[实用新型]一种砂性土地基水闸的防冲结构

说明书

技术领域：

本实用新型涉及水利工程技术领域，特别涉及一种砂性土地基水闸的防冲结构，IPC国际专利分类号为E02B8/06。

背景技术：

消能防冲设施关乎水闸的安全，也是水闸设计的重点。在黄河下游的引黄灌区，引水干渠上的节制闸，处于黄淮海平原上，其地基基本上都是粉土、粉砂、细砂、砂壤土、轻粉质壤土等砂性土，抗冲刷能力较差，易被冲毁。在开闸泄水时，下游水位较低，甚至无水，上下游水位差最大，且闸孔宽度一般都小于上下游河道宽度，出闸水流具有很大的动能，冲刷能力较强。在经过消力池后消除了大部分(约40％～70％)的能量，但还有较大余能，且分布不均，仍具有冲刷能力，要靠海漫段和防冲槽降低余能，平顺地进入下游河道。恶劣放水条件时，经过消力池的消能，海漫和防冲槽部位的水流流态基本上属缓流。在防冲槽附近形成紊动旋滚水流区域，由于防冲槽中的抛石不规则，局部有大的空隙，海漫末端与防冲槽衔接处也存在薄弱环节，河床细小颗粒被吸升到主流区内而挟向下游或散落附近，随后又有坑底淘刷泥沙继续向坡前补充，进而形成冲刷破坏。受岸坡或与下游衔接等边界突变及护砌坡面摩擦等边界影响，在近岸形成螺旋状摇滚前进的紊动水流强度增大，加大了冲刷能力。另外，由于上下游水位差的原因，海漫下部存在较大的渗透压，而砂性土地基容易被渗透压破坏，导致海漫地基发生渗流，掏空地基，造成海漫坍塌，防冲槽下沉。因此，对地基为粉土、粉砂、细砂、砂壤土、轻粉质壤土等砂性土的水闸，其下游的防冲结构应与普通水闸不同，增强其抗冲能力，保证水闸安全。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种砂性土地基水闸的防冲结构。为实现本实用新型的目的所采取的技术方案如下：

一种砂性土地基水闸的防冲结构，顺着水流方向依次包括海漫浆砌石段、齿墙、海漫干砌石段和防冲槽，在所述海漫干砌石段与所述防冲槽之间设有钢板桩截渗墙，所述钢板桩截渗墙的最低深度比防冲槽深度大1.2m，所述钢板桩截渗墙伸出两侧翼墙以外1.0m；所述海漫干砌石段由四层结构构成，从上至下依次为：海漫干砌块石、海漫碎石垫层、中粗砂反滤层和土工布，其中，海漫干砌块石的厚度为0.3m，海漫碎石垫层和中粗砂反滤层的厚度均为0.1-0.2m；所述防冲槽的底部及上游坡设有厚度为0.3m的防冲槽干砌块石，所述防冲槽干砌块石的下面设有厚度为0.1-0.2m的防冲槽碎石垫层；在所述防冲槽和下游河道之间设有长度为3-6m的连接段，所述连接段的坡度小于1∶6，所述连接段上覆盖有0.6-0.8m厚的块石。

本实用新型提供的防冲结构，针对砂性土地基水闸的冲刷破坏原因，通过在防冲槽上游设置钢板桩截渗墙，防止渗透压对下游地基的渗流破坏；同时，在海漫干砌石段设置土工布和中粗砂反滤层，既释放了渗透压，又防止渗流掏空地基；在防冲槽和下游河道之间设置坡度较缓的连接段，并抛石护坡，进一步防止防冲槽附近形成的紊动旋滚水流对河道的冲刷。通过综合采用上述措施，能够有效防止砂性土地基水闸的冲刷破坏，保证水闸安全。本实用新型的防冲结构，结构简单，工程造价低，效果突出，能够节省大量的后期维护费用，具有较高的社会效益和经济效益。

附图说明：

图1：本实用新型的砂性土地基水闸的防冲结构的布置图

图中，1为海漫浆砌石段，2为海漫干砌石段，3为防冲槽，4为连接段，5为下游河道，6为钢板桩截渗墙，7为齿墙，21为海漫干砌块石，22为海漫碎石垫层，23为中粗砂反滤层，24为土工布，31为防冲槽干砌块石，32为防冲槽碎石垫层。

具体实施方式：

菏泽市郓城县某引黄干渠上的节制闸，地基为砂壤土，每年都会因为下游被冲刷破坏进行维修，后来采用本实用新型的砂性土地基水闸防冲结构进行改建，运行后，防冲刷效果突出。该节制闸的防冲结构，顺着水流方向依次包括海漫浆砌石段1、齿墙7、海漫干砌石段2和防冲槽3。在所述海漫干砌石段2与所述防冲槽3之间设有钢板桩截渗墙6，所述钢板桩截渗墙6的深度，根据上下游水位差计算出的渗透压确定，根据多次试验，发现钢板桩截渗墙6的最低深度同时应当比防冲槽3深度大1.2m，截渗效果更好(根据本领域惯常理解，防冲槽3的深度，是指防冲槽3上部抛石的深度，不包括防冲槽3底部的防冲槽干砌块石31和防冲槽碎石垫层32)；钢板桩截渗墙6的宽度，应当伸出两侧翼墙以外1.0m，防止发生绕渗。所述海漫干砌石段2由四层结构构成，从上至下依次为：海漫干砌块石21、海漫碎石垫层22、中粗砂反滤层23和土工布24，其中，海漫干砌块石21的厚度为0.3m，海漫碎石垫层22和中粗砂反滤层23的厚度均为0.1-0.2m的。所述防冲槽3的底部及上游坡采用厚度为0.3m的防冲槽干砌块石31护砌，下设厚度为0.1-0.2m的防冲槽碎石垫层32；在所述防冲槽3和下游河道5之间设置长度为3-6m的连接段4，所述连接段4的坡度小于1∶6，所述连接段上覆盖有0.6-0.8m厚的块石进行防护。