[发明专利]一种冲刷坑的修复结构及冲刷坑修复施工方法

说明书

本发明提供一种冲刷坑的修复结构及冲刷坑的修复施工方法，包括将冲刷坑填满的多个柔性丝型填充物，所述柔性丝型填充物内附设配重体，所述配重体包裹于所述柔性丝型填充物内，所述柔性丝型填充物为高分子材料制成的具有可压缩性的随型乱丝状实体。施工使可采用船抛的方式，利用内设配重体的柔性丝型填充物的自重沉降于冲刷坑内。本发明的有益效果是结构简单，施工便利，修复防护效果好，生态环保，易于推广。

技术领域

本发明涉及水下构筑物防冲刷领域，具体为一种冲刷坑的修复结构及冲刷坑修复施工方法。

背景技术

冲刷是海洋、水运、水利和桥梁等多个工程领域内的都较为常见问题，水下构筑物的存在明显改变了原有水域的流场状态，建筑物周边往往会产生强劲的水流或高速旋转的旋涡，从而产生较强的冲刷能力，导致构筑物周边中形成明显的局部冲刷坑。以海上的墩柱基础形式为例，已有试验和研究成果表明，在波浪、水流等自然条件的作用下，沿水流流动方向，桩迎水侧形成下降流和马蹄形漩涡，桩基两侧流线收缩，桩基的背水侧出现尾涡，并可能伴随着涡流发散和脱落，形成复杂多变的三维流态，水流流态极为紊乱，桩前的漩涡和桩侧收缩的流线大大增强了水流对底床床面的剪切能力和泥沙输运能力，尾涡的不断脱落夹带着部分泥沙并将其输送到下游，最终在结构物周围形成明显的局部冲刷坑。冲刷坑的形成将导致结构基础的承载能力降低，严重的可能导致结构整体失稳：比如在桥梁工程中，被毁桥梁的绝大多数是由于桥墩基础的局部冲刷引起的桥墩埋深减小所致；再比如，我国已建成得海上风电场，近年来基本都出现了不同程度的冲刷现象，不少桩基的最大冲刷深度已远超设计冲刷深度，严重威胁风机安全。以江苏沿岸的粉砂质海岸为例，单桩基础的海上风电结构冲刷现象较为普遍，部分工程单个风电基础的地基冲刷深度超10米，冲刷范围达50米，桩基结构的承载能力明显降低，增加工程安全隐患。

为保证工程安全，须对结构进行冲刷修复。目前，常规方式主要采用回填块石或砂的方式对冲刷坑进行填充恢复，其上设置专门的护底块石、软体排等防冲刷措施。根据构筑物的形式不同，构筑物周边的冲刷坑形态和尺寸千差万别，周边流场条件复杂、恶劣，冲刷坑的修复也较为困难，传统的修复方式存在较多问题：

砂子颗粒微小，水流作用下，散粒形式无法回填定位，一般需装袋后施工下沉。袋装砂的抛填也较难实施，若随机抛填将导致砂袋之间排布凌乱，砂袋之间、砂袋与坑壁之间容易产生孔隙较大，为水流冲刷提供了通道，无法对地基土形成较好的防护，容易造成二次冲刷，分层规则垒砌可以减小孔隙，受冲刷坑附近漩涡水流影响船舶设备较难靠近冲坑、较难定位，水下分层规则垒砌较难实现，也较难适应各种各样的不规则冲刷坑形态。采用块石回填可以缓解以上袋装砂施工的难题，但在水流作用下，块石规格大小不一，散体材料抛填过程中较容易流失或偏离冲刷坑位置，再加之船机定位困难，这将导致冲刷坑周边的非冲刷区域散落较多回填块石，一方面大大增加回填料工程量，另一方面在围绕坑外这些高出原泥面、凌乱散落的块石，周边流场形态会继续改变，形成新的冲刷，从而继续加大冲刷范围。砂、石填料的回填工程量大，修复方案造价较高，开山、挖砂等砂石材料的开发方式也会对环境产生较为不利的影响。有些情况下，还需要根据计算情况在填料表面铺设具有一定级配分层的护底块石、土工织物或软体排等防冲刷措施，不仅增加额外造价，整个修复方案施工工序也更为复杂。

面对以上情况，冲刷坑修复中急需探寻一种新型的方式，解决传统冲刷坑修复方式中存在的问题。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种冲刷坑的修复结构及冲刷坑修复施工方法，克服了现有技术中的不足。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种冲刷坑的修复结构，包括将冲刷坑填满的多个柔性丝型填充物，所述柔性丝型填充物内附设配重体，所述配重体包裹于所述柔性丝型填充物内，所述柔性丝型填充物为具有可压缩性的随型乱丝状实体。

可选的，所述柔性丝型填充物为高分子材料制成。

可选的，所述高分子材料为聚乙烯或聚丙烯，以及前述材料的混合物。