CN111270652A - 一种复合型泥石流拦挡系统 - Google Patents

Abstract

一种复合型泥石流拦挡系统，该拦挡系统设置在两侧高地之间形成的泥石流流道内，按照泥石流在泥石流流道内的流动方向，拦挡系统包括依次设置的截留减速区、对冲消能区和拦截坝，截留减速区对流经的泥石流进行减速截留，对冲消能区对泥石流分流后引导其相互对冲进行消能，拦截坝将泥石流流道截断，用于阻截泥石流。本发明通过在经常发生泥石流的流道内建立由截留减速区、对冲消能区和拦截坝构成的多层次、多功能的防治机制，来对泥石流进行弹性阻截、部分拦截、区域滞留、减速消能等，从而最终大幅度降低泥石流的冲击力和破坏性，而且该拦挡系统抗地质灾害能力强，即使出现部分损坏，也不会对防治效果产生大的影响。

Description

一种复合型泥石流拦挡系统

技术领域

本发明涉及到地质灾害泥石流的防治领域，具体的说是一种复合型泥石流拦挡系统。

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。

泥石流流动的全过程一般只有几个小时，短的只有几分钟，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。这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。

现有技术中，对于泥石流的防治措施，一般是采用两种方式，第一种是在经常发生泥石流的沟谷中建立拦截坝，对泥石流进行分级拦截，从而降低泥石流爆发时的危害；另一种则是对需要重点保护的单位，比如桥梁的桥墩等，在其外部设置保护性的建筑，对其进行保护，防止在泥石流发生时对其造成破坏。

对于现有的建立拦截坝的方式防治泥石流，由于拦截坝结构单一，防治效果并不好，在遇到强降雨或者突发的地质灾害时，很容易发生冲毁拦截坝的情况。

发明内容

为了解决现有建立拦截坝的方式防治泥石流效果不理想的问题，本发明提供了一种复合型泥石流拦挡系统，其核心是通过在经常发生泥石流的流道内建立多层次、多功能的防治机制，来对泥石流进行弹性阻截、部分拦截、区域滞留、减速消能等，从而最终大幅度降低泥石流的冲击力和破坏性，而且该分流系统抗地质灾害能力强。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种复合型泥石流拦挡系统，该拦挡系统设置在两侧高地之间形成的泥石流流道内，按照泥石流在泥石流流道内的流动方向，所述拦挡系统包括依次设置的截留减速区、对冲消能区和拦截坝，其中，所述截留减速区包括若干设置在泥石流流道内的凸起物，且凸起物之间具有间隙，从而对流经的泥石流进行减速截留；所述对冲消能区包括将泥石流分成至少两股的分流坝，且分成的两股泥石流分别在对冲引导装置的导引下，形成流向相交的对流，进而在交汇时对冲形成湍流以对泥石流进行消能；所述的拦截坝将泥石流流道截断，用于阻截泥石流。

本发明的一种优选实施方式为，所述分流坝包括一半圆锥形的第一坝体，且半圆锥形的尖端朝向泥石流的来向，从而在其两侧形成两股第一分流道；

所述对冲引导装置包括分别设置在两股第一分流道流动方向前方的第一弧形引导坝和第二弧形引导坝，其中，第一弧形引导坝和第二弧形引导坝分别倾斜设置在泥石流流道两侧，且第一弧形引导坝和第二弧形引导坝处于泥石流流道边部的一端相对于另一端更靠近泥石流流动方向的上端，从而使冲击在第一弧形引导坝和第二弧形引导坝上的两股泥石流被其引导倾斜向泥石流流道中间汇聚；

在第二弧形引导坝靠近泥石流流道中心的一端具有沿流动方向分布的冲击坝，且第一弧形引导坝靠近泥石流流道中心的一端正对该冲击坝长度方向的中部，从而在第一弧形引导坝端部和冲击坝之间形成泥石流的冲击消能通道；

所述第二弧形引导坝的背水面、冲击坝的背水面和泥石流流道该侧的高地之间形成第一储流区，第一弧形引导坝的背水面与该侧的高地之间形成第二储流区。

本发明的另一种优选实施方式为，所述第一坝体内部为中空结构，且其表面分布有若干透水孔，这些透水孔垂直向下贯通第一坝体，并与第一坝体内的中空腔形成水流通道；在第一坝体与锥形尖端相对的尾端具有拱形稳定部，拱形稳定部内设置有若干根支撑柱，且这些支撑柱之间具有间隙，从而形成对水流通道过滤的格栅形结构。

本发明的另一种优选实施方式为，所述第一坝体的尾部两侧对称设置有两组导流截留坝，每一组导流截留坝包括呈钝角分布的迎水坝和导流坝，且迎水坝和导流坝之间形成朝向泥石流流道两侧的夹角区，其中，导流坝与第一坝体尾部的侧壁平行，两者之间形成导流通道，迎水坝的外侧朝向泥石流的流动方向，其前端与泥石流流道的边部具有间隙，从而使迎水坝的迎水面、该侧高地以及夹角区配合形成第三储流区。

本发明的另一种优选实施方式为，所述分流坝的前方设置有汇流装置，该汇流装置包括对称设置在泥石流流道两侧的弧形汇流坝，两个弧形汇流坝之间形成双曲线型的汇流通道，且该汇流通道按照泥石流的流动方向依次分为上游汇流区、中部狭窄区和下游分流区，其中，上游汇流区的两侧设置有对称设置有分流挡板，分流挡板的一端与弧形汇流坝的上游端连接，另一端向下游方向倾斜，并延伸至泥石流流道的边部；所述下游分流区的两侧对称设置有挡流坝，挡流坝的一侧与弧形汇流坝的下游端连接，另一端呈弧形向上游方向延伸，并与两侧高地连接，从而与分流挡板、弧形汇流坝和高地围成停淤区，在挡流坝的坝顶上分布有若干第一挡流柱，且第一挡流柱之间具有间隙。

本发明的另一种优选实施方式为，所述弧形汇流坝为双层结构，包括弧形的外坝体和内坝体，且在两者的端部分别采用上游端坝和下游端坝封闭，从而形成顶部开口的弧形容腔，在弧形容腔内填充大小不一的石块，且这些石块由水泥混凝土固定在弧形容腔内。

本发明的另一种优选实施方式为，所述截留减速区的凸起物为若干组截留减速装置，每组截流减速装置包括呈等边三角形分布的三个截留单元，且三个截留单元之间形成“Y”形的减速流道；每个截留单元包括两个对称的弧形混凝土柱，弧形混凝土柱具有直线侧壁和弧形侧壁，两个弧形混凝土柱的直线侧壁相对设置，并形成第二分流道，且第二分流道的宽度沿泥石流的流动方向逐渐增大；

在两块弧形混凝土柱的后方对称设置有两条挡流板，这两条挡流板之间形成正对第二分流道的泄流口，泄流口内设置若干呈格栅状分布的第二挡流柱；两条挡流板与泥石流的流动方向倾斜，从而形成钝角夹角区，这两块弧形混凝土柱与两条挡流板之间形成第三分流道。

本发明的另一种优选实施方式为，所述拦截坝包括与泥石流流动方向垂直并设置在泥石流流道中部的第二坝体，在第二坝体的两侧具有倾斜向侧后方延伸的延伸坝，延伸坝的外侧延伸至两侧的高地上，且延伸坝的高度，从与第二坝体连接的一侧向与高地连接的一侧逐渐降低，从而形成内高外底的拦截坝。

本发明的另一种优选实施方式为，所述第二坝体的底部由一排混凝土柱进行支撑，且混凝土柱之间形成过泥砂石通道，且在第二坝体上分布有若干贯穿其厚度方向的矩形通孔。

本发明的另一种优选实施方式为，所述第二坝体和延伸坝的顶面上分布有凸起。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1）本发明通过在经常发生泥石流的流道内建立由截留减速区、对冲消能区和拦截坝构成的多层次、多功能的防治机制，来对泥石流进行弹性阻截、部分拦截、区域滞留、减速消能等，从而最终大幅度降低泥石流的冲击力和破坏性，而且该分流系统抗地质灾害能力强，即使出现部分损坏，也不会对防治效果产生大的影响；

2）本发明中的对冲消能区，通过分流坝将泥石流分成至少两股分流，之后通过两条弧形引导坝引导两股泥石流的流向发生改变，进而在汇合时起到对冲消能的效果，降低了泥石流的流速，同时，两条弧形引导坝的存在，使其背水面与侧边的高地形成储流区，从而使部分泥石流滞留在储流区内，从而起到滞留、减速和沉降的作用；

除此之外，在分流坝两侧设置导流截留坝，能够加强对两股泥石流的引导作用，同时构建出新的储流区，用于对泥石流进行分流、滞留；

3）本发明中的汇流装置由对称的两个弧形汇流坝构成，弧形汇流坝之间形成双曲线型的汇流通道，通过借助汇流通道进口两侧的分流挡板和出口两侧的挡流坝形成停淤区，从而对泥石流起到分流、滞留的作用；

4）本发明中的截留减速区的核心是若干个呈等边三角形分布的三个截留单元，每个截留单元中通过弧形混凝土柱对泥石流进行分流，并通过挡流板进行引导、对流消能，从而降低通过其中的泥石流的流速，进而使其内的大块石头沉降，并滞留一部分的泥砂，起到了减速、滞留的作用；

5）本发明的拦截坝是中间高两侧低的结构，从而在拦截泥石流过量后，使泥石流通过两侧越过拦截坝向下流动，大大降低了冲垮拦截坝的风险，而且还可以在拦截坝上设置过泥砂石通道、矩形通孔和坝顶的凸起等措施，来起到优先拦截中大型石块并沉降泥砂的作用，从而大大降低了对下游的冲击力和破坏性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为对冲消能区的结构示意图；

图3为汇流装置的结构示意图；

图4为分流坝、对冲引导装置以及导流截留坝的配合示意图；

图5为分流坝的侧面示意图；

图6为分流坝的尾部示意图；

图7为截留减速区的结构示意图；

图8为拦截坝的结构示意图；

附图标记：1、高地，2、泥石流流道，3、流动方向，4、截留减速区，401、弧形混凝土柱，402、第二分流道，403、挡流板，404、泄流口，405、第三分流道，406、第二挡流柱，407、减速流道，5、汇流装置，501、弧形汇流坝，5011、外坝体，5012、内坝体，5013、上游端坝，5014、下游端坝，5015、弧形容腔，502、上游汇流区，503、中部狭窄区，504、下游分流区，505、分流挡板，506、停淤区，507、挡流坝，508、第一挡流柱，6、分流坝，601、第一坝体，602、透水孔，603、拱形稳定部，604、支撑柱，605、第一分流道，606、水流通道，7、导流截留坝，701、迎水坝，702、导流坝，703、夹角区，704、导流通道，8、对冲引导装置，801、第一弧形引导坝，802、第二弧形引导坝，803、冲击坝，804、冲击消能通道，805、第一储流区，806、第二储流区，9、拦截坝，901、第二坝体，902、混凝土柱，903、过泥砂石通道，904、延伸坝，905、矩形通孔，906、凸起，10、第三储流区。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的详细阐述和说明，本发明未做说明的部分，比如各个坝体的厚度、高度等，均是需要在实际中结合具体情况，比如泥石流的流量等作出具体得设计的，本领域技术人员在本发明的指导下，能够根据现有的条件经过实验得到上述参数进行修筑，不影响本发明的实施。

实施例1

如图1所示，一种复合型泥石流拦挡系统，该拦挡系统设置在两侧高地1之间形成的泥石流流道2内，按照泥石流在泥石流流道2内的流动方向3，所述拦挡系统包括依次设置的截留减速区4、对冲消能区和拦截坝9，其中，所述截留减速区4包括若干设置在泥石流流道2内的凸起物，且凸起物之间具有间隙，从而对流经的泥石流进行减速截留；所述对冲消能区包括将泥石流分成至少两股的分流坝6，且分成的两股泥石流分别在对冲引导装置8的导引下，形成流向相交的对流，进而在交汇时对冲形成湍流以对泥石流进行消能；所述的拦截坝9将泥石流流道2截断，用于阻截泥石流。

在本实施例中，泥石流流道2实际上是泥石流流动后形成的路径；而所述的高地1可以是高山，也可以是坡地等容易发生泥石流的地形地貌。

以上为本发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定，从而得到以下各实施例：

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上所做的一种改进方案，其基本结构与实施例1相同，改进点在于：如图2、4、5和6所示，所述分流坝6包括一半圆锥形的第一坝体601，且半圆锥形的尖端朝向泥石流的来向，从而在其两侧形成两股第一分流道605；

所述对冲引导装置8包括分别设置在两股第一分流道605流动方向前方的第一弧形引导坝801和第二弧形引导坝802，其中，第一弧形引导坝801和第二弧形引导坝802分别倾斜设置在泥石流流道2两侧，且第一弧形引导坝801和第二弧形引导坝802处于泥石流流道2边部的一端相对于另一端更靠近泥石流流动方向3的上端，从而使冲击在第一弧形引导坝801和第二弧形引导坝802上的两股泥石流被其引导倾斜向泥石流流道2中间汇聚；第一弧形引导坝801、第二弧形引导坝802的设置位置在第一坝体601底部的两个角后方，且间距为1.5-3m，从而使流经第一坝体601两侧的两股泥石流冲击在两个弧形引导坝上进行初步的消能；

在第二弧形引导坝802靠近泥石流流道2中心的一端具有沿流动方向3分布的冲击坝803，且第一弧形引导坝801靠近泥石流流道2中心的一端正对该冲击坝803长度方向的中部，从而在第一弧形引导坝801端部和冲击坝803之间形成泥石流的冲击消能通道804；在冲击消能通道804内，经过两个弧形引导坝801引导的两股泥石流进行对冲，从而相互消能，产生湍流，进而使大块的石头减速、沉积，削减泥石流的危害性；

所述第二弧形引导坝802的背水面、冲击坝803的背水面和泥石流流道2该侧的高地1之间形成第一储流区805，第一弧形引导坝801的背水面与该侧的高地1之间形成第二储流区806。

本实施例中，第一储流区805和第二储流区806的储流原理是：两个弧形引导坝虽然一端靠近泥石流流道2的两侧，即边部，但是由于泥石流流道2的边缘与两侧的高地1之间实际上具有间隙，因此，在泥石流冲击到弧形引导坝上时，少部分的泥石流能够改变流向，通过间隙进入到储流区内，并且由于被阻挡和改变流向后导致流速降低，其中含有的石头、泥砂等产生沉降，最终聚集在储流区内。

实施例3

本实施例是在实施例2的基础上所做的一种改进方案，其基本结构与实施例2相同，改进点在于：如图5和6所示，所述第一坝体601内部为中空结构，且其表面分布有若干透水孔602，这些透水孔602垂直向下贯通第一坝体601，并与第一坝体601内的中空腔形成水流通道606；在第一坝体601与锥形尖端相对的尾端具有拱形稳定部603，拱形稳定部603内设置有若干根支撑柱604，且这些支撑柱604之间具有间隙，从而形成对水流通道606过滤的格栅形结构。

在本实施例中，第一坝体601是半圆锥形，实际上就是一个圆锥沿其轴向切成两半的形状，其高度从锥形尖端向尾端逐渐升高，这样在泥石流逐渐增大的过程中，会逐渐将第一坝体601从尖端部分开始逐渐淹没，由于其上有透水孔602，这样泥石流中的泥沙和水就能通过透水孔进入到第一坝体601内的空腔中，从而形成第三股特殊的泥水流，虽然泥水流的速度和冲击力远低于两侧泥石流，但由于其与两侧的泥石流的流向是交叉的（泥水流与泥石流原来流向相同，而两侧的泥石流经过第一坝体601分流和第一弧形引导坝801、第二弧形引导坝802的撞击引导后，其流向变成了与原始泥石流流向有交叉），这样泥水流与两股泥石流交汇后，形成湍流，大幅度消减了冲击力。

实施例4

本实施例是在实施例2的基础上所做的另一种改进方案，其基本结构与实施例2相同，改进点在于：如图2和4所示，所述第一坝体601的尾部两侧对称设置有两组导流截留坝7，每一组导流截留坝7包括呈钝角分布的迎水坝701和导流坝702，且迎水坝701和导流坝702之间形成朝向泥石流流道2两侧的夹角区703，其中，导流坝702与第一坝体601尾部的侧壁平行，两者之间形成导流通道704，迎水坝701的外侧朝向泥石流的流动方向3，其前端与泥石流流道2的边部具有间隙，从而使迎水坝701的迎水面、该侧高地1以及夹角区703配合形成第三储流区10。

在本实施例中，所述迎水坝701和导流坝702的夹角一般为110°到150°，其长度和角度视情况而定，若需要储流区大时，则可以扩大夹角，同时延长两个坝长；迎水坝701与泥石流流道2的边部具有间隙是为了泥石流能够通过该间隙进入到夹角区703内，这个间隙实际上应该是与该侧高地1之间的间隙；导流坝702的尾部可以修建另外的拦截坝，这个拦截坝一直修筑到该侧高地1上，从而使第三储流区10变成封闭的，当然也可以不封闭，但是由于被迎水坝701阻挡后通过间隙进入到夹角区703内的泥石流流速大大降低，即使不封闭，在导流坝702外侧高速流动的泥石流对第一弧形引导坝801和第二弧形引导坝802的冲击下，也能够形成类似的“水封”封闭结构，保证一部分第三储流区10内的泥石流处于缓慢流动状态，从而实现储存一定量泥石流、降低总量和流速的目的。

实施例5

本实施例是在实施例2的基础上所做的另一种改进方案，其基本结构与实施例2相同，改进点在于：如图2和3所示，所述分流坝6的前方设置有汇流装置5，该汇流装置5包括对称设置在泥石流流道2两侧的弧形汇流坝501，两个弧形汇流坝501之间形成双曲线型的汇流通道，且该汇流通道按照泥石流的流动方向3依次分为上游汇流区502、中部狭窄区503和下游分流区504，其中，上游汇流区502的两侧设置有对称设置有分流挡板505，分流挡板505的一端与弧形汇流坝501的上游端连接，另一端向下游方向倾斜，并延伸至泥石流流道2的边部；所述下游分流区504的两侧对称设置有挡流坝507，挡流坝507的一侧与弧形汇流坝501的下游端连接，另一端呈弧形向上游方向延伸，并与两侧高地1连接，从而与分流挡板505、弧形汇流坝501和高地1围成停淤区506，在挡流坝507的坝顶上分布有若干第一挡流柱508，且第一挡流柱508之间具有间隙。

在本实施例中，双曲线型的汇流通道具有中间小、两端大（进口端和出口端大）的结构特征，在进口端，发散的泥石流碰到形成进口端的弧形汇流坝501时，能够实现减速消能，并且形成湍流，消耗一定的冲击力，同样的，在扩大的出口端发散，相应的流速减慢，也会使大块的石头减速、沉降；由于在汇流通道中部的宽度小于入口的宽度，导致泥石流在入口处堆积，进而起到对泥石流的缓滞作用，而且，部分泥石流在后来的泥石流推力作用下漫过分流挡板505进入到停淤区506内，从而起到了分流、停滞的作用；

所述分流挡板505、弧形汇流坝501和挡流坝507均是利用山石与水泥砌筑形成，也可以加入钢筋条来增强强度。分流挡板505的高度低于弧形汇流坝501的高度，弧形汇流坝501的高度又低于挡流坝507的高度，这样在泥石流流量过大时，能够越过分流挡板505进入到停淤区506内。第一挡流柱508的作用是提升停淤区506的容量，能够将大块的石头进行阻拦，降低对下游的危害。

本实施例也可以是在实施例1的基础上进行改进，从而得到另一种实施方案，由于其改进点与实施例5相同，在此不进行赘述。

实施例6

本实施例是在实施例5的基础上所做的一种改进方案，其基本结构与实施例5相同，改进点在于：如图3所示，所述弧形汇流坝501为双层结构，包括弧形的外坝体5011和内坝体5012，且在两者的端部分别采用上游端坝5013和下游端坝5014封闭，从而形成顶部开口的弧形容腔5015，在弧形容腔5015内填充大小不一的石块，且这些石块由水泥混凝土固定在弧形容腔5015内。

在本实施例中，由水泥混凝土固定的石块层，其高度最高不超过内外坝体高度的中部，一般约为内外坝体高度的四分之一到三分之一即可。这样既保证了强度，又使内部具有空腔，在爆发泥石流是容纳一部分的砂石。

实施例7

本实施例是在实施例1的基础上所做的另一种改进方案，其基本结构与实施例1相同，改进点在于：如图1和7所示，所述截留减速区4的凸起物为若干组截留减速装置，每组截流减速装置包括呈等边三角形分布的三个截留单元，且三个截留单元之间形成“Y”形的减速流道407；每个截留单元包括两个对称的弧形混凝土柱401，弧形混凝土柱401具有直线侧壁和弧形侧壁，两个弧形混凝土柱401的直线侧壁相对设置，并形成第二分流道402，且第二分流道402的宽度沿泥石流的流动方向3逐渐增大；由于三个截留单元之间形成的减速流道407是Y形的，因此，在泥石流通过后，Y形的减速流道407能够使经过截留单元形成的多股泥石流相互对冲，从而起到减速消能作用，甚至能够使泥石流中含有的大块石头被蓄积和拦截；

在两块弧形混凝土柱401的后方对称设置有两条挡流板403，这两条挡流板403之间形成正对第二分流道402的泄流口404，泄流口404内设置若干呈格栅状分布的第二挡流柱406；两条挡流板403与泥石流的流动方向3倾斜，从而形成钝角夹角区，这两块弧形混凝土柱401与两条挡流板403之间形成第三分流道405。

在本实施例中，挡流板403实际上是混凝土板，里面最好加入钢筋，或者是利用山石与水泥砌筑形成的混凝土条。同样的，弧形混凝土柱401也是利用山石与水泥砌筑形成的内侧是平面侧壁，外部时弧形侧壁的混凝土块。

在本实施例中，两块弧形混凝土柱401之间的最大距离小于两条挡流板403外端的连线，也就是说两条挡流板403最外端的连线要长于两块混凝土柱401之间的最大距离，而且一般要大1-2米，即每侧要大0.5-1米，这样能够使两条挡流板403形成的钝角夹角区将两块弧形混凝土柱401完全包含进去，从而使经过两块弧形混凝土柱401弧形侧壁的泥石流能够部分冲击在两条挡流板403上，并沿挡流板403流动，最终与经过第二分流道402的泥石流形成三股对冲的泥石流，起到消能滞流的作用。

实施例8

本实施例是在实施例1的基础上所做的另一种改进方案，其基本结构与实施例1相同，改进点在于：如图1和8所示，所述拦截坝9包括与泥石流流动方向3垂直并设置在泥石流流道2中部的第二坝体901，在第二坝体901的两侧具有倾斜向侧后方延伸的延伸坝904，延伸坝904的外侧延伸至两侧的高地1上，且延伸坝904的高度，从与第二坝体901连接的一侧向与高地1连接的一侧逐渐降低，从而形成内高外底的拦截坝9。

本实施例中，拦截坝9的这种中间高两侧逐渐降低的结构，能够使其与两侧高地1连接的部分形成相对较低的低谷，在逐渐蓄满泥石流后，能够使泥石流形成两侧分流，不仅降低对拦截坝9的冲击，而且也能降低越过拦截坝9的泥石流的冲击力。

实施例9

本实施例是在实施例8的基础上所做的一种改进方案，其基本结构与实施例8相同，改进点在于：如图8所示，所述第二坝体901的底部由一排混凝土柱902进行支撑，且混凝土柱902之间形成过泥砂石通道903，且在第二坝体901上分布有若干贯穿其厚度方向的矩形通孔905。泥砂石通道903的作用是，在拦截坝9将大块的石头、木头等拦截后，小颗粒的泥砂石头与水经过泥砂石通道903通过拦截坝9，在降低了拦截坝9被冲垮的风险的同时，更重要的是，对经过的泥石流进行过滤，将危害性巨大的大块石头木头等杂物进行拦截，使经过拦截坝9后的泥石流危害大大降低。

实施例10

本实施例是在实施例8的基础上所做的另一种改进方案，其基本结构与实施例8相同，改进点在于：如图8所示，所述第二坝体901和延伸坝904的顶面上分布有凸起906。

本实施例中，所谓的凸起906可以采用水泥将巨石砌筑在坝体顶面上形成，巨石之间具有间隙，最终在坝体顶面上形成高低不平、大小不一的巨石凸起，从而起到阻截泥石流中携带的石头等大体积内容物、沉积小颗粒泥砂的作用。

本发明的各种坝，为了节省成本，可以采用水泥和山石砌筑形成，其高度和厚度一般根据泥石流的流量来确定。另外，本发明中所述的前方、尾部、上游、下游等，都是以泥石流的流动方向来定义的。

Claims (10)

1.一种复合型泥石流拦挡系统，该拦挡系统设置在两侧高地（1）之间形成的泥石流流道（2）内，其特征在于：按照泥石流在泥石流流道（2）内的流动方向（3），所述拦挡系统包括依次设置的截留减速区（4）、对冲消能区和拦截坝（9），其中，所述截留减速区（4）包括若干设置在泥石流流道（2）内的凸起物，且凸起物之间具有间隙，从而对流经的泥石流进行减速截留；所述对冲消能区包括将泥石流分成至少两股的分流坝（6），且分成的两股泥石流分别在对冲引导装置（8）的导引下，形成流向相交的对流，进而在交汇时对冲形成湍流以对泥石流进行消能；所述的拦截坝（9）将泥石流流道（2）截断，用于阻截泥石流。

2.根据权利要求1所述的一种复合型泥石流拦挡系统，其特征在于：所述分流坝（6）包括一半圆锥形的第一坝体（601），且半圆锥形的尖端朝向泥石流的来向，从而在其两侧形成两股第一分流道（605）；

所述对冲引导装置（8）包括分别设置在两股第一分流道（605）流动方向前方的第一弧形引导坝（801）和第二弧形引导坝（802），其中，第一弧形引导坝（801）和第二弧形引导坝（802）分别倾斜设置在泥石流流道（2）两侧，且第一弧形引导坝（801）和第二弧形引导坝（802）处于泥石流流道（2）边部的一端相对于另一端更靠近泥石流流动方向（3）的上端，从而使冲击在第一弧形引导坝（801）和第二弧形引导坝（802）上的两股泥石流被其引导倾斜向泥石流流道（2）中间汇聚；

在第二弧形引导坝（802）靠近泥石流流道（2）中心的一端具有沿流动方向（3）分布的冲击坝（803），且第一弧形引导坝（801）靠近泥石流流道（2）中心的一端正对该冲击坝（803）长度方向的中部，从而在第一弧形引导坝（801）端部和冲击坝（803）之间形成泥石流的冲击消能通道（804）；

所述第二弧形引导坝（802）的背水面、冲击坝（803）的背水面和泥石流流道（2）该侧的高地（1）之间形成第一储流区（805），第一弧形引导坝（801）的背水面与该侧的高地（1）之间形成第二储流区（806）。

3.根据权利要求2所述的一种复合型泥石流拦挡系统，其特征在于：所述第一坝体（601）内部为中空结构，且其表面分布有若干透水孔（602），这些透水孔（602）垂直向下贯通第一坝体（601），并与第一坝体（601）内的中空腔形成水流通道（606）；在第一坝体（601）与锥形尖端相对的尾端具有拱形稳定部（603），拱形稳定部（603）内设置有若干根支撑柱（604），且这些支撑柱（604）之间具有间隙，从而形成对水流通道（606）过滤的格栅形结构。

4.根据权利要求2所述的一种复合型泥石流拦挡系统，其特征在于：所述第一坝体（601）的尾部两侧对称设置有两组导流截留坝（7），每一组导流截留坝（7）包括呈钝角分布的迎水坝（701）和导流坝（702），且迎水坝（701）和导流坝（702）之间形成朝向泥石流流道（2）两侧的夹角区（703），其中，导流坝（702）与第一坝体（601）尾部的侧壁平行，两者之间形成导流通道（704），迎水坝（701）的外侧朝向泥石流的流动方向（3），其前端与泥石流流道（2）的边部具有间隙，从而使迎水坝（701）的迎水面、该侧高地（1）以及夹角区（703）配合形成第三储流区（10）。

5.根据权利要求1或2所述的一种复合型泥石流拦挡系统，其特征在于：所述分流坝（6）的前方设置有汇流装置（5），该汇流装置（5）包括对称设置在泥石流流道（2）两侧的弧形汇流坝（501），两个弧形汇流坝（501）之间形成双曲线型的汇流通道，且该汇流通道按照泥石流的流动方向（3）依次分为上游汇流区（502）、中部狭窄区（503）和下游分流区（504），其中，上游汇流区（502）的两侧设置有对称设置有分流挡板（505），分流挡板（505）的一端与弧形汇流坝（501）的上游端连接，另一端向下游方向倾斜，并延伸至泥石流流道（2）的边部；所述下游分流区（504）的两侧对称设置有挡流坝（507），挡流坝（507）的一侧与弧形汇流坝（501）的下游端连接，另一端呈弧形向上游方向延伸，并与两侧高地（1）连接，从而与分流挡板（505）、弧形汇流坝（501）和高地（1）围成停淤区（506），在挡流坝（507）的坝顶上分布有若干第一挡流柱（508），且第一挡流柱（508）之间具有间隙。

6.根据权利要求5所述的一种复合型泥石流拦挡系统，其特征在于：所述弧形汇流坝（501）为双层结构，包括弧形的外坝体（5011）和内坝体（5012），且在两者的端部分别采用上游端坝（5013）和下游端坝（5014）封闭，从而形成顶部开口的弧形容腔（5015），在弧形容腔（5015）内填充大小不一的石块，且这些石块由水泥混凝土固定在弧形容腔（5015）内。

7.根据权利要求1所述的一种复合型泥石流拦挡系统，其特征在于：所述截留减速区（4）的凸起物为若干组截留减速装置，每组截流减速装置包括呈等边三角形分布的三个截留单元，且三个截留单元之间形成“Y”形的减速流道（407）；每个截留单元包括两个对称的弧形混凝土柱（401），弧形混凝土柱（401）具有直线侧壁和弧形侧壁，两个弧形混凝土柱（401）的直线侧壁相对设置，并形成第二分流道（402），且第二分流道（402）的宽度沿泥石流的流动方向（3）逐渐增大；

在两块弧形混凝土柱（401）的后方对称设置有两条挡流板（403），这两条挡流板（403）之间形成正对第二分流道（402）的泄流口（404），泄流口（404）内设置若干呈格栅状分布的第二挡流柱（406）；两条挡流板（403）与泥石流的流动方向（3）倾斜，从而形成钝角夹角区，这两块弧形混凝土柱（401）与两条挡流板（403）之间形成第三分流道（405）。

8.根据权利要求1所述的一种复合型泥石流拦挡系统，其特征在于：所述拦截坝（9）包括与泥石流流动方向（3）垂直并设置在泥石流流道（2）中部的第二坝体（901），在第二坝体（901）的两侧具有倾斜向侧后方延伸的延伸坝（904），延伸坝（904）的外侧延伸至两侧的高地（1）上，且延伸坝（904）的高度，从与第二坝体（901）连接的一侧向与高地（1）连接的一侧逐渐降低，从而形成内高外底的拦截坝（9）。

9.根据权利要求8所述的一种复合型泥石流拦挡系统，其特征在于：所述第二坝体（901）的底部由一排混凝土柱（902）进行支撑，且混凝土柱（902）之间形成过泥砂石通道（903），且在第二坝体（901）上分布有若干贯穿其厚度方向的矩形通孔（905）。

10.根据权利要求8所述的一种复合型泥石流拦挡系统，其特征在于：所述第二坝体（901）和延伸坝（904）的顶面上分布有凸起（906）。

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