一種高強度河道生態護岸咬合磚及其加固壘砌方法
【技術領域】
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[0001]本發明涉及河道堤壩護岸用砌塊，尤其涉及一種利用河湖淤泥燒制的具有生態功能的砌磚。
【背景技術】
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[0002]隨著社會的發展，技術的進步，人們對自然環境保護越來越重視，保護青山綠水已成為我國各級政府的標致性環境保護目標，既要保護青山，又要守護綠水，這就要求人們減少或杜絕石材的亂采亂挖，要對現有的河、塘、水庫等水域進行清淤、駁岸加固整治，防止河堤癱塌或決堤，提高河、塘、水庫等水域的生態功能。目前，我國的河、湖、塘、水庫等水域的河堤水岸現狀令人擔憂。以水庫堤岸為例，水庫堤岸的迎水面建設的演變過程為:原先為夯實的泥土斜坡，由于泥土抗水浪或潮水侵蝕的能力較弱，尤其是大風大浪的沖涮，每年都需要養護修補，人力、物力投入極大。近年來，人們通常采用在泥土斜坡上干鋪石塊(混凝土預制塊)或者帶水泥縫實鋪，由于干鋪結構中石塊與石塊之間存在較大的縫隙，縫隙中的泥土受到風浪或潮水的沖刷而侵蝕，時間一長，石塊背水面因喪失依托而致迎水面崩塌，石塊鋪設的迎水面雖然比純泥土迎水面耐用，但畢竟還存在著致命的弱點，其抗洪能力還很差，只適用于水位穩定，面積較小的內河；對于外河、湖泊、水庫、運輸河道等水面較大水域的堤壩河岸一般要求使采用石塊駁岸實鋪，但在實鋪石塊方案中，雖然石塊與石塊之間用水泥鑲縫，石塊與石塊之間存有一定的咬合力，但石塊駁岸層為單層鋪設，其承壓、抗浪擊能力仍然較低，在極端長時間大雨天氣，河塘水位處于高位，河道中水流川急，風急浪大，河岸際受的水壓大，水流和巨浪對河岸的沖擊力極大，很容易產生決堤引發洪澇災害。為此，國家對水利工程越來越重視，每年都要投入大量的資金用于水庫、河道、塘壩的維護修建，其中，固化堤岸是重點，傳統河道護岸工程側重于防洪、排澇、引水、航運等基本功能，在護岸的設計中主要采用漿砌石塊護岸、現澆混凝土護岸、預制混凝土塊體護岸等，此類硬質護岸雖然固化強度優于原有的純土質河堤，其承壓強度、抗浪能力、堅固性和使用壽命均有提高，但其承壓能力主要取決于堤壩的基礎抗壓能力，因為單層的固化層均依附于基礎堤壩，對于石塊帶漿砌成的護岸、現澆混凝土護岸、預制混凝土塊體護岸等滿幅加固的護岸結構，不僅隔斷了水陸生態系統，消除了魚蝦、蟹類等水生動物在堤壩上的棲息空間，也杜絕水生植物沿岸生長，破壞了水系的水生動植物的生存環境，降低了河道的自凈能力，而且造成河道護岸的單一化，水面景觀的美化感受到了較大的影響。現在，人們對水利工程的河岸防護設計都提出了生態、環保、水清、岸綠的生態型護坡結構要求。生態型護坡結構首要任務是提高堤壩河岸在水深急流巨浪的極端條件下的承壓抗浪擊能力，其次在應考慮水生動植物的沿岸生棲、對水浪的消能、施工的快捷、使用壽命和整體景觀美感等因素，充分發揮河道在防洪、排澇、生態環保及改善周邊環境等方面的綜合功能。
[0003]隨著我國環境保護意識的提高及環保法律法規的嚴格執行，為保護生態環境，國家已經禁止隨意開采石材資源，石材資源開采受到極大限制，護岸石材日逐緊缺，而我國河岸固化所需的石材量巨大，僅江蘇每年景觀河段的護岸需求量達數十萬立方，在這樣的背景下，生態護岸是河道水利工程的發展方向。
[0004]生態護岸是指具有自然河岸“可滲透性”特點，能夠滿足水生動植物生活習性的人工駁岸形式，在確保護岸結構穩定性和安全性的前提下兼顧工程的生態效應。除防洪等基本功能外，還應具備滯洪補枯、增加生物多樣性、水體自凈以及景觀美化功能等。
[0005]為了滿足我國日益增長的生態護岸加固美化需求，結合我國現行的河道綜合治理的要求，申請人經過長期研究試驗，成功設計出利用河湖淤泥燒制高強度河道生態護岸咬合磚全套工藝，其中生態護岸咬合磚的結構設計，以及用這種生態護岸咬合磚皇砌成高強度河道生態護岸是核心技術。

【發明內容】

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[0006]本發明的目的是提供一種高強度河道生態護岸咬合磚及其加固皇砌方法，它不僅能提高護岸結構的承壓和抗沖刷能力，而且滿足了生態護岸要求，還具有施工快捷、生態環保、美化環境的特點，既滿足了防洪安全要求又利于生態系統恢復。
[0007]本發明采取的技術方案如下:
[0008]—種高強度河道生態護岸咬合磚，其特征是:包括左對接面、右對接面、迎水面、背水面、上疊加面和下疊加面，在左對接面和右對接面上設有限位凸體和限位凹槽，限位凸體和限位凹槽間隔分布，相鄰兩塊磚上左對接面上的限位凸體與右對接面上的限位凹槽相互咬合，迎水面和背水面之間設有加粧固化通孔和節料通孔，加粧固化通孔用于固化粧的穿入，節料通孔既是節料的空間也是魚蝦、蟹類等水生動物的棲息空間。
[0009]進一步，在上疊加面和下疊加面上也設有限位凸體和限位凹槽，限位凸體和限位凹槽間隔分布。
[0010]進一步，在迎水面和背水面之間至少設有一個加粧固化通孔。
[0011]更進一步，在迎水面和背水面的中心設有一個加粧固化通孔。
[0012]進一步，加粧固化通孔和節料通孔相互平行。
[0013]進一步，所述加粧固化通孔和節料通孔的形狀為多邊形或圓形。
[0014]更進一步，所述加粧固化通孔的形狀為多邊形。
[0015]更進一步，所述加粧固化通孔的形狀為正方形。
[0016]進一步，在上疊加面和下疊加面上設有帶漿槽。
[0017]更進一步，帶漿槽與加粧固化通孔平行。
[0018]本發明所述高強度河道生態護岸咬合磚的加固皇砌方法如下:
[0019]在河堤的水平基礎面上沿堤的長度方向砌一道帶粧加固墻和一道消能生態墻，帶粧加固墻和消能生態墻均用發明所述高強度河道生態護岸咬合磚帶漿皇砌而成，在消能生態墻上所有生態護岸咬合磚的迎水面正對水道內側，即與河道水體接觸，相鄰兩塊生態護岸咬合磚之間通過限位凸體與限位凹槽相互咬合對接，上下兩層消能生態墻體之間，相鄰兩塊生態護岸咬合磚之間形成的對接縫相互錯開；帶粧加固墻設置在消能生態墻與河堤垂直面之間，在帶粧加固墻上所有生態護岸咬合磚的迎水面或背水面朝上，上疊加面或下疊加面帶漿與消能生態墻對接成一體，在帶粧加固墻上所有生態護岸咬合磚按行和列分布排列對接，沿高度方向由生態護岸咬合磚上下直線疊加形成垂直固化柱，在每根垂直固化柱中從迎水面上的加粧固化通孔中插入一根螺紋鋼筋，螺紋鋼筋的底部固定在河堤的水平基礎面上的混凝土固定層上，在加粧固化通孔中注入混凝土與螺紋鋼筋形成加固粧，在帶粧加固墻的頂層所有垂直螺紋鋼筋的頂端均與水平設置的水平螺紋鋼筋固定成一體，并用混凝土現澆形成堤壩護岸頂部混凝土結面。
[0020]這種雙層帶粧咬合鋪設成的高強度河道生態護岸墻，既能大幅度提高堤壩的承壓能力、抗水流沖擊、抗巨浪拍打能力，用生態護岸咬合磚砌成的形成消能生態墻不僅能對水浪的拍打進行消減對堤壩的對沖擊能量，而且為水生動物提供了棲息空間，也便于水生植物沿岸生長，保證了水系的水生動植物的生存環境，提高了河道的自凈能力。在消能生態墻的背水面增設帶粧加固墻，在整個帶粧加固墻中的每列生態護岸咬合磚的加粧固化通孔中插入一根螺紋鋼筋，螺紋鋼筋的底部固定在河堤的水平基礎面上的混凝土固定層上，在加粧固化通孔中注入混凝土與螺紋鋼筋形成加固粧，在帶粧加固墻的頂層所有螺紋鋼筋的頂端均與水平設置的拉力螺紋鋼筋固定成一體，并用混凝土現澆形成堤壩頂端的混凝土加固層。這樣就能成大幅度地提高堤壩的承壓強度、抗浪能力、堅固性和使用壽命均有極大提高，這樣的承壓結構等于堤壩的內側建筑了一條雙層帶粧咬合鋪設成的高強度河道生態護岸墻，其承壓能力、抗風浪、抗急流沖擊能力與混凝土現澆防洪墻相當，而消能生態墻既能消減對水浪對堤壩的沖擊能量，又為水生動物提供了棲息空間，水生植物也沿岸生長，它不僅具有泥土防護岸的生態性能，而且更加的科學，為水生動植物提供了更為生態的生存環境，提高了河道的自潔凈化能力。采用本發明進行駁岸施工快捷，駁岸速度是用石塊駁岸速度的3倍以上，水泥漿用量可減少50%以上，磚與磚之間采用咬合結構，抗震防振能力、抗沖擊能力強，能抵御較高級別的地震、洪澇災害，使用壽命長，日后使用幾乎零維護，能充分