本實用新型屬于大壩及堤防等水利水電工程技術領域，更加具體來說是一種連鎖防浪護坡預制塊體系。

背景技術：

我國9萬多座水庫大壩中95％以上為土石壩，土石壩上游坡面受到波浪的沖刷作用必須采取有效的防護措施。此外，堤防工程也同樣面臨護坡保護問題。

對于上述工程常用的護坡形式有：現(xiàn)澆混凝土護坡、混凝土預制塊護坡、漿砌石護坡及干砌石護坡等?，F(xiàn)澆混凝土護坡和漿砌石護坡，適應壩體變形的能力較差，容易出現(xiàn)開裂、錯位破壞等問題；干砌石護坡，主要由人工砌筑，比較費工，施工速度較慢，且運行多年塊石容易風化，整體美觀性差；混凝土預制塊護坡適應壩體變形的能力強，鋪設后較美觀，近年來較受歡迎。

對于混凝土預制塊護坡而言，施工難度和工程質量往往受護坡預制塊單塊重量的影響較大。對于常規(guī)六邊形預制塊，因其順水流方向尺寸較短，為了滿足波浪沖刷要求，單塊厚度往往較大，影響工程投資，其相互間的咬合力也差，且預制塊一般采用模具人工澆筑而成，鋪設后預制塊之間易出現(xiàn)較大縫隙，影響整體效果。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服上述背景技術的不足之處，而提出一種連鎖防浪護坡預制塊體系。

本實用新型一種連鎖防浪護坡預制塊體系，它包括在坡度小于1:2的防浪護坡上鋪設有呈工字型的預制護坡塊I；

其特征在于：所述的預制護坡塊I包括翼緣、腹板、凹槽段、翼緣斜面、倒角；所述的翼緣位于所述的預制護坡塊I的上端和下端，所述的腹板位于所述的預制護坡塊I的中間，所述的翼緣斜面位于所述的翼緣和腹板之間的過渡段；在所述的預制護坡塊I的上表面的外邊線設置有倒角；兩端的所述的翼緣斜面與所述的腹板的側面形成凹槽段。

在上述技術方案中：所述的腹板的長度為所述的翼緣的長度的兩倍。

在上述技術方案中：所述的預制護坡塊I首尾相連平鋪在所述的防浪護坡上，且在左右相鄰的所述的預制護坡塊I中，一側的兩個預制護坡塊I的上端和下端的翼緣卡在另一側所述的預制護坡塊I中的凹槽段上。

在上述技術方案中：所述的預制護坡塊I長度為80厘米，寬度為30厘米，高度為20厘米；所述的翼緣的長度為16厘米，翼緣斜面為8厘米；腹板為32厘米。

在上述技術方案中：在坡度大于1:2的防浪護坡時，所述的預制護坡塊I的下表面設置有凹槽段區(qū)域，所述的凹槽段區(qū)域包括位于所述的腹板背面的腹板凹槽段和沿兩端所述的翼緣背面開挖，且延伸至所述的翼緣斜面的翼緣凹槽段。

在上述技術方案中：所述的凹槽段區(qū)域的開挖深度不超多所述的預制護坡塊I的高度的二分之一；所述的腹板凹槽段與所述的腹板長度、寬度相同；所述的翼緣凹槽段的開挖起點A大于翼緣長度的二分之一。

本實用新型具有如下技術優(yōu)點：1、本實用新型針對土石壩上游壩坡受風浪沖刷影響大，將預制塊的腹板鋪設方向與水流方向平行，由于預制塊腹板方向的長度遠大于寬度，可充分利用其形狀特點，減小風浪沖刷計算要求的護坡厚度，節(jié)省工程投資；同時單個預制塊重量減小，減小了施工難度。

2、本實用新型針對坡面不同坡度設置了兩種不同形式的工字型護坡塊，實用性強，適用范圍廣。

3、本實用新型采用空間咬合互鎖的柔性連接方式，增強了護坡結構的整體穩(wěn)定性，能夠有效抵抗壩體沉降變形、凍脹、波浪沖刷、地震等外力破壞。

4、本實用新型結構相對簡單，采用機器現(xiàn)場壓制，不僅工效高，可加快施工進度，而且機器壓制的預制塊尺寸一致，塊體質量好，鋪設后塊體間無需勾縫，平整美觀。

5、本實用新型采用小尺寸塊體相互扣接，不會因為單個塊體的損壞，引起其它塊體的滑動，便于護坡結構的維修更換。

附圖說明

圖1為坡度小于1:2時預制護坡塊的結構示意圖。

圖2為坡度大于1:2時的預制護坡塊的結構示意圖。

圖3為預制護坡塊的結構示意圖側視圖。

圖4為坡度大于1:2時的預制護坡塊的側視圖。

圖5為坡度大于1:2時的預制護坡塊的后視圖。

圖6為預制護坡塊的模具示意圖。

圖7為現(xiàn)有的預制護坡塊的結構示意圖。

圖8為預制護坡塊的具體在護坡的安裝結構示意圖。

圖9為圖8中B處的具體結構示意圖。

圖中：預制護坡塊I1、翼緣1.1、翼緣凹槽段1.1.1、腹板1.2、腹板凹槽段1.2.1、凹槽段1.3、翼緣斜面1.4、倒角1.5、凹槽段區(qū)域2、防浪護坡3。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本實用新型的實施情況，但它們并不構成對本實用新型的限定，僅作舉例而已，同時通過說明本實用新型的優(yōu)點將變得更加清楚和容易理解。

參照圖1-8所示：本實用新型一種連鎖防浪護坡預制塊體系，它包括在坡度小于1:2的防浪護坡3上鋪設有呈工字型的預制護坡塊I1；其特征在于：所述的預制護坡塊I1包括翼緣1.1、腹板1.2、凹槽段1.3、翼緣斜面1.4、倒角1.5；所述的翼緣1.1位于所述的預制護坡塊I1的上端和下端，所述的腹板1.2位于所述的預制護坡塊I1的中間，所述的翼緣斜面1.4位于所述的翼緣1.1和腹板1.2之間的過渡段；在所述的預制護坡塊I1的上表面的外邊線設置有倒角1.5；兩端的所述的翼緣斜面1.4與所述的腹板1.2的側面形成凹槽段1.3；所述的腹板1.2的長度為所述的翼緣1.1的長度的兩倍；所述的預制護坡塊I1首尾相連平鋪在所述的防浪護坡3上，且在左右相鄰的所述的預制護坡塊I1中，一側的兩個預制護坡塊I1的上端和下端的翼緣1.1卡在另一側所述的預制護坡塊I1中的腹板1.2上；所述的預制護坡塊I長度為80厘米，寬度為30厘米，高度為20厘米；所述的翼緣1.1的長度為16厘米，翼緣斜面1.4為8厘米；腹板1.2為32厘米。

在坡度大于1:2的防浪護坡3時，所述的預制護坡塊I1的下表面設置有凹槽段區(qū)域2，所述的凹槽段區(qū)域2包括位于所述的腹板1.2背面的腹板凹槽段1.2.1和沿兩端所述的翼緣1.1背面開挖，且延伸至所述的翼緣斜面1.4的翼緣凹槽段1.1.1。

所述的凹槽段區(qū)域2的開挖深度不超過所述的預制護坡塊I1的高度的二分之一(H≯1/2D)；所述的腹板凹槽段1.2.1與所述的腹板1.2長度、寬度相同；所述的翼緣凹槽段1.1.1的開挖起點A大于翼緣1.1長度的二分之一(e≮1/2a)。

本實用新型還包括一種連鎖防浪護坡預制塊體系的施工方法，包括如下步驟；

①、制作護坡預制塊：根據(jù)預制護坡塊I1強度等級合理選擇混凝土配合比，按照配合比現(xiàn)場拌合后，將拌和料導入集料倉，再將拌和料平推至鋼模板內，通過頂部液壓板壓制密實后成型，制作出與設計相符的預制護坡塊I1；

②、預制塊養(yǎng)護：預制護坡塊I1經機器壓制成型后，人工運至平整堅實的預制場地，當預制護坡塊I1的強度達到70％后，方可運輸至壩面；

③、壩面修整：對防浪護坡3坡面進行清理，清除雜草、樹根、碎石等雜物，適當修整壩坡面。

④、確定鋪設控制網：利用全站儀及水準測量儀進行測量定位，對防浪護坡3的尺寸進行復核，測放出鋪設預制塊的水平線和基準線構成的控制網，并對控制點做相應的易于識別的記號，確定防浪護坡3的施工面尺寸，以便確定鋪設的護坡塊的數(shù)量；

⑤、鋪設墊層料：在防浪護坡3上預先鋪設有墊層，墊層料選用粒徑D＝1mm～20mm且D₅₀＝10mm，含泥量<5％的砂礫石，填筑在防浪護坡3上并且壓實，找平防浪護坡3，壓實后的墊層層厚10cm；

壓實后墊層厚10cm，鋪設墊層的作用主要是①找平坡面②反濾作用，防止護坡中土顆粒被水流帶走；

⑥、鋪設預制塊：鋪設時按照預先測定的控制網進行鋪設，鋪設時按照自下而上的鋪設順序人工鋪設預制護坡塊I1；

⑦、局部空缺澆筑混凝土：對防浪護坡3難以鋪設的邊角處采用與預制護坡塊I1同等強度的混凝土進行填補，以使鋪設后防浪護坡3坡面達到平整美觀完整的要求。

在步驟⑥中；所述預制護坡塊I1中的腹板1.2的鋪設朝向與水流的流向平行，且一側的兩個預制護坡塊I1的上端和下端的翼緣1.1卡在另一側所述的預制護坡塊I1中的凹槽段1.3上。

在步驟⑥中；鋪設所述的防浪護坡3時；所述的防浪護坡3坡面滿足2m范圍內不平整度控制在在-1到1cm之間。

應用實例

按照《碾壓式土石壩設計規(guī)范》(SL274-2001)，對具有明縫的混凝土或鋼筋混凝土板護坡，當壩坡坡度系數(shù)m＝2～5時，板在浮力作用下穩(wěn)定的面板厚度可按

式中：η——系數(shù)，對裝配式護面板取1.1；

h_P——累積頻率為1％的波高，m；

L_m——平均波長，m；

b——沿壩坡向板長，m；

ρ_c——板的密度，t/m³，

ρ_w——水的密度，t/m³；

m——單坡的坡度系數(shù)，若坡腳等于α，即等于cotα。

根據(jù)規(guī)范公式，在同一工程中，相同的計算條件下，t∝b^-1/3，即混凝土護坡塊厚度t與護坡塊沿壩坡向板長b^1/3成反比，也即護坡塊沿壩坡向板長b越大，護坡塊厚度t越小。

注：對于同一工程，h_P、L_m、m、ρ_c、ρ_w、η是相同的，t∝b^-1/3。

根據(jù)上述公式，護坡厚度受b(沿壩坡向板長)影響較大；經測算，采用本實用新型工字型預制塊，因增長了沿壩坡向板長，減小了沿壩軸線方向寬度，其厚度比傳統(tǒng)六邊形預制塊可減少近20％，相應減少工程投資。

某大型水庫土石壩運行多年，原干砌石護坡結構破損嚴重，需進行加固處理?？紤]到混凝土預制塊護坡耐久性強、且易于施工，設計提出采用工字型連鎖混凝土預制塊的護坡方式，該工程預制護坡塊尺寸為長度L＝80cm，寬度E＝30cm，高度D＝20cm，翼緣長度a＝16cm，腹板長度b＝32cm，腹板寬度f＝18cm，翼緣斜面寬度c＝8cm，倒角的深度h＝1cm，實施后壩面平整美觀，取得了非常好的護坡效果。

翼緣斜面1.4開挖處對應的凹槽的坡度小于1:1；

若采取相同重量的六邊形預制塊，預制塊立體結構示意圖(如圖7)。根據(jù)《碾壓式土石壩設計規(guī)》(SL274-2001)附錄A.2.3混凝土護坡厚度計算公式計算可得滿足條件的六邊形預制塊的尺寸為邊長R＝25cm，厚度J＝24cm，而同等計算條件下的工字型預制塊厚度僅需20cm，在護坡塊重量相同的情況下，滿足同樣的抗沖抗浮作用，護坡塊厚度減小了20％。同時相較于六邊形護坡塊，工字型護坡塊采用空間咬合互鎖的柔性連接方式，增強了護坡結構的整體穩(wěn)定性，能夠有效抵抗壩體沉降變形、凍脹、波浪沖刷、地震等外力破壞。

工字型與六邊型鋪設需求數(shù)量統(tǒng)計

其中工字型預制護坡塊I共需要造價約1萬元，但是傳統(tǒng)的六邊形護坡塊需要約1萬5千元，也驗證了工字型預制護坡塊I的經濟價值高，特別是大面積的鋪設時候，具有很好的推廣的前景。

上述未詳細說明的部分均為現(xiàn)有技術。