括土堤，防渗墙位于土堤内部并与土堤底部垂直，防渗墙沿土堤长度方向纵向布置；排水系统的迎水侧排水层与土堤迎水侧的护坡连接，排水系统的背水侧排水层与土堤的背水侧连接，迎水侧排水层与背水侧排水层之间通过防渗墙的上防渗墙隔断；下防渗墙固定连接于上防渗墙正下方；路面设置于土堤顶部。
5.进一步地，所述排水系统还包括封闭式的暗渠，暗渠与迎水侧排水层的出水口相连，暗渠底部设置有混凝土底座；排水管一端穿过混凝土底座与暗渠底部连接，排水管另一端穿过防渗墙与土堤背水侧坡面相连；
6.进一步地，所述排水系统还包括排水沟，排水沟位于土堤背水侧坡面并与背水侧排水层连接。
7.进一步地，所述上防渗墙的材质为经过憎水性处理的黏土，下防渗墙的材质为普通黏土。
8.进一步地，所述迎水侧排水层设置有1~5%的坡度，其中与防渗墙相接的一端的高度高于与土堤护坡相接的一端的高度；所述背水侧排水层与迎水侧排水层沿防渗墙对称分布。
9.进一步地，所述迎水侧排水层与土堤护坡相接的一端底部高程比河道正常水位高0~0.5m，与防渗墙连接的另一端底部高程比下防渗墙顶端高0~0.3m。
10.进一步地，所述迎水侧排水层与背水侧排水层的外层为透水无纺布，透水无纺布内包裹有碎石沙。
11.进一步地，所述护坡包括上护坡，上护坡与下护坡的连接处与常水位平齐；上护坡覆盖植被，下护坡覆盖有土工格网，其中土工格网从上往下网格逐渐减小，底部设置有透水
土工布，土工格网通过土钉固定；下护坡最下端设置有护脚。
12.进一步地，所述土工格网中，第一层土工格网的单个网格边长最大，每下一层土工格网单个网格尺寸减小一半，每两层土工格网之间的间距为上一层土工格网的单个网格的边长；土工格网层数总共为3~5层。
13.进一步地，上所述防渗墙和下防渗墙厚度为0.5~1.5m。
14.本实用新型的有益效果是：
15.（1）本实用新型可以阻止由于河水渗入土堤在毛细作用下上移至土堤上部区域的水分，确保土堤的路用性能。
16.（2）本实用新型采用经过憎水性处理的黏土作为上防渗墙，可以在保证防渗墙要求的低渗透性外，还可以隔绝土堤下部由于毛细作用上移的水分进入上部土堤。
17.（3）本实用新型基于水力自动填筑的思想设置的下护坡，可以通过河道自带的沙石，利用不同格网大小自动筛分不同粒径的沙石填充，形成稳定的护坡结构，可以节约成本和时间。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本实用新型实施例的沿河土堤结构示意图。
20.图2是本实用新型实施例的排水层结构示意图。
21.图3是本实用新型实施例的每层格网的结构示意图。
22.图4是本实用新型实施例的每层格网的间距示意图。
23.图中，1. 土堤，2. 路面，3. 上防渗墙，4. 下防渗墙，5. 迎水侧排水层，6. 背水侧排水层，7. 暗渠，8. 混凝土底座，9. 排水管，10. 排水沟，11. 上护坡，12. 下护坡，13. 土工格网，14. 土钉，15. 护脚，16. 透水无纺布，17. 碎石沙。
具体实施方式
24.下面将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。
25.如图1所示，本实用新型提供了一种兼顾防洪和路用的沿河土堤结构，包括但不限于土堤1、防渗墙、排水系统、护坡，其中，防渗墙位于土堤1内部并与土堤1底部垂直，沿长度方向纵向将土堤1一分为二；排水系统的迎水侧排水层5与土堤1迎水侧的护坡连接，排水系统的背水侧排水层6与土堤1的背水侧连接，迎水侧排水层5与背水侧排水层6之间通过防渗墙隔断；路面2设置于土堤1顶部。
26.在一些实施方式中，所述土堤1采用普通黏土碾压成型。
27.在一些实施方式中，所述防渗墙包括连接在一起的上防渗墙3与下防渗墙4，上防
渗墙3采用经过憎水性处理的黏土碾压成型（如：有机硅憎水剂），下防渗墙4为采用普通黏土振动碾压成型高压实度的土墙，上防渗墙3和下防渗墙4厚度为0.5m~1.5m，且压实度一致，厚度过薄不能起到防渗作用，而厚度过厚不能通过毛细作用将水分排到背水侧。
28.在一些实施方式中，排水系统包括迎水侧排水层5和背水侧排水层6，厚度20cm~100cm。迎水侧排水层5采用透水无纺布16包裹级配碎石沙17构成，设置1%~5%的坡度，便于水分排出且防止水分倒流进土堤1，迎水侧排水层5的一端（出水口）底部高程比河道正常水位高0~0.5m，防止正常水位时水分渗入迎水侧排水层5，另一端与防渗墙连接，另一端底部高程比下防渗墙4顶端高0~0.3m，高于下防渗墙4的原因在于下防渗墙4未做憎水处理，若连接到下防渗墙4会导致水分扩散；同时在坡面设置封闭式暗渠7与迎水侧排水层5的出水口相连，暗渠7底部设置混凝土底座8，沿着河道水流方向10~20m的间距设置多个横穿土堤1的排水管9，排水管9一端穿过混凝土底座8与暗渠7底部连接，排水管9另一端穿过防渗墙与土堤1背水侧坡面相连，排水管9用于将暗渠7中的水分排出土堤1；所述背水侧排水层6与迎水侧排水层5对称分布，同样采用透水无纺布16包裹碎石沙17构成（参见图2），背水侧排水层6外接土堤1背水侧坡面上的排水沟10，排水沟10用于排出背水侧排水层6的水分。
29.在一些实施方式中，护坡包括上护坡11、下护坡12，其中，上护坡11种植植被即可；下护坡12基于水力自动填筑思想，采用多层土工格网13，从上往下，每层土工格网13的网格大小逐渐减小，底部设置透水土工布。第一层土工格网13尺寸最大，本实施例中其单个网格是边长为5~15cm的正方形，每下一层土工格网13单个网格尺寸减小一半，每两层土工格网13之间的间距为上一层土工格网13的单个网格的边长（参见图3~图4）；土工格网13层数总共为3~5层，若层数过多造成浪费，而层数过少不能实现自动填筑的功能。沿着边坡间隔30~100cm打入土工格网13总厚度的两倍长的土钉14固定，间隔过长会造成土工格网13不能有效固定，而间隔过小造成浪费，下护坡12下端设置有护脚15，防止土堤1的坡角被河流冲刷。
30.本实用新型的防洪原理为：
31.当河道水位位于常水位时，水分会渗入土堤1内部，并形成浸润线，此时在毛细作用下，水分会向上迁移，水分到达迎水侧排水层5后，由于迎水侧排水层5内的碎石沙毛细作用小，可以直接隔绝水分进一步扩散至土堤1上部即路面底部，确保路基性能；对于防渗墙处，水分同样会在毛细作用下向上迁移，但到达上防渗墙3后，由于其进行了憎水性处理，毛细作用强度小，进而可以直接避免其扩散至路面底部；对于背水侧则和迎水侧一样可以保证水分不上升至路面底部。
32.当遭遇洪水后，河道水位位于常水位之上，水分会直接渗入迎水侧的上部土堤1，首先会渗入迎水侧排水层5，并通过封闭式的暗渠7排除；然后多余的水分由于上防渗墙3的阻隔作用，当经过下防渗墙4到达背水侧位置时，浸润线会急速下降，并结合背水侧排水层6即可快速排出聚集在背水侧上部土堤1的水分。当洪水退去恢复正常水位后，上部土堤1残存的水分会在重力作用下汇聚在两个排水层内，并排出。
33.本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
34.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

技术特征：
1.一种兼顾防洪和路用的沿河土堤结构，其特征在于，包括土堤（1）、防渗墙、排水系统和护坡，防渗墙位于土堤（1）内部并与土堤（1）底部垂直，防渗墙沿土堤（1）长度方向纵向布置，防渗墙包括上防渗墙（3）与下防渗墙（4）；排水系统的迎水侧排水层（5）与土堤（1）迎水侧的护坡连接，排水系统的背水侧排水层（6）与土堤（1）的背水侧连接，迎水侧排水层（5）与背水侧排水层（6）之间通过上防渗墙（3）隔断；下防渗墙（4）固定连接于上防渗墙（3）正下方；路面（2）设置于土堤（1）顶部。2.根据权利要求1所述的一种兼顾防洪和路用的沿河土堤结构，其特征在于，所述排水系统还包括封闭式的暗渠（7），暗渠（7）与迎水侧排水层（5）的出水口相连，暗渠（7）底部设置有混凝土底座（8）；排水管（9）一端穿过混凝土底座（8）与暗渠（7）底部连接，排水管（9）另一端穿过防渗墙与土堤（1）背水侧坡面相连。3.根据权利要求1或2所述的一种兼顾防洪和路用的沿河土堤结构，其特征在于，所述排水系统还包括排水沟（10），排水沟（10）位于土堤（1）背水侧坡面并与背水侧排水层（6）连接。4.根据权利要求1所述的一种兼顾防洪和路用的沿河土堤结构，其特征在于，所述上防渗墙（3）的材质为经过憎水性处理的黏土，下防渗墙（4）的材质为普通黏土。5.根据权利要求1所述的一种兼顾防洪和路用的沿河土堤结构，其特征在于，所述迎水侧排水层（5）设置有1~5%的坡度，其中与防渗墙相接的一端的高度高于与土堤（1）护坡相接的一端的高度；所述背水侧排水层（6）与迎水侧排水层（5）沿防渗墙对称分布。6.根据权利要求5所述的一种兼顾防洪和路用的沿河土堤结构，其特征在于，所述迎水侧排水层（5）与土堤（1）护坡相接的一端底部高程比河道正常水位高0~0.5m，与防渗墙连接的另一端底部高程比下防渗墙（4）顶端高0~0.3m。7.根据权利要求1所述的一种兼顾防洪和路用的沿河土堤结构，其特征在于，所述迎水侧排水层（5）与背水侧排水层（6）的外层为透水无纺布（16），透水无纺布（16）内包裹有碎石沙（17）。8.根据权利要求1所述的一种兼顾防洪和路用的沿河土堤结构，其特征在于，所述护坡包括上护坡（11），上护坡（11）与下护坡（12）的连接处与常水位平齐；上护坡（11）覆盖植被，下护坡（12）覆盖有土工格网（13），其中土工格网（13）从上往下网格逐渐减小，底部设置有透水土工布，土工格网（13）通过土钉（14）固定；下护坡（12）最下端设置有护脚（15）。9.根据权利要求8所述的一种兼顾防洪和路用的沿河土堤结构，其特征在于，所述土工格网（13）中，第一层土工格网（13）的单个网格是边长为5~15cm的正方形，每下一层土工格网（13）单个网格尺寸减小一半，每两层土工格网（13）之间的间距为上一层土工格网（13）的单个网格的边长；土工格网（13）层数总共为3~5层。10.根据权利要求4所述的一种兼顾防洪和路用的沿河土堤结构，其特征在于，上所述上防渗墙（3）和下防渗墙（4）厚度为0.5~1.5m。

技术总结
本实用新型公开了一种兼顾防洪和路用的沿河土堤结构，包括土堤、防渗墙、排水系统和护坡，防渗墙位于土堤内部并与土堤底部垂直，防渗墙沿土堤长度方向纵向布置；排水系统的迎水侧排水层与土堤迎水侧的护坡连接，排水系统的背水侧排水层与土堤的背水侧连接，迎水侧排水层与背水侧排水层之间通过防渗墙的上防渗墙隔断；下防渗墙固定连接于上防渗墙正下方；路面设置于土堤顶部；护坡包括上护坡和下护坡，上护坡覆盖植被，下护坡覆盖有土工格网。本实用新型解决了现有沿河土堤的路面容易在毛细作用下出现沉陷、开裂等病害的问题，兼顾了沿河土堤的防洪和路用性能。河土堤的防洪和路用性能。河土堤的防洪和路用性能。


技术研发人员：周作霖 杨丹 阳胜利 覃兰
受保护的技术使用者：长沙市望城区水利局
技术研发日：2023.01.12
技术公布日：2023/7/14