[实用新型]一种适用于大比降、大流速条件下的丁坝结构

说明书

技术领域

本实用新型属于河流治理领域，具体涉及一种适用于大比降、大流速条件下的丁坝结构。

背景技术

丁坝是用于河流治理的水工建筑，因为它一端与河(海)岸相接，另一端伸到水域中，与堤岸构成“丁”字形，因此叫丁坝。 丁坝的主要功能为保护河岸不受来流直接冲蚀而产生掏刷破坏，同时它也在改善航道、维护河相以及保护水生态多样化方面发挥着作用。它能够阻碍和削弱斜向波和沿岸流对海岸的侵蚀作用，促进坝田淤积，形成新的海滩，达到保护海岸的目的。丁坝的坝体截面呈上窄下宽的梯形，一般由坝头、坝身和坝根三个部分组成。

随着流域经济社会的发展，特别是在西部大开发过程中，水上交通的重要性不可忽视。到目前为止，水上运输任然是最经济、最环保的交通运输方式。特别是在中国中西部地区，铁路公路运输成本大，又有长江黄金水道，所以对长江上游的开发越来越受到政府的重视。2014年4月，李克强总理在重庆主持召开座谈会，研究依托黄金水道建设长江经济带，为中国经济持续发展提供重要支撑。会上指出“长江货运量已位居全球内河第一，但还有很大潜力。要更加注重发挥水运成本低、能耗少的竞争优势，加强航道疏浚治理，提高通航标准，推广标准化船型，增强长江运能。”

但是长江上游流域河道大都具有山区河流的特点，即比降大、洪水暴涨暴落、流速大、流态紊乱，卵砾石运动剧烈，滩险众多等特点。在治理滩险过程中，势必会普遍使用丁坝这种航道整治建筑物，但是丁坝易水毁,坝头和坝根是重点水毁部位。在做丁坝的防护结构时，为延长丁坝的使用寿命，传统的设计理念受到了冲击，需要设计新的丁坝结构，以提高使用寿命，满足工程建设的需要。 

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种强度好，抗冲击性好，使用寿命更长的适用于大比降、大流速条件下的丁坝结构；其能抵抗更强的水流冲击力，延长整体寿命，并具有防止泥沙淤积、稳固河床作用，保护生态环境、安全泄洪的特点。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：技术方案中，所述大比降、大流速条件是指比降大于0.5%流速大于3m/s的情况，

一种适用于大比降、大流速条件下的丁坝结构，包括横截面整体呈梯形的坝体，其特征在于，所述坝体外端的坝头位置底部的河床上向外延伸铺设有一层扭王字块形成坝头防护结构，所述坝头防护结构俯视方向为上游端长度小于下游端长度的矩形。

本实用新型中，在坝体的坝头位置河床上，设置了坝头防护结构，提高了坝头抗冲击能力，延长了丁坝使用寿命。

作为优化，所述坝体内端坝根位置底部的河床上向两侧外部延伸铺设有一层扭王字块形成坝根防护结构，所述坝根防护结构俯视方向为迎水侧边长小于背水侧边长的三角形。

这样优化后，能够更好地提高丁坝抗冲击能力，经申请人经验总结和探索发现，对于山区河流，丁坝的坝头和坝根处为受冲击力最大的位置，此两处位置最容易受河流冲击而损坏，故进一步在此位置增设了由扭王字块构成的防护结构，提高其底部抗冲刷能力，避免被冲毁，延长了丁坝整体寿命。

作为优化，在坝体背水坡铺有一层扭王字块。

这样，扭王字块可以提高坝体自身强度，同时还可以避免坝体背水坡受跌水冲击而水毁，延长了丁坝使用寿命。

作为优化，所述坝体，由若干300kg左右大小的块石堆积形成，坝体迎水坡坡度为1：2左右，背水坡坡度为1：3左右；坝顶宽度为3m左右，在距离坝头14m左右处逐渐变宽为5m左右，渐变距离为4m，坝头以1：4左右的坡度放坡至河床；坝体顶面现浇设置有一层0.3m左右厚的混凝土；混凝土中向下插入设置有若干钢筋，钢筋伸入块石深度大于0.5m左右，钢筋直径为16mm左右，钢筋之间间距为0.25m左右。

这样，坝体有下部的块石和上部的混凝土构成，混凝土中浇筑钢筋插入到块石内连接为整体，其实施简单方便快捷，且坝体整体性好，强度高，使用寿命长，采用的各数据为根据经验和水力试验得到，能够提高坝体强度，延长坝体使用寿命。

作为优化，坝根防护结构宽度（沿垂直于河岸方向的距离尺寸）为坝头防护结构宽度的0.8倍；坝根防护结构长度（沿水流方向的距离尺寸）为坝头防护结构长度的0.6倍；坝根防护结构和坝头防护结构中，各自位于上游段长度和位于下游段长度比例为3:2。

这样优化后，充分考虑了坝上游和坝下游的实际冲刷范围，避免了工程材料的浪费，节约工程投资。