一种适用于船行波冲刷下的生态护坡结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种护坡结构，特别是一种适用于船行波冲刷下的生态护坡结构。


背景技术：

2.河湖是水的主要载体,也是水生态保护的控制性要素。伴随现代人类活动和经济社会可持续发展，河流水功能退化成为广泛关注的焦点问题。河岸带承载着水体与近岸陆地物质和能量交换功能，利用护坡结构防止洪水灾害和土体流失，是河流治理过程中采取的最主要措施。传统的硬质结构护坡效果较好，但主要强调工程建设带来的经济效益和工程安全，破坏了河流水系连通性、水汽和营养物质的交换等，引起水体自净能力降低、生态结构失衡、生物多样性下降等，对河流水生态系统产生消极影响。生态性能和工程安全性能在有些情况下存在矛盾之处，生态性能往往通过带孔隙的人工预制块体结构实现，孔隙率越大，可为植物生长提供更多的耕植土及生存空间，因此孔隙率越大生态性能越好。然而同时，护坡结构的孔隙率越大，暴露在水流作用下的耕植土和植物面积越大，耕植土在水流作用下发生土体流失越大、植物的成活率和成坪效果也越差。
3.尤其是当船舶在限制性航道航行时，船在水面上的行进会对水面形成连续压力冲量扰动，使得水面产生波动，形成船行波。船行波是指船舶在水面上运行时，船体推挤水体而形成的波浪。船行波作用于岸坡，主要表现为波浪不断地拍打岸坡，在岸坡上产生较大的波压力，导致护坡结构中土体淘刷流失，对结构稳定性及植物生长环境产生不利影响。
4.船行波具有完全不同于河水自然流动水波的特点，故其作用于护坡的高度区域位置、角度等均不相同。具体的，因为船行波是船舶在狭窄内河航道或人工运河航行时，由于船体对水体作用产生压力，使水面引起波动，使船艏与船艉分别形成船艏波系和船艉波系。无论船艏或船艉波系，它们都是由二组明显的扩散波和横向波所组成，并被限制在船后呈扇形的区域范围内。扩散波有传播方向与船舶航线的夹角为波浪传播角θ、船行波波峰尖点称为尖峰点，各尖峰点形成尖峰点连线，散波波峰中心的连线与船舶航行间的夹角φ值，在深水情况下为19
°
28(即凯尔文角)，不随航速变化，而在浅水情况下，φ角、波长以及船的航态均发生不同程度的变化。散波大小与方向同船型、航速等均有关系，散波波系移动方向总是垂直于散波波峰线，以一定速度向二侧岸边传播。因船行波具有上述特点，所以现有的框式生态护坡构造，不仅在边坡安装位置上无法适用，且其构造无法适应船行波多角度、无规律冲击的特性。
5.船行波作用动力很强，在京杭运河、引江济汉等已建的限制性航道中，均证实了在船行波等强水动力作用下，会产生明显的岸坡土体淘刷现象。因此，亟需针对船行波较强的水动力作用，寻求同时满足结构安全性、护坡效果及生态功能要求，研发一种适用于船行波冲刷下的生态护坡结构。


技术实现要素：

6.本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种适用于船行波冲刷下的生态护坡结构，该结构在船行波强动力作用下，能够满足稳定性、生态性和安全性要求。
7.本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种适用于船行波冲刷下的生态护坡结构，该结构是由预制混凝土生态框块铺成的，所述预制混凝土生态框块，采用格框结构，设有矩形外框，所述矩形外框内部设有与其边框一一对应斜交的四个格框板条，所述格框板条将所述矩形外框内部空间分隔成5个孔洞，其中1个孔洞设置在中央，采用矩形结构，另外4个孔洞分别设置在4个角部，采用四边形结构，在所述孔洞内填充有耕植土和石子，所述石子覆盖在所述耕植土上面，在所述耕植土上种植有植被。
8.优选的，包括4个所述格框板条，4个所述格框板条垂直连接，4个所述格框板与所述矩形外框的侧框板面不平行；4个所述格框板条将所述矩形外框内部分隔成为位于矩形外框中央位置的矩形孔洞以及位于矩形外框四角位置的不等边形四边形孔洞。
9.优选的，所述植被的种子种植在耕植土内部。
10.优选的，所述植被的种子播撒在耕植土表面。
11.本实用新型具有的优点和积极效果是：
12.本技术所提出的生态护坡结构，设计可适应船行波作用力特点的独特构造，即通过在矩形外框的内部设计多种类型孔洞，孔洞的格框板条采用方向不同的斜交设置，可以提高生态护坡结构适用各种船行波作用方向的适应性。且在船行波强动力作用下，能够满足生态性和工程安全性要求。对于船行波作用下的航道边坡防护，可实现生态性和工程安全性相互协调的效果。
13.本技术所提出的适用于船行波冲刷下的生态护坡结构，在于综合考虑并协调了护坡结构的生态性能和工程安全性能的基础上还具有以下优点：
14.一是具备较好的生态性能：生态护坡结构孔隙率约53.52％，超大孔隙率可盛放更多耕植土，为植物生长提供充足的水分，有效提高植被成活率。
15.二是具有较好的工程安全性能：船行波作用下的护坡结构中填充的耕植土会产生明显的淘刷，本结构在耕植土上层铺设了一层石子，能有效防止护坡结构中的耕植土土体的淘刷，为植物生长提供了有效遮蔽。此外，植被的生长方式可根据造价、成坪效果、施工效率等选择，以满足工程效果和生态效果等多方要求。
附图说明
16.图1为本实用新型的预制混凝土生态框块及其内部填充物结构示意图；
17.图2为本实用新型的预制混凝土生态框块内部填充物结构示意图；
18.图3为图1的侧视图；
19.图4为图2的侧视图；
20.图5为本实用新型的结构示意图。
21.图中：1、预制混凝土生态框块；1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、孔洞；2、耕植土；3、石子；4、植被。
具体实施方式
22.为能进一步了解本实用新型的

技术实现要素：
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
23.请参阅图1～图5，一种适用于船行波冲刷下的生态护坡结构，该结构是由预制混凝土生态框块1铺成的，所述预制混凝土生态框块1，采用格框结构，设有矩形外框，所述矩形外框内部设有与其边框一一对应斜交的四个格框板条，所述格框板条将所述矩形外框的内部空间分隔成5个孔洞。具体的，包括4个所述格框板条，4个所述格框板条垂直连接，4个所述格框板与所述矩形外框的侧框板面不平行。4个所述格框板条将所述矩形外框内部分隔成为位于矩形外框中央位置的矩形孔洞以及位于矩形外框四角位置的不等边形四边形孔洞。其中1个孔洞1-5设置在中央，为ⅲ型孔洞，采用矩形结构。另外4个孔洞1-1、1-2、1-3和1-4分别设置在4个角部，采用四边形结构。孔洞1-1和孔洞1-2为ⅰ型孔洞，孔洞1-2和孔洞1-4为ⅱ型孔洞。孔洞的设计一是可减轻结构重量，便于运输和施工，二是三类孔洞形成了大孔隙率(孔隙率约53.52％)，大孔隙率可盛放更多耕植土，为植物生长提供充足的水分，有效提高植被成活率。
24.格框板条所形成的框格构造形成便于抓拉的格框结构，可为落水人员提供帮助，发挥救生作用。
25.在所述孔洞内填充有耕植土2和石子3，所述石子3覆盖在所述耕植土2上面，在所述耕植土2上种植有植被4。
26.在限制性航道等船行波动力作用较强的河段，在草籽播撒初期成活之前，预制混凝土生态框块1表面铺设的石子3，可以有效抵抗船型波的淘刷，对草籽及耕植土2起到有效的保护和遮挡作用。在草籽成活生长形成植被4后，植被4的根系与下覆耕植土2胶结在一起形成加筋土，与上层石子3共同作用，可以更好地起到抵抗船行波淘刷的作用。
27.在本实施例中，所述植被4的种子种植在耕植土2的内部，但并限制于此，所述植被4的种子也可播撒在耕植土表面。植被种子的播撒方式可根据造价要求、土壤水分条件、成坪效果要求等进行选择。
28.建议方案一：耕植土分次填充于预制混凝土生态框块的孔洞，例如先填充3/4厚度的耕植土，然后播散种子，然后再填1/4的耕植土，耕植土上再铺设一层石子。
29.建议方案二：耕植土一次性填装完成，在耕植土表面播撒种子，然后在耕植土和种子上铺设一层石子。
30.建议方案三：耕植土一次性填装完成，在耕植土表面喷播种子，然后在耕植土和种子上铺设一层石子。
31.参阅图5，多块预制混凝土生态框块体1铺设于护坡坡面，并按上文方案铺设耕植土2、草籽、石子3后，形成一种适用于船行波冲刷下的生态护坡结构。
32.尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种适用于船行波冲刷下的生态护坡结构，其特征在于，该结构是由预制混凝土生态框块铺成的，所述预制混凝土生态框块，采用格框结构，设有矩形外框，所述矩形外框内部设有与其边框一一对应斜交的四个格框板条，所述格框板条将所述矩形外框内部空间分隔成5个孔洞，其中1个孔洞设置在中央，采用矩形结构，另外4个孔洞分别设置在4个角部，采用四边形结构，在所述孔洞内填充有耕植土和石子，所述石子覆盖在所述耕植土上面，在所述耕植土上种植有植被。2.根据权利要求1所述的适用于船行波冲刷下的生态护坡结构，其特征在于，包括4个所述格框板条，4个所述格框板条垂直连接，4个所述格框板与所述矩形外框的侧框板面不平行；4个所述格框板条将所述矩形外框内部分隔成为位于矩形外框中央位置的矩形孔洞以及位于矩形外框四角位置的不等边形四边形孔洞。3.根据权利要求1或2所述的适用于船行波冲刷下的生态护坡结构，其特征在于，所述植被的种子种植在耕植土内部。4.根据权利要求1或2所述的适用于船行波冲刷下的生态护坡结构，其特征在于，所述植被的种子播撒在耕植土表面。

技术总结
本实用新型公开了一种适用于船行波冲刷下的生态护坡结构，该结构是由预制混凝土块体铺成的，预制混凝土块体，采用格框结构，设有矩形外框，矩形外框内部设有与其边框一一对应斜交的四个格框板条，格框板条将矩形外框内部空间分隔成5个孔洞，其中1个孔洞设置在中央，采用矩形结构，另外4个孔洞分别设置在4个角部，采用四边形结构，在孔洞内填充有耕植土和石子，石子覆盖在耕植土上面，在耕植土上种植有植被。本生态护坡结构具备对各种船行波作用方向的适应性，采用大孔隙率的预制混凝土块体，并在孔洞内填充耕植土和石子、种植植被，用于限制性航道等船行波动力作用较强的河段，在船行波强动力作用下，能够满足稳定性、生态性和安全性要求。安全性要求。安全性要求。


技术研发人员：王青松 李金冰 杨燕华 吴昊 崔朋 黄亚萍 胡飞 彭伟 许海勇 乔华倩 张婷
受保护的技术使用者：安徽省引江济淮工程有限责任公司
技术研发日：2023.02.03
技术公布日：2023/7/17