一种柔性抗侵蚀柱状渠道防护设施及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种柔性抗侵蚀柱状渠道防护设施及其施工方法，属于土工工程与水利工程技术领域，该柔性抗侵蚀柱状渠道防护设施，防护结构的顶部与底部分别设置上固定部和下固定部，上固定部包括顶部固定槽，顶部固定槽内从上至下依次设置有回填胶结土层和回填石层一，下固定部包括底部固定槽，底部固定槽内从上至下依次设置有抗冲刷固定层和回填石层二，防护结构的表面通过U型钉固定有复合型材料防护层。本发明专利技术中柔性抗侵蚀柱状渠道防护设施的内部填充材料选用农作物废弃物，实现了防护设施与生态环境保护的有机融合，具有很好的保温性能，可有效解决现有技术中缺乏有效防止输水渠道冻胀破坏、侵蚀破坏的问题。侵蚀破坏的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性抗侵蚀柱状渠道防护设施及其施工方法


[0001]本专利技术涉及土工工程与水利工程
，具体涉及到一种柔性抗侵蚀柱状渠道防护设施及其施工方法。

技术介绍

[0002]渠道在农业灌溉、大范围调水等工程中作为主要的输水形式，在社会生态与经济发展中发挥着极为重要的作用。渠道边坡的稳定性直接影响到渠道的整体的输水性能和稳定性，传统的渠道边坡防护形式主要包括：干砌石块护坡、碎石护坡、混凝土板护坡和混合护坡等防护形式，上述防护形式在我国南部及温度较高区域防护效能较优异，但在膨胀土区域，特别是在高寒地区，渠道边坡由于受到冻融、冻胀等破坏形式，传统渠道边坡的防护结构已无法满足该地区渠道防护要求，且被破坏的防护结构、边坡侵蚀料均淤积于渠道底部，抬高渠道水位，对渠道正常过程能力产生较为严重的影响。

技术实现思路

[0003]针对上述的不足或缺陷，本专利技术的目的是提供一种柔性抗侵蚀柱状渠道防护设施及其施工方法，可有效解决现有技术中缺乏有效防止输水渠道冻胀破坏、侵蚀破坏的问题。
[0004]为达上述目的，本专利技术采取如下的技术方案：
[0005]本专利技术提供一种柔性抗侵蚀柱状渠道防护设施，防护结构的顶部与底部分别设置上固定部和下固定部，上固定部包括顶部固定槽，顶部固定槽内从上至下依次设置有回填胶结土层和回填石层一，下固定部包括底部固定槽，底部固定槽内从上至下依次设置有抗冲刷固定层和回填石层二，防护结构的表面通过U型钉固定有复合型材料防护层。
[0006]进一步地，复合型材料防护层由外至内依次分别为辅助防渗粘结层、抗冲抗老化层、连接缓冲层、主防渗层和保土反滤层。
[0007]本专利技术中复合型材料防护层(即柔性抗侵蚀柱状防护材料)具有优异的耐低温、抗冻胀、抗刺破、抗顶破及适应变形等特性。
[0008]进一步地，辅助防渗粘结层的材料为氰凝涂料，抗冲抗老化层的材料为PET布，连接缓冲层的材料为200g/m2土工布，主防渗层的材料为0.3
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0.5mm厚土工膜，保土反滤层的材料为400g/m2土工布。
[0009]进一步地，复合型材料防护层的结构形式采用柱状结构防护，且该复合型材料上表面在制作时，预留结构内部因填充变形的空间，底部则保持平直，增加材料的与渠道边坡的贴合度，该型防护设施每块的铺设面积为1～2m2。
[0010]进一步地，柔性抗侵蚀柱状渠道防护设施的内部填充材料为农作物废弃物，且农作物废弃物的粒径远大于防护材料孔径。
[0011]进一步地，农作物废弃物为稻壳或秸秆。
[0012]本专利技术采用稻壳或秸秆为内部填充材料，具有很好的抗冲刷、抗侵蚀等特性。同时，该填充材料具有耐老化、粒径大、生态效益好、农作废弃物二次利用等优点。此外，以稻
壳或秸秆为填充材料具有很好的保温性能，在高寒地区可以保护渠道边坡发生冻融、冻胀等破坏形式，保护渠道边坡的边坡稳定性和输水稳定性。
[0013]本专利技术还提供上述柔性抗侵蚀柱状渠道防护设施的施工方法，具体包括以下步骤：
[0014]步骤(1)：清理渠道边坡表面上杂物，修复平整渠道边坡；
[0015]步骤(2)：将粉碎好的稻壳装填入防护设施柱状预留孔内部，并进行封口，完成所有防护设施的填充工作；
[0016]步骤(3)：根据渠道边坡防护设施设计要求，将步骤(2)装填好的防护设施依次铺设于渠道边坡表面上，并运用连接绳将相邻的两块防护设施进行连接；
[0017]步骤(4)：根据U型钉固定方法，将步骤(3)中铺设完成的防护设施进行锚固，完成所有防护设施铺设；
[0018]步骤(5)：运用连接绳将四周固定端防护材料与柱状防护设施进行连接，并在防护设施四周边界处开挖一个宽40～55cm、深90～110cm的沟槽；
[0019]步骤(6)：将连接好的边界防护材料置于挖好的沟槽内部，同时运用U型钉锚固法对其进行锚固；
[0020]步骤(7)：待步骤(6)完成后，对于底部槽的回填方式为土工袋压脚方式；
[0021]步骤(8)：待步骤(6)完成后，对于两侧锚固沟的回填方式为块石回填方式；
[0022]步骤(9):待步骤(6)完成后，对顶部锚固沟的回填方式为土石分层夯实回填法。
[0023]本专利技术中边界固定采用边界U型土槽固定法，即在防护设施四周边界开挖宽40～55cm、深90～110cm的沟槽，随后将边界固定材料置于沟槽内部，并运用U型钉加以固定，最后对土槽进行回填；防护设施两侧沟槽回填方法采用大快石头压底层，上层胶结土回填的方法进行回填。该种方法可增加防护设施边界抗侵蚀特性，防止两侧沟槽内部回填料遇水出现滑移，保证防护设施安全稳定运行；为防止因土料胶结程度低等特点，故在顶部沟槽回填时，采用胶结土分层夯实法回填，在胶结土的制作则根据土料的分散性、胶结性、粒径等土的物理力学性质及水流特征等性质，确定石灰、水泥、土料的配合比，使该胶结土抗侵蚀特性达到最优；U型钉选用螺纹钢材质进行制作，其长度则根据水流抗侵蚀特性进行确定，以增加防护设施抗侵蚀抗冲刷特性。
[0024]进一步地，步骤(4)中U型钉固定方法的具体过程为：首先将U型钉钉入至U型钉总长的1/3～1/2，然后将其拔出，并在该孔灌入混凝土浆，最后将U型钉全部钉入。
[0025]进一步地，步骤(5)中沟槽的宽为50cm、深为100cm。
[0026]进一步地，步骤(5)中相邻两块防护设施采用连接绳的连接方式进行连接的具体过程为：首先在防护设施边界3
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4cm出钻烫连接孔，然后采用八字穿绳法连接，其中连接孔与连接绳直径则根据水流特征进行确定。
[0027]进一步地，步骤(7)中土工袋压脚方式的具体过程为：首先在防护设施底部开挖一条深1m宽0.5m的锚固沟，开挖完成后将连接好的锚固材料放入锚固沟，并运用U型钉进行锚固；然后将土工袋防护锚固沟中，在土工袋分层装入胶结土、砂或碎石等材料，并进行夯实；最后运用手持缝纫机对土工袋进行封口。
[0028]进一步地，步骤(8)中碎石回填方式的具体过程为：首先在防护设施顶部开挖一条深1m宽0.5m的锚固沟，开挖完成后将与防护设施连接锚固材料放置于锚固沟内；由于锚固
材料表面光滑，在对防护设施两侧进行锚固时，回填土体有出现沿坡面下滑的风险，故在运用U型钉对锚固材料进行锚固时，U型钉入方式采用半钉入方式，且在宽0.5m的锚固沟中，每一排U型钉钉入数量不少于5个；然后将准备好的碎石进行回填，最后采用分层夯实法将锚固沟挖出的土料进行夯实回填。
[0029]进一步地，步骤(9)中土料分层夯实回填法的具体过程为：首先在防护设施顶部开挖一条深1m宽0.5m的锚固沟，开挖完成后将与防护设施连接锚固材料放置于锚固沟内，随后运用U型钉对锚固材料进行锚固；最后将开挖出来的土料改性后，采用分层夯实法进行回填。
[0030]进一步地，步骤(9)中最后分层夯实法进行回填的具体过程为：先放入一层厚0.2m的土料，然后运用夯实机对其进行夯实，夯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性抗侵蚀柱状渠道防护设施，其特征在于，防护结构的顶部与底部分别设置上固定部和下固定部，所述上固定部包括顶部固定槽，所述顶部固定槽内从上至下依次设置有回填胶结土层和回填石层一，所述下固定部包括底部固定槽，所述底部固定槽内从上至下依次设置有抗冲刷固定层和回填石层二，所述防护结构的表面通过U型钉固定有复合型材料防护层。2.如权利要求1所述的柔性抗侵蚀柱状渠道防护设施，其特征在于，所述复合型材料防护层由外至内依次分别为辅助防渗粘结层、抗冲抗老化层、连接缓冲层、主防渗层和保土反滤层。3.如权利要求1所述的柔性抗侵蚀柱状渠道防护设施，其特征在于，所述复合型材料防护层的结构形式为柱状结构。4.如权利要求1所述的柔性抗侵蚀柱状渠道防护设施，其特征在于，柔性抗侵蚀柱状渠道防护设施的内部填充材料为农作物废弃物，且农作物废弃物的粒径远大于防护材料孔径。5.权利要求1
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4任一项所述的柔性抗侵蚀柱状渠道防护设施的施工方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤(1)：清理渠道边坡表面上杂物，修复平整渠道边坡；步骤(2)：将粉碎好的稻壳装填入防护设施柱状预留孔内部，并进行封口，完成所有防护设施的填充工作；步骤(3)：根据渠道边坡防护设施设计要求，将步骤(2)装填好的防护设施依次铺设于渠道边坡表面上，并运用连接绳将相邻的两块防护设施进行连接；步骤(4)：根据U型钉固定方法，将步骤(3)中铺设完成的防护设施进行锚固，完成所有防护设施铺设；步骤(5)：运用连接绳将四周固定端防护材料与柱状防护设施进行连接，并在防护设施四周边界处开挖一个宽40～55cm、深90～110cm的沟槽；步骤(6)：将连接好的边界防护材料置于挖好的沟槽内部，同时运用U型钉锚固法对其进行锚固；步骤(7)：待步骤(6)完成后，对于底部槽的回填方式为土工袋压脚方式；步骤(8)：待步骤(6)完成后，对于两侧锚固沟的回填方式为块石回填...

【专利技术属性】
技术研发人员：于沭，苏安双，田文，李兆宇，刘道维，王玉杰，郑健，马耀辉，田继雪，王宇，刘迪，刘倩，尹鹏海，常俊德，杨甫权，黄晶华，熊复慧，陈永胜，王群，王雨，刘欢欢，
申请(专利权)人：黑龙江省水利科学研究院黑龙江省引嫩工程管理处，
类型：发明
国别省市：