CN112878273B - 一种沟谷用泥石流防治装置及泥石流防治系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沟谷用泥石流防治装置及泥石流防治系统，防治装置包括用于安装在沟谷侧壁上的固定支架，所述固定支架上安装有竖向设置的转轴，所述转轴上可转动地安装有平推拦挡板，所述平推拦挡板远离所述转轴的一侧朝向待拦挡泥石流的上游方向，并向沟谷的中部偏转，使所述平推拦挡板与沟谷的侧壁之间形成三角形的预拦挡区域；还包括安装在沟谷内用于限制所述平推拦挡板转动范围的限位装置，使所述平推拦挡板在所述限位装置的限制下处于沿沟谷宽度方向设置的拦挡状态。本发明具有结构设计巧妙，便于人畜通行，能够在泥石流的冲刷下关闭拦挡等优点。

Description

一种沟谷用泥石流防治装置及泥石流防治系统

技术领域

本发明涉及泥石流防治技术领域，特别的涉及一种沟谷用泥石流防治装置及泥石流防治系统。

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。

目前最常用的泥石流治理措施是采用拦挡结构，如钢索网格坝、格栅坝、筛子坝、梳齿坝、透水性拱坝等，现有的坝式拦挡结构均为固定工程，即完工后的工程状态即使用状态，坝体始终处于拦挡状态，对周边生活的人或动物造成不便，比如人工饲养的动物(如牛、羊等)需要在沟谷内放养或穿过沟谷进行山林放养。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种结构设计巧妙，便于人畜通行，能够在泥石流的冲刷下关闭拦挡的沟谷用泥石流防治装置及泥石流防治系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种沟谷用泥石流防治装置，其特征在于，包括用于安装在沟谷侧壁上的固定支架，所述固定支架上安装有竖向设置的转轴，所述转轴上可转动地安装有平推拦挡板，所述平推拦挡板远离所述转轴的一侧朝向待拦挡泥石流的上游方向，并向沟谷的中部偏转，使所述平推拦挡板与沟谷的侧壁之间形成三角形的预拦挡区域；还包括安装在沟谷内用于限制所述平推拦挡板转动范围的限位装置，使所述平推拦挡板在所述限位装置的限制下处于沿沟谷宽度方向设置的拦挡状态。

采用上述结构，由于平推拦挡板朝向上游方向设置，并没有在沟谷中部形成拦挡，使得牛羊等牲畜以及行人能够便利通行。而一旦有泥石流爆发，部分泥石流冲入平推拦挡板和沟谷侧壁之间的预拦挡区域后，就会推挤平推拦挡板绕转轴转动，最终在限位装置的限制下，停留在沟谷宽度方向上形成拦挡坝，对后续留下的泥石流进行拦挡。上述泥石流防治装置的结构设计巧妙，利用泥石流的流动冲击对平推拦挡板进行触发，既能够满足人畜的正常通行需求，又能够在泥石流爆发时实现拦挡。

进一步的，所述固定支架包括采用混凝土浇筑在沟谷侧壁上的固定基座，所述固定基座沿竖向设置，所述固定基座的上端和下端各浇筑有一个轴座，所述转轴竖向安装在两个所述轴座之间。

这样，通过混凝土浇筑的固定基座，可以增强固定支架的强度，避免固定支架在泥石流的冲击下破坏，保证拦挡的可靠性。

进一步的，所述平推拦挡板上具有均布设置的过水孔。

由于泥石流中夹杂有大量的水，通过在拦挡部设置过水孔，就可以使泥石流中的水从过水孔流过，降低拦挡压力，便于拦挡更多的泥土。

进一步的，所述限位装置为竖向设置在沟谷底部的钢筋混凝土立柱，且所述钢筋混凝土立柱与所述转轴的距离小于所述平推拦挡板的宽度。

进一步的，所述平推拦挡板包括多个沿竖向依次并排设置的拦挡板条，所述拦挡板条的一端可转动地安装在所述转轴上；任意相邻两个拦挡板条中，位于下方的拦挡板条上具有单向限位机构，使位于上方的拦挡板条仅能相对位于下方的拦挡板条朝向所述限位装置的方向转动；所述钢筋混凝土立柱的高度大于位于最高处的所述拦挡板条的中部高度。

由于泥石流爆发后，冲进预拦挡区域将平推拦挡板完全转动至拦挡状态需要一定时间，而再次时间内，必定有部分泥石流已经流过平推拦挡板的后续转动区域，这样就会阻碍平推拦挡板的继续转动，从而使拦挡失效。而将平推拦挡板采用在竖向上并排设置拦挡板条组成，而且位于上方的拦挡板条可以相对朝向限位装置方向转动，就使得下方的平推拦挡板在泥石流阻挡下无法转动的时候，其上方的平推拦挡板仍然可以继续转动至拦挡状态，实现对泥石流的拦挡。对于下方未完全转动至拦挡状态的拦挡板条，一方面由于泥石流自身的堆积会阻塞未拦挡的通道，另一方面，即使下方的泥石流能够继续流过，也会大大减弱泥石流的破坏能力，起到防治效果，还能减小拦挡装置的拦挡压力。另外，若下方的泥石流流动性较好，使得下方的拦挡板条在泥石流的推动作用下还能继续缓慢地朝向限位装置方向转动，最终减小泥石流的流动，甚至最终转动到拦挡状态。

进一步的，所述单向限位机构为所述拦挡板条的上端向上延伸形成的限位挡板，所述限位挡板位于所述拦挡板条背离所述限位装置的一侧。

进一步的，所述钢筋混凝土立柱背离所述平推拦挡板的一侧具有倾斜设置的斜撑柱，所述斜撑柱采用钢筋混凝土浇筑而成。

进一步的，所述平推拦挡板对称地设置在沟谷的两侧侧壁上。

一种泥石流防治系统，其特征在于，包括至少一个如上所述的沟谷用泥石流防治装置。

综上所述，本发明具有结构设计巧妙，便于人畜通行，能够在泥石流的冲刷下关闭拦挡等优点。

附图说明

图1为本发明泥石流防治装置的结构示意图。

图2为图1的另一视角的结构示意图。

图3为实施例中泥石流拦挡结构中翻转拦挡板平置状态的结构示意图。

图4为实施例中泥石流拦挡结构中翻转拦挡板拦挡状态的结构示意图。

图5为实施例中泥石流拦挡结构的轴侧结构示意图。

图6为图3中圆圈处的放大结构示意图。

附图标记说明：1-缓冲沟、11-泄压槽、2-固定装置、3-翻转拦挡板、31-透水孔、32-挡沿、33-聚集槽、51-固定支架、511-固定基座、512-轴座、52-转轴、53-平推拦挡板、531-拦挡板条、532-单向限位机构、54-限位装置、541-钢筋混凝土立柱、542-斜撑柱。

具体实施方式

下面结合一种采用本发明技术方案的泥石流防治系统对本发明作进一步的详细说明。

具体实施时，一种泥石流防治系统，包括泥石流拦挡结构和泥石流防治装置，所述泥石流防治装置设置在泥石流预防区域内的沟谷或深壑内，所述泥石流拦挡结构可以设置在沟谷底部，也可以设置在泥石流预防区域内的平坦坡道上，通过泥石流拦挡结构和泥石流防治装置的层层拦截，可以获得良好的泥石流防治效果。

如图1和图2所示，所述沟谷用泥石流防治装置包括用于安装在沟谷侧壁上的固定支架51，所述固定支架51上安装有竖向设置的转轴52，所述转轴52上可转动地安装有平推拦挡板53，所述平推拦挡板53远离所述转轴52的一侧朝向待拦挡泥石流的上游方向，并向沟谷的中部偏转，使所述平推拦挡板53与沟谷的侧壁之间形成三角形的预拦挡区域；还包括安装在沟谷内用于限制所述平推拦挡板53转动范围的限位装置54，使所述平推拦挡板53在所述限位装置54的限制下处于沿沟谷宽度方向设置的拦挡状态。所述平推拦挡板53上具有均布设置的过水孔，且对称地设置在沟谷的两侧侧壁上。

采用上述结构，由于平推拦挡板朝向上游方向设置，并没有在沟谷中部形成拦挡，使得牛羊等牲畜以及行人能够便利通行。而一旦有泥石流爆发，部分泥石流冲入平推拦挡板和沟谷侧壁之间的预拦挡区域后，就会推挤平推拦挡板绕转轴转动，最终在限位装置的限制下，停留在沟谷宽度方向上形成拦挡坝，对后续留下的泥石流进行拦挡。上述泥石流防治装置的结构设计巧妙，利用泥石流的流动冲击对平推拦挡板进行触发，既能够满足人畜的正常通行需求，又能够在泥石流爆发时实现拦挡。另外，利用平推拦挡板上的过水孔还可以使泥石流中的水从过水孔流过，降低拦挡压力，便于拦挡更多的泥土。

如图1所示，本实施例中，所述限位装置54为竖向设置在沟谷底部的钢筋混凝土立柱541，且所述钢筋混凝土立柱541与所述转轴52的距离小于所述平推拦挡板53的宽度。为了增强限位装置54的强度，所述钢筋混凝土立柱541背离所述平推拦挡板53的一侧具有倾斜设置的斜撑柱42，所述斜撑柱42采用钢筋混凝土浇筑而成。

具体的，如图2所示，所述平推拦挡板53包括多个沿竖向依次并排设置的拦挡板条531，所述拦挡板条531的一端可转动地安装在所述转轴52上；任意相邻两个拦挡板条531中，位于下方的拦挡板条531上具有单向限位机构532，使位于上方的拦挡板条仅能相对位于下方的拦挡板条朝向所述限位装置54的方向转动。

由于泥石流爆发后，冲进预拦挡区域将平推拦挡板完全转动至拦挡状态需要一定时间，而再次时间内，必定有部分泥石流已经流过平推拦挡板的后续转动区域，这样就会阻碍平推拦挡板的继续转动，从而使拦挡失效。而将平推拦挡板采用在竖向上并排设置拦挡板条组成，而且位于上方的拦挡板条可以相对朝向限位装置方向转动，就使得下方的平推拦挡板在泥石流阻挡下无法转动的时候，其上方的平推拦挡板仍然可以继续转动至拦挡状态，实现对泥石流的拦挡，如图1和图2所示。对于下方未完全转动至拦挡状态的拦挡板条，一方面由于泥石流自身的堆积会阻塞未拦挡的通道，另一方面，即使下方的泥石流能够继续流过，也会大大减弱泥石流的破坏能力，起到防治效果，还能减小拦挡装置的拦挡压力。另外，若下方的泥石流流动性较好，使得下方的拦挡板条在泥石流的推动作用下还能继续缓慢地朝向限位装置方向转动，最终减小泥石流的流动，甚至最终转动到拦挡状态。

本实施例中，如图2所示，所述单向限位机构532为所述拦挡板条531的上端向上延伸形成的限位挡板，所述限位挡板位于所述拦挡板条531背离所述限位装置54的一侧。

为了保证限位装置能够对位于最高处的所述拦挡板条531起到限制作用，所述钢筋混凝土立柱541的高度大于位于最高处的所述拦挡板条531的中部高度。

所述固定支架51包括采用混凝土浇筑在沟谷侧壁上的固定基座511，所述固定基座511沿竖向设置，所述固定基座的上端和下端各浇筑有一个轴座512，所述转轴52竖向安装在两个所述轴座512之间。具体的，在本实施例中，由于平推拦挡板53由多个拦挡板条531组成，同时，为了增加转轴52与固定基座511的连接强度，轴座512设置有多个，使每个拦挡板条531的上下两端各具有一个转轴52，如图1和图2所示。

如图3～图6所示，所述泥石流拦挡结构包括横向设置的缓冲沟1，所述缓冲沟1的两侧分别为待拦挡泥石流的上游侧和下游侧；所述缓冲沟1的下游侧固定设置有固定装置2，所述固定装置2上铰接有翻转拦挡板3，所述翻转拦挡板3的一侧向待拦挡泥石流的上游延伸形成覆盖部，另一侧向待拦挡泥石流的下游延伸形成拦挡部；所述翻转拦挡板3的覆盖部与所述缓冲沟1的上游侧相衔接，且所述缓冲沟1的深度大于所述覆盖部的转动半径，使所述翻转拦挡板3的覆盖部能够完全转至所述缓冲沟1内并形成竖直拦挡状态；所述拦挡部的重力矩大于所述覆盖部的重力矩，使所述翻转拦挡板3的覆盖部能够在保持遮盖状态下允许人或动物通行，并能够在泥石流流上所述覆盖部时转动至拦挡状态。所述固定装置2采用混凝土浇筑而成，并浇筑固定有铰支座，所述翻转拦挡板3包括采用结构钢焊接的框架和焊接在框架上的钢板，所述框架和钢板经过防锈处理；所述框架可转动地铰接在所述铰支座上。

采用上述结构，由于拦挡部的重力矩大于覆盖部的重力矩，在未爆发泥石流的情况下，覆盖部遮盖在缓冲沟上，从而可以让人和动物顺利通行，而一旦爆发泥石流，由于泥石流中夹杂的大量泥沙以及石块，单位密度高，泥石流从上游流下时，必定先到达缓冲沟的上游侧，然后流到与上游侧相衔接设置的覆盖部上，覆盖部在泥石流逐渐增加的压力下，作用在翻转轴上的力矩逐渐增大，直到超过拦挡部的重力矩时向缓冲沟内转动，由于覆盖部转动到缓冲沟内，后续流下的泥石流先流入缓冲沟内，进一步推挤覆盖部转动直至翻转拦挡板整体呈竖直的拦挡状态。由于此时的翻转拦挡板呈拦挡状态，后续流下的泥石流就能够被翻转拦挡板阻挡。该拦挡结构采用可转动的翻转拦挡板，充分利用翻转拦挡板自身的平衡和泥石流的重力作用，使翻转拦挡板在两种形态中切换，既便于平常通行，又能够在泥石流的触发作用下改变形态对泥石流进行拦挡。

实施时，所述翻转拦挡板3的拦挡部上均布有透水孔31，所述透水孔31的直径为5～10cm。

由于泥石流中夹杂有大量的水，通过在拦挡部设置透水孔，就可以使泥石流中的水从透水孔流过，降低拦挡压力，便于拦挡更多的泥土。

实施时，所述缓冲沟1的下游侧还具有向下游方向延伸贯通的泄压槽11，所述泄压槽沿所述缓冲沟1的长度方向间隔设置有多个，且相邻两个所述泄压槽11之间的距离大于1米，所述泄压槽11的宽度为20～50cm。

这样，流入缓冲沟内的部分泥石流在进入缓冲沟后能够从泄压槽流过，变成破坏力较小的小股泥石流，从而减轻翻转拦挡板的拦挡压力。另外，由于泥石流中的泥沙和石块较多，随着进入缓冲沟内的泥石流逐渐增多，泄压槽将逐渐被石块填堵，从而让后续的泥石流无法从泄压槽内流过，但泄压槽仍然能够让泥石流中的水流过，进而使翻转拦挡板能够拦挡更多的泥沙和石块。另外，在未爆发泥石流时，泄压槽还能够流入缓冲沟的污水或雨水从泄压槽流出。

如图5和图6所示，所述翻转拦挡板3的覆盖部靠近所述上游侧的位置处还设置有用于聚集泥石流的挡沿32，所述挡沿32沿所述缓冲沟1的方向突出地设置在所述翻转拦挡板3上。

由于覆盖部需要在泥石流的堆积到一定重量的情况下才能克服拦挡部的力矩实现翻转，通过在覆盖部靠近上游侧的位置设置突出的挡沿，可以使流到覆盖部的泥石流先在挡沿处聚集，利用挡沿到翻转轴的较远距离，只需要较少泥石流的堆积重量，就能够克服拦挡部的力矩实现翻转。另一方面，为了增大行人或畜牧从翻转拦挡板上通行时的可靠性，需要拦挡部相对覆盖部具有更大的重力矩，比如，牛群或羊群通过时，覆盖部可能会同时承载多只牛或羊，就需要拦挡部的重力矩大于覆盖部的重力矩与牛羊施加在覆盖部上力矩之和，保证翻转拦挡板在牛羊的重力作用下不会翻转。这样，在需要翻转拦挡板实现翻转时，就需要在覆盖部上堆积足够多的泥土，通过设置挡沿，一来可以让泥石流中的泥土以最快速度在覆盖部堆积，增加翻转的力矩；二来可以将堆积的泥土集中到距离翻转轴较远的位置，在相同重量情况下，获得更大的翻转力矩，从而使翻转拦挡板实现可靠翻转。

本实施例中，所述翻转拦挡板3的覆盖部靠近所述上游侧的位置处还具有凹陷设置的聚集槽33，所述聚集槽33沿所述缓冲沟1的长度方向设置，所述挡沿32位于所述聚集槽33朝向下游的一侧处；所述聚集槽33的底部设置有滤水孔，所述滤水孔的孔径为1～2cm。具体实施时，所述挡沿的高度20～30cm，所述聚集槽33的槽口宽度为20～40cm。

这样，流上覆盖部的泥石流在挡沿的阻挡下可以更好地流入聚集槽内，增加聚集槽处的重量，从而增大覆盖部的翻转力矩，使翻转拦挡板更快地翻转至拦挡状态。另外，聚集槽在随着翻转拦挡板转动过程中，还能够使泥石流中的泥沙保留在聚集槽内，避免翻转拦挡板因泥沙滑落而反转至平置状态，提高翻转拦挡板的翻转可靠性。另外，通过滤水孔可以将流入聚集槽内的雨水或污水流入缓冲沟，避免聚集槽内的雨水聚集而造成翻转拦挡板翻转。

为了让泥土更好地聚集在聚集槽内，所述聚集槽33的顶部朝向上游的一侧向所述聚集槽3的中部延伸形成回挡板。这样，聚集槽随着翻转拦挡板转动后，回挡板与聚集槽的底部和侧部形成容纳空间，避免泥土掉落，保证翻转拦挡板可靠转动。另外，通过设置的回挡板，还可以在聚集槽的槽口宽度确定的情况下，增加聚集槽内的容积，可以更多地聚集泥土。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种沟谷用泥石流防治装置，其特征在于，包括用于安装在沟谷侧壁上的固定支架（51），所述固定支架（51）上安装有竖向设置的转轴（52），所述转轴（52）上可转动地安装有平推拦挡板（53），所述平推拦挡板（53）远离所述转轴（52）的一侧朝向待拦挡泥石流的上游方向，并向沟谷的中部偏转，使所述平推拦挡板（53）与沟谷的侧壁之间形成三角形的预拦挡区域；还包括安装在沟谷内用于限制所述平推拦挡板（53）转动范围的限位装置（54），使所述平推拦挡板（53）在所述限位装置（54）的限制下处于沿沟谷宽度方向设置的拦挡状态；

所述限位装置（54）为竖向设置在沟谷底部的钢筋混凝土立柱（541），且所述钢筋混凝土立柱（541）与所述转轴（52）的距离小于所述平推拦挡板（53）的宽度；

所述平推拦挡板（53）包括多个沿竖向依次并排设置的拦挡板条（531），所述拦挡板条（531）的一端可转动地安装在所述转轴（52）上；任意相邻两个拦挡板条（531）中，位于下方的拦挡板条（531）上具有单向限位机构（532），使位于上方的拦挡板条仅能相对位于下方的拦挡板条朝向所述限位装置（54）的方向转动；所述钢筋混凝土立柱（541）的高度大于位于最高处的所述拦挡板条（531）的中部高度。

2.如权利要求1所述的沟谷用泥石流防治装置，其特征在于，所述固定支架（51）包括采用混凝土浇筑在沟谷侧壁上的固定基座（511），所述固定基座（511）沿竖向设置，所述固定基座的上端和下端各浇筑有一个轴座（512），所述转轴（52）竖向安装在两个所述轴座（512）之间。

3.如权利要求1所述的沟谷用泥石流防治装置，其特征在于，所述平推拦挡板（53）上具有均布设置的过水孔。

4.如权利要求1所述的沟谷用泥石流防治装置，其特征在于，所述单向限位机构（532）为所述拦挡板条（531）的上端向上延伸形成的限位挡板，所述限位挡板位于所述拦挡板条（531）背离所述限位装置（54）的一侧。

5.如权利要求 1所述的沟谷用泥石流防治装置，其特征在于，所述钢筋混凝土立柱（541）背离所述平推拦挡板（53）的一侧具有倾斜设置的斜撑柱（542），所述斜撑柱（542）采用钢筋混凝土浇筑而成。

6.如权利要求1所述的沟谷用泥石流防治装置，其特征在于，所述平推拦挡板（53）对称地设置在沟谷的两侧侧壁上。

7.一种泥石流防治系统，其特征在于，包括至少一个如权利要求1~6所述的沟谷用泥石流防治装置。

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