CN107740381A - 一种基于废旧集装箱改造的开放式泥石流拦挡坝组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于废旧集装箱改造的开放式泥石流拦挡坝组，包括至少两个开放式拦挡坝，拦挡坝由一个或若干个集装箱与填料构成，集装箱的箱顶切割去除；若干个集装箱按照侧壁相互贴紧排列、端壁相互贴紧排列、倾斜接触排列、堆叠方式中的一种或几种构成组合结构；先将一个集装箱或一个集装箱组合结构设置于泥石流沟的一侧沟壁；若干个集装箱或若干个集装箱组合结构相互交错设置于泥石流沟的两侧沟壁，再向各集装箱的空腔内装满填料构成开放式泥石流拦挡坝组。本发明由废旧集装箱简单改造而成，强度大、结构牢，施工简单方便，施工速度快，能承受较大的泥石流冲击能量。
Description
技术领域：
本发明涉及泥石流拦挡坝组，尤其涉及一种基于废旧集装箱改造的开放式泥石流拦挡坝组。
背景技术：
泥石流灾害是我国山区地质灾害的主要类型之一，往往产生较大的人员伤亡与财产损失。以往，对泥石流的防治多采用重力式实体拦挡坝。重力式实体拦挡坝的做法可以采用毛石砌筑，也可以采用素混凝土或钢筋混凝土浇筑而成，此种方法主要依靠拦挡坝的自重和刚度来泥石流的冲击力。《泥石流灾害防治工程设计规范》中对重力式实体拦挡坝有详细描述。但诸如重力式实体拦挡坝在内的封闭式结构坝体，一方面在泥石流冲击下其排水孔很容易被泥沙或石块堵塞而丧失排水作用，另一方面泥石流多次通过后堆积物容易把拦挡坝库存区域充满，使拦挡坝的拦蓄功能丧失。
中国专利授权公告号CN102733352B公布了一种开放式泥石流拦挡坝组，包括至少两个拦挡坝，拦挡坝沿泥石流沟相互交错设置，使泥石流被逐级分流且其流速和冲击力逐级降低和减弱，且方便清淤作业。该专利的局限性在于：所提拦挡坝应属于传统的毛石砌筑、素混凝土或钢筋混凝土浇筑而成，其抵抗巨石冲击能力差，与巨石直接接触处易损坏，坝基容易受到泥石流的冲刷与掏空作用而发生损坏。
而另一方面，我国是集装箱的生产与使用大国，全球94％的集装箱由我国制造，同时，我国也是集装箱的淘汰大国，国内每年淘汰出运输业的废旧集装箱达30多万个。而废旧集装箱翻修成本很高，当作废品简单的回炉炼钢既浪费且不环保，目前仅有少量集装箱被改造成房屋、灾后临建房、流动展馆等。可见，还有待对数量庞大的废旧集装箱进行改造与利用，发掘其更大的潜在价值。
集装箱是一种用钢材造成供货物运输的设备，主要构件包括顶梁、底梁、门框架、侧壁、端壁、箱顶、角柱、角件等，其强度大、结构牢、焊接性高、水密性好，集装箱的外形如图1所示。若能够把废旧集装箱用于制作泥石流拦挡坝及坝组，一方面可以降低泥石流拦挡坝的造价与施工难度、提高拦挡坝的强度与稳定性，另一方面也为废旧集装箱的再利用提供新途径，显然符合资源再利用的发展需求。
可见，有必要探讨利用废旧集装箱制作开放式泥石流拦挡坝组，促进现有技术的革新与进步。
发明内容：
为了弥补现有技术问题的不足，本发明的目的是提供一种基于废旧集装箱改造的开放式泥石流拦挡坝组，其整体重量大、施工简便，抗泥石流冲击能力强，为逐级降低和减弱泥石流的流速和冲击力提供一种可靠的拦挡坝组。
本发明的技术方案如下：
基于废旧集装箱改造的开放式泥石流拦挡坝组，包括至少两个开放式拦挡坝，其特征在于，所述拦挡坝由一个或若干个去除箱顶的集装箱与填料构成；
若干个集装箱按照侧壁相互贴紧排列、端壁相互贴紧排列、倾斜接触排列、堆叠方式中的一种或几种构成组合结构；
多个集装箱或集装箱组合结构相互交错设置于泥石流沟的两侧沟壁，再向各集装箱的空腔内装满填料，由此构成开放式泥石流拦挡坝组。
所述的基于废旧集装箱改造的开放式泥石流拦挡坝组，其特征在于，所述的集装箱数量超过一个时，所用集装箱规格型号相同，组合结构中各集装箱的相邻角件用角件连接器固定相连，各集装箱之间用多道连接板焊接相连构成稳定的整体。
所述的基于废旧集装箱改造的开放式泥石流拦挡坝组，其特征在于，所述的由一个集装箱或若干个集装箱构成组合结构的底部与泥石流沟沟床之间设置混凝土垫层，混凝土垫层中设置钢筋。
所述的基于废旧集装箱改造的开放式泥石流拦挡坝组，其特征在于，所述的由一个或若干个集装箱形成组合结构的迎流面与泥石流来流方向相互垂直或倾斜相交，组合结构的末端与对岸沟壁之间的距离小于泥石流沟沟宽的1/2。
所述的基于废旧集装箱改造的开放式泥石流拦挡坝组，其特征在于，所述的集装箱施工前应进行防锈处理，且在集装箱的底板上均匀、对称的钻设有供填料中水排出的多排孔洞。
所述的基于废旧集装箱改造的开放式泥石流拦挡坝组，其特征在于，所述的填料为泥石流沟附近挖取的岩土体，集装箱的底板上铺设一层厚度不小于15cm的细沙或中砂。
所述的基于废旧集装箱改造的开放式泥石流拦挡坝组，其特征在于，所述的若干个集装箱之间若倾斜相交使各集装箱与沟壁之间构成四周封闭的空间，该空间中也装满填料，填筑时该空间的底部铺设一层厚度不小于30cm的细沙或中砂。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1、本发明开放式拦挡坝由废旧集装箱简单改造加工而成，有效利用了集装箱强度大、结构牢、空间体积大的特点，施工简单方便，施工速度快，为废旧集装箱的资源再利用提供了一种新途径；
2、本发明集装箱的空间体积大，集装箱及填料的总重量较大(单个集装箱装满碎石填料后总重量超过50t)，整体稳定性好，能承受较大的泥石流冲击能量，后期维护简单；
3、本发明包括至少两个拦挡坝，各拦挡坝相互交错设置于泥石流沟的两侧沟壁，组合结构的末端与对岸沟壁之间的距离小于泥石流沟沟宽的二分之一，使得泥石流的流速与冲击力被逐级降低与减弱，大大降低了泥石流的灾害强度，且各拦挡坝相互交错开口式的设置方便后期清淤车辆在拦挡坝间的穿梭通过与清淤作业；
4、本发明填料为泥石流沟附近挖取的岩土体，就地取材，简单方便，具有经济性与实用性；且集装箱底板上钻设多排供水体渗透的排水孔，使得填料内部总体保持干燥，集装箱不容易锈蚀，使用寿命较长。
附图说明：
图1为集装箱结构示意图。
图2为本发明去除箱顶后的集装箱结构示意图。
图3为本发明实施例1的泥石流拦挡坝布置示意图。
图4为本发明实施例1的泥石流拦挡坝组立体结构示意图。
图5为本发明实施例1的泥石流拦挡坝组俯视图。
图6为本发明实施例2的集装箱布置示意图。
图7为本发明实施例2的泥石流拦挡坝布置示意图。
图8为本发明实施例2的泥石流拦挡坝组立体结构示意图。
图9为本发明实施例2的泥石流拦挡坝组俯视图。
图10为本发明实施例3的集装箱布置示意图。
图11为本发明实施例3的泥石流拦挡坝布置示意图。
图12为本发明实施例3的泥石流拦挡坝组立体结构示意图。
图13为本发明实施例3的泥石流拦挡坝组俯视图。
图14为本发明实施例4的集装箱布置示意图。
图15为本发明实施例4的泥石流拦挡坝布置示意图。
图16为本发明实施例4的泥石流拦挡坝组立体结构示意图。
图17为本发明实施例4的泥石流拦挡坝组俯视图。
图18为本发明实施例5的集装箱布置示意图。
图19为本发明实施例5的泥石流拦挡坝布置示意图。
图20为本发明实施例5的泥石流拦挡坝组立体结构示意图。
图21为本发明实施例5的泥石流拦挡坝组俯视图。
图22为本发明实施例6的集装箱布置示意图。
图23为本发明实施例6的泥石流拦挡坝布置示意图。
图24为本发明实施例6的泥石流拦挡坝组立体结构示意图。
图25为本发明实施例6的泥石流拦挡坝组俯视图。
图26为本发明实施例7的集装箱布置示意图。
图27为本发明实施例7的泥石流拦挡坝布置示意图。
图28为本发明实施例7的泥石流拦挡坝组立体结构示意图。
图29为本发明实施例7的泥石流拦挡坝组俯视图。
图30为本发明实施例8的集装箱布置示意图。
图31为本发明实施例8的泥石流拦挡坝布置示意图。
图32为本发明实施例8的泥石流拦挡坝组立体结构示意图。
图33为本发明实施例8的泥石流拦挡坝组俯视图。
附图标记说明：1、集装箱；2、箱顶；3、角件；4、沟壁；5、填料；6、连接板。（图中箭头表示泥石流来流方向）
具体实施方式：
参见附图：
一种基于废旧集装箱改造的开放式泥石流拦挡坝组，包括至少两个开放式拦挡坝，拦挡坝由一个或若干个集装箱1与填料5组成，集装箱1的箱顶被切割去除；一个或若干个集装箱1按照侧壁相互贴紧排列、端壁相互贴紧排列、倾斜接触排列、堆叠等多种方式形成组合结构相互交错设置于泥石流沟的两侧沟壁4，各集装箱1的空腔内装满填料5，由此构成开放式泥石流拦挡坝组。
可根据需要采用不同的集装箱数量与排列方式，形成不同的实施方式。下面介绍几种实施例。
实施例1：如图3~图5所示，拦挡坝采用一个废旧集装箱1，集装箱1与泥石流沟壁的走向垂直设置，即集装箱1的长边与泥石流来流方向相互垂直，组合结构的末端与对岸沟壁之间的距离小于泥石流沟沟宽的二分之一。集装箱1的空腔内填满填料5。集装箱1的底部与泥石流沟沟床之间设置混凝土垫层，垫层中设置钢筋。本实施例适合于泥石流沟宽度较窄且泥石流的冲击能量相对较小的情况。
以常见的20GP规格集装箱为例，其外部尺寸为6.058m×2.438m×2.591m，空腔体积为33.1 m3，皮重2.3t。假设填料5的重度取1.7t/ m3，则单个集装箱的填料5重量为33.1×1.7=56.2t，单个集装箱的总重量(含皮重)可达到58t。集装箱及填料的总重量较大，整体稳定性好，能承受较大的泥石流冲击能量。
可按照下列步骤对基于废旧集装箱改造的开放式泥石流拦挡坝组进行施工：
第一步、根据泥石流沟沟宽、废旧集装箱尺寸、泥石流的流速与流量等参数设计开放式泥石流拦挡坝的具体设置位置及数量。把集装箱1的箱顶切割、去除，如图2所示。对集装箱1进行防锈处理，且在集装箱1的底板上均匀、对称的钻设多排孔洞，供填料5中水的排出。
第二步、平整拦挡坝具体设置位置处的泥石流沟床，并铺设钢筋混凝土垫层。
第三步、把废旧集装箱1置于钢筋混凝土垫层上，集装箱1的摆放姿态与设计方案一致。
第四步、在集装箱1的底板上铺设一层厚度不小于15cm的细沙或中砂，便于填料5中的水从集装箱1底板的孔洞中排出。向集装箱的空腔内抛入填料，诸如块石、砾石、片石、碎石之类的重度较大的填料5应填筑于集装箱1的中下部，集装箱1的中上部填筑重度相对较小的填料5。填料5应填满集装箱的空腔，甚至可以进行一定的堆高，并对填料进行压实。若干个集装箱1之间若倾斜相交使各集装箱1与沟壁4之间形成四周封闭的空间，该空间中也装满填料5，填筑时该空间的底部铺设一层厚度不小于30cm的细沙或中砂。
实施例2：如图6~图9所示，拦挡坝采用两个废旧集装箱1，两个集装箱1规格型号相同，两个集装箱1的侧壁紧密相连，组合结构中各集装箱的相邻角件3用角件连接器固定相连，各集装箱1之间用多道连接板6焊接相连形成稳定的整体。集装箱1与泥石流沟壁的走向垂直设置，即集装箱1的长边与泥石流来流方向相互垂直，组合结构的末端与对岸沟壁之间的距离小于泥石流沟沟宽的二分之一。集装箱1的空腔内填满填料5。集装箱1的底部与泥石流沟沟床之间设置混凝土垫层，垫层中设置钢筋。本实施例适合于泥石流沟宽度较窄且泥石流的冲击能量相对较大的情况。两个集装箱的总重量(含皮重)可达到116 t。施工方法与实施例1大体相同。
实施例3：如图10~图13所示，拦挡坝采用三个废旧集装箱1，三个集装箱1规格型号相同，组合结构中各集装箱的相邻角件3用角件连接器固定相连，各集装箱1之间用多道连接板6焊接相连形成稳定的整体。两个集装箱1的侧壁紧密相连，第三个集装箱1置于底部两个集装箱1其中之一的上部。集装箱1与泥石流沟壁的走向垂直设置，即集装箱1的长边与泥石流来流方向相互垂直，组合结构的末端与对岸沟壁之间的距离小于泥石流沟沟宽的二分之一。集装箱1的空腔内填满填料5。集装箱1的底部与泥石流沟沟床之间设置混凝土垫层，垫层中设置钢筋。本实施例适合于泥石流沟宽度较窄且泥石流的冲击能量相对较大的情况。三个集装箱的总重量(含皮重)可达到174 t。施工方法与实施例1大体相同。
实施例4：如图14~图17所示，拦挡坝采用两个废旧集装箱1，两个集装箱1规格型号相同，两个集装箱1的一侧角柱紧密接触、另一端相互远离形成“八”字形，集装箱1之间用多道长度不一的连接板6焊接相连形成稳定的整体。 “八”字形整体的对称轴线与泥石流沟壁的走向垂直，集装箱1的长边与泥石流来流方向倾斜相交，组合结构的末端与对岸沟壁之间的距离小于泥石流沟沟宽的二分之一。集装箱1的底部与泥石流沟沟床之间设置混凝土垫层，垫层中设置钢筋。集装箱1的空腔内填满填料5，两个废旧集装箱1与沟壁4之间形成的三角形空间地带也填满填料5。本实施例适合于泥石流沟宽度较窄且泥石流的冲击能量相对较大的情况。施工方法与实施例1大体相同。
两个集装箱的总重量(含皮重)可达到116 t。两个废旧集装箱1与沟壁4之间形成的三角形空间地带填满填料5后的重量也可达数十吨，该重量对维护组合结构的稳定性、提高组合结构的抗泥石流冲击能力有利。
实施例5：如图18~图21所示，拦挡坝采用两个废旧集装箱1，两个集装箱1规格型号相同，两个集装箱1倾斜相交，一个集装箱的一侧角柱与另一个集装箱的侧壁紧密接触，集装箱1之间用多道长度不一的连接板6焊接相连形成稳定的整体。迎流侧集装箱的长边与泥石流沟壁的走向垂直，组合结构的末端与对岸沟壁之间的距离小于泥石流沟沟宽的二分之一。集装箱1的底部与泥石流沟沟床之间设置混凝土垫层，垫层中设置钢筋。集装箱1的空腔内填满填料5，两个废旧集装箱1与沟壁4之间形成的三角形空间地带也填满填料5。本实施例适合于泥石流沟宽度较窄且泥石流的冲击能量相对较大的情况。施工方法与实施例1大体相同。
两个集装箱的总重量(含皮重)可达到116 t。两个废旧集装箱1与沟壁4之间形成的三角形空间地带填满填料5后的重量也可达数十吨，该重量对维护组合结构的稳定性、提高组合结构的抗泥石流冲击能力有利。
实施例6：如图22~图25所示，拦挡坝采用四个废旧集装箱1，四个集装箱1规格型号相同，两个集装箱之间端壁紧密接触并用连接板6焊接相连形成两组集装箱，两组集装箱一端的一侧角柱紧密接触、另一端相互远离形成“八”字形，两组集装箱1之间用多道长度不一的连接板6焊接相连形成稳定的整体。 “八”字形整体的对称轴线与泥石流沟壁的走向垂直，集装箱1的长边与泥石流来流方向倾斜相交，组合结构的末端与对岸沟壁之间的距离小于泥石流沟沟宽的二分之一。集装箱1的底部与泥石流沟沟床之间设置混凝土垫层，垫层中设置钢筋。集装箱1的空腔内填满填料5，四个废旧集装箱1与沟壁4之间形成的三角形空间地带也填满填料5。本实施例适合于泥石流沟宽度较宽且泥石流的冲击能量相对较大的情况。施工方法与实施例1大体相同。
四个集装箱的总重量(含皮重)可达到232 t。四个废旧集装箱1与沟壁4之间形成的三角形空间地带填满填料5后的重量也可达数十吨，该重量对维护组合结构的稳定性、提高组合结构的抗泥石流冲击能力有利。
实施例7：如图26~图29所示，拦挡坝采用四个废旧集装箱1，四个集装箱1规格型号相同，两个集装箱之间端壁紧密接触并用连接板6焊接相连形成两组集装箱，两组集装箱1倾斜相交，一组集装箱的一侧角柱与另一组集装箱的侧壁紧密接触，集装箱1之间用多道长度不一的连接板6焊接相连形成稳定的整体。迎流侧集装箱的长边与泥石流沟壁的走向垂直，组合结构的末端与对岸沟壁之间的距离小于泥石流沟沟宽的二分之一。集装箱1的底部与泥石流沟沟床之间设置混凝土垫层，垫层中设置钢筋。集装箱1的空腔内填满填料5，四个废旧集装箱1与沟壁4之间形成的三角形空间地带也填满填料5。本实施例适合于泥石流沟宽度较宽且泥石流的冲击能量相对较大的情况。施工方法与实施例1大体相同。
四个集装箱的总重量(含皮重)可达到232 t。四个废旧集装箱1与沟壁4之间形成的三角形空间地带填满填料5后的重量也可达数十吨，该重量对维护组合结构的稳定性、提高组合结构的抗泥石流冲击能力有利。
实施例8：如图30~图33所示，拦挡坝采用三个废旧集装箱1，三个集装箱1规格型号相同，两个集装箱之间端壁紧密接触并用连接板6焊接相连形成集装箱组，第三个集装箱与该集装箱组倾斜相交，第三个集装箱的一侧角柱与集装箱组的一侧角柱紧密接触，集装箱1之间用多道长度不一的连接板6焊接相连形成稳定的整体。两个集装箱焊接相连形成集装箱组设置于迎流侧，第三个集装箱的长边与泥石流沟壁的走向垂直，组合结构的末端与对岸沟壁之间的距离小于泥石流沟沟宽的二分之一。。集装箱1的底部与泥石流沟沟床之间设置混凝土垫层，垫层中设置钢筋。集装箱1的空腔内填满填料5，三个废旧集装箱1与沟壁4之间形成的三角形空间地带也填满填料5。本实施例适合于泥石流沟宽度较窄且泥石流的冲击能量相对较大的情况。施工方法与实施例1大体相同。
三个集装箱的总重量(含皮重)可达到174 t。三个废旧集装箱1与沟壁4之间形成的三角形空间地带填满填料5后的重量也可达数十吨，该重量对维护组合结构的稳定性、提高组合结构的抗泥石流冲击能力有利。
附图中仅展示了集装箱之间的若干种组合方式，按照所提思路，可以变更废旧集装箱的数量、废旧集装箱的排列与堆叠方式，形成其它组合方式的拦挡坝构型，其均属于本技术的等效修改与变更，此处不再赘述。
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于废旧集装箱改造的开放式泥石流拦挡坝组，包括至少两个开放式拦挡坝，其特征在于，所述拦挡坝由一个或若干个去除箱顶的集装箱与填料构成；
若干个集装箱按照侧壁相互贴紧排列、端壁相互贴紧排列、倾斜接触排列、堆叠方式中的一种或几种构成组合结构；
多个集装箱或集装箱组合结构相互交错设置于泥石流沟的两侧沟壁，再向各集装箱的空腔内装满填料，由此构成开放式泥石流拦挡坝组。
2.根据权利要求1所述的基于废旧集装箱改造的开放式泥石流拦挡坝组，其特征在于，所述的集装箱数量超过一个时，所用集装箱规格型号相同，组合结构中各集装箱的相邻角件用角件连接器固定相连，各集装箱之间用多道连接板焊接相连构成稳定的整体。
3.根据权利要求1所述的基于废旧集装箱改造的开放式泥石流拦挡坝组，其特征在于，所述的由一个集装箱或若干个集装箱构成组合结构的底部与泥石流沟沟床之间设置混凝土垫层，混凝土垫层中设置钢筋。
4.根据权利要求1所述的基于废旧集装箱改造的开放式泥石流拦挡坝组，其特征在于，所述的由一个或若干个集装箱形成组合结构的迎流面与泥石流来流方向相互垂直或倾斜相交，组合结构的末端与对岸沟壁之间的距离小于泥石流沟沟宽的1/2。
5.根据权利要求1所述的基于废旧集装箱改造的开放式泥石流拦挡坝组，其特征在于，所述的集装箱施工前应进行防锈处理，且在集装箱的底板上均匀、对称的钻设有供填料中水排出的多排孔洞。
6.根据权利要求1所述的基于废旧集装箱改造的开放式泥石流拦挡坝组，其特征在于，所述的填料为泥石流沟附近挖取的岩土体，集装箱的底板上铺设一层厚度不小于15cm的细沙或中砂。
7.根据权利要求1所述的基于废旧集装箱改造的开放式泥石流拦挡坝组，其特征在于，所述的若干个集装箱之间若倾斜相交使各集装箱与沟壁之间构成四周封闭的空间，该空间中也装满填料，填筑时该空间的底部铺设一层厚度不小于30cm的细沙或中砂。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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