CN108316250A - 采用动态停淤库容分离泥石流的停淤排清技术及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用动态停淤库容分离泥石流的停淤排清技术及施工方法。本发明的目的是提供一种施工方便、安全可靠的采用动态停淤库容分离泥石流的停淤排清技术及施工方法。本发明的技术方案是：在泥石流沟的合适位置设置挡水坝，以在其上游形成泥石流停淤库容；分离泥石流初期，泥石流固体物质停积在泥石流停淤库容内，分离成洪水或含沙水后通过排水通道安全排出；多次泥石流将泥石流停淤库容淤积成平缓洼地后，依靠宽阔的库面和平缓的淤积表面坡度，泥石流流速迅速降低，使泥石流失去裹挟大块石的动力，大块石基本停积在库区入口，部分中小颗粒搬运到库中，细小颗粒和泥沙流入并沉积于挡水坝前洼地，至排水通道进口处已分离成洪水或含沙水。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用动态停淤库容分离泥石流的停淤排清技术及施工方法。适用于水利水电工程、地质灾害治理工程中的泥石流防治技术领域，尤其适用于常规“稳拦排”措施无法解决的大型泥石流沟的治理。
背景技术
我国西部山区地质条件复杂、地震烈度高，滑坡、山洪、泥石流等自然地质灾害越来越影响水电工程的建设和运行。泥石流治理最常规做法是沿沟修建若干拦挡结构(拦砂坝或谷坊)，稳沟固床，下游修建排导槽排导泥石流，再辅以植树造林等生物措施。
上述措施对于一般中小型泥石流是有效的，但对于大型泥石流，一般5～10m高的拦挡坝拦截作用有限，往往一次泥石流就淤满，而且这些拦挡坝大多建立在河床覆盖层上，当大型或特大型泥石流来临时，这些根基不稳的拦挡结构极可能被冲毁，其淤积的堵塞物体反而成为泥石流物源，加重泥石流灾害，我国甘肃就曾发生过泥石流冲毁一连串的拦砂坝(或谷坊)造成更大规模的泥石流灾害，给当地人民生命安全和国家经济造成极大的损伤。因此需要改进泥石流治理思路，以适应大型泥石流的治理。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种施工方便、安全可靠的采用动态停淤库容分离泥石流的停淤排清技术及施工方法。
本发明所采用的技术方案是：一种采用动态停淤库容分离泥石流的停淤排清技术，其特征在于：
在泥石流沟的合适位置设置挡水坝，以在其上游形成泥石流停淤库容；
分离泥石流初期，泥石流固体物质停积在泥石流停淤库容内，分离成洪水或含沙水后通过排水通道安全排出；
多次泥石流将泥石流停淤库容淤积成平缓洼地后，依靠宽阔的库面和平缓的淤积表面坡度，泥石流流速迅速降低，使泥石流失去裹挟大块石的动力，大块石基本停积在库区入口，部分中小颗粒搬运到库中，细小颗粒和泥沙流入并沉积于挡水坝前洼地，至排水通道进口处已分离成洪水或含沙水；
每次泥石流沉积的大块石不断上溯、形成动态淤积库容，达到分离泥石流只排洪水的目的。
所述泥石流停淤库容大于4～5倍一次泥石流总量，泥石流停淤库容的库面宽度大于所述泥石流沟宽度的5～10倍。
一种采用动态停淤库容分离泥石流的施工方法，其特征在于包括以下步骤：
a、调查研究泥石流沟特性，确定泥石流容重、流量、一次泥石流总量；
b、在泥石流沟的沟床坡度较缓段选定挡水坝的施工位置，以能够在挡水坝(3)上游形成泥石流停淤库容；
c、在挡水坝坝址上游修建与泥石流沟连通的导流排水洞；
d、在泥石流沟的选定位置进行挡水坝的施工；
e、挡水坝一侧岸坡开挖修建与泥石流停淤库容连通的排水通道。
所述挡水坝的施工包括以下步骤：先清除坝基上的杂草、树根、腐殖土；坝基上填筑一层排水过渡层；排水过渡层上分层填筑形成坝体，层厚80cm～120cm，并用振动碾碾压密实；坝体上游面依次施工排水过渡层、垫层和混凝土防渗护面。
本发明的有益效果是：本发明在泥石流沟的沟床坡度较缓、能形成较大库容的地方通过设置挡水坝形成足够库容，停淤泥石流固体物质，将泥石流分离成洪水或含沙水排出，改善了排导设施的运行条件，提高了泥石流防治的安全性。本发明克服了常规“稳拦排”措施无法解决的大型泥石流沟的治理问题，为泥石流防治技术的应用提供了新的思路和施工方法。
附图说明
图1为实施例的平面示意图。
图2为实施例的纵剖面示意图。
图3为实施例中挡水坝的剖面示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实施例为一种采用动态停淤库容分离泥石流的排导结构，具有原有的泥石流沟1，在泥石流沟1的沟床坡度较缓段设置阻断泥石流沟1的挡水坝3，以在挡水坝3上游形成泥石流停淤库容2，泥石流停淤库容2大于2～5倍一次泥石流总量，泥石流停淤库容2的库面宽度大于所述泥石流沟1宽度的5～10倍。本例中在泥石流停淤库容2下游连通排水通道4，排水通道4进口高程高于泥石流停淤库容2内的预计淤积高程，排水通道4按排泄洪水标准设计过流断面并考虑部分泥沙淤积超高。
本实施例在挡水坝3坝址上游修建与泥石流沟1连通的导流排水洞5或排水明渠，排导施工期上游来水，以在导流排水洞5或排水明渠下游形成挡水坝3干地施工条件。导流排水洞5坡度需大于4％，进口设置拦挡格栅5—1，避免进口和洞内淤堵。
如图3所示，本例中挡水坝3具有填筑于坝基3—1上的一层排水过渡层3—4，排水过渡层3—4上填筑有坝体3—2，坝体3—2上游面依次设有排水过渡层3—4、垫层3—3和混凝土防渗护面3—5，坝体3—2上游的排水过渡层3—4与该坝体下方的排水过渡层3—4连成一体。本实施例中挡水坝3采用工程开挖弃渣料填筑坝体3—2，坝体3—2分层填筑，层厚80cm～120cm，并用振动碾碾压密实。泥石流停淤库容2底部设有与挡水坝3相连的黏土铺盖3—6，用于防渗，淤积的泥沙也会形成天然防渗铺盖。
本实施例中排水通道4建在覆盖层基础上，采用混凝土或浆砌石衬砌保护，以避免冲刷破坏。
本实施例的具体施工方法如下：
a、首先充分调查研究泥石流沟1特性，确定泥石流容重、流量、一次泥石流总量等泥石流特征参数。
b、在泥石流沟1沿途寻找用于施工挡水坝3的合适位置，沟床坡度较缓、能形成较大库容的地方，以能够在挡水坝3上游形成泥石流停淤库容2。
c、在挡水坝3坝址上游修建与泥石流沟1连通的导流排水洞5或排水明渠，排导施工期上游来水，形成挡水坝3干地施工条件。
d、在泥石流沟1沿途的挡水坝3施工位置进行挡水坝3的施工，挡水坝3尽量选择当地材料或工程建筑物开挖弃渣料筑坝，以减少投资。
挡水坝3(以喷混凝土护面堆石坝为例说明)具体实施步骤如下：先清除坝基3—1杂草、树根、腐殖土，坝基3—1上填筑一层排水过渡层3—4，排水过渡层3—4上分层填筑坝体3—2，层厚80cm～120cm，并用振动碾碾压密实，坝体3—2上游面依次施工有排水过渡层3—4、垫层3—3和混凝土防渗护面3—5，坝前库底辅以黏土铺盖3—6防渗。
e、在挡水坝3一侧岸坡开挖修建永久排水通道4，排水通道4进口高程高于预计淤积高程，排水通道4按排泄洪水标准设计过流断面并考虑部分泥沙淤积超高。
本实施例中采用动态停淤库容分离泥石流的停淤排清技术的具体方法如下：
分离泥石流初期，泥石流固体物质停积在泥石流停淤库容2库内，分离成洪水或含沙水后通过排水通道4安全排出；
后期多次泥石流将泥石流停淤库容2淤积成平缓洼地后，不需要清淤，依靠宽阔的库面和平缓的淤积表面坡度，泥石流流速迅速降低，使泥石流失去裹挟大块石6的动力，大块石6基本停积在泥石流停淤库容2库区入口，部分中小颗粒7搬运到库中，只有细小颗粒和泥沙8才流入并沉积于坝前洼地，至排水通道4进口处已分离成洪水或含沙水。
这样每次泥石流沉积的大块石6不断上溯、形成动态淤积库容9，达到分离泥石流只排洪水的目的。
Claims (4)
1.一种采用动态停淤库容分离泥石流的停淤排清技术，其特征在于：
在泥石流沟(1)的合适位置设置挡水坝(3)，以在其上游形成泥石流停淤库容(2)；
分离泥石流初期，泥石流固体物质停积在泥石流停淤库容(2)内，分离成洪水或含沙水后通过排水通道(4)安全排出；
多次泥石流将泥石流停淤库容(2)淤积成平缓洼地后，依靠宽阔的库面和平缓的淤积表面坡度，泥石流流速迅速降低，使泥石流失去裹挟大块石(6)的动力，大块石(6)基本停积在库区入口，部分中小颗粒(7)搬运到库中，细小颗粒和泥沙(8)流入并沉积于挡水坝(3)前洼地，至排水通道(4)进口处已分离成洪水或含沙水；
每次泥石流沉积的大块石(6)不断上溯、形成动态淤积库容(9)，达到分离泥石流只排洪水的目的。
2.根据权利要求1所述的采用动态停淤库容分离泥石流的停淤排清技术，其特征在于：所述泥石流停淤库容(2)大于4～5倍一次泥石流总量，泥石流停淤库容(2)的库面宽度大于所述泥石流沟(1)宽度的5～10倍。
3.一种采用动态停淤库容分离泥石流的施工方法，其特征在于包括以下步骤：
a、调查研究泥石流沟(1)特性，确定泥石流容重、流量、一次泥石流总量；
b、在泥石流沟(1)的沟床坡度较缓段选定挡水坝(3)的施工位置，以能够在挡水坝(3)上游形成泥石流停淤库容(2)；
c、在挡水坝(3)坝址上游修建与泥石流沟(1)连通的导流排水洞(5)；
d、在泥石流沟(1)的选定位置进行挡水坝(3)的施工；
e、挡水坝(3)一侧岸坡开挖修建与泥石流停淤库容(2)连通的排水通道(4)。
4.根据权利要求3所述采用动态停淤库容分离泥石流的施工方法，其特征在于：所述挡水坝(3)的施工包括以下步骤：先清除坝基(3—1)上的杂草、树根、腐殖土；坝基(3—1)上填筑一层排水过渡层(3—4)；排水过渡层(3—4)上分层填筑形成坝体(3—2)，层厚80cm～120cm，并用振动碾碾压密实；坝体(3—2)上游面依次施工排水过渡层(3—4)、垫层(3—3)和混凝土防渗护面(3—5)。
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