CN108914886B - 一种泥石流分级消能的排导设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泥石流分级消能的排导设备，包括V字形的排导槽，所述排导槽上每隔固定长度均设置有一个消能池，相邻的两个所述消能池之间连接有消能阶梯段，所述消能池的底端设置有清淤液压起重装置，所述排导槽的底端设置有安全护网，所述排导槽与所述消能阶梯段的左右两侧均设置有若干棱台固定桩，本发明通过排导槽的V形槽保证泥石流顺利排导，通过消能池以及消能阶梯对泥石流进行分级消能，再利用安全护网进一步滤除可能会造成危险的大块的石块树木等，最后利用清淤液压起重装置配合清理消能池内的泥石流，做到多级消能，顺利排导，而且不留淤泥，本发明的排导消能设备安装稳定，消能排导效果好，而且能够多次重复使用。

Description

一种泥石流分级消能的排导设备

技术领域

本发明涉及泥石流排导设备技术领域，具体为一种泥石流分级消能的排导设备。

背景技术

泥石流是暴雨、洪水将含有沙石且松软的土质山体经饱和稀释后形成的洪流，它的面积、体积和流量都较大，而滑坡是经稀释土质山体小面积的区域，典型的泥石流由悬浮着粗大固体碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥浆组成。在适当的地形条件下，大量的水体浸透流水山坡或沟床中的固体堆积物质，使其稳定性降低，饱含水分的固体堆积物质在自身重力作用下发生运动，就形成了泥石流。泥石流是一种灾害性的地质现象。通常泥石流爆发突然、来势凶猛，可携带巨大的石块。因其高速前进，具有强大的能量，因而破坏性极大。泥石流流动的全过程一般只有几个小时，短的只有几分钟。泥石流是一种广泛分布于世界各国一些具有特殊地形、地貌状况地区的自然灾害，是山区沟谷或山地坡面上，由暴雨、冰雪融化等水源激发的、含有大量泥沙石块的介于挟沙水流和滑坡之间的土、水、气混合流。泥石流大多伴随山区洪水而发生。它与一般洪水的区别是洪流中含有足够数量的泥沙石等固体碎屑物，其体积含量最少为15％，最高可达80％左右，因此比洪水更具有破坏力。

泥石流的主要危害是冲毁城镇、企事业单位、工厂、矿山、乡村，造成人畜伤亡，破坏房屋及其他工程设施，破坏农作物、林木及耕地。此外，泥石流有时也会淤塞河道，不但阻断航运，还可能引起水灾。影响泥石流强度的因素较多，如泥石流容量、流速、流量等，其中泥石流流量对泥石流成灾程度的影响最为主要。此外，多种人为活动也在多方面加剧这上述因素的作用，促进泥石流的形成。泥石流经常发生在峡谷地区和地震火山多发区，在暴雨期具有群发性。它是一股泥石洪流，瞬间爆发，是山区最严重的自然灾害。

我国是一个多山的国家，山区的地形地质条件复杂，在一些极端气候条件下形成的山洪泥石流给当地人民的生产和生活带来了严重影响。因此，泥石流防治工作对于保障人民生命财产安全，促进社会经济发展具有重要意义。泥石流排导槽是泥石流防治工程中的一类重要工程，根据当地泥石流流通区的地形地貌条件并结合泥石流自身的特点，许多专家和学者提出了各种类型的排导槽结构。目前，泥石流排导槽常用的结构形式为东川槽(软基消能槽)和V型槽。但是东川槽是利用横向肋槛拦挡部分泥石流，通过泥石流与沟床物质之间的强烈搅拌、混掺，消去其大部分动能，从而降低泥石流下泄过程中的流速；但由于泥石流在向下游运动过程中，其能量得到了大部分的消减，流速逐渐降低，导致极有可能发生淤积，进而导致排导槽功能的失效。V形槽避免堵塞但是消能不足无法适用于斜坡较陡的区域。

例如，申请号为的201210473570.3，名称为一种消能排导兼顾的泥石流排导槽及其应用的发明专利。

该发明用阶梯设计沿程消耗泥石流能量，同时采用凹槽设计助于泥石流的排导，使得本发明的泥石流排导槽既具有较高的效能率，又具有良好的排导能力；通过调节台阶高度和长度、调节凹槽大小和形状，使得本发明的泥石流排导槽可用于任意坡降、任意流体性质的泥石流防治。

但是，现有的泥石流消能排导设备仍然存在以下缺陷：

现有的泥石流消能排导设备采用的东川槽的易发生堵塞，采用V形槽的消能不足，如果排导不足容易发生危险；但是采用上述发明中所述的梯形凹槽，其凹槽底部承受泥石流大部分重力，底部冲击大，而且消能的能力有限；效能性能良好的深潭消能存在后期难以清理，而且不利于效能过程排导，现急需一种消能性能好，排导能力强而且便于后期的设备清理的装置。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种泥石流分级消能的排导设备，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种泥石流分级消能的排导设备，包括V字形的排导槽，所述排导槽上每隔固定长度均设置有一个消能池，相邻的两个所述消能池之间连接有消能阶梯段，所述消能池的底端设置有清淤液压起重装置，所述排导槽的底端设置有安全护网，所述排导槽与所述消能阶梯段的左右两侧均设置有若干棱台固定桩；

进一步地，所述清淤液压起重装置包括连接在所述消能池上的顶升块，所述顶升块的表面上设置有契合安装凹槽，所述顶升块下端连接有活塞，所述活塞下端连接有活塞杆，所述活塞杆设置在内缸内，所述内缸的外端设置有外缸，所述外缸的底端设置有安装重块底座。

进一步地，所述排导槽包括V字形的导槽棱角底板，所述导槽棱角底板的左右两端均连接有竖直向上的一体板，所述一体板的上端连接有弧边引入板。

进一步地，所述消能池的左端设置有高坡护板，所述高坡护板的右侧设置有低波护板，所述消能池内设置有底托。

进一步地，所述底托包括两光滑三角侧面，两个所述光滑三角侧面之间设置有倾斜面，所述倾斜面的上设置有V字形的内凹棱角。

进一步地，所述消能阶梯段包括若干阶梯棱角底板，所述阶梯棱角底板的左右两侧均设置有连接在所述棱台固定桩内壁上的阶梯侧面装钉板。

进一步地，所述安全护网包括滤石网面，所述滤石网面的下端连接有棱角网底面，滤石网面和棱角网底面的左右两端均连接有护网张紧安装柱，所述护网张紧安装柱的底端设置有若干紧固插桩。

进一步地，所述棱台固定桩的底端设置有插装架，所述插装架上设置有若干棱台插桩，所述一体板与所述棱台固定桩的内壁连接处设置有防水密封垫。

进一步地，所述清淤液压起重装置的外端设置有一层淤泥隔挡护罩。

进一步地，所述滤石网面和所述棱角网底面与护网张紧安装柱连接处设置有若干扣环。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过排导槽的V形槽保证泥石流顺利排导，通过消能池以及消能阶梯对泥石流进行分级消能，再利用安全护网进一步滤除可能会造成危险的大块的石块树木等，最后利用清淤液压起重装置配合清理消能池内的泥石流，做到多级消能，顺利排导，而且不留淤泥，有效解决了背景技术中的问题。

附图说明

图1为本发明整体侧面结构示意图；

图2为本发明的整体俯视面结构示意图；

图3为本发明的A-A处剖面的结构示意图；

图4为图3中不含棱台固定桩的结构示意图；

图5为本发明固定桩内壁的连接结构示意图；

图6为本发明B-B处剖面的结构示意图；

图7为本发明中清淤液压起重装置未顶升时消能池的结构示意图；

图8为本发明中清淤液压起重装置顶升工作时消能池结构示意图；

图9为本发明底托的结构示意图；

图10为本发明中清淤液压起重装置的结构示意图；

图11为本发明安全护网的结构示意图。

图中标号：

1-排导槽；2-消能池；3-消能阶梯段；4-清淤液压起重装置；5-安全护网；6-棱台固定桩；

101-导槽棱角底板；102-一体板；103-弧边引入板；

201-高坡护板；202-低波护板；203-底托；

2031-光滑三角侧面；2032-倾斜面；2033-内凹棱角；

301-阶梯棱角底板；302-阶梯侧面装钉板；

401-顶升块；402-活塞；403-活塞杆；404-内缸；405-外缸；406-内缸底板；407-外缸底板；408-安装重块底座；409-契合安装凹槽；410-淤泥隔挡护罩；

501-护网张紧安装柱；502-紧固插桩；503-滤石网面；504-棱角网底面；

601-插装架；602-棱台插桩；603-防水密封垫；604-咬合螺钉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1与图2所示，本发明提供了一种泥石流分级消能的排导设备包括V字形的排导槽1，排导槽1上每隔固定长度均设置有一个消能池2，相邻的两个消能池2之间连接有消能阶梯段3，消能池2的底端设置有清淤液压起重装置4，排导槽1的底端设置有安全护网5，排导槽1与消能阶梯段3的左右两侧均设置有若干棱台固定桩6。

本发明的具体实施过程以及消能排导的原理是，首先需要在山体上寻找若干地势凹陷可用于铺设排导槽1的沟壑，寻找好合适的地方后对沟壑进行简单的处理，然后在沟壑上铺设好排导槽1，而且在消能池2的地方挖掘较深的空腔潭，保证消能池2紧密固定在空腔潭内，相邻的两个消能池2的距离均匀设置在10-20米的距离之间，具体大小根据山体实际高度作决定，山体高度高的适当缩小两消能池2之间的距离，保证消能足够，避免出现消能池2过载导致消能不足的情况出现。铺设安装好之后，保证每个淤液压起重装置4旁安装一个用于改变液压状态的驱动机。(该驱动机一般是内燃机驱动，耗材一般为柴油。)最后将棱台固定桩6分别固定在排导槽1的两侧，棱台固定桩6的梯形直角边作为安装边，斜边作为支撑外边，保证棱台固定桩6装钉的强度。

安装好设备之后，当山体发生泥石流时，由于沟壑的地势低下，泥石流会顺着排导槽1向下流，排导槽1设置的是V字槽，而且排导槽1内没有其他的阻挡消能装置，泥石流顺着排导槽1向下流动，泥石流中包含水，泥，砂石，树木等，当泥石流流淌到消能池2时会流到消能池2内，此时泥石流斜向下的动能转被消能池2吸收。泥石流经过多层消能池后其动能几乎损失殆尽。相邻的两个消能池2之间设置有若干层的消能阶梯段3，每经过一层阶梯，泥石流的动能会被消减一层。经过阶梯段和消能池2的双重消能之后，泥石流会顺着排导槽1流到安全护网5的位置，此时安全护网5处的泥石流的流动速度很慢，利用安全护网5进一步滤除可能会造成危险的大块的石块树木等。滤除后的流体被排导到威胁不到人类生命财产安全的地方去。

整个消能排导设备，根据山体的大小均匀设置在山体的一周，各个排导设备的组合，保证处理到整个山体的泥石流。

如图3与图4所示，本发明中排导槽1包括V字形的导槽棱角底板101，导槽棱角底板101的左右两端均连接有竖直向上的一体板102，一体板102的上端连接有弧边引入板103。

排导槽1利用V字形的导槽，泥石流在V字形的槽体内，其重力被分成两个垂直于排导槽1侧壁向下的压力，此时力的作用有两个，一个是向下推动排导槽1一个是向两边挤压排导槽1，因为排导槽1的侧壁被处理的沟壑支撑，所以排导槽1能够保持长久稳定。相较于平底的导槽，本发明中的V字形导槽在相同材质的情况下，承受泥石流最大重力方面更加优秀，使用寿命更长。弧边引入板103利用沟壑的低洼特点，增设弧边引入板103更方便地聚集泥石流进入排导槽1内排导。一体板102保证了排导槽1的深度，避免泥石流在排导过程溢出造成不可控的危险出现。

如图5所示，本发明中棱台固定桩6的底端设置有插装架601，插装架601上设置有若干棱台插桩602，一体板102与棱台固定桩6的内壁连接处设置有防水密封垫603。

棱台固定桩6的安装过程是，一体板102与棱台固定桩6的直角边处的内壁固定时，在两者的夹层之间设置防水密封垫603，防水密封垫603避免了泥石流渗入到装钉处，造成装钉不稳固。而且在棱台固定桩6的底端设置的棱台插桩602可直接插入到沟壑的稳固点，进一步提高安装的稳定性。

如图6所示，本发明中消能阶梯段3包括若干阶梯棱角底板301，阶梯棱角底板301的左右两侧均设置有连接在棱台固定桩6内壁上的阶梯侧面装钉板302。

消能阶梯段3中间的导流槽依然采用V字形的导流槽，消能阶梯段3层层导流泥石流，为了保证消能阶梯段3安装的稳固性，在棱台固定桩6上也安装侧面装钉板302，将消能阶梯段3的每一级阶梯固定安装在棱台固定桩6上。

如图7与图8所示，本发明中消能池2的左端设置有高坡护板201，高坡护板201的右侧设置有低波护板202，消能池2内设置有底托203。

消能池2可能在蓄存泥石流时造成较大的冲击，为了保证消能池2能够承受住泥石流的冲击，在消能池2的两侧设置护板，而且泥石流出口处的低波护板202上端设置成光滑的弧状，方便泥石流导出，避免直接碰撞低波护板202的侧壁造成侧壁断裂。消能池2内设置的底托203在存蓄时，充当消能池2的底板，在清理时需要利用底托203配合顶升装置将存蓄的淤泥托起，然后冲洗。

如图9所示，本发明中底托203包括两光滑三角侧面2031，两个光滑三角侧面2031之间设置有倾斜面2032，倾斜面2032的上设置有V字形的内凹棱角2033。

为了保证顶升起的底托203与左右两侧的排导槽1连接吻合，底托203的上表面也设置成V字的内凹棱角2033。而且倾斜面2032更能够保证在淤泥托起后能够顺利向下流动。

如图10所示，本发明中清淤液压起重装置4包括连接在底托203底面的顶升块401，顶升块401的表面上设置有与底托203互相匹配的契合安装凹槽409，顶升块401下端连接有活塞402，活塞402下端连接有活塞杆403，活塞杆403设置在内缸404内，内缸404的外端设置有外缸405，外缸405的底端设置有安装重块底座408。

清淤液压起重装置4的主要共工作过程是，在驱动设备的驱动下，液压缸内的液压发生改变，当液压的压力增大时，液压会压动活塞402顶动顶升块401向上移动，带着底托203向上移动，在驱动设备减小液压缸内的液压时活塞402连带着活塞杆403下降，此时顶升块401恢复到最初的位置，底托203顶升完成回到原处。

如图10所示，本发明中清淤液压起重装置4的外端设置有一层淤泥隔挡护罩410。

在泥石流进入到消能池2时，可能会出现小部分泥石流顺着底托203的狭缝渗入到清淤液压起重装置4处，为了避免清淤液压起重装置4内的设备受到泥石流侵蚀出现异常，在清淤液压起重装置4的外端设置有一层淤泥隔挡护罩410避免清淤液压起重装置4内进入泥石流。

如图11所示，本发明中安全护网5包括滤石网面503，滤石网面503的下端连接有棱角网底面504，滤石网面503和棱角网底面504的左右两端均连接有护网张紧安装柱501，护网张紧安装柱501的底端设置有若干紧固插桩502。

安全网保持和排导槽1的高度契合性，张紧安装柱501拉伸网面，给网面提供足够的张紧度，紧固插桩502进一步地保证护网张紧安装柱501的稳定性。

如图11所示，本发明中滤石网面503和棱角网底面504与护网张紧安装柱501连接处设置有若干扣环。

扣环安装保证了安全护网5安装的弹性，避免固定式捆绑的连接方式，导致在泥石流冲撞网面时造成网面破裂。

值得一提的是，本发明在对泥石流消能排导之后，需要将消能池内余下的泥石流进行清理，清理过程需要清淤液压起重装置将泥石流托起，然后在排导槽的顶端施加高压水流冲刷。完成之后清淤液压起重装置恢复到原状，等待下次泥石流发生时再次对泥石流消能。

本发明的优点在于利用排导槽的V形槽保证泥石流顺利排导，通过消能池以及消能阶梯对泥石流进行分级消能，再利用安全护网进一步滤除可能会造成危险的大块的石块树木等，最后利用清淤液压起重装置配合清理消能池内的泥石流，做到多级消能，顺利排导，而且不留淤泥，有效解决了现有的泥石流消能排导设备采用的东川槽的易发生堵塞，采用V形槽的消能不足，如果排导不足容易发生危险；但是采用上述发明中所述的梯形凹槽，其凹槽底部承受泥石流大部分重力，底部冲击大，而且消能的能力有限；效能性能良好的深潭消能存在后期难以清理，而且不利于效能过程排导的问题。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.一种泥石流分级消能的排导设备，其特征在于：包括V字形的排导槽(1)，所述排导槽(1)上每隔固定长度均设置有一个消能池(2)，相邻的两个所述消能池(2)之间连接有消能阶梯段(3)，所述消能池(2)的底端设置有清淤液压起重装置(4)，所述排导槽(1)的底端设置有安全护网(5)，所述排导槽(1)与所述消能阶梯段(3)的左右两侧均设置有若干棱台固定桩(6)；

所述消能池(2)的左端设置有高坡护板(201)，所述高坡护板(201)的右侧设置有低坡护板(202)，所述消能池(2)内设置有斜面底托(203)，所述斜面底托(203)包括两光滑三角侧面(2031)，两个所述光滑三角侧面(2031)之间设置有倾斜面(2032)，所述倾斜面(2032)的上设置有V字形的内凹棱角(2033)；

所述清淤液压起重装置(4)包括连接在所述斜面底托(203)底面的顶升块(401)，所述顶升块(401)的表面上设置有与所述斜面底托(203)互相匹配的契合安装凹槽(409)，所述顶升块(401)下端连接有活塞(402)，所述活塞(402)下端连接有活塞杆(403)，所述活塞杆(403)设置在内缸(404)内，所述内缸(404)的外端设置有外缸(405)，所述外缸(405)的底端设置有安装重块底座(408)。

2.根据权利要求1所述的一种泥石流分级消能的排导设备，其特征在于：所述排导槽(1)包括V字形的导槽棱角底板(101)，所述导槽棱角底板(101)的左右两端均连接有竖直向上的一体装钉板(102)，所述一体装钉板(102)的上端连接有弧边引入板(103)。

3.根据权利要求1所述的一种泥石流分级消能的排导设备，其特征在于：所述消能阶梯段(3)包括若干阶梯棱角底板(301)，所述阶梯棱角底板(301)的左右两侧均设置有连接在所述棱台固定桩(6)内壁上的阶梯侧面装钉板(302)。

4.根据权利要求1所述的一种泥石流分级消能的排导设备，其特征在于：所述安全护网(5)包括滤石网面(503)，所述滤石网面(503)的下端连接有棱角网底面(504)，滤石网面(503)和棱角网底面(504)的左右两端均连接有护网张紧安装柱(501)，所述护网张紧安装柱(501)的底端设置有若干紧固插桩(502)。

5.根据权利要求2所述的一种泥石流分级消能的排导设备，其特征在于：所述棱台固定桩(6)的底端设置有插装架(601)，所述插装架(601)上设置有若干棱台插桩(602)，所述一体装钉板(102)与所述棱台固定桩(6)的内壁连接处设置有防水密封垫(603)。

6.根据权利要求1所述的一种泥石流分级消能的排导设备，其特征在于：所述清淤液压起重装置(4)的外端设置有一层淤泥隔挡护罩(410)。

7.根据权利要求4所述的一种泥石流分级消能的排导设备，其特征在于：所述滤石网面(503)和所述棱角网面底(504)与护网张紧安装柱(501)连接处设置有若干扣环。

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