箱体与插板组合型生态护岸结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于限制性航道的箱体与插板组合型生态护岸结构，由下到上依次设置有一级硬质护岸、护岸平台和二级柔性护坡。所述一级硬质护岸为预制透水钢筋混凝土箱体与插板的组合型结构，箱体基本形状为方形空箱，插板为方形板，每两个相邻箱体通过插板连接，插板固定于箱体两侧外壁中部的卡槽内。箱体顶高程在常水位以下0.4m至0.6m，插板比箱体高0.8m至1.2m、距箱体迎水立面0.4m至0.6m，在迎水立面形成格栅型消浪结构，在结构上部形成透空板式防浪结构。箱顶覆土来种植芦苇等防护植物，临水侧浇筑混凝土压顶来挡土。本实用新型专利技术能有效消减船行波、增强近岸水流的多样性，亦能节约材料用量、降低工程造价，达到生态环境效益和经济效益的双赢。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
箱体与插板组合型生态护岸结构
本技术涉及一种内河航道护岸的生态防护方法，特别是涉及一种适用于限制性航道的箱体与插板组合型生态护岸结构，属于内河航道整治建筑物建造
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技术介绍
在通航河流和人工航道中，为了防止水土流失、船行波冲刷、船舶撞击等破坏河岸，往往采用石块、混凝土、钢筋等高强度材料对航道岸坡进行硬化覆盖。然而，随着人们对生态环境的期望值越来越高，这些硬质护岸割裂了水体与土壤的关系，水一土一植物一生物之间的物质和能量循环系统被破坏，对生态环境造成胁迫；混凝土等灰色硬质材料的大量应用对河道景观也造成胁迫。因此，20世纪80年代以来，德国、瑞士等国提出了“亲近自然河流”概念和“自然型护岸”技术，利用植物及工程材料，构建具有生态功能的岸坡系统，通过生态工程的自组织与自我修复等功能，实现岸坡的抗冲蚀、抵风浪、减污染，达到维持岸坡植物生存环境、提高岸坡动物和微生物栖息地质量、营造健康的航道生态系统和改善人居环境等目标。近年我国在城市河道治理中，引入生态护岸技术并迅速得到发展，取得了良好的生态和社会效益。在内河航道整治工程中，生态护岸技术也受到重视，但由于航道和城市河道的自然环境和外部作用相差较大，如限制性航道内船行波对岸坡的冲刷作用大，航道生态护岸技术有其自身的要求，国内外进行了许多生态护岸建设的探索。根据护岸结构所采用的材料，目前航道生态护岸可归纳为两大类，一类是适用于水域宽阔且气候温暖的河床滩地或缓坡，以植物保护为主的植被型生态护岸；另一类是用于河宽受限或需要人工处理的岸坡，采用植物与天然或人工材料相结合的综合型生态护岸，努力在岸坡防护和生态保护之间取得平衡。植被型护岸主要采用根系发达的植物和植物材料等对岸坡进行固土防护，例如木桩/树枝、芦苇、香根草、棕榈纤维垫、三维土工网垫、生态袋等，这类结构的生态景观和消减船行波效果较好，但抗冲刷能力和护岸结构的整体稳定性和耐久性较难得到保证。硬质护岸主要由混凝土结构或钢筋混凝土结构等组成，例如仿木桩、板状、格宾网箱、干砌或浆砌块石、“蜂巢”挡墙、混凝土连锁护面块等，这类结构的抗冲刷能力较强，易满足护岸的整体稳定性，但生态景观和消减船行波效果较差。硬质+植被柔性组合型护岸一方面利用钢筋混凝土结构来实现对岸坡的防护，增加岸坡的抗冲和防撞能力，另一方面利用植被消减船行波并增强护岸的生态景观，例如箱式绿化挡土墙结构、多孔连续绿化混凝土、阶梯砂管式结构、模袋混凝土结构和透水性预制混凝土沉箱结构等，在满足结构稳定性的同时也较好地实现了生态景观性。为促进航道建设对河流生态环境的保护、适用新形势下航道整治工程向生态环境友好型转变的需要，在长江三角洲地区限制性航道生态护岸结构设计中，考虑当地航道常水位持续时间长、水位变幅小的水文特征，采用柔性结构局部取代传统刚性硬质护岸、降低刚性硬质护岸高度，形成直立式硬质结构(一级)+斜坡式柔性结构(二级)的组合型护岸是主要发展趋势，这样能较好地减小硬质护岸对环境的胁迫，达到生态导向下护岸的防护功能(和稳定性)与生态保护的平衡。正是基于此，可将生态护岸结构的横断面从下往上分为重防护区、亲水区、景观区；常水位以下的重防护区重点考虑结构的稳定性、耐久性、抗冲刷和防撞击等功能；常水位以上的亲水区重点考虑护岸结构的生态性、兼顾结构的景观性且便于维护；通航高水位以上的景观区重点考虑生态岸坡与周边文化、环境相协调，兼顾结构的抗冲刷、植被耐淹等。在保证生态护岸结构稳定性和生态性的前提下，实现工程的经济性是十分必要的。降低生态护岸的造价，重点是降低防护结构的高度和(或)强度，包括在满足结构稳定性的前提下降低一级硬质结构的高度和二级柔性结构的防护强度，其中关键之一就是减轻作用在护岸结构上的荷载。对于限制性航道来说，岸坡上作用的主要破坏荷载是船行波，因此生态护岸具有一定的消减船行波性能是非常有必要的，而且从护岸的生态环境角度来看，这样也能增加临近岸坡水体的水流多样性，有利于维护水域生物群落多样性。而这些恰恰是目前国内航道生态护岸建设中尚未引起重视的内容。本技术通过优化硬质结构的竖向尺度及纵向布置，提出一种既能降低工程造价、又能增强其消浪性能以及近岸水流多样性的新型生态护岸结构，在限制性航道生态护岸建设中达到生态环境效益和经济效益的双赢。
技术实现思路
本技术针对内河限制性航道的特点，通过优化硬质结构的竖向尺度及纵向布置，提出了一种箱体与插板组合型生态护岸结构(详见附图)，既能降低工程造价，又能增强其消浪性能以及临近岸坡水体的水流多样性。本技术采取的技术方案为:一种箱体与插板组合型生态护岸结构，由下到上依次设置有一级硬质护岸、护岸平台、二级柔性护坡，其中一级硬质护岸是本技术的核心和权利要求所在。所述一级硬质护岸为预制透水钢筋混凝土箱体与插板的组合型结构，箱体基本形状为方形空箱，插板为方形板，每两个相邻箱体通过插板连接，插板两侧固定于箱体两侧外壁中部的卡槽内，插板比箱体高0.Sm至1.2m，在迎水立面形成箱体与插板间隔布置的格栅型消浪结构，在结构上部形成透空板式防浪结构。箱顶覆土来种植芦苇等防护植物，临水侧浇筑混凝土压顶来挡土。所述护岸平台上可种植各类喜水或耐水植物，二级柔性护坡为连接护岸平台和地面的生态型斜坡。所述一级硬质护岸易受到水流、船行波的冲刷或者船舶的撞击，采用预制透水钢筋混凝土箱体结构，能够满足护岸结构的稳定性、耐久性、抗冲刷和防撞击等功能。箱体临水侧和临土侧设置透水孔(直径0.1m至0.2m)，可以强化了护岸结构的透水性，箱内回填块石或废弃混凝土块体，空隙大，可再造湿地环境，构建水一土一植物一生物之间形成的物质和能量循环系统，减少对生态环境的影响。采用预制结构，可以基本实现工厂化制作和机械化施工，提高施工质量和速度，降低工程造价，而且预制箱体与底板通过钢筋混凝土可靠连接后，结构整体性亦好。作为一种改进，所述一级硬质护岸的箱体的顶高程设置在常水位以下0.4m至0.6m，且在满足护岸稳定性的前提下尽量降低箱体高度，这样既能降低工程造价又能减小对环境和景观的胁迫。箱体的高度根据常水位和底板高程确定，箱体结构迎水立面宽0.8m至1.5m。为增加护岸结构的抗滑稳定性，底板的底部宜设置防滑凸榫。作为一种改进，所述一级硬质护岸的相邻两个箱体并不直接拼放在一起，而是同通过放置于箱体两侧外壁卡槽内的插板连接，插板搁置在底板上，与底板无需结构连接。插板的顶高程设置在常水位以上0.4m至0.6m，外立面与箱体迎水立面的距离0.4m至0.6m,插板与箱体的宽度之比约为1:2。这样形成的立面格栅型消浪结构和上部透空板式防浪结构能有效消减船行波，减小航道内的波浪反射以及作用在护岸上的波浪荷载，并且箱体与插板在空间上凹凸、错落有致，增强了近岸水流的多样性和护岸的景观性。插板宽度(即箱体间的间距)以及摆放位置主要考虑其形成的立面格栅结构的消浪性能，可通过试验确定合适的间距以达到最佳的消浪效果。插板宜为预制钢筋混凝土结构，厚度在02m至0.3m,以抵抗板后的土压力以及板前的水流和波浪冲击。作为一种改进，所述一级硬质护岸的箱体临水侧顶部浇筑混凝土压顶或压顶与下部箱体整体预制，压顶高0.4m至0.6m，压顶与插板咬合作为挡墙，防止箱顶回填土流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种箱体与插板组合型生态护岸结构，由下到上依次设置有一级硬质护岸、护岸平台和二级柔性护坡，其特征在于：所述一级硬质护岸为预制透水钢筋混凝土箱体与插板的组合型结构，箱体形状为方形空箱，插板为方形板，每两个相邻箱体通过插板连接，插板固定于箱体两侧外壁中部的卡槽内，插板比箱体高0.8m至1.2m，在迎水立面形成格栅型消浪结构，在结构上部形成透空板式防浪结构；所述护岸平台上可种植各类喜水或耐水植物；所述二级柔性护坡为连接护岸平台和地面的生态型斜坡。

【技术特征摘要】
1.一种箱体与插板组合型生态护岸结构，由下到上依次设置有一级硬质护岸、护岸平台和二级柔性护坡，其特征在于: 所述一级硬质护岸为预制透水钢筋混凝土箱体与插板的组合型结构，箱体形状为方形空箱，插板为方形板，每两个相邻箱体通过插板连接，插板固定于箱体两侧外壁中部的卡槽内，插板比箱体高0.Sm至1.2m,在迎水立面形成格栅型消浪结构，在结构上部形成透空板式防浪结构； 所述护岸平台上可种植各类喜水或耐水植物； 所述二级柔性护坡为连接护岸平台和地面的生态型斜坡。2.根据权利要求1所述的生态护岸结构，其特征在于:所述一级硬质护岸的箱体的顶高程设置在常水位以下0.4m至0.6m，插板的顶高...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖鹏，丁天平，陈一梅，杜圣康，赵冲，郑龙，李芬，童世均，杜烈武，
申请(专利权)人：东南大学，江苏省无锡市航道管理处，
类型：新型
国别省市：江苏;32