一种透水式防波堤结构及其施工方法
阅读说明：本技术 一种透水式防波堤结构及其施工方法 (Water permeable breakwater structure and construction method thereof ) 是由 吴坚源 袁明明 吴坚麟 于 2021-08-12 设计创作，主要内容包括：本发明属于海洋工程技术领域,提供一种透水式防波堤结构及其施工方法,主要包括若干沉箱和挡浪板；所述沉箱包括自上而下设置的第一沉箱段和第二沉箱段,沿竖直方向,所述第一沉箱段的投影面积小于所述第二沉箱段的投影面积；所述沉箱上设置有供所述挡浪板装设的安装结构；所述挡浪板上设置有若干消浪孔；若干所述沉箱通过在侧部顺次叠设以形成防波堤,相邻两所述第一沉箱段之间形成有透水区,所述挡浪板设置在所述透水区上,且所述挡浪板的两端分别与不同的所述沉箱安装连接。本发明可以使得防波堤结构在具有较高透水率的前提下,并能确保在使用状态下时结构重心的稳定性,使用更为安全、可靠。(The invention belongs to the technical field of ocean engineering, and provides a water permeable breakwater structure and a construction method thereof, which mainly comprise a plurality of caissons and wave blocking plates; the caisson comprises a first caisson section and a second caisson section which are arranged from top to bottom, and the projection area of the first caisson section is smaller than that of the second caisson section along the vertical direction; the caisson is provided with an installation structure for installing the wave board; the wave blocking plate is provided with a plurality of wave dissipating holes; the caisson is sequentially stacked on the side part to form a breakwater, a water permeable area is formed between every two adjacent caisson sections, the breakwater is arranged on the water permeable area, and two ends of the breakwater are respectively connected with different caisson installation. The invention can ensure the stability of the gravity center of the breakwater structure in the use state on the premise of higher water permeability, and is safer and more reliable to use.)
技术领域
本发明属于海洋工程技术领域，具体涉及一种透水式防波堤结构及其施工方法。
背景技术
滨海防波堤工程一般位于港口水域外围，用以抵御风浪、保证港内有平稳水面，是确保船舶和港内设施安全所必不可少的水工建筑物。随着我国海洋经济的发展，对滨海水工建筑物的环保要求越来越高，特别是对于防波堤，要求其保持一定的透水率，以满足海洋环保和生态要求。
目前，传统技术上的防波堤结构，一般都是在其结构上部预留一过水通道，以进行透水操作；但是，这种结构形式下，在防波堤结构上预留的过水通道由于会受到结构上的限制，而无法设置太大，因此其透水率小，而且也容易造成防波堤结构的重心上移，给防波堤结构整体的使用带来安全隐患。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种透水式防波堤结构及其施工方法，以使得防波堤结构在具有较高透水率的前提下，并能确保在使用状态下时结构重心的稳定性，使用更为安全、可靠。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种透水式防波堤结构，包括若干沉箱和挡浪板；
所述沉箱包括自上而下设置的第一沉箱段和第二沉箱段，沿竖直方向，所述第一沉箱段的投影面积小于所述第二沉箱段的投影面积；所述沉箱上设置有供所述挡浪板装设的安装结构；
所述挡浪板上设置有若干消浪孔；若干所述沉箱通过在侧部顺次叠设以形成防波堤，相邻两所述第一沉箱段之间形成有透水区，所述挡浪板设置在所述透水区上，且所述挡浪板的两端分别与不同的所述沉箱安装连接。
作为优选，所述第一沉箱段和第二沉箱段之间设置有过渡段，沿所述第二沉箱段到所述第一沉箱段的方向，所述过渡段的截面积渐次变小。
作为优选，所述第二沉箱段上贯穿设置有透水洞，所述透水洞贯穿设置的两端分别位于所述防波堤的两侧。
作为优选，对应所述透水洞贯穿设置的两端在所述沉箱的底端设置有凸趾结构。
作为优选，所述安装结构包括设置在所述第一沉箱段上的插装槽，所述挡浪板的端部卡设在所述插装槽内。
作为优选，沿竖直方向，在所述插装槽的末端对应设置有支撑牛腿。
作为优选，沿所述透水区的长度方向，在所述沉箱上设置有若干所述安装结构，若干所述挡浪板相间隔地并排设置在同一所述透水区内；
同一透水区内相邻设置的所述挡浪板上的所述消浪孔为错位设置。
作为优选，所述防波堤的顶端设置有面板结构，所述面板结构靠近外海的一侧通长设置有挡浪墙。
作为优选，所述面板结构上相对所述挡浪墙的一侧设置有防护栏。
一种透水式防波堤结构的施工方法，适用于以上所述的一种透水式防波堤结构，包括以下步骤：
S10.根据设计要求开挖基槽，并在开挖好的基槽内进行回填、整平，以形成基床；
S20.预制所述沉箱和挡浪板，将预制好的所述沉箱安装在所述基床上并进行稳固操作，并将所述挡浪板装设在相邻两所述沉箱之间；
S30.在所述沉箱和挡浪板所形成的顶部端面上施工面板结构，并在所述面板结构上施建挡浪墙和防护栏。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括有：
本方案中所提供的一种防波堤结构，设置有沉箱和挡浪板，并巧妙地在沉箱上设置有投影面积不同的第一沉箱段和第二沉箱段，位于下方的第二沉箱段的投影面积要大于位于上方的第一沉箱段。这种结构形式下，可以有效地降低沉箱的重心，确保防波堤的稳定性；同时，可以在相邻的第一沉箱段之间直接形成透水区以及在第二沉箱段上设置更大的透水洞，大大地提高了防波堤结构的透水率，满足不同高程水层的透水要求，透水能力强。
此外，在第一沉箱段之间所形成的透水区内设置有挡浪板，并在挡浪板上设置消浪孔，从而实现在不同的高程上以挡住海水波浪，以大大降低波浪对防波堤内侧水域的影响，使得整个防波堤结构的使用更为稳定、安全、可靠。并且本方案中的沉箱和挡浪板均可进行预制生产，可有效缩短施工工期提高施工效率，并且便于推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的正视结构示意图。
图2为本发明的侧视剖视结构示意图。
图3为本发明沉箱的结构示意图。
其中：
10-防波堤；
1-沉箱，101-隔墙，11-第一沉箱段，111-插装槽，112-支撑牛腿，12-过渡段，13-第二沉箱段，131-透水洞，132-凸趾结构，14-透水区；
2-挡浪板，21-消浪孔；3-面板结构，31-挡浪墙，32-防护栏；4-海床，5-基床。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例1
如图1-3所示，本实施例中提供一种透水式防波堤结构，主要包括若干的沉箱1和若干的挡浪板2；若干的所述沉箱1通过在侧部顺次叠设以形成防波堤基础，所述挡浪板2则设置在相邻的两所述沉箱1之间以共同形成防波堤10。
具体地，所述沉箱1包括自上而下顺次设置的第一沉箱段11、过渡段12和第二沉箱段13。本实施例中，所述沉箱1沿竖直方向观察时，所述第一沉箱段11的投影面积为小于所述第二沉箱段13的投影面积，以使得所述沉箱1的重心可以有效降低，确保沉箱1在使用状态时的稳定性。
作为一种优选的方案，设置在所述第一沉箱段11和第二沉箱段13之间的所述过渡段12，沿所述第二沉箱段13到所述第一沉箱段11的方向，所述过渡段12的截面积为渐次变小。使得在所述沉箱1的中部形成有变截面式的过渡段12，以使得与水流的交汇更具协调性，降低浪流冲击响应。
同时，在这种结构形式下，还可以使得相邻两所述第一沉箱段11之间形成有透水区14，从而可以避免在所述沉箱1的中上部位置进行开孔设置，避免对沉箱1的结构造成影响；所述挡浪板2即设置在所述透水区14内，且所述挡浪板2的两端分别与不同的所述沉箱1安装连接。
作为一种优选的方案，本实施例中，在所述第二沉箱段13上贯穿地设置有透水洞131，所述透水洞131贯穿设置的两端分别位于所述防波堤10的两侧。当所述防波堤10呈直线排布设置时，所述透水洞131的长度方向即为与所述防波堤10的长度方向相垂直。此外，本方案中对应所述透水洞131贯穿设置的两端，在所述沉箱1的底端设置有凸趾结构132，以进一步便于所述沉箱1在基床上的平稳放置。本实施例中，所述凸趾结构132包括前凸趾和后凸趾，所述前凸趾和后凸趾分别朝向所述沉箱1的前后两侧凸出设置，而所述沉箱1的左右两侧，尤其为所述第二沉箱段13的左右两侧则设置为平面结构，以便于相邻两所述沉箱1的紧贴设置。
进一步地，在所述沉箱1上设置有供所述挡浪板2装设的安装结构。作为一种优选的方案，所述安装结构包括设置在所述第一沉箱段11上的插装槽111，所述挡浪板2的端部即卡设在所述插装槽111内。具体地，本实施例中的所述沉箱1内部为中空结构，以便于填充物的后填充操作；在所述沉箱1的内部设置有若干的隔墙101，以对所述沉箱1的内部中空结构进行区域划分，并兼作所述沉箱1的内部支撑结构。其中，所述插装槽111为仅设置在所述中空结构的侧壁上，而不与所述中空结构区域相连通。
作为一种优选的方案，沿所述沉箱1的竖直方向，在所述插装槽111的末端还对应设置有支撑牛腿112。所述挡浪板2卡设在所述插装槽111内时，其底端搭设在所述支撑牛腿112上，整体的结构受力性更好。本实施例中，所述沉箱1和所述挡浪板2均为采用钢筋混凝土结构预制形成。
此外，所述挡浪板2上设置有若干消浪孔21。并且沿所述透水区14的长度方向，即自外海侧向内侧水域的方向，在所述沉箱1上设置有若干所述安装结构；本实施例中，所述安装结构即为设置在所述第一沉箱段11上，以对应海面上的波浪。若干的所述挡浪板2相间隔地并排设置在同一所述透水区14内，并且同一透水区14内相邻设置的所述挡浪板2上的所述消浪孔21为错位设置，以避免多个所述挡浪板2上的消浪孔21形成通孔，从而提高挡浪效果。
本实施例中，在所述防波堤10的顶端还设置有面板结构3。其中，所述面板结构3亦为采用钢筋混凝土结构制成，所述防波堤10的顶部端面主要由所述沉箱1的顶部端面和所述挡浪板2的顶部端面组成，在其中一种应用实例中，应将所述挡浪板2的顶部端面控制在与所述沉箱1的顶部端面相持平。进一步地，位于所述沉箱1上的面板结构3可以采用现浇的方式制成，位于所述挡浪板2上的面板结构3则可以采用预制的方式。
进一步地，所述面板结构3靠近外海的一侧通长设置有挡浪墙31，在所述面板结构3上相对所述挡浪墙31的一侧则设置有防护栏32；本实施例中，所述挡浪墙31为采用钢筋混凝土结构，所述防护栏32可采用混凝土结构，亦可采用金属结构。
为了便于对本方案的进一步理解，本实施例中还提供有一种透水式防波堤结构的施工方法，适用于以上所述的一种透水式防波堤结构，具体包括以下步骤：
S10.根据设计要求，在海床4上开挖基槽，所述基槽应满足设计所要求的宽度和深度。
S11.在开挖好的基槽内进行块石回填，回填后需进行整平操作，以形成供所述沉箱1放置的基床5。
S20.预制所述沉箱1、挡浪板2和所述面板结构3。
S21.按照防波堤10的预设形状，将预制好的所述沉箱1排列布置以安装在所述基床5上；然后对所述沉箱1的内部空间进行中粗砂填充，以对所述沉箱1进行稳固操作。
S22.根据所述沉箱1上预留的所述插装槽111，将所述挡浪板2相间隔地装设在相邻两所述沉箱1之间对应的所述插装槽111内；其中，位于同一所述透水区14内相邻的两所述挡浪板2上的消浪孔21为错开设置。
S30.在所述沉箱1和挡浪板2所形成的顶部端面上施工所述面板结构3；其中，位于所述沉箱1顶部的面板结构3为现浇筑形成，位于所述挡浪板2上的面板结构3为预制形成。作为其中一种应用实例，可以先完成所述挡浪板2上的面板结构3的吊装安装，然后再基于相邻两所述挡浪板2上的面板结构3的基础上，完成位于中部的所述沉箱1的顶部的面板结构3的浇筑，以确保各面板结构3之间的衔接性，并能有效控制施工工期。
S31.在所述面板结构3上靠近外海的一侧施建挡浪墙31，所述挡浪墙31优选设置为钢筋混凝土结构。
S32.在所述面板结构3上靠近内侧水域的一侧施建防护栏32；其中，当所述防护栏32为采用金属材质制成时，应对所述防护栏32设置防腐措施。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。