專利名稱：一種借助浮力的柔性壩體及其構(gòu)筑方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柔性壩體，尤其是能借助自身的浮力隨水位的漲落而自主升降的柔性壩體。本發(fā)明還涉及這種柔性壩體的兩種不同類型的用途及構(gòu)筑方法。
浮墻因其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，擁有許多特殊用途，其中一條重要用途就是可以用來快速構(gòu)筑防洪(臨時(shí)性施工)圍堰，如圖<1>所示，其構(gòu)筑施工方法如下在需要構(gòu)筑防洪圍堰的基礎(chǔ)斷面上，組裝一列浮墻，將浮墻的錘體部分A迎著洪水欲來的方向向后倒在基礎(chǔ)面上，而將浮體部分B迎著洪水方向向前倒在基礎(chǔ)面上；在浮墻前面的基礎(chǔ)上沿?cái)嗝娲蛳乱慌佩^樁C，每隔一定距離將錘體的未端和浮體的頂端分別用繩索等在錨樁上，在浮墻后面緊靠浮墻每隔一定距離堆起一個(gè)墩臺(tái)D，并將浮墻的兩個(gè)端頭固定和封堵；當(dāng)洪水襲來時(shí)，迎著洪水向前倒下的浮體部分會(huì)隨著洪水的上漲而慢慢抬高，最終由于浮墻前面的繩索的牽拉和浮墻后面的墩臺(tái)的支撐以及浮墻自身浮力的作用，浮墻會(huì)浮起形成一堵圍堰，擋住洪水。用此辦法還可在堤壩頂面上快速構(gòu)筑擋水子堤，以防堤岸漫溢。
在以上這一構(gòu)筑施工的設(shè)計(jì)過程中，我聯(lián)想到如果用固定在基礎(chǔ)上的構(gòu)造底板代替浮墻的錘體部分，也就是說將浮墻的浮體部分直接錨固在基礎(chǔ)底板上的話，浮墻不就成了“浮壩”了嗎？同時(shí)，利用浮墻構(gòu)筑防洪圍堰，在結(jié)構(gòu)上也存在著一些缺陷，那就是浮墻擋水時(shí)所承受的上游水壓力主要由浮墻的浮體部分來承擔(dān)，如果浮體是一個(gè)整體桶體的話，如附圖<1>所示，在桶身上就集中了較大的應(yīng)力作用，而且擋水越高應(yīng)力越大，這必然對(duì)浮體的構(gòu)造及材質(zhì)都提出較高要求，同時(shí)，這種豎向整體式的浮體結(jié)構(gòu)也不利于浮墻擋水時(shí)浮體浮力作用的發(fā)揮，因而，有待于做進(jìn)一步的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)就是在浮墻發(fā)明的基礎(chǔ)上，通過對(duì)浮墻設(shè)計(jì)的演化和改進(jìn)，設(shè)計(jì)發(fā)明一種借助浮力可隨水位的漲落而自主升降的柔性壩體(以下簡(jiǎn)稱浮力壩)，介紹浮力壩的兩種不同類型——固定式浮力壩和移動(dòng)式浮力壩的結(jié)構(gòu)、用途及使用方法。
如圖<2>所示，固定式浮力壩的結(jié)構(gòu)包括壩體A、基礎(chǔ)底板B、錨栓C和錨繩D四部分，壩體A的下端緊密地錨固在基礎(chǔ)底板B上，上端通過錨索D栓系在壩前的錨栓上，它是整個(gè)壩的擋水載體，借助自身的浮力可隨水位的漲落而自主升降；壩的底板B和錨栓C為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，它們?yōu)閴误w擋水提供穩(wěn)定的錨固。
固定式浮力壩的設(shè)計(jì)是從浮墻構(gòu)筑防洪圍堰的設(shè)計(jì)中演變而來的，簡(jiǎn)單地說，它就是一列錨固在基礎(chǔ)底板上的浮墻，但其壩體的結(jié)構(gòu)和浮墻的墻身有著明顯的區(qū)別如圖<2>所示，固定式浮力壩的壩體A的結(jié)構(gòu)包括浮力體F和擋水壩布E兩部分。
在浮墻的設(shè)計(jì)中，浮墻墻體的上下兩部分雖然都可以根據(jù)需要進(jìn)行分節(jié)，但總體上講，浮墻是由經(jīng)向上的桶體在緯向上相互串聯(lián)組合而成的；而固定式浮力壩的壩體則剛好相反，它的浮力系統(tǒng)是許多緯向上分布的桶體F規(guī)則排列的結(jié)果；構(gòu)成固定式浮力壩的這些緯向上分布的桶體F我稱之為“浮力體”，以區(qū)別于浮墻的浮體。
在浮墻的設(shè)計(jì)中，浮墻防水布是系附在墻體上的，浮墻所承受的水壓力最終是由相互串聯(lián)的墻體來承擔(dān)的；而在固定式浮力壩的設(shè)計(jì)中，壩體的浮力體F是直接固定在擋水壩布E上的，浮力體之間通過擋水壩布的聯(lián)載構(gòu)成整個(gè)壩體的浮力系統(tǒng)，壩體擋水壩布E下端緊密地錨固在基礎(chǔ)底板上，上端通過錨繩栓系在壩前的錨栓上，由此實(shí)現(xiàn)了整個(gè)壩體的錨固穩(wěn)定；在這里，擋水壩布成了壩體中的主要承載體，浮力體為其提供浮力輔助。
經(jīng)過這樣改進(jìn)后的浮力壩在水時(shí)，壩體所承受的水壓力被完全轉(zhuǎn)移到擋水壩布上，由擋水壩布做主要承載體，這即有利于發(fā)揮壩布材料(橡膠錦淪復(fù)合帆布)具有較強(qiáng)抗拉強(qiáng)度的優(yōu)勢(shì)，也更有利于浮力體在壩體擋水時(shí)發(fā)揮它的浮力作用，使壩體的受力更加均勻科學(xué)，擋水效果更好，有效克服了浮墻在構(gòu)筑圍堰時(shí)存在的結(jié)構(gòu)缺陷。
壩體的擋水壩布E由橡膠和錦綸的復(fù)合帆布制成，這種復(fù)合帆布具有耐腐蝕、抗老化、防水、耐水性能好，具有很高且穩(wěn)定的抗拉強(qiáng)度，抗撒裂性好，耐海水腐蝕和海洋生物的影響，具有良好的柔韌性抗凍性等特點(diǎn)，通常用于橡膠壩的建設(shè)中，完全能夠滿足浮力壩擋水壩布的承載需要。
如圖<3>所示，壩體的浮力體是用高強(qiáng)度工程塑料做外殼M內(nèi)充輕質(zhì)發(fā)泡材料N制成的封閉的桶體，可以是圓柱體等幾何柱體，但由于壩體的主要承載體——橡膠錦綸復(fù)合帆布是只有幾毫米厚的柔性薄膜材料，在擋水受力狀態(tài)下，壩布會(huì)發(fā)生柔性變形，從而使壩體呈現(xiàn)弧形，而且壩體在隨水位的漲落而升降的過程中，壩體的弧形是經(jīng)常變化的，為保障壩體有良好的受力狀態(tài)，浮力體的形狀被設(shè)計(jì)成由多個(gè)弧面和平面共同圍成的柱狀桶體；具體地講，浮力體共有六個(gè)面，其背面1(即與壩布相聯(lián)的面)是一個(gè)外凸的圓弧面，正面2是一個(gè)平面，上下兩個(gè)側(cè)面3、4是兩個(gè)外凸圓弧面，左右兩個(gè)端面5、6也是兩個(gè)外凸圓弧面，這樣的設(shè)計(jì)即順應(yīng)了壩體的弧狀變形，也可以避免壩體在升降過程中，浮力體之間產(chǎn)生不必要的磨擦、擠碰。
固定式浮力壩的浮力體與壩布的聯(lián)結(jié)采用螺栓壓板錨固；如圖<3>、<4>所示，在浮力體的桶身上，沿桶體均勻分布有數(shù)道加強(qiáng)鋼箍A，在浮力體的背面沿桶體方向有一塊帶螺孔的聯(lián)結(jié)墊板B，聯(lián)結(jié)墊板B與加強(qiáng)鋼箍A之間固接，構(gòu)成浮力體的聯(lián)結(jié)骨架；在擋水壩布與浮力體的聯(lián)結(jié)處將壩布進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)C，并在補(bǔ)強(qiáng)處按浮力體聯(lián)結(jié)墊板螺孔的位置鉆孔，然后在壩布外側(cè)用螺栓E和一塊與浮力體聯(lián)結(jié)墊板相對(duì)應(yīng)的聯(lián)結(jié)壓板D將浮力體與壩布緊緊地錨固起來。
由于固定式浮力壩在實(shí)際擋水運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下，不僅要承受靜水壓力的作用，而且還要承受風(fēng)、浪、潮等動(dòng)荷載的影響，為了能盡可能地消除這些動(dòng)荷載對(duì)壩體的作用，在壩體的設(shè)計(jì)中采用以下兩個(gè)方法如圖<2>所示，首先將壩體擋水壩布的上端延長(zhǎng)出壩體最上端浮力體f一定長(zhǎng)度，其次將壩體最上端浮力體f的形狀設(shè)計(jì)的比較特殊，其特殊之處如圖<5>所示在于該浮力體的背面1不是一個(gè)圓弧面，而是一個(gè)拋物面，浮力體的兩側(cè)面3、4也不再是等徑的圓弧面，而是呈現(xiàn)一大一小兩個(gè)不等徑的圓弧面；這樣的設(shè)計(jì)，使得壩體A在浮起擋水時(shí)，擋水壩布的上端在上游錨繩D的牽拉下，始終是沒入水中的，而壩體頂端浮出水面的部分由于壩體最上端浮力體f的頂托又呈現(xiàn)流線型的拋物面，這就使得風(fēng)浪在遇到壩體時(shí)可以順勢(shì)從壩頂泄出，從而減弱其對(duì)壩體的沖擊作用。
但是這樣一來，在較大風(fēng)浪作用下，又會(huì)有較多水從壩頂溢出，這與浮力壩擋水、防潮的目的不相符，為此我們可以分別采取以下三種方法來減少或消除風(fēng)浪情況下的壩頂溢流1、在浮力壩前設(shè)置消浪浮排，以降低壩前的風(fēng)浪作用。如圖(9)F所示，消浪浮排是由多個(gè)浮桶通過相互串聯(lián)和并聯(lián)形成的浮在水面上的漂浮排體，排體的前端通過錨繩系在壩前的錨栓上，后端通過纜繩系在壩體上。浮桶的外殼由工程塑料或鋁塑材料制成，其內(nèi)部分上下兩層，上層填充著輕質(zhì)發(fā)泡材料，使得桶體具有一定浮力；下層是一個(gè)空腔，空腔底部有一單向進(jìn)水口，頂部有一排氣孔與桶體外部相通，如圖(11)所示，這樣的浮桶置于水面上時(shí)，水會(huì)通過浮桶底部的進(jìn)水口注滿空腔，從而使浮桶從整體上即具有一定浮力，又具有相應(yīng)的重量，提高了其消波減浪的功能。
2、在浮力壩的壩體頂部設(shè)置防浪體。如圖(9)E所示，防浪體實(shí)際就是稼接在主壩體頂上的一個(gè)子壩體，其結(jié)構(gòu)與壩體結(jié)構(gòu)基本類似，也是由擋水布上錨固著浮力體構(gòu)成的，只不過其規(guī)格尺寸較主壩體較水，防浪體的下端錨固在浮力壩壩體頂部，上端通過錨繩錨系在壩前錨栓上，形成一種雙層浮力壩的結(jié)構(gòu)形成；在正常擋水情況下，防浪體不擔(dān)負(fù)擋水任務(wù)只是向前傾倒在壩前水面上，只有在風(fēng)浪作用下，防浪體才會(huì)隨前風(fēng)浪爬高而抬起擋水(浪)，從而起到了很好的防浪作用。
3、在浮力壩后設(shè)置集水溝和排水泵站，將以壩頂溢過來的水面泵送回壩前。
以上三種辦法可以視情況的不同而分別使用，也可以結(jié)合在一起綜合使用。該方法同樣適用于橡膠壩的壩頂防溢。
在附圖<2>中，壩體擋水壩布的上端與錨繩相聯(lián)的端頭部分m用鋼板補(bǔ)強(qiáng)做成聯(lián)結(jié)頭，聯(lián)結(jié)頭m如圖<6>所示，是將擋水壩布上端的壩布端頭部分折疊，把加強(qiáng)鋼板包裹在折疊起來的兩層壩布中間，并用膠合或熱合等方法使壩布與鋼板緊密聯(lián)結(jié)做成的，聯(lián)結(jié)頭上有用于系附繩索的扣環(huán)或孔，聯(lián)結(jié)頭的設(shè)立可使壩布的牽拉受力更加均勻科學(xué)；壩布聯(lián)結(jié)頭分成許多節(jié)段，每一節(jié)段長(zhǎng)約2——5米，每一節(jié)段上系附一根錨索，這樣可使錨索和錨栓的設(shè)立間隔開來；聯(lián)結(jié)頭的節(jié)段之間加強(qiáng)鋼板是斷開的。
壩體擋水壩布的下端與基礎(chǔ)底板的錨固方式參考橡膠壩的壩袋與底板的錨固設(shè)計(jì)。
固定式浮力壩的底板設(shè)計(jì)可參考一般水工建筑物的底板設(shè)計(jì)，尤其是可參考橡膠壩的底板設(shè)計(jì)。不過由于固定式浮力壩不需要布置充排水(氣)管路，而且壩體只需單線錨固，因此，其底板設(shè)計(jì)要較橡膠壩的底板設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。
如圖<7>所示，固定式浮力壩的錨栓A以一定的間隔均勻地排列在壩的上游，每個(gè)錨栓上栓系一根或多根錨繩B，每根錨繩栓系著壩體擋水壩布聯(lián)結(jié)頭的一個(gè)節(jié)段C；固定式浮力壩的錨栓可以是基礎(chǔ)上的一排板樁，也可以是如圖<2>中所示的鋼筋砼結(jié)構(gòu)C，其設(shè)計(jì)參考一般水工建筑物。
固定式浮力壩可以分節(jié)，在節(jié)與節(jié)之間以及壩的兩個(gè)端頭，設(shè)立隔離墩；在壩體與隔離墩的接觸面上，將壩體擋水壩布的端頭錨固在隔離墩上，參考橡膠壩與隔離中墩的錨固方法。
固定式浮力壩與普通壩體比較具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，可以在江、河、湖、泊、水庫的堤壩建設(shè)中發(fā)揮作用，也可用于大型水利工程的半永久性施工圍堰，而且由于它具有隨水位的漲落而自主升降的特點(diǎn)，這使它在濱海地區(qū)，可用來構(gòu)筑擋潮壩、在圍海造田、保灘護(hù)岸、潮夕發(fā)電等工程項(xiàng)目的建設(shè)中有廣泛的用途。
固定式浮力壩的設(shè)計(jì)是從將浮墻的錘體部分代以固定式基礎(chǔ)底板的設(shè)計(jì)演變中得來的，如果我們將這種演變?cè)俜催^去，用浮墻的錘體部分再來代替固定式浮力壩的基礎(chǔ)底板，那么我們就會(huì)重新獲得一列浮墻，不過是一列結(jié)合了固定式浮力壩和可移動(dòng)的浮墻兩方面優(yōu)點(diǎn)的新型浮墻，我將這列新浮墻稱為“移動(dòng)式浮式壩”。
移動(dòng)式浮力壩即可以象固定式浮力壩那樣擋水又可以象浮墻那樣可以隨意挪動(dòng)和快速拼結(jié)組合，如圖(8)所示，其基本結(jié)構(gòu)包括壩體A、基礎(chǔ)壩布B、錨樁C和錨繩D1D2。
為了適應(yīng)移動(dòng)式浮力壩的可移動(dòng)性，以及快速拼結(jié)組合的需要，移動(dòng)式浮力壩較固定式浮力壩在壩體結(jié)構(gòu)上做了以下幾方面的改進(jìn)1、壩體擋水壩布E是由許多小幅壩布通過搭接錨固等形式拼結(jié)而成的；為此在每一小幅壩布的左右兩端設(shè)有聯(lián)結(jié)頭，該聯(lián)結(jié)頭里由擋水壩布左右兩個(gè)端頭部分的壩布折疊重合，內(nèi)墊薄鋼板而成；由于浮力壩擋水后壩體部分會(huì)呈弧狀變形，因此，壩體部分擋水壩布的聯(lián)結(jié)頭內(nèi)墊鋼板斷成許多段，且每段都呈弧形。2、壩體浮力體F與壩布E的聯(lián)結(jié)采用更加方便快捷的繩系法；所謂繩系法就是用穿過壩布的繩索將浮力體緊緊地系附在壩布上的組合方法，采用這種方法要求在繩索穿過壩布處將壩布進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，并在浮力體的桶身上有穿系繩索的繩扣或槽孔。等。
移動(dòng)式浮力壩的下部基礎(chǔ)本來應(yīng)該是浮墻的錘體部分，這包括串聯(lián)在一起的錘體和背附毛狀阻水層的擋水壩布；但在實(shí)際的施工中為了快速便捷，錘體完全可以用沙袋等重物代替，因此在移動(dòng)式浮力壩的結(jié)構(gòu)中，其下部基礎(chǔ)部分可以只是從壩體下端延長(zhǎng)出來的背附毛狀阻水層的擋水壩布，我將這部分擋水壩布稱為“基礎(chǔ)壩布”?；A(chǔ)壩布B和壩體擋水壩布E聯(lián)為一體，在其背面即與基礎(chǔ)地面的接觸面的一定范圍內(nèi)附有毛狀阻水層H，基礎(chǔ)壩布的末端將端頭部分n用鋼板補(bǔ)強(qiáng)做成聯(lián)結(jié)頭，在實(shí)際施工中可用錨繩D2將基礎(chǔ)壩布的聯(lián)結(jié)頭n錨系固定在上游錨樁上。
移動(dòng)式浮力壩也可象固定式浮力壩一樣分成許多節(jié)段，節(jié)段與節(jié)段之間以及壩的兩個(gè)端頭設(shè)有隔離墩，起封堵和固定壩體的作用。
移動(dòng)式浮力壩與隔離墩之間的封閉聯(lián)結(jié)采用水壓自封式聯(lián)結(jié)，所謂水壓自封式聯(lián)結(jié)就是將移動(dòng)式浮力壩的端頭部分的擋水壩布向內(nèi)折疊做成帽兜狀，如圖(12)所示，在帽兜擋水布的外側(cè)面即與隔墩的接觸面的一定區(qū)域內(nèi)，自上而下分布有毛狀阻水層，而在帽兜壩布的內(nèi)側(cè)邊緣處，自下而上分布有一排浮子，當(dāng)移動(dòng)式浮力壩組裝好后，將壩體端頭部分適當(dāng)掀起抬高，并將帽兜壩布理順，當(dāng)壩體隨壩前水位的上漲而浮起時(shí)，帽兜壩布也會(huì)同時(shí)浮起，浮起的帽兜壩布會(huì)由于水壓的作用而緊貼在隔墩上，由于帽兜壩布背面的毛狀阻水層的阻隔，水便會(huì)被封堵住。
移動(dòng)式浮力壩比較浮墻具有更好的受力條件，因此利用移動(dòng)式浮力壩代替浮墻來構(gòu)筑防洪圍堰和應(yīng)急擋水子堤會(huì)有更好的效果


圖<1>浮墻構(gòu)筑防洪(施工)圍堰示意<2>固定式浮力壩構(gòu)造示意中A.壩體 B.基礎(chǔ)底板 C.錨栓 D.錨繩 F.擋水壩布 F.浮力體 f壩體最頂端浮力體m.壩布上端聯(lián)結(jié)頭圖<3>浮力體形態(tài)及結(jié)構(gòu)示意<4>固定式浮力壩浮力體與擋水壩布錨固聯(lián)結(jié)示意圖。
圖<5>壩體最頂端浮力體的側(cè)面形態(tài)示意<6>擋水壩布聯(lián)結(jié)頭結(jié)構(gòu)示意<7>固定式浮力壩(片段)平面布置示意<8>移動(dòng)式浮力壩擋水示意中A.壩體 B.基礎(chǔ)壩布 C.錨栓 D1.D2.錨繩E.壩體擋水壩布F.浮力體m.壩體壩布聯(lián)結(jié)頭n.基礎(chǔ)壩布末端聯(lián)結(jié)頭。
圖(9)固定式浮力壩構(gòu)筑擋潮壩及消減壩頂風(fēng)浪溢流示意圖。
其中A為壩體 B為壩底極 C為壩體錨栓及上游截滲墻 D為下游減壓反濾池及集水溝 E為消浪體 F為消浪浮排 G為浮排錨栓。
圖(10)移動(dòng)式浮力構(gòu)筑壩堤岸應(yīng)急擋水子堤示意(11)消力浮排浮桶剖面(12)移動(dòng)式浮力壩與隔墩的水壓自封式封閉聯(lián)結(jié)示意圖。
其中A為幅兜擋布 B為隔離墩
具體實(shí)施例方式1、利用移動(dòng)式浮力壩快速構(gòu)筑防洪圍堰。
利用移動(dòng)式浮力壩快速構(gòu)筑防洪(施工)圍堰的方法和利用浮墻的構(gòu)筑方法類似如圖<8>所示，在需要構(gòu)筑圍堰的基礎(chǔ)斷面上，將擋水壩布(包括基礎(chǔ)壩布B和壩體擋水壩布E)展開，其中基礎(chǔ)壩布B迎著水流方向向前，壩體擋水壩布E順著水流方向向后，并逐幅拼結(jié)起來，將浮力體F逐個(gè)系附在壩體的擋水壩布E上，構(gòu)成整個(gè)壩體部分A，同時(shí)用沙袋將基礎(chǔ)壩布部分B壓實(shí)；然后將壩體A向上游折疊，使之迎著水頭鋪蓋在壓實(shí)的基礎(chǔ)壩布B上。在浮力壩上游的基礎(chǔ)上打下一排錨樁C，用繩索D1、D2分別將壩體A頂端的壩布聯(lián)結(jié)頭M和基礎(chǔ)壩布末端的聯(lián)結(jié)頭N栓系在錨樁C上，保障系附壩體聯(lián)結(jié)頭的繩索D1有足夠的長(zhǎng)度，以便壩體能充分浮起，當(dāng)洪水到來時(shí)，迎著水流向前鋪蓋在基礎(chǔ)上的壩體A會(huì)隨著水位的上漲而慢慢浮起，最終由于浮力壩前錨繩的牽拉作用，基礎(chǔ)壩布上水重和沙袋等重物的重壓作用，以及壩體自身的浮力的共同作用，移動(dòng)式浮力壩會(huì)浮起形成一堵圍堰擋住洪水。
2、利用移動(dòng)式浮力壩快速構(gòu)筑堤岸應(yīng)急擋水子堤構(gòu)筑方法如圖(10)所示離開堤岸臨水側(cè)一定距離，沿堤打下一排錨樁，在樁后的堤面上，將移動(dòng)式浮力壩的擋水壩布展開，其中基礎(chǔ)壩布部分向前，壩體擋水壩面部分向后，并逐幅拼結(jié)起來；將浮力體逐個(gè)系附在壩體擋水壩布上，構(gòu)成整個(gè)壩體部分，同時(shí)用沙袋等重物將基礎(chǔ)壩布部分壓實(shí)，這之后將壩體部分向堤內(nèi)折疊，使之迎著水頭鋪蓋在壓實(shí)的基礎(chǔ)壩布上，并用纜繩分別將壩體頂端和基礎(chǔ)壩面末端栓系在錨樁上，保證栓系壩體的錨繩有足夠長(zhǎng)度，確保壩體能浮起擋水；當(dāng)?shù)虄?nèi)水位高出堤頂受水的頂托，壩體會(huì)隨水位的漲高而浮起從而實(shí)現(xiàn)增高堤岸，防止漫溢的目的。
3、利用固定式浮力壩構(gòu)筑擋潮壩如國(guó)(9)所示，首先，在選好的海濱基礎(chǔ)上構(gòu)筑壩的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，這包括壩上游截滲墻、錨栓、防滲鋪蓋、壩底板、壩后減壓反滲結(jié)構(gòu)以及隔離墩等，在這里，可以將檔潮壩的截滲墻和錨栓結(jié)合為一體；然后將壩體逐節(jié)安裝就位，這包括壩體下端與底板的錨固，壩體上端通過錨繩與錨栓的聯(lián)結(jié)固定，以及壩體端頭部分與隔離墩的聯(lián)結(jié)錨固。安裝好的壩體向前傾蓋在基礎(chǔ)面上。
由于擋潮壩要經(jīng)常面對(duì)海上強(qiáng)烈的風(fēng)浪作用和巨烈的潮夕變化，因此擋潮壩必須能夠很好的解決風(fēng)浪造成的壩頂溢流現(xiàn)象，為此可以綜合采取以下三種措施。
1、在擋潮壩前設(shè)置消浪浮排，這要求在壩體錨栓前再構(gòu)筑一排浮排錨栓，消浪浮排前端通過錨繩栓系在浮排錨栓上，后端錨系在壩體錨栓上。
2、在擋潮壩壩體頂部錨接一個(gè)防浪體。
3、在擋潮壩的壩后基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中，增加集水溝和排水泵站，將壩頂溢出的水再次排回海中。
權(quán)利要求
1.一種可用于快速構(gòu)筑防洪圍堰、應(yīng)急擋水子堤以及可在濱海地區(qū)構(gòu)筑擋潮壩的柔性壩體，該種壩體可以分成許多節(jié)段，節(jié)段與節(jié)段之間以及壩的兩個(gè)端頭設(shè)有隔離墩，起封堵和固定作用，該壩有固定式和移動(dòng)式兩種類型固定式壩的基本結(jié)構(gòu)包括壩體，基礎(chǔ)底板、錨栓和錨繩四部分，其中壩體是擋水載體，基礎(chǔ)底板和錨栓為壩體擋水提供穩(wěn)定的錨固，其特征在于壩體是由許多緯向分布的浮力體規(guī)則排列著錨固在擋水壩布上構(gòu)成的，其下端錨固在基礎(chǔ)底板上，上端通過錨繩栓系在壩前的錨栓上，壩體借助自身的浮力可隨水位的漲落而自主升降；壩體浮力體是由高密度工程塑料做外殼，內(nèi)充輕質(zhì)發(fā)泡材料制成的輕質(zhì)封閉桶體，由五個(gè)圓弧面即其背面、兩個(gè)側(cè)面、兩個(gè)端面和一個(gè)平面共同圍成；壩體擋水壩布由具有較高抗拉強(qiáng)度的不透水材料，例如橡膠和錦綸的復(fù)合帆布制成，其下端緊密地錨固在基礎(chǔ)底板上，上端通過錨繩栓系在壩前的錨栓上，由此實(shí)現(xiàn)了整個(gè)壩體的錨固；為便于與錨繩相聯(lián)，壩體擋水壩布上端頭部分用鋼板補(bǔ)強(qiáng)做成聯(lián)結(jié)頭，壩布聯(lián)結(jié)頭分成許多節(jié)段，節(jié)段之間的加強(qiáng)氣鋼板是斷開的，每一節(jié)段上栓系一組錨繩；浮力體與擋水壩布之間的聯(lián)結(jié)采用螺栓壓板錨固，在浮力體體身上，沿桶體方向均勻分布有數(shù)道加強(qiáng)鋼箍，在浮力體背部沿桶體有一塊帶螺孔的聯(lián)結(jié)墊板，聯(lián)結(jié)墊板與加強(qiáng)鋼箍之間固接，在擋水壩布與浮力體相聯(lián)處，將擋水壩布進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)并穿孔，然后在擋水壩布外側(cè)用螺栓和一塊與浮力體聯(lián)結(jié)墊板相對(duì)應(yīng)的聯(lián)結(jié)壓板，將浮力體緊緊錨固在擋水壩布上；移動(dòng)式壩的基本結(jié)構(gòu)包括壩體、基礎(chǔ)壩布、錨樁和錨繩四部分，它是一種可通過拼結(jié)組合而快速構(gòu)筑的移動(dòng)式壩體，它與固定式浮力壩在結(jié)構(gòu)上的一個(gè)重要區(qū)別在于其與基礎(chǔ)之間的聯(lián)結(jié)方式不同，其特征在于壩體下端聯(lián)結(jié)的是用重物重壓和錨繩牽拉固定著的基礎(chǔ)壩布上端通過錨繩栓系在壩前錨樁上；壩的基礎(chǔ)壩布是從壩體擋水壩布下端延長(zhǎng)出來的與壩體擋水壩布連為一體的擋水壩布，其背面的一定范圍內(nèi)植有毛狀阻水層；移動(dòng)式壩的壩體結(jié)構(gòu)在固定壩的壩體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)成可拼結(jié)組合型，壩的擋水壩布是由許多小幅壩布拼結(jié)聯(lián)合而成的，每一小幅擋水壩布的左右兩側(cè)的端頭設(shè)有可用于快速拼結(jié)聯(lián)合用的聯(lián)結(jié)頭；壩體浮力體與壩體擋水壩布的聯(lián)結(jié)采用繩系法，即用穿過擋水壩布的繩索將浮力體緊緊地系附在擋水壩布上，在繩索穿過擋水壩布處將壩布補(bǔ)強(qiáng)，在浮力體的體身上有穿系繩索用的扣環(huán)、孔或槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性擋水壩體，其特征是壩體擋水壩布的上端長(zhǎng)出壩體最頂端浮力體一定長(zhǎng)度，從而保障壩體在浮起擋水時(shí)，此端能始終沒在水中；壩體擋水壩布的上端的端頭部分用鋼板補(bǔ)強(qiáng)做成聯(lián)結(jié)頭，以便與錨繩相聯(lián)；壩布聯(lián)結(jié)頭的節(jié)段之間，加強(qiáng)鋼板是斷開的，每一節(jié)段上系附一根錨繩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性擋水壩體，其特征在于將壩體上端栓系在壩前錨栓上的錨繩必須有適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度，保障壩體能充分地浮起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性擋水壩體，其特征在于壩體最頂端浮力體的形狀與其它浮力體略有不同，其不同之處在于該浮力體的背面是一個(gè)流線型的拋物面，兩個(gè)側(cè)面是不等徑的圓弧面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性擋水壩體，其特征在于移動(dòng)式壩的基礎(chǔ)壩布的未端端頭部分用鋼板加強(qiáng)成聯(lián)結(jié)頭，以便用錨繩將此端頭栓系固定在上游錨栓上。
6.一種利用權(quán)利要求1所述的移動(dòng)式浮力壩快速構(gòu)筑防洪圍堰和堤岸應(yīng)急擋水子堤的方法。該構(gòu)筑方法的特征是在需要構(gòu)筑圍堰的基礎(chǔ)斷面上，將壩布展開，基礎(chǔ)壩布部分迎著水流方向向前，壩體擋水壩布部分順著水流方向向后，并逐幅拼結(jié)聯(lián)合在一起，形成整幅壩布，將浮力體逐個(gè)系附在壩體擋水壩布上，構(gòu)成整個(gè)壩體部分，同時(shí)用沙袋等重物將基礎(chǔ)壩布部分壓實(shí)；然后將壩體部分向上游折疊，使之迎著水流方向鋪蓋在基礎(chǔ)壩布上。在壩上游的基礎(chǔ)上打下一排錨樁，用繩索分別將壩體上端的壩布聯(lián)結(jié)頭和基礎(chǔ)壩布末端的聯(lián)結(jié)頭拴系在這排錨樁上，栓系壩體上端聯(lián)結(jié)頭的繩索必須有足夠長(zhǎng)度，保障壩體能充分地浮起。當(dāng)洪水到來時(shí)，由于浮力壩前錨繩的牽拉，基礎(chǔ)壩布上水重及沙袋的重壓作用，壩體會(huì)借助自身的浮力隨水位的上漲而浮起形成一堵圍堰擋住洪水。
7.一種消減風(fēng)浪條件下浮力壩頂溢流的方法。該方法包含三項(xiàng)內(nèi)容，其特征是1、在浮力壩前設(shè)置消浪浮排，以降低壩前的風(fēng)浪作用，消浪浮排是由多個(gè)浮桶通過相互串聯(lián)和并聯(lián)形成的浮在水面上的漂浮排體，排體的前端通過錨繩系在壩前的錨栓上，后端通過纜繩系在壩體上；浮桶的外殼由工程塑料或鋁塑材料制成，其內(nèi)部分上下兩層，上層填充著輕質(zhì)發(fā)泡材料，使得桶體具有一定浮力，下層是一個(gè)空腔，空腔底部有一單向進(jìn)水口，頂部有一排氣孔與桶體外部相通，這樣的浮桶置于水面上時(shí)，水會(huì)通過浮桶底部的進(jìn)水口注滿空腔，從使浮桶從整體上即具有一定浮力，又具有相應(yīng)的重量，提高了其消波減浪的功能；2、在浮力壩的壩體頂部設(shè)置防浪體防浪體實(shí)際就是稼接在主壩體頂上的一個(gè)子壩體，其結(jié)構(gòu)與壩體結(jié)構(gòu)基本類似，也是由擋水布上錨固著浮力體構(gòu)成的，只不過其規(guī)格尺寸較主壩體較水，防浪體的下端錨固在浮力壩壩體頂部，上端通過錨繩錨系在壩前錨栓上，形成一種層浮力壩的結(jié)構(gòu)形成；在正常擋水情況下，防浪體不擔(dān)負(fù)擋水任務(wù)只是向前傾倒在壩前水面上，只有在風(fēng)浪作用下，防浪體才會(huì)隨前風(fēng)浪爬高而抬起擋水，從而起到了很好的防浪作用；3、在浮力壩后設(shè)置集水溝和排水泵站，將以壩頂溢過來的水面泵送回壩前。
全文摘要
一種借助自身的浮力可隨水位的漲落而自主升降的柔性壩體，其基本結(jié)構(gòu)包括壩體、基礎(chǔ)、錨栓、錨繩四部分。該壩的壩體由橡膠錦綸復(fù)合帆布上錨固(系固)著輕質(zhì)桶體構(gòu)成。有固定式和移動(dòng)式兩種類型。固定式壩的壩體下端錨固在構(gòu)造底板上，而移動(dòng)式壩的壩體下端聯(lián)結(jié)的是與壩體壩布聯(lián)為一體的背附毛狀阻水層的基礎(chǔ)壩布。移動(dòng)式壩可通過拼結(jié)組合而快速構(gòu)筑成型。固定式壩可用于江、河、湖、泊、水庫等的堤壩建設(shè)，還可用于濱海地區(qū)擋潮壩的建設(shè)以及大型水利工程的施工圍堰建設(shè)等。移動(dòng)式壩可用于快速構(gòu)筑防洪圍堰和堤岸應(yīng)急擋水子堤，在抗洪搶險(xiǎn)工程中具有廣泛用途。
文檔編號(hào)E02B3/10GK1408958SQ0213542
公開日2003年4月9日 申請(qǐng)日期2002年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月15日
發(fā)明者張謙 申請(qǐng)人:張謙