申请/专利权人：交通运输部天津水运工程科学研究所

申请日：2018-11-21

公开（公告）日：2024-01-23

公开（公告）号：CN109338988B

主分类号：E02B3/06

分类号：E02B3/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.01.23#授权;2019.03.12#实质审查的生效;2019.02.15#公开

摘要：本发明公开了一种单侧翼墙式生态型丁坝，属于航道整治技术领域，包括丁坝主体，在所述丁坝主体的背水侧设有多个沿坝轴间隔布置的翼墙，所述翼墙的端部偏向岸边一侧，在相邻的两个所述翼墙之间设有背水坡，在所述背水坡上设有植被种植层。本发明采用翼墙为其后岸坡提供遮挡庇护，使其形成适宜动植物生存栖息的良好生境；同时也使坝后流态更加多样，也有利于生物的多样性发展，既能冲深航槽，维护航道尺度，又能改善流态，减少水流对丁坝的冲刷，同时又能改善丁坝主体周围生态环境，为鱼类等河流生物营造良好生境，满足工程建设和保护环境的需要，同时本发明中的多数构件均可预制，降低了施工难度，缩短了工期和工序，具有良好的经济性。

主权项：1.一种单侧翼墙式生态型丁坝，包括丁坝主体，其特征在于，在所述丁坝主体的背水侧设有多个沿坝轴间隔布置的翼墙，所述翼墙的端部偏向岸边一侧，在相邻的两个所述翼墙之间设有背水坡，在所述背水坡上设有植被种植层；该丁坝设有迎水边坡和坝头，所述迎水边坡和所述坝头均设有砖面，在所述砖面上设有透水孔洞，所述砖面是采用榫卯生态护坡砖铺成的，相邻的两块榫卯生态护坡砖之间采用榫卯结构连接；所述植被种植层包括设置在抛石背水坡面上的种植土层，在所述种植土层上设有加筋三维土工网垫；所述翼墙和所述丁坝主体均是由石笼搭建而成，相邻石笼间绑扎连接。

全文数据：单侧翼墙式生态型丁坝技术领域本发明属于航道整治技术领域，特别涉及一种单侧翼墙式生态型丁坝。背景技术我国幅员辽阔，江河密布。在治河及水路交通建设工程中，不可避免地要用到丁坝结构。在治河工程中，丁坝是应用最广泛的建筑物之一；在防洪工程中，丁坝可用于保护河岸免受冲刷；在航道整治工程中，丁坝可用于束窄河槽，冲深航道，即“束水攻沙”。以往仅仅从水动力学和结构力学的角度进行丁坝设计，很少有结合生态学和水生生物需求端进行丁坝结构设计的。并且往往为了寻求工程效益最大化，通常仅针对通航需求方面对丁坝进行设计，为了能达到较好的束水效果，一般采用坚固耐久但不够生态环保的材料，并将丁坝设计为连续、不过水的实体丁坝，一方面，忽视了为水生生物留有栖息生境和庇护空间的问题，植物与动物难以在丁坝处生长栖息，难以与其后坝田形成统一有机的生态圈，不利于丁坝周围生境的维持，另一方面，也没有能够利用植被良好的固土缓流的作用。植被的覆盖可以减缓坡面的冲刷，有利于维持丁坝的稳定性。长远来看，其除了生态性以外，还有着良好的经济性。因此，迫切需要开发一种结构上坚固耐用，材料上绿色环保，生态上亲水友好的丁坝结构，要求其既满足通航的需要，又能为动植物营造良好的栖息环境。发明内容本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种单侧翼墙式生态型丁坝，该丁坝能够吸引鱼类和底栖生物在其附近栖息生长并能够为水生生物营造流态平稳良好的栖息空间。本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种单侧翼墙式生态型丁坝，包括丁坝主体，在所述丁坝主体的背水侧设有多个沿坝轴间隔布置的翼墙，所述翼墙的端部偏向岸边一侧，在相邻的两个所述翼墙之间设有背水坡，在所述背水坡上设有植被种植层。该丁坝设有迎水边坡和坝头，所述迎水边坡和所述坝头均设有砖面，在所述砖面上设有透水孔洞，所述砖面是采用榫卯生态护坡砖铺成的，相邻的两块榫卯生态护坡砖之间采用榫卯结构连接。所述榫卯生态护坡砖上的透水孔洞包括透水主孔和透水辅孔，所述榫卯生态护坡砖上的透水主孔大小不一，位于边坡常水位以上的榫卯生态护坡砖块上的透水主孔最大；位于边坡枯水位以下的榫卯生态护坡砖块上的透水主孔最小，位于边坡常水位至枯水位之间的榫卯生态护坡砖块上的透水主孔大小居中。所述植被种植层包括设置在抛石背水坡面上的种植土层，在所述种植土层上设有加筋三维土工网垫。所述翼墙和所述丁坝主体均是由石笼搭建而成，相邻石笼间绑扎连接。所述背水坡、所述迎水边坡和所述坝头都是由不同级配的散抛石块堆砌而成的。所述榫卯生态护坡砖由榫块和卯块组成，所述榫块和所述卯块均采用正方形结构，在所述卯块的四个边上各设有一燕尾型卯槽，在所述榫块的四个边上设有与所述燕尾型卯槽吻合的燕尾型榫头；在所述榫块和所述卯块的中央均设有中心孔，在所述榫头上设有边部孔，在对角设置的两个所述卯块之间形成有角部孔，所述榫卯生态护坡砖上的透水主孔是由所述中心孔构成的，所述榫卯生态护坡砖上的透水辅孔是由所述边部孔和所述角部孔构成的。本发明具有的优点和积极效果是：①由于翼墙的存在，为其后岸坡提供遮挡庇护，使其形成适宜动植物生存栖息的良好生境；同时也使坝后流态更加多样，也有利于生物的多样性发展。②丁坝主体和翼墙采用格宾石笼码筑，具有微透水性，并且格宾石笼中笼中石头缝隙间的淤泥有利于植物生长，便于动植物附着。③坝头和迎水侧岸坡表面由于铺设有榫卯生态护坡砖，减少了丁坝主体表面的冲刷，同时砖块间的孔洞为植物和动物提供生长空间，具有良好的生态性。④榫卯生态护坡砖由于采用榫卯结构，块体之间的连接较为紧密，整体性较好，可以形成整片防护。并且可以由工程预制，大大缩短了工期和施工难度，具有良好的经济性。⑤背水坡采用在种植土覆盖加筋三维土工网垫的组合，并且在不同水位高程处种植不同类型的水生植物，有利于在坝后形成统一有机的生态圈，有利于坝后生境的维持。综上所述，本发明既能冲深航槽，维护航道尺度，又能改善流态，减少水流对丁坝的冲刷，同时又能改善丁坝主体周围生态环境，为鱼类等河流生物营造良好生境，满足工程建设和保护环境的需要，同时本发明中丁坝的多数构件均可预制，大大降低了施工难度，缩短了工期和工序，具有良好的经济性。附图说明图1为本发明的俯视图；图2是图1垂直坝轴线的剖视图；图3是本发明背水坡的主视图；图4是本发明的榫卯生态护坡砖连接示意图；图5是本发明的加筋三维土工网垫示意图。图中：1、格宾石笼翼墙；2、背水坡；3、迎水边坡；4、坝头；5、榫卯生态护坡砖；5-1、榫块；5-2、卯块；5-3、中心孔；5-4、边部孔；5-5、角部孔；6、种植土层；7、加筋三维土工网垫。具体实施方式为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：请参阅图1～图5，一种单侧翼墙式生态型丁坝，包括丁坝主体，在所述丁坝主体的背水侧设有多个沿坝轴间隔布置的翼墙1，所述翼墙1的端部偏向岸边一侧，在相邻的两个所述翼墙1之间设有背水坡2，在所述背水坡2上设有植被种植层。由于水流在丁坝作用下会在坝后形成回流区，回流区从主流区分离出来的同时携带有一定能量，从而冲刷丁坝坝根位置处和背水坡面处。而与此同时，丁坝后回流区也是水生生物的富集区。因此，我们在坝后背水坡处采用岸坡和翼墙间隔排布的方式，为水生生物营造流态平稳良好的栖息空间，翼墙端部偏向河岸一侧，是为了减小回旋水流对坝根和背水坡带来的冲刷，同时从别处冲刷出的泥土，由于翼墙的拦蓄作用易在此落淤，吸引鱼类和底栖生物在此栖息生长。在本实施例中，为了提高生态性，所述翼墙1和所述丁坝主体均采用石笼搭建而成，相邻石笼间绑扎连接。所述翼墙1和所述丁坝主体采用生态型较好的格宾石笼码筑，在所述格宾石笼内填装有石块，依靠自身重力维持丁坝主体结构的稳定性，格宾石笼作为整个结构主体的受力单元，格宾石笼之间绑扎连接，以确保结构的整体性。丁坝主体采用石笼干砌结构，石头缝隙间的淤泥有利于植物生长。格宾石笼是采用具有高抗腐蚀、高强度、具有延展性的低碳钢丝使用机械编织而成，具有网眼结构。上述石笼也可以采用其它结构代替，比如沙枕-块石结构。在本实施例中，该丁坝设有迎水边坡3和坝头4，所述迎水边坡3和所述坝头4均设有砖面5，在所述砖面5上设有透水孔洞，所述砖面5是采用榫卯生态护坡砖铺成的，相邻的两块榫卯生态护坡砖之间采用榫卯结构连接。上述结构的优点在于，在迎水坡和坝头位置处，由于受到来流正面顶冲，冲刷压力巨大，需要选用抗冲性能较好的护面结构进行防护，因此本发明选用榫卯生态护坡砖进行防护，护坡砖由混凝土预制而成，具有较好的抗冲性，另外其中心和边部开有孔洞，可以为植物生长创造空间。本实施例更进一步的改进为，所述榫卯生态护坡砖上的透水孔洞包括透水主孔和透水辅孔，所述榫卯生态护坡砖上的透水主孔大小不一，位于边坡常水位以上的榫卯生态护坡砖块上的透水主孔最大；位于边坡枯水位以下的榫卯生态护坡砖块上的透水主孔最小，位于边坡常水位至枯水位之间的榫卯生态护坡砖块上的透水主孔大小居中。在边坡常水位以上部分，透水主孔相对较大，是为了便于生物附着，增强其生态效果；在边坡常水位至枯水位部分，透水主孔相对较小；在枯水位以下部分，透水主孔最小，是为了增强其抗冲性能。在本实施例中，所述榫卯生态护坡砖由榫块5-1和卯块5-2组成，所述榫块5-1和所述卯块5-2均采用正方形结构，在所述卯块5-2的四个边上各设有一燕尾型卯槽，在所述榫块5-1的四个边上设有与所述燕尾型卯槽吻合的燕尾型榫头；在所述榫块5-1和所述卯块5-2的中央均设有中心孔5-3，在所述榫头上设有边部孔5-4，在对角设置的两个所述卯块5-2之间形成有角部孔5-5，所述榫卯生态护坡砖上的透水主孔是由所述中心孔5-3构成的，所述榫卯生态护坡砖上的透水辅孔是由所述边部孔5-4和所述角部孔5-5构成的。采用上述结构的榫块5-1和卯块5-2铺设砖面，契合性好，透水性好。为了施工方便，所述背水坡2、迎水边坡3和所述坝头4都是由不同级配的散抛石块堆砌而成的。但所述迎水边坡3和所述坝头4的建筑材料并不限制于散抛石块，也可以选用沙枕填芯代替。在本实施例中，所述植被种植层包括设置在抛石背水坡面上的种植土层6，在所述种植土层6上设有加筋三维土工网垫7。种植土层6中含有植物种子，且植物种子在不同水位高程处品种不一样，在坡面常水位以下高程处所种植植物选用耐淹，根系发达、固土效果好的挺水植物，例如芦苇等，在常水位以上部位选用美观，成活率高的灌木和草本植物为主体。加筋三维土工网垫7它是将三维聚丙烯材料挤压于机编六边形双绞合钢丝网面上形成的。质地疏松、柔韧，留有90％的空间可充填土壤、沙砾和细石，植物根系可以穿过其间，舒适、整齐、均衡地生长，长成后的草皮使网垫、草皮、泥土表面牢固地结合在一起，具有固土缓流的作用，可以减缓坡面的冲刷，有利于维持丁坝的稳定性。长远来看，除了生态性以外，还有着良好的经济性。尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明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发明的启示下，在不脱离本发明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，这些均属于本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种单侧翼墙式生态型丁坝，包括丁坝主体，其特征在于，在所述丁坝主体的背水侧设有多个沿坝轴间隔布置的翼墙，所述翼墙的端部偏向岸边一侧，在相邻的两个所述翼墙之间设有背水坡，在所述背水坡上设有植被种植层。2.根据权利要求1所述的单侧翼墙式生态型丁坝，其特征在于，该丁坝设有迎水边坡和坝头，所述迎水边坡和所述坝头均设有砖面，在所述砖面上设有透水孔洞，所述砖面是采用榫卯生态护坡砖铺成的，相邻的两块榫卯生态护坡砖之间采用榫卯结构连接。3.根据权利要求2所述的单侧翼墙式生态型丁坝，其特征在于，所述榫卯生态护坡砖上的透水孔洞包括透水主孔和透水辅孔，所述榫卯生态护坡砖上的透水主孔大小不一，位于边坡常水位以上的榫卯生态护坡砖块上的透水主孔最大；位于边坡枯水位以下的榫卯生态护坡砖块上的透水主孔最小，位于边坡常水位至枯水位之间的榫卯生态护坡砖块上的透水主孔大小居中。4.根据权利要求1所述的单侧翼墙式生态型丁坝，其特征在于，所述植被种植层包括设置在抛石背水坡面上的种植土层，在所述种植土层上设有加筋三维土工网垫。5.根据权利要求1所述的单侧翼墙式生态型丁坝，其特征在于，所述翼墙和所述丁坝主体均是由石笼搭建而成，相邻石笼间绑扎连接。6.根据权利要求2所述的单侧翼墙式生态型丁坝，其特征在于，所述背水坡、所述迎水边坡和所述坝头都是由不同级配的散抛石块堆砌而成的。7.根据权利要求3所述的单侧翼墙式生态型丁坝，其特征在于，所述榫卯生态护坡砖由榫块和卯块组成，所述榫块和所述卯块均采用正方形结构，在所述卯块的四个边上各设有一燕尾型卯槽，在所述榫块的四个边上设有与所述燕尾型卯槽吻合的燕尾型榫头；在所述榫块和所述卯块的中央均设有中心孔，在所述榫头上设有边部孔，在对角设置的两个所述卯块之间形成有角部孔，所述榫卯生态护坡砖上的透水主孔是由所述中心孔构成的，所述榫卯生态护坡砖上的透水辅孔是由所述边部孔和所述角部孔构成的。

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