CN109083109A - 一种多级消能且渗水的泥石流拦挡坝及其建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多级消能且渗水的泥石流拦挡坝及其建造方法，包括渗水挡墙、消能石笼和消能柱，渗水挡墙的背面设置有若干凹槽，内部设置有若干纵向渗水通道和横向渗水通道；消能石笼设置在渗水挡墙的斜背面上，由若干单个石笼依次排列并固定成整体，消能石笼与渗水挡墙之间设置有透水土工布，消能石笼的斜面上设置有若干防冲钢板，防冲钢板与消能石笼固定在一起；消能柱设置在渗水挡墙的上游处，由若干由上往上依次排列的废弃轮胎组成，废弃轮胎的中间设置有混凝土立柱，内部填充卵石。本发明能够削弱泥石流的冲击能量，渗透排出泥石流堆积体里的水，减少泥、石和水共同对建筑物的危害，从而降低泥石流灾害。

Description

一种多级消能且渗水的泥石流拦挡坝及其建造方法

技术领域

本发明属于泥石流防治领域，尤其涉及一种多级消能且渗水的泥石流拦挡坝，还涉及其建造方法。

背景技术

泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑，地形险峻的地区，因为暴雨、暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快，流量大，物质容量大和破坏力强等特点。发生泥石流常常会冲毁公路铁路等交通设施甚至村镇等，造成巨大损失。

我国泥石流的暴发主要是受连续降雨、暴雨，尤其是特大暴雨集中降雨的激发。因此，泥石流发生的时间规律是与集中降雨时间规律相一致，具有明显的季节性。一般发生在多雨的夏秋季节。四川、云南等西南地区的降雨多集中在6-9月，因此、西南地区的泥石流多发生在6-9月；而西北地区降雨多集中在6、7、8三个月，尤其是7、8两个月降雨集中，暴雨强度大，因此西北地区的泥石流多发生在7、8两个月。据不完全统计，发生在这两个月的泥石流灾害约占该地区全部泥石流灾害的90%以上。

据统计，我国有29个省（区）、771个县（市）正遭受泥石流的危害，平均每年泥石流灾害发生的频率为18次/县，近40年来，每年因泥石流直接造成的死亡人数达3700余人。据不完全统计，建国后的50多年中，我国县级以上城镇因泥石流而致死的人数已约4400人，并威胁上万亿财产，由此可见泥石流对山区城镇的危害之重。目前我国己查明受泥石流危害或威胁的县级以上城镇有138个，主要分布在甘肃(45个)、四川(34个)、云南(23个)和西藏(13个)等西部省区，受泥石流危害或威胁的乡镇级城镇数量更大。

拦挡坝是以控制泥石流的固体物质和暴雨、洪水径流，削弱泥石流的流量、下泄量和能量，以减少泥石流对下游建筑工程的冲刷、撞击和淤埋等危害的工程措施。然而，目前的拦挡坝在设计时只单独考虑了降低泥石流的流速，截留泥石流等功能。由于泥石流的流速快，量大，具有固液混合的特性，在拦截泥石流时，应该考虑到如何降低泥石流的冲击能量，在成功拦截泥石流，如何排除泥石流堆积体里的水，从而达到降低泥石流灾害的目的。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明的目的在于提供一种多级消能且渗水的泥石流拦挡坝及其建造方法，它不仅能够削弱泥石流的冲击能量，而且能渗透排出泥石流堆积体里的水，有效降低泥石流灾害。

为了解决上述技术问题，本发明一种多级消能且渗水的泥石流拦挡坝采用的技术方案：包括渗水挡墙、消能石笼和消能柱，所述渗水挡墙的背面设置有若干凹槽，内部设置有若干纵向渗水通道和横向渗水通道；所述消能石笼设置在渗水挡墙的斜背面上，由若干单个石笼依次排列并固定成整体，所述消能石笼与所述渗水挡墙之间设置有透水土工布，所述消能石笼的斜面上设置有若干防冲钢板，所述防冲钢板与所述消能石笼固定在一起；所述消能柱设置在渗水挡墙的上游处，由若干由上往上依次排列的废弃轮胎组成，所述废弃轮胎的中间设置有混凝土立柱，内部填充卵石。

优选地，所述渗水挡墙由不透水混凝土浇筑而成，所述凹槽内浇筑透水混凝土。

优选地，所述纵向渗水通道设置在与透水混凝土接触处。

优选地，所述消能石笼由铁丝或钢丝固定成整体，所述防冲钢板由铆钉或螺栓固定在一起。

优选地，所述废弃轮胎由螺栓固定成整体。

优选地，所述混凝土立柱的直径小于所述废弃轮胎的空心内径。

本发明的另一目的在于提供一种多级消能且渗水的泥石流拦挡坝的建造方法，包括以下步骤：

S1）在需要防治泥石流的山谷中，按照设计要求，修建渗水挡墙；

S2）在渗水挡墙的内部预留若干凹槽、纵向渗水通道和横向渗水通道，待渗水挡墙浇筑完成并达到养护期龄后，在凹槽内浇筑透水混凝土；

S3）待透水混凝土达到养护期龄后，在渗水挡墙的斜背面铺设透水土工布，然后依次排列消能石笼，用铁丝或钢丝固定成整体，在消能石笼的斜背面设置防冲钢板，将消能石笼与防冲钢板固定在一起；

S4）在渗水挡墙的上游处，浇筑混凝土立柱，待它达到养护期龄后，在混凝土立柱上由下往上依次套上废弃轮胎，用螺栓将废弃轮胎固定起来，最后在废弃轮胎内填充卵石，完成施工。

与现有技术相比，本发明的有益效果：采用由废弃轮胎制作的消能柱，利用轮胎的弹性特性，当泥石流冲击到废弃轮胎上时，它会产生弹性变形，使泥石流能量得到衰减，降低泥石流的冲击能量；采用消能石笼的设计，泥石流冲击到消能石笼时，它能再次削弱泥石流能量，并且石笼是天然的渗透通道，可以透水排除泥石流堆积体里的水，降低泥石流的灾害；渗水挡墙内设置透水混凝土、纵向和横向渗水通道，他们可以将泥石流堆积体里的水排出到下游，分离泥石流的石块和水，从而达到防治泥石流的目的。

附图说明

图1是本发明泥石流拦挡坝的剖面示意图；

图2是本发明泥石流拦挡坝的平面布置图；

图3是本发明渗水挡墙和消能石笼的立体布置示意图；

图4是本发明渗水挡墙的立体示意图；

图5是本发明消能柱的结构示意图；

图例说明：1-渗水挡墙；2-消能石笼；3-消能柱；4-凹槽；5-纵向渗水通道；6-横向渗水通道；7-透水混凝土；8-石笼；9-铁丝；10-透水土工布；11-防冲钢板；12-铆钉；13-废弃轮胎；14-混凝土立柱；15-螺栓；16-卵石；17-泥石流。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步详细说明。

参见图1-图5，本发明一种多级消能且渗水的泥石流拦挡坝，包括渗水挡墙1、消能石笼2和消能柱3，渗水挡墙1的背面设置有若干凹槽4，内部设置有若干纵向渗水通道5和横向渗水通道6；消能石笼2设置在渗水挡墙1的斜背面上，由若干单个石笼8依次排列并固定成整体，消能石笼2与渗水挡墙1之间设置有透水土工布10，消能石笼2的斜面上设置有若干防冲钢板11，防冲钢板11与消能石笼2固定在一起；消能柱3设置在渗水挡墙1的上游处，由若干由上往上依次排列的废弃轮胎13组成，废弃轮胎13的中间设置有混凝土立柱14，内部填充卵石16。

其中，渗水挡墙1由不透水混凝土浇筑而成，凹槽4内浇筑透水混凝土7。

其中，纵向渗水通道5设置在与透水混凝土7接触处。

其中，消能石笼2由铁丝9或钢丝固定成整体，防冲钢板11由铆钉12或螺栓固定在一起。

其中，废弃轮胎13由螺栓15固定成整体。

其中，混凝土立柱14的直径小于废弃轮胎13的空心内径。

本发明一种多级消能且渗水的泥石流拦挡坝的建造方法，该方法包括以下步骤：

S1）在需要防治泥石流17的山谷中，按照设计要求，修建渗水挡墙1；

S2）在渗水挡墙1的内部预留若干凹槽4、纵向渗水通道5和横向渗水通道6，待渗水挡墙1浇筑完成并达到养护期龄后，在凹槽4内浇筑透水混凝土7；

S3）待透水混凝土7达到养护期龄后，在渗水挡墙1的斜背面铺设透水土工布10，然后依次排列消能石笼2，用铁丝9或钢丝固定成整体，在消能石笼2的斜背面设置防冲钢板11，将消能石笼2与防冲钢板11固定在一起；

S4）在渗水挡墙1的上游处，浇筑混凝土立柱14，待它达到养护期龄后，在混凝土立柱14上由下往上依次套上废弃轮胎13，用螺栓15将废弃轮胎13固定起来，最后在废弃轮胎13内填充卵石16，完成施工。

本发明的原理为：当泥石流17冲击到消能柱3后，废弃轮胎13产生变形，降低泥石流17的流速，衰减它的冲击能量；当泥石流17越过消能柱3后，冲击到渗水挡墙1斜背面的防冲钢板11上后，防冲钢板11后的消能石笼2继续削弱泥石流17的能量，阻碍泥石流17继续前进；最后，被堆积的泥石流17里的水透过透水土工布10，穿过透水混凝土7，经渗水挡墙1内的纵向渗水通道5和横向渗水通道6排出到下游，分离泥石流17的石块，泥沙和水流。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种多级消能且渗水的泥石流拦挡坝，包括渗水挡墙、消能石笼和消能柱，其特征在于：所述渗水挡墙的背面设置有若干凹槽，内部设置有若干纵向渗水通道和横向渗水通道；所述消能石笼设置在渗水挡墙的斜背面上，由若干单个石笼依次排列并固定成整体，所述消能石笼与所述渗水挡墙之间设置有透水土工布，所述消能石笼的斜面上设置有若干防冲钢板，所述防冲钢板与所述消能石笼固定在一起；所述消能柱设置在渗水挡墙的上游处，由若干由上往上依次排列的废弃轮胎组成，所述废弃轮胎的中间设置有混凝土立柱，内部填充卵石。

2.根据权利要求1所述的一种多级消能且渗水的泥石流拦挡坝，其特征在于：所述渗水挡墙由不透水混凝土浇筑而成，所述凹槽内浇筑透水混凝土。

3.根据权利要求1所述的一种多级消能且渗水的泥石流拦挡坝，其特征在于：所述纵向渗水通道设置在与透水混凝土接触处。

4.根据权利要求1所述的一种多级消能且渗水的泥石流拦挡坝，其特征在于：所述消能石笼由铁丝或钢丝固定成整体，所述防冲钢板由铆钉或螺栓固定在一起。

5.根据权利要求1所述的一种多级消能且渗水的泥石流拦挡坝，其特征在于：所述废弃轮胎由螺栓固定成整体。

6.根据权利要求1所述的一种多级消能且渗水的泥石流拦挡坝，其特征在于：所述混凝土立柱的直径小于所述废弃轮胎的空心内径。

7.一种多级消能且渗水的泥石流拦挡坝的建造方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1）在需要防治泥石流的山谷中，按照设计要求，修建渗水挡墙；

S2）在渗水挡墙的内部预留若干凹槽、纵向渗水通道和横向渗水通道，待渗水挡墙浇筑完成并达到养护期龄后，在凹槽内浇筑透水混凝土；

S3）待透水混凝土达到养护期龄后，在渗水挡墙的斜背面铺设透水土工布，然后依次排列消能石笼，用铁丝或钢丝固定成整体，在消能石笼的斜背面设置防冲钢板，将消能石笼与防冲钢板固定在一起；

S4）在渗水挡墙的上游处，浇筑混凝土立柱，待它达到养护期龄后，在混凝土立柱上由下往上依次套上废弃轮胎，用螺栓将废弃轮胎固定起来，最后在废弃轮胎内填充卵石，完成施工。