一种透水型土工软体排结构.pdf

本发明公开了一种透水型土工软体排结构，包括位于下方的排布和均匀阵列设置于排布上表面的砼块，其特征在于，所述排布沉于水面下的部分上位于砼块之间的间隙位置还设置有若干透水开口，透水开口临边的排布上迎水方向固定设置有挡布，挡布落下时覆盖住所述透水开口。本发明具有能够方便软体排沉排操作，提高沉排着床的效率和精确度的优点，提高了软体排对河床的保护效果并延长了使用寿命。

1.  一种透水型土工软体排结构，包括位于下方的排布和均匀阵列设置于排布上表面的砼块，其特征在于，所述排布沉于水面下的部分上位于砼块之间的间隙位置还设置有若干透水开口，透水开口临边的排布上迎水方向固定设置有挡布，挡布落下时覆盖住所述透水开口。

2.  如权利要求1所述的透水型土工软体排结构，其特征在于，所述透水开口由两条端部相交且不在同一直线上的开缝组成。

3.  如权利要求2所述的透水型土工软体排结构，其特征在于，所述透水开口由一条顺水流方向设置的开缝和连接在该开缝下游一端并垂直向河床中部延伸的开缝构成；所述挡布自身呈矩形且挡布和排布的两条缝接线和两条开缝恰好构成一个矩形，挡布未固定的边角部分覆盖住所述两条开缝。

4.  如权利要求1所述的透水型土工软体排结构，其特征在于，所述排布上对应每个砼块位置对应固定设置有两对系绳，所述砼块两端对称设置有两圈凹槽并在凹槽处靠系绳固定在排布上。

5.  如权利要求1所述的透水型土工软体排结构，其特征在于，透水开口整体呈排状布置，每排透水开口错位设置并使得任意相邻透水开口之间间距相等。

一种透水型土工软体排结构
技术领域
本发明涉及一种河岸防护技术，尤其是涉及一种透水型土工软体排结构。
背景技术
现有软体排是在土工织物处理软基技术上延伸出来的一种河床及河岸保护技术，上世纪90年代开始，被用于长江中下游及河口航道整治及河岸和海岸保护工程。20多年来，众多的设计和工程施工人员对软体排的结构型式和沉排方式等做过诸多探讨，但并无较大改进，现有软体排的普通结构，一般包括位于下方铺设于河床两侧的排布以及均匀间隔布置在排布上方的砼块，例如我国201410121675.1曾公开的一种联锁块软体排，即采用了这种结构。现有部分软体排结构中，还增设了加筋带以提高强度，例如我国专利申请号201220379345.9公开的一种砼体联锁块软体排，即为这种结构。
上述现有的软体排结构，现场施工时，均是采用先将软体排排头段铺设固定在河床两侧上部河堤上，然后采用设置有翻板结构的铺排船承载软体排排尾部分，铺排船向外缓慢行驶并通过翻板结构引导排布沉入江中，使其靠自重下沉并贴合到河床两侧底面上。
这种现有的软体排沉排时，土工布在下沉过程中受水压力过大，不易下沉，而上面压载的砼块所有重量均作用在土工布上，更增加了下沉过程中软体排漂浮震荡时的各种力，导致软体排易发生翻卷、撕裂的危险。
具体地说，通过现场施工时的技术考察，以及对软体排的水下受力及破坏机理的研究发现，在铺排过程中，当水流流速较大时，排体受阻力很大，排体容易滑动，其水下部分的上缘在水流冲力及紊动水团的掀动下，很容易翻卷，造成不良后果。其后果一是使得软体排离开原来设计着床位置，达不到设计要求，并且造成排体的浪费，降低了软体排保护效果。二是排体前部翻卷后，增大上游端排体迎水面积，加大了对水流的阻挡与绕流作用，使得排体附近水流扰动、翻滚更加强烈，并增大局部流速，从而造成排体在水流作用下上下震荡、漂浮，进而可能撕裂排布，这样就降低了软体排整体保护效果和使用寿命。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够方便软体排沉排操作，提高沉排着床的效率和精确度，进而提高软体排对河床的保护效果并延长使用寿命的透水型土工软体排结构。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种透水型土工软体排结构，包括位于下方的排布和均匀阵列设置于排布上表面的砼块，其特征在于，所述排布沉于水面下的部分上位于砼块之间的间隙位置还设置有若干透水开口，透水开口临边的排布上迎水方向固定设置有挡布，挡布落下时覆盖住所述透水开口。
这样，在砼块之间设置了透水开口和挡布，当沉排操作时，水流可以透过透水开口流动，有效地排出排布下方的水体，利于排布的沉降，减缓震荡漂排，浮排的现象出现，提高沉排着床的效率和精确度。同时在沉排后，挡布的设置能够顺水流方向遮挡住透水开口，很好的将开口封闭住，达到很好的护滩效果并延长使用寿命。
作为优化，所述透水开口由两条端部相交且不在同一直线上的开缝组成。这样，透水开口由两条具有一定角度的开缝构成，使得沉排操作时，两条开缝之间的排布可以随水流向上翻起，使得排布下方水流尽量会沿竖直方向通过透水开口，最大程度减缓倾斜方向的冲击力，这样利于排布的垂直沉降着床，提高着床精确度。
进一步地，所述透水开口由一条顺水流方向设置的开缝和连接在该开缝下游一端并垂直向河床中部延伸的开缝构成；所述挡布自身呈矩形且挡布和排布的两条缝接线和两条开缝恰好构成一个矩形，挡布未固定的边角部分覆盖住所述两条开缝。
这样，透水开口以及挡布的开放端沿后上方设置，使其和河床受水流冲击和波浪冲击合力方向一致，最大程度提高了沉排后挡布对两条开缝的遮挡效果，同时挡布自身呈矩形且挡布和排布的两条缝接线和两条开缝恰好构成一个矩形的结构，这样可以提高挡布自身的连接固定强度，同时挡布的两条缝接线可以视为在开缝受冲击方向的前方形成了两道加强筋的效果，降低由于开缝的设置对排布整体强度降低带来的影响。这样就最大程度提高软体排对河床的保护效果并延长了其使用寿命。
作为优化，所述排布上对应每个砼块位置对应固定设置有两对系绳，所述砼块两端对称设置有两圈凹槽并在凹槽处靠系绳固定在排布上。
这样，可以方便排布和砼块之间的固定连接，方便施工。
作为优化，透水开口整体呈排状布置，每排透水开口错位设置并使得任意相邻透水开口之间间距相等。这样，可以使得应力分布最为均匀，更好地降低透水开口对排布整体强度的影响，进而提供最大透水面积的同时保证排布自身最大强度，延长使用寿命。
相比于现有技术，本发明具备以下优点：
1、本发明中采用了局部半开口的排布结构，在铺排的过程中，将排布底下的水体有效地透出，降低施工难度；当排布沉入水底中时，由于顺水流水流方向，又将缝补的排布铺平在虚掩的四边形窗口上，很好的达到护滩稳槽的作用。这种结构更适合在大水深河段中施工，既保证了软体排自身结构安全，又保证软体排下方河泥不被冲走，故具备施工简单、保护效果好的优点，特别适合在河流中流速大、水深大的河段实施应用。
2、本发明中的虚掩四边形窗口结构就是利用自身的结构优势，通过自身的重力与水流阻力差来沉排，这和现有铺排技术有本质上的优化，通过这些窗口，改善对水流的强行阻隔或包围，起到了疏导和缓冲作用，降低水流阻力，有助于更好的改善了水流流态。
3、本发明中，不仅仅公布了采用优化排布结构的方法，还公布了具体的四边形结构以及设置的布局结构，可令透水最优化的同时起到降低施工难度的作用，同时还最大程度地保证了软体排自身的稳定性。
综上所述，本发明具有能够方便软体排沉排操作，提高沉排着床的效率和精确度的优点，提高了软体排对河床的保护效果并延长了使用寿命。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1中单独透水开口位置的放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1-2所示，一种透水型土工软体排结构，包括位于下方的排布1和均匀阵列设置于排布1上表面的砼块2，所述排布1沉于水面下的部分上位于砼块2之间的间隙位置还设置有若干透水开口4，透水开口临边的排布上迎水方向固定设置有挡布3，挡布3落下时覆盖住所述透水开口4。
这样，在砼块之间设置了透水开口和挡布，当沉排操作时，水流可以透过透水开口流动，有效地排出排布下方的水体，利于排布的沉降，减缓震荡漂排，浮排的现象出现，提高沉排着床的效率和精确度。同时在沉排后，挡布的设置能够顺水流方向遮挡住透水开口，很好的将开口封闭住，达到很好的护滩效果并延长使用寿命。
其中，所述透水开口4由两条端部相交且不在同一直线上的开缝组成。这样，透水开口由两条具有一定角度的开缝构成，使得沉排操作时，两条开缝之间的排布可以随水流向上翻起，使得排布下方水流尽量会沿竖直方向通过透水开口，最大程度减缓倾斜方向的冲击力，这样利于排布的垂直沉降着床，提高着床精确度。具体实施时，两条开缝长大概设置成20cm左右，可以很好地完成透水减压的同时保证排布整体强度。
其中，所述透水开口4由一条顺水流方向设置的开缝和连接在该开缝下游一端并垂直向河床中部延伸的开缝构成；所述挡布3自身呈矩形且挡布3和排布1的两条缝接线和两条开缝恰好构成一个矩形，挡布3未固定的边角部分覆盖住所述两条开缝。
这样，透水开口以及挡布的开放端沿后上方设置，使其和河床受水流冲击和波浪冲击合力方向一致，最大程度提高了沉排后挡布对两条开缝的遮挡效果，同时挡布自身呈矩形且挡布和排布的两条缝接线和两条开缝恰好构成一个矩形的结构，这样可以提高挡布自身的连接固定强度，同时挡布的两条缝接线可以视为在开缝受冲击方向的前方形成了两道加强筋的效果，降低由于开缝的设置对排布整体强度降低带来的影响。这样就最大程度提高软体排对河床的保护效果并延长了其使用寿命。
其中，所述排布1上对应每个砼块2位置对应固定设置有两对系绳5，所述砼块2两端对称设置有两圈凹槽并在凹槽处靠系绳5固定在排布1上。
这样，可以方便排布和砼块之间的固定连接，方便施工。
其中，透水开口4整体呈排状布置，每排透水开口4错位设置并使得任意相邻透水开口4之间间距相等。这样，可以使得应力分布最为均匀，更好地降低透水开口对排布整体强度的影响，进而提供最大透水面积的同时保证排布自身最大强度，延长使用寿命。
本发明的软体排结构，沉排施工时，先将预设好系绳以及透水开口和挡布的排布卷裹设置在铺排船上的卷轴上，然后将排布一端拉出卷轴并在砼块位置靠系绳将砼块系紧固定，将排布拉出端固定在河岸上，然后逐渐开动铺排船往远离河岸方向移动，使得铺排船移动过程中排布逐渐被拉出并在拉出的排布上固定好砼块后使其放入水面，然后排布在砼块重力作用下下沉，并使得排布下方的水体通过透水开口上涌以保持排布竖直沉降至水底，当铺排船移动至软体排外端预设位置时截断排布，完成沉排施工。
另外，具体实施时，上述软体排结构，还可以进一步做以下优化，在所述排布两侧边缘位置设置若干沿侧边方向且相互连续的圆形布筒，圆形布筒内装灌有河砂。这样，在沉排时，圆形布筒可以更好地防止排布边缘受水流冲击时因受力不均而发生翻卷现象，同时降低了卷排和边缘撕裂等现象，提高沉排着床精确度。同时沉排时圆形布筒和翻板以及翻板两侧限位滑槽的接触均是线和面的接触，摩擦阻力小，极大地提高了沉排顺畅度。另外沉排后，由于布筒为圆形，可以使得相邻排布之间边缘位置的搭接更加方便可靠，更加容易形成搭接且不会留下搭接缝隙，对相邻排布边缘位置保护效果好；由于排布为土工布，可以保护圆形布筒内的河沙不会被透过排布冲走，故整体而言极大地延长了软体排使用寿命。同时，上述方案采用河砂可以在沉排时现场装灌，还具有方便操作且成本更加低廉的特点。
进一步地，所述圆形布筒由排布两侧边缘位置预留一段距离并回卷后缝合得到，圆形布筒的直径为30cm，每个圆形布筒上设置有可缝合的开口。这样，更加方便现场施工，同时，圆形布筒的直径为30cm左右，可以保证圆形布筒装灌河砂具有足够的重量，以保证排布边缘沉排时的稳定效果。设置的开口方便装灌河砂，河砂现场装灌后缝合。