本技術(shù)涉及水下既有設(shè)施防護(hù)墊層，具體涉及一種水下既有設(shè)施防護(hù)墊層。

背景技術(shù)：

1、隨著我國水運(yùn)事業(yè)不斷發(fā)展，尤其對于長三角、珠三角地區(qū)橋梁建設(shè)密度趨于飽和，過多橋梁建設(shè)會制約船舶通航高度，水下沉管隧道建設(shè)正日益增多。一方面，海、河分布了大量管道、通訊、輸電線纜，不同船舶的在臨時拋錨時，受錨的型式、重量、入水速度等影響，對河床或海床土體的貫入深度存在差異，可能影響下部既有設(shè)施安全。另一方面，河流常有漁船拖網(wǎng)等外部沖擊作用于纜繩設(shè)施上部，且由于既有設(shè)施與土體剛度差異，管纜、隧道等設(shè)施上部容易在水流作用下發(fā)生沖刷，船錨掛斷線纜問題更為突出，造成安全性和經(jīng)濟(jì)學(xué)損失。

2、如申請?zhí)枮閏n10461210b，公告日為2016.10.12的一種新型柔性的海岸防護(hù)結(jié)構(gòu)及其建造方法，該結(jié)構(gòu)包括靠近設(shè)計水位的系排梁與消浪平臺，消浪平臺與岸坡底部及頂部分別通過斜坡和擋浪墻連接，在護(hù)坡和消浪平臺的下表面依次鋪設(shè)有小石子墊層和復(fù)合土工布，在斜坡與岸坡底部的上表面依次鋪設(shè)有復(fù)合土工布和碎石墊層，碎石墊層上方敷設(shè)有混凝土鉸鏈排，鉸鏈排的頂端部連接到系排梁。

3、對沉管隧道上部保護(hù)相關(guān)規(guī)范對海底、河川管道、線纜、隧道埋置深度均做了要求，但缺少防止船舶錨擊等作用的保護(hù)措施要求，對沉管隧道上部保護(hù)的一般做法為：使用碎石對隧道進(jìn)行覆蓋，用來降低沉管隧道受地下水影響產(chǎn)生的浮力對沉管隧道的上浮變形，同時減少水流沖刷與外部沖擊對沉管隧道造成的破壞，但在水流湍急的海域，由于水流流速增大以及外部條件沖擊的作用，僅僅是簡單的鋪設(shè)碎石墊層很難對沉管隧道產(chǎn)生保護(hù)作用。因此，亟需設(shè)計一種水下既有設(shè)施防護(hù)墊層及其建造方法來解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的是提供一種水下既有設(shè)施防護(hù)墊層，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足之處。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

3、一種水下既有設(shè)施防護(hù)墊層，包括加筋格柵層、黏土、復(fù)合軟體排和碎石墊層，所述黏土鋪設(shè)在加筋格柵層的上表面，且復(fù)合軟體排鋪設(shè)在黏土的上表面，所述碎石墊層鋪設(shè)在復(fù)合軟體排的上表面，所述加筋格柵層、黏土、復(fù)合軟體排和碎石墊層相互平行，所述加筋格柵層的內(nèi)部填充有碎石體。

4、進(jìn)一步地，所述加筋格柵層包括若干層加筋格柵體，若干層加筋格柵體的組合方式為垂直堆疊。

5、進(jìn)一步地，所述加筋格柵層的總高度為1m-2m，且黏土為高強(qiáng)度黏土材料。

6、進(jìn)一步地，其特征在于，所述加筋格柵體的抗拉強(qiáng)度不低于100kn/m，且加筋格柵體的斷裂延伸率小于2％。

7、進(jìn)一步地，所述碎石墊層包括塊石和碎石塊，且碎石墊層由塊石和碎石塊混合后組成。

8、進(jìn)一步地，所述碎石墊層的鋪設(shè)深度為1m-2m。

9、進(jìn)一步地，所述塊石是由20kg-100kg的天然石塊或人工石塊組成，所述塊石的粒徑為10cm-13cm，且碎石塊粒徑約為40mm-50mm。

10、進(jìn)一步地，所述加筋格柵體呈田字格型結(jié)構(gòu)分布，且碎石體填充在每個田字格的格室中。

11、進(jìn)一步地，所述碎石體、塊石和碎石塊中的含泥量均小于4％。

12、一種水下既有設(shè)施防護(hù)墊層的建造方法，包括以下步驟：

13、s1、勘察：

14、a.通過對所需鋪設(shè)防護(hù)墊層的海床進(jìn)行鉆探，對其地質(zhì)條件調(diào)查，并對所需鋪設(shè)防護(hù)墊層的區(qū)域進(jìn)行測繪，實(shí)時監(jiān)測海水的水文水情，并了解水下既有設(shè)施尺寸和具體位置，并對水下既有設(shè)施進(jìn)行承載試驗(yàn)，確定水下既有設(shè)施防護(hù)墊層的工程地質(zhì)條件、水文條件、規(guī)定船舶通航水深、需要保護(hù)的既有設(shè)施承載條件；

15、b.通過a中地質(zhì)、水文水情和既有設(shè)施的數(shù)據(jù)，得出水下既有設(shè)施防護(hù)墊層的可行性和適宜性；

16、c.然后依據(jù)勘察的地質(zhì)、水文和既有設(shè)施等條件，提出水下既有設(shè)施防護(hù)墊層所用復(fù)合軟體排形式、碎石體、塊石和碎石塊顆粒級配、黏土抗壓性及抗剪強(qiáng)度和符合軟體排的排置方式、結(jié)構(gòu)類型及尺寸；

17、s2、設(shè)計：

18、a.依據(jù)勘察成果和現(xiàn)場實(shí)際情況，確定水下既有設(shè)施防護(hù)墊層設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、允許沖擊荷載、抗沖刷水流條件；

19、b.設(shè)計所需形式的加筋格柵體、黏土、復(fù)合軟體排、碎石體和塊石混合料的顆粒級配；

20、c.預(yù)算水下既有設(shè)施防護(hù)墊層的投資并評價其經(jīng)濟(jì)性；

21、d.確定水下既有設(shè)施防護(hù)墊層的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)及施工要求；

22、s3、施工：

23、a.采用壓平機(jī)將海床碾壓平整密實(shí)，滿足設(shè)計壓實(shí)要求，然后在海床上逐層鋪設(shè)加筋格柵體，并將加筋格柵體疊加至高度為1m-2m的加筋格柵體層，然后在加筋格柵層的格室中填充碎石體；

24、b.在加筋格柵的上表面分層鋪設(shè)符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的高強(qiáng)度黏土，每層鋪設(shè)厚度不超過50cm，每層鋪設(shè)后都進(jìn)行碾壓，總鋪設(shè)高度為3-4m；

25、c.在黏土層的上表面鋪設(shè)復(fù)合軟體排；

26、d.在復(fù)合軟體排的頂部鋪設(shè)由塊石和碎石塊混合組成的碎石墊層，最后采用壓平機(jī)壓平即可，得到防護(hù)墊層。

27、在上述技術(shù)方案中，本實(shí)用新型提供的一種水下既有設(shè)施防護(hù)墊層及其建造方法，(1)采用加筋格柵結(jié)構(gòu)作為防護(hù)墊層的建造基礎(chǔ)，提高和優(yōu)化了防護(hù)墊層的基礎(chǔ)承載力，同時耗散沉管隧道因車輛引起的振動荷載，滿足后續(xù)防護(hù)墊層建造所需承載力條件；(2)通過鋪設(shè)黏土，黏土為高強(qiáng)度黏土材料，能夠很大程度吸收墊層上部的沖擊荷載，同時保證黏土顆粒不被沖走，具有防沖刷的效果，進(jìn)一步保護(hù)了下部既有設(shè)施的安全；(3)通過鋪設(shè)級配良好的塊石、碎石混合的碎石墊層有助于更好的防護(hù)因船舶拋錨，漁船拖網(wǎng)等行為對下部既有設(shè)施的危害。

技術(shù)特征：

1.一種水下既有設(shè)施防護(hù)墊層，包括加筋格柵層(1)、黏土(2)、復(fù)合軟體排(3)和碎石墊層(4)，其特征在于，所述黏土(2)鋪設(shè)在加筋格柵層(1)的上表面，且復(fù)合軟體排(3)鋪設(shè)在黏土(2)的上表面，所述碎石墊層(4)鋪設(shè)在復(fù)合軟體排(3)的上表面，所述加筋格柵層(1)、黏土(2)、復(fù)合軟體排(3)和碎石墊層(4)相互平行，所述加筋格柵層(1)的內(nèi)部填充有碎石體(5)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下既有設(shè)施防護(hù)墊層，其特征在于，所述加筋格柵層(1)包括若干層加筋格柵體(8)，若干層加筋格柵體(8)的組合方式為垂直堆疊。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水下既有設(shè)施防護(hù)墊層，其特征在于，所述加筋格柵層(1)的總高度為1m-2m，且黏土(2)為高強(qiáng)度黏土材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水下既有設(shè)施防護(hù)墊層，其特征在于，所述加筋格柵體(8)的抗拉強(qiáng)度不低于100kn/m，且加筋格柵體(8)的斷裂延伸率小于2％。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種水下既有設(shè)施防護(hù)墊層，其特征在于，所述碎石墊層(4)包括塊石(6)和碎石塊(7)，且碎石墊層(4)由塊石(6)和碎石塊(7)混合后組成。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種水下既有設(shè)施防護(hù)墊層，其特征在于，所述碎石墊層(4)的鋪設(shè)深度為1m-2m。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種水下既有設(shè)施防護(hù)墊層，其特征在于，所述塊石(6)是由20kg-100kg的天然石塊或人工石塊組成，所述塊石(6)的粒徑為10cm-13cm，且碎石塊(7)粒徑約為40mm-50mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種水下既有設(shè)施防護(hù)墊層，其特征在于，所述加筋格柵體(8)呈田字格型結(jié)構(gòu)分布，且碎石體(5)填充在每個田字格的格室中。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種水下既有設(shè)施防護(hù)墊層，其特征在于，所述碎石體(5)、塊石(6)和碎石塊(7)中的含泥量均小于4％。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種水下既有設(shè)施防護(hù)墊層，包括加筋格柵層、黏土、復(fù)合軟體排和碎石墊層，黏土鋪設(shè)在加筋格柵層的上表面，且復(fù)合軟體排鋪設(shè)在黏土的上表面，碎石墊層鋪設(shè)在復(fù)合軟體排的上表面，加筋格柵層、黏土、復(fù)合軟體排和碎石墊層相互平行，加筋格柵層的內(nèi)部填充有碎石體，加筋格柵層包括若干層加筋格柵體，若干層加筋格柵體的組合方式為垂直堆疊。本技術(shù)有益效果：采用加筋格柵結(jié)構(gòu)作為防護(hù)墊層的建造基礎(chǔ)，提高和優(yōu)化了防護(hù)墊層的基礎(chǔ)承載力，同時耗散沉管隧道因車輛引起的振動荷載，滿足后續(xù)防護(hù)墊層建造所需承載力條件；黏土為高強(qiáng)度黏土材料，能夠很大程度吸收墊層上部的沖擊荷載，同時保證黏土顆粒不被沖走，具有防沖刷的效果。

技術(shù)研發(fā)人員：聶智超,左殿軍,劉現(xiàn)鵬,楊立功,曲樹盛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所
技術(shù)研發(fā)日：20240516
技術(shù)公布日：2025/1/2