CN221072457U - 用于河道的碎石层结构 - Google Patents

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苏洁
张涵
郭晋伟
高升
陈涛
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Abstract

本申请实施例公开了一种用于河道的碎石层结构,包括:自下而上铺设在河道的河底上的土工格栅、土工布和级配碎石层,其中,所述级配碎石层为粗、细碎石集料或者石屑的混合料,所述级配碎石层中碎石的粒径为50mm~80mm,所述级配碎石层的厚度为15cm~25cm;所述土工布为由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料;所述土工格栅为经过拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物网材。以解决现有技术中的河道清淤方法无法解决的河底淤泥层过厚无法彻底清淤、夏季高温底泥发酵上浮问题。

Description

用于河道的碎石层结构
技术领域
本申请涉及河道综合治理工程技术领域,具体涉及一种用于河道的碎石层结构。
背景技术
河道的淤积己日益影响到行洪、排涝、灌溉等各项功能的正常发挥,为恢复河道正常功能,促进经济社会的快速持续发展,在进行河道治理清淤疏浚工程时,尽可能的不破坏水生生态***的恢复条件,不过多搅动河底泥沙,降低河底淤泥中的污染物对周围水体质量的影响,达到"水清,河畅,岸绿,景美"的目标。
在满足上述原则要求的前提下,清淤工程的设计需要考虑的因素有:1、人为因素导致河道清淤不彻底;2、自然因素导致河道底泥上浮。
河道清淤常规做法是主要采用人工清理配合机械运卸的施工方法。即:填筑围堰抽水—吸污泵吸淤泥至罐车运卸—人工清理渣土(含垃圾、石块)—吊运至岸上临时堆放点—渣土车外运至卸土点—河底清淤测量验收。此方法对于河底淤泥较浅、水生物环境较为单一稳定的常规河道清淤工程效果较为显著。但是对于河道底部淤泥层较厚,水生物环境复杂且不稳定的河道,该种清淤方法的工程效果却不尽理想。
当河道淤泥层较深,且流动性较强。常规清淤工程实施时为避免由于清淤过深对两岸建筑基础及河堤造成影响,仅清除表层淤泥,难以往深层挖掘清淤,导致清淤效果有限。
当河道水生物环境复杂且不稳定,尤其是夏季河道在阳光照射下,底泥温度升高从而产生甲烷气体,气泡上浮的同时将黑色底泥带入水中,浮在河涌水面,造成水体再次污染。
因此,需要一种用于河道河底的铺设结构,解决河底淤泥层过厚无法彻底清淤、夏季高温底泥发酵上浮的问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种用于河道的碎石层结构,用以解决现有技术中的河道清淤方法无法解决的河底淤泥层过厚无法彻底清淤、夏季高温底泥发酵上浮问题。
为实现上述目的,本申请实施例提供一种用于河道的碎石层结构,包括:自下而上铺设在河道的河底上的土工格栅、土工布和级配碎石层,其中,
所述级配碎石层为粗、细碎石集料或者石屑的混合料,所述级配碎石层中碎石的粒径为50mm~80mm,所述级配碎石层的厚度为15cm~25cm;
所述土工布为由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料;
所述土工格栅为经过拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物网材。
可选地,所述土工布的单位面积质量为400g/m2
所述土工格栅的网格尺寸为15cm×15cm。
可选地,所述土工格栅为双向塑料土工格栅。
可选地,还包括:
溢流围堰,所述溢流围堰砌筑在河道中铺设的所述土工格栅、土工布和级配碎石层的下游,包括自下而上铺设在河道的河底上的毛石换填层和泥袋围堰。
可选地,所述毛石换填层的厚度为40cm~60cm。
可选地,所述毛石换填层中毛石的抗压强度等级为Mu40。
可选地,所述毛石换填层沿河道延伸方向的宽度W1和所述泥袋围堰的底部沿河道延伸方向的宽度W2均为所述泥袋围堰的堰顶沿河道延伸方向的宽度W3加上1.5倍泥袋围堰的堰高H,即W1=W2=W3+1.5×H。
可选地,所述泥袋围堰朝向河道上游一侧的坡面的坡比为1:0.5,朝向河道下游一侧的坡面的坡比为1:1。
本申请实施例具有如下优点:
本申请实施例提供一种用于河道的碎石层结构,包括:自下而上铺设在河道的河底上的土工格栅、土工布和级配碎石层,其中,所述级配碎石层为粗、细碎石集料或者石屑的混合料,所述级配碎石层中碎石的粒径为50mm~80mm,所述级配碎石层的厚度为15cm~25cm;所述土工布为由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料;所述土工格栅为经过拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物网材。
与现有技术相比,本申请提供了铺设在河道中的碎石层结构,其中级配碎石在防止底泥上浮的同时,也保证碎石层自重较轻并不在淤泥层中下沉;透水土工布可保证河道涨退潮流动水体与河底泥层的溶解氧交换,缓解河道底泥层厌氧发酵上浮的程度。该碎石层结构具有清淤效果持久、成本低廉、施工便捷的优势,可有效解决河底淤泥层过厚无法彻底清淤、夏季高温底泥发酵上浮的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式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示例性的,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,还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
图1为本申请一个实施例提供的一种用于河道的碎石层结构的结构示意图;
图2为本申请一个实施例提供的一种用于河道的碎石层结构的图1中级配碎石层的A-A剖面图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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申请和简化描述,而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申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定,术语“设置”“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外,下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本申请一实施例提供一种用于河道的碎石层结构,参考图1和图2,包括:自下而上铺设在河道的河底上的土工格栅103、土工布102和级配碎石层101(三者总称为碎石层1),其中,
所述级配碎石层101为粗、细碎石集料或者石屑的混合料;
所述土工布102为由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料;
所述土工格栅103为经过拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物网材。
具体地,级配碎石层101为粗、细碎石集料或者石屑各占一定比例的混合料,其颗粒组成符合密实级配要求。级配碎石可以由预先筛分成几个(如四个)大小不同粒级的碎石组配而成,也可用未筛分碎石和石屑组配成。未筛分碎石只控制最大粒径(仅过一个规定筛孔的筛)后,由碎石机轧制的未经筛分的碎石料。石屑指碎石场孔径5mm筛下的筛余料,其实际颗粒组成常为0—100mm,并具有良好的级配。缺乏石屑时,也可以添加细砂砾或粗砂,但其强度和稳定性不如添加石屑的级配碎石。也可以用颗粒组成合适的含细集料较多的砂砾与未筛分碎石配合成级配碎砾石。
在一些实施例中,所述级配碎石层101中碎石的粒径范围为50mm~80mm,碎石级配范围中,不同粒径碎石的质量占级配碎石层总质量的百分比为:70mm~80mm粒径碎石质量占比25%,60mm~70mm粒径碎石质量占比35%,50mm~60mm粒径碎石质量占比40%。
在一些实施例中,所述级配碎石层101的厚度范围为15cm~25cm,优选为20cm。
具体地,河底碎石层的级配碎石厚度适中,防止底泥上浮的同时,也保证碎石层自重较轻并不在淤泥层中下沉。碎石层的透水性也保证了河底与河道水层之间依旧可以进行新旧水的对流置换,不会产生死水区。
土工布102,又称土工织物,是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料。土工布102是新材料土工合成材料其中的一种,成品为布状,一般宽度为4-6米,长度为50-100米。在一些实施例中,土工布102可以用纺土工布或者无纺长丝土工布。其特点为:强力高,由于使用塑料纤维,在干湿状态下都能保持充分的强力和伸长;耐腐蚀,在不同的酸碱度的泥土及水中能长久地耐腐蚀;透水性好在纤维间有空隙,故有良好的渗水性能;抗微生物性好对微生物、虫蛀均不受损害;施工方便,由于材质轻、柔,故运送、铺设、施工方便;规格齐全,幅宽可达9米,单位面积质量:100-1000g/m2
在一些实施例中,所用的土工布102的单位面积质量为400g/m2
具体地,所用的透水土工布102密度适中,可保证河道涨退潮流动水体与河底泥层的溶解氧交换,缓解河道底泥层厌氧发酵上浮的程度。
土工格栅103可以为塑料土工格栅、钢塑土工格栅、玻璃纤维土工格栅或者聚酯经编涤纶土工格栅。格栅是用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物经热塑或模压而成的二维网格状或具有一定高度的三维立体网格屏栅。
经过拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物网材,按其制造时拉伸方向的不同可为单向拉伸和双向拉伸两种。它是在经挤压制出的聚合物板材(原料多为聚丙烯或高密度聚乙烯)上冲孔,然后在加热条件下施行定向拉伸。单向拉伸格栅只沿板材长度方向拉伸制成;双向拉伸格栅则是继续将单向拉伸的格栅再在与其长度垂直的方向拉伸制成。
在一些实施例中,所用的土工格栅103为双向塑料土工格栅,网格尺寸为15cm×15cm。
具体地,土工格栅103可以提高河底的承载能力,防止淤泥上浮,提升碎石层结构的可靠性。
在一些实施例中,还包括:溢流围堰2,所述溢流围堰2砌筑在河道中铺设的碎石层1(即土工格栅103、土工布102和级配碎石层101)的下游,包括自下而上铺设在河道的河底上的毛石换填层202和泥袋围堰201。
具体地,在设有级配碎石层101的清淤河段下游砌筑溢流围堰2,可保证每次退潮后河段留存有活水,满足河段景观水位要求。
毛石是不成形的石料,处于开采以后的自然状态。在一些实施例中,所用的毛石换填层202的厚度范围为40cm~60cm,优选为50cm。在一些实施例中,所述毛石换填层202中毛石的抗压强度等级为Mu40。
参考图1,在一些实施例中,所述毛石换填层202沿河道延伸方向的宽度W1和所述泥袋围堰201的底部沿河道延伸方向的宽度W2均为所述泥袋围堰201的堰顶沿河道延伸方向的宽度W3加上1.5倍泥袋围堰201的堰高H,即W1=W2=W3+1.5×H。
在一些实施例中,所述泥袋围堰201朝向河道上游一侧的坡面的坡比为1:0.5,朝向河道下游一侧的坡面的坡比为1:1。其中,坡比,又叫作坡度,反映的是围堰斜面的坡度,即坡面的垂直高度和水平宽度的比,即坡角的正切值,通常用“i”表示。
上述实施例中提供的用于河道的碎石层结构的工作原理为:在河道河底采用一种碎石层(优选20cm级配碎石层101+透水土工布102+土工格栅103)压底,压住淤泥不上浮,碎石层的透水性也保证了河底与河道水层之间依旧可以进行新旧水的对流置换,不会产生死水区。同时在清淤河段下游砌筑溢流围堰2,河道涨退潮后可以在该段留存清洁的外江水,保证主河道维持一定景观水位。
综上,与现有技术相比,有益效果是:河底碎石层的级配碎石厚度适中,防止底泥上浮的同时,也保证碎石层自重较轻并不在淤泥层中下沉;透水土工布102可保证河道涨退潮流动水体与河底泥层的溶解氧交换,缓解河道底泥层厌氧发酵上浮的程度;清淤河段下游的溢流围堰2可保证每次退潮后河段留存有活水,满足河段景观水位要求。具有清淤效果持久、成本低廉、施工便捷,可有效解决河底淤泥层过厚无法彻底清淤、夏季高温底泥发酵上浮的问题等多种优势。
注意,除非另有直接说明,否则本说明书(包含任何所附权利要求、摘要和附图)中所揭示的所有特征皆可由用于达到相同、等效或类似目的的可替代特征来替换。因此,除非另有明确说明,否则所公开的每一个特征仅是一组等效或类似特征的一个示例。在使用到的情况下,进一步地、较优地、更进一步地和更优地是在前述实施例基础上进行另一实施例阐述的简单起头,该进一步地、较优地、更进一步地或更优地后带的内容与前述实施例的结合作为另一实施例的完整构成。在同一实施例后带的若干个进一步地、较优地、更进一步地或更优地设置之间可任意组合的组成又一实施例。
虽然,在上文中已经用一般性说明及具体实施例对本申请作了详尽的描述,但是,在本申请基础之上,可以对之作出一些修改或者改进,这对本领域技术人员而言,是显而易见的。因此,在不偏离本申请精神的基础上所做的这些修改或者改进,均属于本申请所要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种用于河道的碎石层结构,其特征在于,包括:自下而上铺设在河道的河底上的土工格栅、土工布和级配碎石层,其中,
所述级配碎石层为粗、细碎石集料或者石屑的混合料,所述级配碎石层中碎石的粒径为50mm~80mm,所述级配碎石层的厚度为15cm~25cm;
所述土工布为由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料;
所述土工格栅为经过拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物网材。
2.根据权利要求1所述的用于河道的碎石层结构,其特征在于,
所述土工布的单位面积质量为400g/m2
所述土工格栅的网格尺寸为15cm×15cm。
3.根据权利要求1所述的用于河道的碎石层结构,其特征在于,
所述土工格栅为双向塑料土工格栅。
4.根据权利要求1所述的用于河道的碎石层结构,其特征在于,还包括:
溢流围堰,所述溢流围堰砌筑在河道中铺设的所述土工格栅、土工布和级配碎石层的下游,包括自下而上铺设在河道的河底上的毛石换填层和泥袋围堰。
5.根据权利要求4所述的用于河道的碎石层结构,其特征在于,
所述毛石换填层的厚度为40cm~60cm。
6.根据权利要求4所述的用于河道的碎石层结构,其特征在于,
所述毛石换填层中毛石的抗压强度等级为Mu40。
7.根据权利要求4所述的用于河道的碎石层结构,其特征在于,
所述毛石换填层沿河道延伸方向的宽度W1和所述泥袋围堰的底部沿河道延伸方向的宽度W2均为所述泥袋围堰的堰顶沿河道延伸方向的宽度W3加上1.5倍泥袋围堰的堰高H,即W1=W2= W3+1.5×H。
8.根据权利要求4所述的用于河道的碎石层结构,其特征在于,
所述泥袋围堰朝向河道上游一侧的坡面的坡比为1:0.5,朝向河道下游一侧的坡面的坡比为1:1。
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