一种花台式防洪堤坝及其建造方法

摘要

本发明公开一种花台式防洪堤坝，涉及建筑构件以及水利科学领域，包括堤坝本体、设置在堤坝本体顶部平面中央的多个间隔的花台围墙，花台围墙内设有填土，花台围墙和填土共同组成花台，相邻花台之间设有间隔，所述间隔包括大间隔和小间隔，所述间隔处的两边的花台之间能够安装预制挡水板，所述大间隔处设置有预制桩，相邻的预制桩之间能够安装预制挡水板，花台与距离它最近的预制水泥桩之间也能够安装预制挡水板。本发明的工作原理是利用花台围墙、花台填土、植入土质堤内一定深度并在地面留有一定高度的预制桩和预制挡水板共同组成有一定高度的严密挡水墙，阻挡洪水漫过土质堤坝。

权利要求

1.一种花台式防洪堤坝，其特征在于，包括堤坝本体（1）、设置在堤坝本体（1）顶部平面中央的多个间隔的花台围墙（21），花台围墙（21）内设有填土（22），花台围墙（21）和填土（22）共同组成花台（2），相邻花台（2）之间设有间隔（3），所述间隔包括大间隔（31）和小间隔（32），所述小间隔（32）处的两边的花台（2）之间能够安装预制挡水板（5），所述大间隔（31）处设置有预制桩（4），相邻的预制桩（4）之间能够安装预制挡水板（5），花台（2）与距离它最近的预制桩（4）之间也能够安装预制挡水板（5）；

所述花台（2）接近所述间隔（3）的两侧设有两个凹槽一（33），小间隔（32）两边的花台（2）的凹槽一（33）之间位置相互对应，能够安装预制挡水板（5）；所述预制桩（4）靠近相邻预制桩（4）或者花台（2）的两边也设有两个凹槽二（41），每一个预制桩（4）上的凹槽二（41）的位置相互对应，同时，凹槽二（41）与凹槽一（33）的位置相对应；

所述预制桩（4）为提前建筑在堤坝本体（1）顶部的水泥预制桩。

2.根据权利要求1 所述的一种花台式防洪堤坝，其特征在于，所述花台围墙（21）外部还设置有装饰层。

3.一种如权利要求1 或2 所述的花台式防洪堤坝的建造方法，包括防洪堤坝本体（1）的修建，其特征在于，还包括花台（2）、预制桩（4）和预制挡水板（5）的修建；

其中，花台（2）的修建过程为：

S1：修建花台围墙；用砖、石或预制水泥块在土质堤坝顶部适当位置砌筑成的一圈封闭空间作为花台围墙，在砌筑的过程中，留出凹槽一（33）；

S2：在修砌好的花台围墙中，放入填土（22），填土（22）上种植植物；

预制桩（4）的修建：预制桩（4）为提前建筑在堤坝顶部的水泥预制桩，则事先在堤坝本体（1）顶部建筑好预制桩（4），提前留出凹槽二（41）的位置；

预制挡水板（5）的修建：以预制水泥板或以钢型材为骨架，表面蒙以彩钢瓦材料做成的轻便长方形板，预制挡水板（5）为提前在工厂制造好的预制件。

说明书

一种花台式防洪堤坝及其建造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑构件以及水利科学领域，尤其涉及一种防洪堤坝以及建造方法。

背景技术

[0002] 洪水是由暴雨、急骤融冰化雪、风暴潮等自然因素引起的江河湖海水量迅速增加或水位迅猛上涨的水流现象。洪水曾给人类社会带来了巨大的生命损失和财产损失。从古至今，人们就一直在和洪水作斗争，防洪堤坝的构建是抗洪环节中必不可少的环节。现有的抗洪堤坝，大多为历史上留下来的土质堤坝，总体上属于就近取土垒筑的人工高填方软质基础，其岩土力学特性决定了其抗洪能力的不足。尤其是当洪水漫过此种土质堤坝时，在浸泡和水力冲刷的双重作用下，溃堤溃坝的风险倍增。目前解决这一问题常用的二个方法是：1.临时人工沙袋堤顶堆砌挡水。2.全面加高河堤提高抗洪能力。历史的经验告诉我们方法1存在风险性大、费时费力、效果差、效率低的缺点，是不得已的被动临时之举。方法2虽然属主动、长久之举，抗洪效果好，但因工程量浩大、投资大、取土多、破坏土地资源严重等问题的困扰，不是能轻易决策和开工的。

发明内容

[0003] 本发明目的在于：

[0004] 为解决针对现有的土质堤坝抗洪中洪水容易漫堤、溃堤的严重风险及抗洪中无法同时顾及经济、高效、资源保护、美观、功能单一的问题，本发明提供一种花台式防洪堤坝及其建造方法。

[0005] 本发明的技术方案如下：

[0006] 一种花台式防洪堤坝，包括堤坝本体、设置在堤坝本体顶部平面中央的多个间隔的花台围墙，花台围墙内设有填土，花台围墙和填土共同组成花台，相邻花台之间设有间隔，所述间隔包括大间隔和小间隔，所述小间隔处的两边的花台之间能够安装预制挡水板，所述大间隔处设置有预制桩，相邻的预制桩之间能够安装预制挡水板，花台与距离它最近的预制桩之间也能够安装预制挡水板。

[0007] 进一步地，所述花台围墙外部还设置有装饰层。

[0008] 具体地，所述花台接近所述间隔的两侧设有两个凹槽，小间隔两边的花台的凹槽之间位置相互对应，能够安装预制挡水板；所述预制桩靠近相邻预制桩或者花台的两边也设有两个凹槽，每一个预制桩上的凹槽的位置相互对应，同时，花台墙体上预制的凹槽与预制桩上预制的凹槽的位置相对应。

[0009] 具体地，所述预制桩为提前建筑在堤坝本体顶部的水泥预制桩或者采用方便搬运、方便临时设置的金属桩。

[0010] 另一方面，本发明公开一种花台式防洪堤坝的建造方法，包括防洪堤坝本体的修建，还包括花台、预制桩和预制挡水板的修建。

[0011] 其中，花台的修建过程为：

[0012] S1：修建花台围墙；用砖、石或预制水泥块等材料在土质堤坝顶部适当位置砌筑成的一圈封闭空间作为花台围墙，在砌筑的过程中，墙体上留出与预制挡水板相嵌合的凹槽。

[0013] S2：在修砌好的花台围墙中，放入填土，填土上种植植物。

[0014] 预制桩的修建：若预制桩为提前建筑在堤坝顶部的水泥预制桩，则事先在堤坝本体顶部建筑好预制桩。预制桩时在桩体上要预制出与预制挡水板相嵌合的凹槽；如果预制桩为方便搬运、方便临时设置的金属桩，则提前在工厂制造好。

[0015] 预制挡水板的修建：以预制钢筋混凝土板或以钢型材为骨架，表面蒙以彩钢瓦材料做成的轻便长方形板。预制挡水板均为提前在工厂制造好的预制件。

[0016] 采用上述方案后，本发明的有益效果在于：

[0017] (1)本发明是一项投资少、效果好、受益长久、适应性广的永久性抗洪设施。所谓适应性广是指随着全球气候变化，若干年后若想要提高抗洪等级，只需简单加高花台围墙和挡水板高度即可达到提高抗洪等级的目的。

[0018] (2)本发明兼具抗洪和美化环境，改善堤顶道路交通状况的多重作用。所谓改善堤顶道路交通状况，即花台还可作为河堤顶面道路交通的中间隔离带。作为交通设施，需要解决人行横道、车辆调头、交叉路口等功能需要。而解决这些问题只需“断开花台、只打桩、不装板”就可以做到。而预制板则已标准化、系列化生产并作为抗洪物资在仓库中规范储存。只要汛情紧急，就能及时抢运至现场，方便的拼装至抗洪工作状态。彻底告别千军万马人工抢运沙袋保堤的历史。汛期结束，只需拆卸并回收预制挡水板，即可恢复为平常交通状态。

[0019] (3)本发明的预制桩、预制板、预制花台砌块、砖块等均为工厂化、标准化生产产品，在土质堤顶施工工地仅进行模块化拼装。故可大大降低工程造价、保证工程质量、提高建设效率。

[0020] (4)本发明在提高抗洪能力方面与“全面加高河堤提高抗洪能力”方案可谓异曲同工。但比较两者不难看出，本发明的建设工程量要小很多，特别是只需要在花台中充填很少一点泥土用于栽花种草。取土量的极大减少，对保护土地资源意义重大。这一优点对经济发达、土地资源紧缺的平原沿江沿湖地区尤为重要。而这些地区恰好又是抗洪任务繁重的地区。

[0021] (5)本发明对一次性资金投入的要求不高。整个工程可根据资金的状况灵活划分为一期工程和二期工程，并都能满足抗洪防止洪水漫堤的基本要求。所谓一期工程就是将花台的一半围墙不建，花台中的填土自然也不填，其余预制桩、预制板按原计划建设不变。此时的花台式土质堤坝抗洪防止洪水漫堤装置就变成了“一”字式土质堤坝抗洪防止洪水漫堤装置。变化的结果是抗洪功效不变，只是少了一些美观。当二期工程资金到位后，只需将花台的另一半围墙砌好，填土栽花即可。这一优点对经济欠发达、资金紧张而又要确保抗洪安全的地区来说也具有特别的意义。

[0022] (6)本发明中的预制桩、预制挡水板的组合挡水功能在换用本发明专用的预制金属桩和预制轻便挡水板后还可用于快速搭建临时挡水墙，以解“洪水即将漫堤”的燃眉之急。彻底颠覆目前“千军万马人工抢运沙袋保堤”的传统抗洪模式。本发明者认为采用本专利发明的专用预制金属桩和轻便预制挡水板配套组合搭建临时挡水墙的效率要高出传统的“临时人工沙袋堤顶堆砌挡水”的效率百倍以上。其便捷易行的特点，非常适合组建专业的抗洪抢险突击小分队实行防区内突击抢险机动作战。

附图说明

[0023] 图1为本发明的整体效果俯视图；

[0024] 图2为本发明的正方形预制桩的俯视图；

[0025] 图3为本发明的圆柱形预制桩的俯视图；

[0026] 图4为本发明的轻便预制挡水板的骨架结构图；

[0027] 图中标记:1-堤坝本体，2-花台，21-花台围墙，22-填土，3-间隔，31-大间隔，32-小间隔，33-凹槽一，4-预制桩，41-凹槽二，5-预制挡水板。

具体实施方式

[0028] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0029] 如图1所示，一种花台式防洪堤坝，包括堤坝本体1、设置在堤坝本体1顶部平面中央的多个间隔的花台围墙21，花台围墙21内设有填土22，花台围墙21和填土22共同组成花台2，相邻花台2之间设有间隔3，所述间隔包括大间隔31和小间隔32，所述小间隔32处的两边的花台2之间能够安装预制挡水板5，所述大间隔31处设置有预制桩4，相邻的预制桩4之间能够安装预制挡水板5，花台2与距离它最近的预制桩4之间也能够安装预制挡水板5。本发明的工作原理是利用花台围墙1、花台填土、植入土质堤内一定深度并在地面留有一定高度的预制桩4和预制挡水板5共同组成有一定高度的严密挡水墙，阻挡洪水漫过土质堤坝。其工作原理可简单看作土质堤坝因装置而得到增高。增高的高度即为花台围墙1或预制挡水板5的高度。

[0030] 所述花台围墙21外部还设置有装饰层。本发明正是利用此花台2的高度作为挡水、防止洪水漫堤的主要装置。同时可在花台中适当种花植树，美化环境。所述花台围墙21外部还设置有装饰，配合填土内部的植物，更加美观，符合城市化观念。

[0031] 所述花台2接近所述间隔3的两侧设有两个凹槽一33，小间隔32两边的花台2的凹槽一33之间位置相互对应，能够安装预制挡水板5；如图2和图3所示，是两种预制桩的结构图，所述预制桩4靠近相邻预制桩4或者花台2的两边也设有两个凹槽二41，每一个预制桩4上的凹槽二41的位置相互对应，同时，凹槽二41与凹槽一33的位置相对应。所述凹槽一33和所述凹槽二41之间的堤坝顶部平面上设有用于卡合预制挡水板5的卡槽。在安装预制水泥板5时，可以将预制水泥板5插入地表以下5-10cm，使得预制水泥板5更加稳固。预制水泥板的钢筋骨架结构及浇筑工艺按现行建筑行业标准执行即可。图4所示，包括横梁和竖梁(图4中未作标记)为以钢型材为骨架、骨架表面蒙以彩钢瓦材料的预制轻便长方形挡水板的结构示意图。设置两个凹槽，可以插入两块预制挡水板5。在使用时，可以选择只使用一块预制挡水板5，如果觉得防水密封性不够，可以使用两块预制挡水板5以提高防水密封性。

[0032] 所述预制桩4为提前建筑在堤坝本体1顶部的水泥预制桩或者为方便搬运和方便临时设置的金属桩。预制桩是指用钢筋混凝土预先制作、有一定长度及特定断面形状、并预制有与预制挡水板相嵌合凹槽的短桩。

[0033] 一种花台式防洪堤坝的建造方法，包括防洪堤坝本体1的修建，还包括花台2、预制桩4和预制挡水板5的修建；

[0034] 其中，花台2的修建过程为：

[0035] S1：修建花台围墙；用砖、石或预制水泥块等材料在土质堤坝顶部适当位置砌筑成的一圈封闭空间作为花台围墙，在砌筑的过程中，留出凹槽一33；建议修建花台围墙，厚度值取200mm—300mm为宜；花台的高度是衡量设施抗洪能力的最主要数据，应根据水文资料计算并留有余量。例如，用100年一遇的洪水水位标高减去现在堤顶的标高之差再加上适当余量。如果围墙作下埋式基础处理，还应再加围墙的下埋量。花台围墙可用砖、石、或水泥预制块磊砌而成，水泥勾缝处理；也可做表面美化处理。花台宽度应根据堤顶宽度、堤顶作用综合考虑，一般在800mm－1500mm之间。花台是设置在堤坝顶部平面的中间，即堤顶的中间，提顶一般都兼有交通功能，因此修建花台后，起到的作用是：a.花台2的道路中心隔离设施作用；b.花台应设有供行人过堤的人行横道，供车辆调头、转弯的交通功能断口，位于大间隔31中的预制桩同时也起到了车辆转弯导向的作用。C.美化环境的作用。d.增高河堤的作用。e.如属景观性观光堤坝或城市临江休闲堤坝顶部，因其无交通功能要求，所以无交通功能断口问题，花台修建无长度限制。修建花台选址时可尽量向洪水来袭方向靠近，把活动空间最大化留给游客。此时的花台还兼有了保护游客安全的栏杆的作用。

[0036] S2：在修砌好的花台围墙中，放入填土22，填土22上种植植物；花台2内填土高度一般以低于花台围墙50mm—200mm为宜，土质不限，以宜于种花栽树的土质即可。

[0037] 预制桩4的修建：若预制桩4为提前建筑在堤坝顶部的水泥预制桩，则事先在堤坝本体1顶部建筑好预制桩4，提前留出凹槽二41的位置；如果预制桩为方便搬运和方便临时设置的金属桩，则提前在工厂制造好。

[0038] 预制桩是指垂直植入土质堤内一定深度，堤上部分为带有与预制挡水板相嵌合凹槽的预制钢筋混凝土桩或者金属桩。

[0039] 对于预制桩，建议采用桩直径或边长<250mm、最小配筋率>0.4％、主筋直径>10mm、纵向主筋保护层厚度>30mm、通体混凝土强度>C20、桩身上部预制的装配凹槽尺寸、位置符合设计要求。为减少扰土影响，建议预制桩的埋深取400mm—700mm为宜；该桩长度由植入堤内深度加花台设计高度两部分组成。考虑到堤坝多为人工高填方基础的特殊情况，为减少挤土效应，本发明中的预制桩均为非挤土桩。如采用预钻孔沉桩法施工，钻孔直经应等于预制桩直径。也可采用人工挖坑植桩工艺，植桩后桩周围的松土应注意夯实。根据该预制桩的长度、工作受力情况及沉桩特点，桩型采用圆柱型实心断面或正方型实心断面均可。

[0040] 对于金属桩，金属桩的优点是方便搬运和方便临时设置，特别适用于紧急情况下的快速搭建挡水墙。金属桩由金属桩杆和金属卡槽零件两部分组成。建议采用长度为1000mm—1500mm，直径25mm—30mm的尖头、实心圆钢为桩杆，再配以在工厂中预先制造好的能与预制板相嵌合的金属卡槽零件，共同组成抗洪现场需要的金属桩。

[0041] 预制挡水板5的修建：以预制钢筋混凝土板或以钢型材为骨架，表面蒙以彩钢瓦材料做成的轻便长方形板。预制挡水板的作用是与预制桩凹槽或花台围墙预留凹槽相嵌合用于挡水的长方形板。它需根据设计要求预先制造、储存。每当汛情紧急时，能方便搬运、安装；而当汛期过后又可方便拆卸回收。因此预制挡水板的标准化、系列化设计制造、科学化的仓储、抗洪时的搬运、拆装的便捷性等要求就是预制挡水板的基本要求。挡水板可以用钢筋混凝土制成，也可以用钢型材为骨架，表面蒙以彩钢瓦或其它工程塑料做成的轻便长方形板。显然预制钢筋混凝土水泥板过于笨重且强度低、易破损、不利于生产、仓储、运输、拆装和回收。而以钢型材为骨架，表面蒙以彩钢瓦做成的轻便长方形预制挡水板全无这些缺点，也更容易做到重复利用。因此本发明人更推荐以钢型材为骨架，表面蒙以彩钢瓦材料做成的标准化、系列化长方形预制挡水板。

[0042] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

[0043] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。