專利名稱：廢輪胎溢流壩的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及利用廢汽車輪胎修筑的水工建筑物領域，具體的說是廢橡膠輪胎溢流壩。
背景技術：
目前，修筑溢流壩的材料通常采用水泥混凝土、砌石、堆石等。由于筑壩材料的用量相當大，所以工程造價較高。如采用壩址附近河道內的砂礫等為筑壩材料，且用塊石護坡的土石壩，雖能降低工程造價，但壩頂不能溢流，否則會導致潰壩。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種廢橡膠輪胎溢流壩，它利用廢舊汽車輪胎的廉價、量多、 重量輕、受力接觸面積大、耐沖刷等特性，作為溢流面、壩頂面、壩體護坡、褥墊排水、護坦等的筑壩材料，經壩體的優(yōu)化設計，不但能使壩體采用壩址附近河道內砂礫，而且能壩頂溢流，尤其適用于低水頭的農田水利塘壩建筑物。為了解決上述的技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案
一種廢輪胎溢流壩，河床15上設有廢橡膠輪胎1砌筑構成的擋水壩，擋水壩的中間是溢流壩段2，兩端是非溢流壩段3，溢流壩段2的溢流面4高程比非溢流壩段3的壩頂面5 低，溢流壩段2上方架設有板式橋梁9，溢流壩段2下游坡腳處的河床15上設置有護坦11 ； 從上游壩坡7至下游壩坡8的擋水壩內依次設有上游護坡21、前壩殼體22、前反濾層23、防滲體M、后反濾層25、后壩殼體沈、下游護坡27，防滲體M位于壩軸線位置的截水槽20上方。所述溢流壩段2的橫斷面為梯形形狀，溢流面4為水平面，上游壩坡7坡度為 1:1.2，下游壩坡8坡度為1 1，褥墊排水觀水平設置于下游坡腳處的壩基面6。所述的護坦11為矩形，且水平設置于河床15上，護坦11的兩側為河岸護坡13，護坦11的末端設置有消力坎12。所述的上游護坡21與下游護坡27是按壩面坡度用水平、錯縫分層排列的廢橡膠輪胎1砌筑構成，所有砌筑的廢橡膠輪胎1圈內均填滿砂礫石。所述的褥墊排水觀是按單層、平躺、對縫排列的廢橡膠輪胎1砌筑構成，所有砌筑的廢橡膠輪胎1圈內均填滿砂礫石。所述的溢流面4與壩頂面5是由單層、平躺、對縫排列的廢橡膠輪胎1砌筑而成， 相鄰廢橡膠輪胎1之間的接觸部位用螺栓14連接栓牢，所有砌筑的廢橡膠輪胎1圈內和相鄰廢橡膠輪胎1間隙均澆筑滿水泥混凝土。
所述的護坦11是按單層、豎置、沿壩軸線方向及錯縫排列的廢橡膠輪胎1砌筑而成，所述的消力坎12是按平躺、水平分三層、錯縫排列、一個為厚度的廢橡膠輪胎1砌筑，消力坎12后的河床15上用土或砂礫石材料填實至與消力坎12頂相同的高度。所述的河床15兩側的河岸16的河岸護坡13是按岸坡坡度、平躺、水平分層、錯縫排列、一個為厚度的廢橡膠輪胎1砌筑而成，砌筑高度為高出下游水位18再兩層廢橡膠輪胎1的高度，護坦11砌筑的廢橡膠輪胎1圈內均填滿土或砂礫石，消力坎12、河岸護坡13 砌筑的廢橡膠輪胎1圈內均澆筑滿水泥混凝土。用于砌筑所述溢流面4、壩頂面5、上游護坡21、下游護坡27、褥墊排水28、護坦 11、消力坎12、河岸護坡13的廢橡膠輪胎1均為去掉輪轂及內膽的廢橡膠輪胎1。本發(fā)明廢橡膠輪胎溢流壩基于以下工作原理
廢橡膠輪胎為分子結構穩(wěn)定、柔性、扁平狀、接觸面積大、抗沖刷、有一定強度與剛度、 壽命長、不破壞水質的材料，尤其是在輪胎圈內充填砂石料或水泥混凝土后成為相當理想的筑壩材料，經優(yōu)化排列組合的砌筑，適用于溢流壩的溢流面、壩頂面、上游護坡、下游護坡、褥墊排水、護坦、消力坎、河岸護坡結構，并能讓該些結構發(fā)揮其功能。由于廢橡膠輪胎的接觸面積大，砌筑成溢流面的每個廢輪胎，用螺栓相互連接及輪胎圈內澆筑水泥混凝土后呈連續(xù)體，以及砌筑成的上游護坡、下游護坡、護坦等較穩(wěn)定和抗沖刷，所以該種采用廢橡膠輪胎為材料筑成的土石壩能溢流，并廢橡膠輪胎護坡坡度可比砌石護坡坡度的陡，減小了工程量。廢橡膠輪胎溢流壩為低水頭擋水建筑物，它能抬高水位，讓水流自流入灌渠、水庫等地方，并將多余水量溢流入河道。大壩蓄水后，受風浪、水壓力、滲流、自重、集中水流、壩基承載力等作用，會對壩體產生沖刷、滑動、沉陷、滲漏、滲透等破壞。尤其是上游水位對壩體產生較大的水平推力和揚壓力，所以溢流壩靠自身的重量和上下游坡度的支撐來滿足抗滑穩(wěn)定等的要求。在壩體內，從河岸至河床設置有粘土心墻防滲體，以防止蓄水滲漏。在粘土防滲體的兩側設置前反濾層和后反濾層，以避免發(fā)生管涌或流土。在壩體內的下游坡腳處設置褥墊排水，快速排出防滲體后面的滲流水，降低浸潤線，滿足下游壩坡穩(wěn)定，以及廢輪胎與壩基的接觸面積大，提高了壩基的承載能力。河水從溢流面頂下泄至下游壩腳，巨大的勢能轉為動能，采用護坦保護壩腳處的河床。在護坦末端設置消力坎，利用水躍消能防沖，減小下泄水流對下游河床的沖刷。與已有技術相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在
廢橡膠輪胎溢流壩采用自重小、柔性、接觸面積大、耐沖刷、抗冰凍、結構穩(wěn)定的廢橡膠輪胎，作為溢流面、壩頂面、褥墊排水、護坡、護坦、護岸的新型筑壩材料，使得壩體構造簡單、受力合理、抗震性好、抗沖刷、適應性強、工程量小、施工方便、不污染水源、壽命長、廢物利用、造價低，解決了土石壩不能溢流的問題，是一種新穎的農田水利塘壩建筑物。


圖1為本發(fā)明中廢輪胎溢流壩上游正視結構示意圖。圖2為本發(fā)明中廢輪胎溢流壩下游正視結構示意圖。圖3為本發(fā)明中廢輪胎溢流壩俯視結構示意圖。
圖4為本發(fā)明中廢輪胎溢流壩溢流壩段剖視結構示意圖。圖5為本發(fā)明中廢輪胎溢流壩的非溢流壩段剖視結構示意圖。其中，圖中標號1廢橡膠輪胎、2溢流壩段、3非溢流壩段、4溢流面、5壩頂面、6壩基面、7上游壩坡、8下游壩坡、9板式橋梁、10橋墩、11護坦、12消力坎、13河岸護坡、14螺栓、15河床、16河岸、17水躍、18下游水位、19上游水位、20截水槽、21上游護坡、22前壩殼體、23前反濾層、24防滲體、25后反濾層J6后壩殼體、27下游護坡、觀褥墊排水。
具體實施例方式參見附圖，廢輪胎溢流壩，河床15上設有廢橡膠輪胎1砌筑構成的擋水壩，擋水壩的中間是溢流壩段2，兩端是非溢流壩段3，溢流壩段2的溢流面4高程比非溢流壩段3的壩頂面5低，溢流壩段2上方架設有板式橋梁9，板式橋梁9下方支撐有橋墩10，溢流壩段 2下游坡腳處的河床15上設置有護坦11 ；從上游壩坡7至下游壩坡8的擋水壩內依次設有上游護坡21、前壩殼體22、前反濾層23、防滲體M、后反濾層25、后壩殼體沈、下游護坡 27，防滲體M位于壩軸線位置的截水槽20上方，溢流壩段2的橫斷面為梯形形狀，溢流面 4為水平面，上游壩坡7坡度為1:1.2，下游壩坡8坡度為1 1，褥墊排水觀水平設置于下游坡腳處的壩基面6 ；護坦11為矩形，且水平設置于河床15上，護坦11的兩側為河岸護坡 13，護坦11的末端設置有消力坎12 ；上游護坡21與下游護坡27是按壩面坡度用水平、錯縫分層排列的廢橡膠輪胎1砌筑構成，所有砌筑的廢橡膠輪胎1圈內均填滿砂礫石；褥墊排水觀是按單層、平躺、對縫排列的廢橡膠輪胎1砌筑構成，所有砌筑的廢橡膠輪胎1圈內均填滿砂礫石；溢流面4與壩頂面5是由單層、平躺、對縫排列的廢橡膠輪胎1砌筑而成，相鄰廢橡膠輪胎1之間的接觸部位用螺栓14連接栓牢，所有砌筑的廢橡膠輪胎1圈內和相鄰廢橡膠輪胎1間隙均澆筑滿水泥混凝土 ；護坦11是按單層、豎置、沿壩軸線方向及錯縫排列的廢橡膠輪胎1砌筑而成，所述的消力坎12是按平躺、水平分三層、錯縫排列、一個為厚度的廢橡膠輪胎1砌筑，消力坎12后的河床15上用土或砂礫石材料填實至與消力坎12頂相同的高度；河床15兩側的河岸16的河岸護坡13是按岸坡坡度、平躺、水平分層、錯縫排列、一個為厚度的廢橡膠輪胎1砌筑而成，砌筑高度為高出下游水位18再兩層廢橡膠輪胎1的高度，護坦11砌筑的廢橡膠輪胎1圈內均填滿土或砂礫石，消力坎12、河岸護坡13砌筑的廢橡膠輪胎1圈內均澆筑滿水泥混凝土 ；于砌筑所述溢流面4、壩頂面5、上游護坡21、下游護坡27、褥墊排水觀、護坦11、消力坎12、河岸護坡13的廢橡膠輪胎1均為去掉輪轂及內膽的廢橡膠輪胎1。本實施例中廢橡膠輪胎溢流壩的構造形式為河道上設置有連接兩岸的擋水壩， 壩的中間部位是溢流壩段2，壩的兩端是非溢流壩段3，溢流壩段2的溢流面4高程比非溢流壩段3的壩頂面5低，溢流壩段2上架設有板式橋梁9，溢流壩下游坡腳處的河床上設置有護坦11。所述溢流壩段2的橫斷面為梯形形狀，溢流面4為水平面，壩基面6為開挖平面，上游壩坡7坡度為1:1.2，下游壩坡8坡度為1:1，從上游壩坡7至下游壩坡8的壩體內， 依次有上游護坡21、前壩殼體22、前反濾層23、防滲體M、后反濾層25、后壩殼體沈、下游護坡27，上述壩體料均從壩基面6至溢流面4或壩頂面5設置，防滲體M位于壩軸線位置的截水槽上，褥墊排水洲水平設置于下游坡腳處的壩基面6，非溢流壩段3的橫斷面結構形式與溢流壩段2橫斷面相同，只是在上游壩坡7、下游壩坡8坡度保持不變的情況下加高壩高，且壩頂面5為水平面，護坦11為矩形，水平設置于河床15。護坦11的兩側是河岸護坡 13，末端的護坦11上設置有消力坎12。以下結合圖4、5，對本發(fā)明作進一步的說明所述的上游護坡21與下游護坡22， 是按壩面坡度用平躺、水平分層、錯縫排列、一個為厚度的廢橡膠輪胎1砌筑，所有砌筑的廢橡膠輪胎1圈內均填滿砂礫石等材料。所述的褥墊排水觀按單層、平躺、對縫排列的廢橡膠輪胎1砌筑，所有砌筑的廢橡膠輪胎1圈內均填滿砂礫石等材料。所述的溢流面4與壩頂面4按單層、平躺、對縫排列的廢橡膠輪胎1砌筑，廢橡膠輪胎1之間的接觸部位用螺栓14連接栓牢，所有砌筑的廢橡膠輪胎1圈內和廢橡膠輪胎1間隙均澆筑滿水泥混凝土。 所述的護坦11按單層、豎置、沿壩軸線方向及錯縫排列的廢橡膠輪胎1砌筑。所述的消力坎12按平躺、水平分三層、錯縫排列、一個為厚度的廢橡膠輪胎1砌筑，消力坎12后的河床 15上用土或砂礫石等材料填實至與消力坎12頂相同的高度。所述的河岸護坡13按岸坡坡度、平躺、水平分層、錯縫排列、一個為厚度的廢橡膠輪胎1砌筑，砌筑高度為高出下游水位 18再兩層廢橡膠輪胎1的高度。上述護坦11砌筑的廢橡膠輪胎1圈內均填滿土或砂礫石等材料，消力坎12、河岸護坡13砌筑的廢橡膠輪胎1圈內均澆筑滿水泥混凝土，溢流面4、 壩頂面5、上游護坡21、下游護坡27、褥墊排水觀、護坦11、消力坎12、河岸護坡13的材料均為去掉輪轂及內膽的廢橡膠輪胎。另外，防滲體的材料為粘土 ；前反濾層、后反濾層的材料為級配砂石料；前壩殼體、后壩殼體的材料為土、砂礫、碎石、塊石等。廢橡膠輪胎1的作用是用于上游護坡21、下游護坡27、溢流面4、壩頂面5、護坦 11、消力坎12、河岸護坡13、褥墊排水觀的筑壩材料。溢流壩段2的作用是擋水及支承溢流面4溢流。非溢流壩段3的作用是擋水，保護壩址處的河道兩岸不遭漫壩溢流的水流沖刷。溢流面4的作用是控制蓄水高度，使水流平順泄流。壩頂面5的作用是控制擋水高度， 便于兩岸行人通行。壩基面6的作用是開挖清除掉壩址區(qū)域內的淤積物，使壩基有足夠的承載能力。上游邊坡7和下游邊坡8的作用是使壩體結構穩(wěn)定。板式橋梁9的作用是行人通行。橋墩10的作用是支承板式橋梁9，護坦11的作用是保護河床免遭沖刷。消力坎12 的作用是讓下泄水流在護坦內形成水躍消能，防止沖刷下游河床。河岸護坡13的作用是保護兩岸，免遭下泄水流的沖刷。螺栓14的作用是把溢流面4和壩頂面5的廢橡膠輪胎1連接成板體，增加穩(wěn)定，提高抗沖刷能力。上游護坡21的作用是保護上游壩坡7免遭風浪沖刷和滲流水的滲透破壞。前壩殼體22的作用是形成壩殼，支撐防滲體M，使壩體結構穩(wěn)定。 前反濾層23的作用是防止粘土防滲體M在上游水位19驟降時發(fā)生滲透破壞。防滲體M 的作用是壩體擋水時，防止壩體漏水。后反濾層25的作用是防止粘土防滲體M在上、下游水位差作用下發(fā)生滲透破壞。后壩殼體26的作用是形成壩殼，支撐防滲體M，使壩體結構穩(wěn)定。下游護坡27的作用是保護下游壩坡8免遭風浪沖刷和滲流水的滲透破壞。褥墊排水觀的作用是降低浸潤線，提高壩體的抗滑穩(wěn)定，嵌槽的作用是增加壩體防滲，水躍17的作用是讓下泄水流消能防沖。
權利要求
1.一種廢輪胎溢流壩，其特征在于河床(15)上設有廢橡膠輪胎(1)砌筑構成的擋水壩，擋水壩的中間是溢流壩段(2)，兩端是非溢流壩段(3)，溢流壩段(2)的溢流面(4)高程比非溢流壩段(3 )的壩頂面(5 )低，溢流壩段(2 )上方架設有板式橋梁(9 )，溢流壩段(2 )下游坡腳處的河床(15)上設置有護坦(11);從上游壩坡(7 )至下游壩坡(8 )的擋水壩內依次設有上游護坡(21)、前壩殼體(22)、前反濾層(23)、防滲體(24)、后反濾層(25)、后壩殼體(26)、下游護坡(27)，防滲體(24)位于壩軸線位置的截水槽(20)上方。
2.根據權利要求1所述的廢輪胎溢流壩，其特征在于所述溢流壩段(2)的橫斷面為梯形形狀，溢流面(4)為水平面，上游壩坡(7)坡度為1:1. 2，下游壩坡(8)坡度為1:1，褥墊排水(28 )水平設置于下游坡腳處的壩基面(6 )。
3.根據權利要求1所述的廢輪胎溢流壩，其特征在于所述的護坦(11)為矩形，且水平設置于河床(15)上，護坦(11)的兩側為河岸護坡(13)，護坦(11)的末端設置有消力坎 (12)。
4.根據權利要求1所述廢輪胎溢流壩，其特征在于所述的上游護坡(21)與下游護坡(27)是按壩面坡度用水平、錯縫分層排列的廢橡膠輪胎(1)砌筑構成，所有砌筑的廢橡膠輪胎(1)圈內均填滿砂礫石。
5.根據權利要求2所述的廢輪胎溢流壩，其特征在于所述的褥墊排水(28)是按單層、 平躺、對縫排列的廢橡膠輪胎(1)砌筑構成，所有砌筑的廢橡膠輪胎(1)圈內均填滿砂礫石。
6.根據權利要求1所述的廢輪胎溢流壩，其特征在于所述的溢流面(4)與壩頂面(5) 是由單層、平躺、對縫排列的廢橡膠輪胎(1)砌筑而成，相鄰廢橡膠輪胎(1)之間的接觸部位用螺栓(14)連接栓牢，所有砌筑的廢橡膠輪胎(1)圈內和相鄰廢橡膠輪胎(1)間隙均澆筑滿水泥混凝土。
7.根據權利要求1或3所述的廢輪胎溢流壩，其特征在于所述的護坦(11)是按單層、 豎置、沿壩軸線方向及錯縫排列的廢橡膠輪胎(1)砌筑而成，所述的消力坎(12)是按平躺、 水平分三層、錯縫排列、一個為厚度的廢橡膠輪胎(1)砌筑，消力坎(12)后的河床(15)上用土或砂礫石材料填實至與消力坎(1 頂相同的高度。
8.根據權利要求1所述的廢輪胎溢流壩，其特征在于所述的河床(15)兩側的河岸 (16)的河岸護坡(13)是按岸坡坡度、平躺、水平分層、錯縫排列、一個為厚度的廢橡膠輪胎 (1)砌筑而成，砌筑高度為高出下游水位(18)再兩層廢橡膠輪胎(1)的高度，護坦(11)砌筑的廢橡膠輪胎(1)圈內均填滿土或砂礫石，消力坎(12)、河岸護坡(13)砌筑的廢橡膠輪胎(1)圈內均澆筑滿水泥混凝土。
9.根據權利要求1-8中任一項所述的廢輪胎溢流壩，其特征在于用于砌筑所述溢流面(4 )、壩頂面(5 )、上游護坡(21)、下游護坡(27),褥墊排水(觀)、護坦(11)、消力坎(12 )、 河岸護坡(13)的廢橡膠輪胎(1)均為去掉輪轂及內膽的廢橡膠輪胎(1 )。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種廢輪胎溢流壩，河床上設有廢橡膠輪胎砌筑構成的擋水壩，擋水壩的中間是溢流壩段，兩端是非溢流壩段，溢流壩段的溢流面高程比非溢流壩段的壩頂面低，溢流壩段上方架設有板式橋梁，溢流壩段下游坡腳處的河床上設置有護坦；從上游壩坡至下游壩坡的擋水壩內依次設有上游護坡、前壩殼體、前反濾層、防滲體、后反濾層、后壩殼體、下游護坡，防滲體位于壩軸線位置的截水槽上方。本發(fā)明使得壩體構造簡單、受力合理、抗震性好、抗沖刷、適應性強、工程量小、施工方便、不污染水源、壽命長、廢物利用、造價低，解決了土石壩不能溢流的問題，是一種新穎的農田水利塘壩建筑物。
文檔編號E02B7/02GK102286961SQ201110191650
公開日2011年12月21日 申請日期2011年7月11日 優(yōu)先權日2011年7月11日
發(fā)明者劉麗, 原晨陽, 周玉良, 張禮兵, 徐馬云龍, 杜云, 汪哲蓀, 酈建強, 金菊良 申請人:合肥工業(yè)大學