CN102002927B - 一种复式泥石流排导槽 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复式泥石流排导槽。其结构包括用于排泄设计标准下的泥石流体的排导槽主槽，和用于排泄超设计标准的泥石流体的排导槽缓冲区；排导槽缓冲区位于排导槽主槽两侧，排导槽缓冲区的边界设有重力式挡土墙。与现有技术相比，本发明充分利用排导槽主槽两侧危险性较高的区域(超排导槽主槽设计标准时的泥石流泛滥区)与排导槽主槽共同构成复式泥石流排导槽，不但能提高泥石流排导槽的排导能力，增强排导槽对两侧保护对象的防护能力，而且对于土地资源极度紧缺的山区城镇和集镇，能有效提高土地利用率，有利于缓减人地矛盾，保障山区可持续发展。

Description

一种复式泥石流排导槽
技术领域
本发明涉及一种泥石流防治技术，特别是涉及一种土地利用率最大化的复式泥石流排导槽。
背景技术
泥石流灾害是我国地质灾害的主要类型之一。随着山区经济的发展、西部大开发的深化，泥石流工程治理需求越来越旺盛，泥石流排导槽是最为常用的泥石流治理工程措施之一，以往应用非常广泛，在将来泥石流工程治理中也必将大量应用。
泥石流排导槽是按照一定标准进行设计的，当泥石流规模在排泄设计标准内时，排导槽可以顺畅排泄泥石流；当泥石流规模超过或大大超过设计标准时，泥石流将会溢出排导槽，从而威胁排导槽两侧的城镇或重要设施。为了避免泥石流规模超过排导槽设计标准而造成巨大的人员伤亡和财产损失，如果采取提高排导槽设防标准，则势必增加工程规模而大幅度增加工程投资。比如，如果按常规的20年一遇或50年一遇的标准设计排导槽，那么当发生小概率事件的100年一遇的泥石流时，则势必不能有效保障排导槽两侧的城镇和重要设施；但是如果提高设防标准，按100年一遇甚至200年一遇的标准设计排导槽，那么过宽的排导槽不仅会增加工程投资，而且会占用大量土地资源，造成土地利用率的低下(毕竟发生100年一遇的泥石流属于小概率事件)。
在泥石流多发的山区，城市用地紧张、耕地稀缺，因此急需一种新型的泥石流排导槽，既能在现有规范下充分发挥对超标准泥石流的防灾减灾效能，又能充分利用泥石流排导槽两侧土地，提高土地利用率。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的不足，即针对目前泥石流排导槽型式单一、土地利用率低的问题，提供一种土地利用率最大化的复式泥石流排导槽；在通过城镇或居民点区段，将城市道路与排导槽主槽结合，或将亲水公园与排导槽主槽结合；在通过农田段时，将田间道路与排导槽主槽结合，或将临时耕地与排导槽主槽结合；采用复式泥石流排导槽代替单一型式，既提高排导槽的排导能力和对防护对象的保护能力，同时又提高了土地利用率。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
本发明提出的复式泥石流排导槽包括用于排泄设计标准(指排导槽主槽的设计标准)下的泥石流体的排导槽主槽，和用于排泄超设计标准(指排导槽主槽的设计标准)的泥石流体的排导槽缓冲区(指排导槽主槽两侧的一定范围内区域)；排导槽缓冲区位于排导槽主槽两侧，排导槽缓冲区的边界设有重力式挡土墙。
当所述复式泥石流排导槽通过城镇或居民点的区段时，排导槽缓冲区为城市道路或亲水公园；当所述复式泥石流排导槽通过农田段时，排导槽缓冲区为田间道路或临时耕地。即所述复式泥石流排导槽是将排导槽主槽两侧的缓冲区用于城区道路或临时耕地；这样的效果是，在没有发生超排导槽主槽设计标准泥石流的情况下，排导槽缓冲区内的城区道路或临时耕地能够正常使用，提高了土地的利用率，而如果发生超排导槽主槽设计标准的泥石流，那么所述复式泥石流排导槽仍然能够通过排导槽主槽和排导槽缓冲区的共同作用对泥石流体进行排导，从而对所述复式泥石流排导槽两侧的永久建筑物或农田进行有效防护。
所述排导槽缓冲区大小确定方法，根据土地利用最大化原则：当所述复式泥石流排导槽通过城镇或居民点的区段时，排导槽缓冲区的宽度由抵御最大规模泥石流和城市道路设计宽度、亲水公园规划宽度共同确定(即抵御最大规模泥石流所需宽度、城市道路设计宽度、亲水公园规划宽度，三者相比最大者确定为排导槽缓冲区的宽度)；当所述复式泥石流排导槽通过农田段时，排导槽缓冲区的宽度由抵御最大规模泥石流和田间道路设计宽度共同确定(即抵御最大规模泥石流所需宽度、田间道路设计宽度，两者相比最大者确定为排导槽缓冲区的宽度)；所述最大规模泥石流的标准一般采用100年一遇或200年一遇。为了给排导槽缓冲区以外区域提供充分的保护，在排导槽缓冲区的边界需设置重力式挡土墙将泥石流体约束在所述复式泥石流排导槽内。
所述排导槽主槽可以是软基消能型排导槽，或全衬砌型排导槽。当排导槽主槽采用横向贯穿齿槛软基消能型排导槽或全衬砌型排导槽时，其设计可以参照《泥石流防治指南》；当采用交错齿槛软基消能型排导槽时，其设计参照发明专利(专利号：ZL 2009 1 0058217.7)；当采用对称齿槛软基消能型排导槽时，其设计参照发明专利申请(申请号：201010198162.2)。
所述排导槽主槽的设计标准按照《泥石流防治工程设计规范》(报批稿)、《防洪标准》(GB50201-94)和《城市防洪工程设计规范》(GBJ79-2002)来确定。对于县级城镇，泥石流工程治理设防标准一般为20年一遇；当有特别重要的保护对象时，可依据相关政策或文件将设防标准提高至50年一遇。
所述重力式挡土墙的内侧(即面向排导槽缓冲区一侧)为直立墙体，重力式挡土墙的外侧(即背向排导槽缓冲区一侧)为斜坡面。重力式挡土墙的顶宽b为0.6-1.0m，重力式挡土墙的高度h为1.5-2.5m，基础埋置深度h1为0.5-1.0m；所述斜坡面的斜面水平宽度a与斜面竖向高度h2(斜面竖向高度等于重力式挡土墙高度减去基础埋置深度，即h2＝h-h1，h2为1.0-1.5m)之比的斜面横坡比降1∶n为1∶0.4-1∶1，即1∶n＝a∶h2＝a∶(h-h1)(斜面横坡比降等于斜面水平宽度与斜面竖向高度之比)。当所述复式泥石流排导槽某侧外有重要保护对象或特别重要保护对象时，应将该侧的重力式挡土墙高度h进行增高处理，增加高度0.5-1.0m。
所述重力式挡土墙可以采用钢筋混凝土结构，或混凝土结构，或浆砌石结构，或铅丝笼结构，或钢筋混凝土基础加混凝土墙体结构，或钢筋混凝土基础加浆砌石墙体结构，或混凝土基础加浆砌石墙体结构，或混凝土基础加铅丝笼墙体结构，或钢筋混凝土基础加铅丝笼墙体结构，等等。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：充分利用排导槽主槽两侧危险性较高的区域(超排导槽主槽设计标准时的泥石流泛滥区)与排导槽主槽共同构成复式泥石流排导槽，不但能提高泥石流排导槽的排导能力，增强排导槽对两侧保护对象的防护能力，而且对于土地资源极度紧缺的山区城镇和集镇，能有效提高土地利用率，有利于缓减人地矛盾，保障山区可持续发展。
附图说明
图1是复式泥石流排导槽的横截面示意图。
图2的复式泥石流排导槽通过城镇或居民点区段时的横截面结构示意图。
图3是复式泥石流排导槽通过农田段的横截面结构示意图。
图中标号如下：
1排导槽主槽                    2排导槽缓冲区
3重力式挡土墙
b重力式挡土墙顶宽              h重力式挡土墙高度
h1基础埋置深度                 a斜坡面的斜面水平宽度
h2斜坡面的斜面竖向高度         1∶n斜坡面的斜面横坡比降
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的优选实施例作进一步的描述。
实施例一
如图1、图2、图3所示。某泥石流流域面积为24.1km2、堆积扇面坡降为9.0％。在2500m长的泥石流堆积扇上，建所述复式泥石流排导槽。所述复式泥石流排导槽包括用于排泄设计标准下的泥石流体的排导槽主槽1，和用于排泄超设计标准的泥石流体的排导槽缓冲区2；排导槽缓冲区2位于排导槽主槽1两侧，排导槽缓冲区2的边界设有重力式挡土墙3。由于保护对象特别重要，排导槽主槽1的设计标准按照50年一遇设计，整个复式泥石流排导槽的最大规模泥石流标准为200年一遇(即最大排泄规模为200年一遇)；按照小流域水文计算方法，50年一遇泥石流流量305.0m3/s、200年一遇泥石流流量为434.0m3/s。
由于整个复式泥石流排导槽较长，既会通过城区，也会通过农田。针对通过城区的500m，采用复式泥石流排导槽横断面如图2所示。为了充分利用土地，将排导槽主槽1两侧的排导槽缓冲区2的一侧以城市道路方式利用、另一侧以亲水公园方式利用。按照通过50年一遇泥石流规模确定泥石流排导槽主槽1的宽度15.0m、深度3.5m，排导槽主槽1槽型采用横向贯穿齿槛软基消能型排导槽。按照城市道路规划支道宽度为14.0～18.0m，由于土地资源紧张，这里取14.0m；为了美化环境，在支道与排导槽主槽1之间设置1.0m宽绿化带，主要用作草地或种低矮灌木，合计利用为城市道路一侧的排导槽缓冲区2宽度15.0m(按照200年一遇泥石流规模，所需排导槽缓冲区2宽度小于15.0m)。为了对称排泄，利用为亲水公园一侧的排导槽缓冲区2宽度也设计为15.0m。按照200年一遇泥石流规模，确定复式泥石流排导槽边界的重力式挡土墙3的顶宽b为0.6m、高度h为1.5m，基础埋置深度h1为0.5m。重力式挡土墙3的内侧为直立墙体，重力式挡土墙3的外侧为斜坡面，斜坡面的斜面横坡比降1∶n为1∶0.4。重力式挡土墙3的结构为基础采用混凝土、墙体采用M7.5浆砌石。由于所述复式泥石流排导槽右侧分布重要保护对象，将右侧重力式挡土墙3作增高处理，增加高度为0.5m、宽度为0.6m，结构与重力式挡土墙3墙体同为M7.5浆砌石。
针对通过农田的2000m，采用复式泥石流排导槽横断面如图3所示。为了充分利用土地，将排导槽缓冲区2的一侧以田间道路方式利用、另一侧以临时耕地方式利用。按照通过50年一遇泥石流规模确定泥石流排导槽主槽1的宽度15.0m、深度3.5m，排导槽主槽1的槽型采用横向贯穿齿槛软基消能型排导槽。为了与下游城区段保持一致，两侧排导槽缓冲区2宽度均为15.0m。以临时耕地方式利用的排导槽缓冲区2一侧将其中8.0m用于田间道路、其余7.0m用于临时耕地。按照200年一遇泥石流规模，确定复式泥石流排导槽边界的重力式挡土墙3的顶宽b为0.6m、高度h为1.5m，基础埋置深度h1为0.5m。重力式挡土墙3的内侧为直立墙体，重力式挡土墙3的外侧为斜坡面，斜坡面的斜面横坡比降1∶n为1∶0.4。重力式挡土墙3的结构为基础采用混凝土、墙体采用M7.5浆砌石。
实施例二
如图1、图3所示。某泥石流流域面积为14.1km2、堆积扇面坡降为7.5％。为了保护沟口的铁路和高速公路，在2000m长的泥石流堆积扇上，建所述复式泥石流排导槽。所述复式泥石流排导槽包括用于排泄设计标准下的泥石流体的排导槽主槽1，和用于排泄超设计标准的泥石流体的排导槽缓冲区2；排导槽缓冲区2位于排导槽主槽1两侧，排导槽缓冲区2的边界设有重力式挡土墙3。排导槽主槽1的设计标准按照20年一遇设计，整个复式泥石流排导槽的最大规模泥石流标准为100年一遇(即最大排泄规模为100年一遇)；按照小流域水文计算方法，20年一遇泥石流流量136.0m3/s、100年一遇泥石流流量为230.0m3/s。
所述复式泥石流排导槽仅通过农田。为了充分利用土地，将排导槽缓冲区2的一侧以田间道路方式利用、另一侧以临时耕地方式利用。按照通过20年一遇泥石流规模确定泥石流排导槽主槽1的宽度8.0m、深度2.5m，排导槽主槽1的槽型采用全衬砌型排导槽。综合考虑抵御100年一遇规模泥石流所需两侧排导槽缓冲区2宽度和田间道路设计宽度，两侧排导槽缓冲区2宽度均取为6.0m。按照100年一遇泥石流规模，确定复式泥石流排导槽边界的重力式挡土墙3的顶宽b为1.0m、高度h为2.5m，基础埋置深度h1为1.0m。重力式挡土墙3的内侧为直立墙体，重力式挡土墙3的外侧为斜坡面，斜坡面的斜面横坡比降1∶n为1∶1。在穿过铁路和高速公路的上下游40m范围内，将两侧重力式挡土墙3作增高处理，增加高度为1.0m、宽度为1.0m。重力式挡土墙3的结构为M7.5浆砌石。重力式挡土墙3的结构还可以是钢筋混凝土结构，或混凝土结构，或铅丝笼结构，或钢筋混凝土基础加混凝土墙体结构，或钢筋混凝土基础加浆砌石墙体结构，或混凝土基础加铅丝笼墙体结构，或钢筋混凝土基础加铅丝笼墙体结构。

Claims (9)

1.一种复式泥石流排导槽，其特征在于：所述复式泥石流排导槽包括用于排泄设计标准下的泥石流体的排导槽主槽(1)，和用于排泄超设计标准的泥石流体的排导槽缓冲区(2)；排导槽缓冲区(2)位于排导槽主槽(1)两侧，排导槽缓冲区(2)的边界设有重力式挡土墙(3)；当所述复式泥石流排导槽通过城镇或居民点的区段时，排导槽缓冲区(2)为城市道路或亲水公园；当所述复式泥石流排导槽通过农田段时，排导槽缓冲区(2)为田间道路或临时耕地。
2.根据权利要求1所述的复式泥石流排导槽，其特征在于：排导槽主槽(1)为软基消能型排导槽，或全衬砌型排导槽。
3.根据权利要求1或2所述的复式泥石流排导槽，其特征在于：当所述复式泥石流排导槽通过城镇或居民点的区段时，排导槽缓冲区(2)的宽度由抵御最大规模泥石流和城市道路设计宽度、亲水公园规划宽度共同确定；所述最大规模泥石流的标准为100年一遇或200年一遇。
4.根据权利要求1或2所述的复式泥石流排导槽，其特征在于：当所述复式泥石流排导槽通过农田段时，排导槽缓冲区(2)的宽度由抵御最大规模泥石流和田间道路设计宽度共同确定；所述最大规模泥石流的标准为100年一遇或200年一遇。
5.根据权利要求1或2所述的复式泥石流排导槽，其特征在于：排导槽主槽(1)的设计标准为20年一遇或50年一遇。
6.根据权利要求1或2所述的复式泥石流排导槽，其特征在于：重力式挡土墙(3)的内侧为直立墙体，重力式挡土墙(3)的外侧为斜坡面。
7.根据权利要求6所述的复式泥石流排导槽，其特征在于：重力式挡土墙(3)的顶宽b为0.6-1.0m，高度h为1.5-2.5m，基础埋置深度h1为0.5-1.0m；所述斜坡面的斜面水平宽度a与斜面竖向高度h2之比的斜面横坡比降1∶n为1∶0.4-1∶1。
8.根据权利要求7所述的复式泥石流排导槽，其特征在于：当所述复式泥石流排导槽某侧外有重要保护对象或特别重要保护对象时，该侧的重力式挡土墙(3)的高度h增加0.5-1.0m。
9.根据权利要求1或2所述的复式泥石流排导槽，其特征在于：重力式挡土墙(3)为钢筋混凝土结构，或混凝土结构，或浆砌石结构，或铅丝笼结构，或钢筋混凝土基础加混凝土墙体结构，或钢筋混凝土基础加浆砌石墙体结构，或混凝土基础加浆砌石墙体结构，或混凝土基础加铅丝笼墙体结构，或钢筋混凝土基础加铅丝笼墙体结构。
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