CN114108569B - 具有自动清淤功能的泥石流拦挡坝及建造和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及泥石流防护工程技术领域，公开了一种具有自动清淤功能的泥石流拦挡坝及其建造方法，所述泥石流拦挡坝利用泥石流沟天然地形与高差，由上游向下游依次设置泥石流消能集水段、大颗粒石块拦挡清理段和小颗粒泥砂拦挡清理段；泥石流消能集水段实现对泥石流的消能和固液分离；利用分离出来的液体，即水作为大颗粒石块拦挡清理段和小颗粒泥砂拦挡清理段的清理动力来源，分阶段依次消解泥石流的动能，并依次分别清除石块和泥砂。

Description

具有自动清淤功能的泥石流拦挡坝及建造和使用方法

技术领域

本发明涉及泥石流防护工程技术领域，具体的说，是一种具有自动清淤功能的泥石流拦挡坝及建造和使用方法，用于对泥石流进行消能以起到减弱泥石流灾害带来的损失的目的。

背景技术

泥石流（debris flow）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砂以及石块的特殊洪流。泥石流是由固-液两相流组成，固相为粗颗粒，液相为细颗粒和水组成，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。泥石流的发生常常会冲毁交通设施、农田设施甚至村镇房屋等，给周围居民的生命财产造成巨大危害。因此，防止泥石流发生或者采用工程措施降低泥石流的危害性具有重要意义。

泥石流防治工程主要作用是削弱泥石流活动强度,引导规范泥石流活动途径和范围,保护受灾对象。目前，泥石流防治工程主要以拦挡、排导工程为主，可以分为五大类型：拦挡工程（拦砂坝、格栅坝、梳齿坝等）、排导工程、停淤工程、沟道整治工程和防护工程。由于泥石流是固-液两相体，特别是大粒径的石头，在长期运行过程中，会造成拦挡坝的坝后淤积，并逐渐抬高河床，造成泥石流冲刷边坡。泥石流拦挡坝坝后淤积是造成泥石流防治工程失效的主要原因之一，解决拦挡坝坝后淤积，特别是对大粒径石块的清理是延长或恢复泥石流拦挡坝使用寿命的关键。

当前清淤方法的研究主要集中在水利工程对泥砂的清理或者对河道淤泥的清理。考虑到泥石流固-液两相体的特点，石块的粒径分布从几厘米到几米的范围，并且伴随着泥浆的运动，当前常规的水砂、淤泥的清理方法并不适用于泥石流清淤设计。泥石流通常发生在沟谷地区，利用地形的高差变化，在降低泥石流冲击危害情况下，进行固-液分离设计，针对大粒径石块和泥砂分别进行对应的清淤措施设计，最终达到延长泥石流拦挡坝服务寿命的目的。因此，本发明目的在于提供一种具有自动清淤功能的泥石流拦挡坝及其建造方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有自动清淤功能的泥石流拦挡坝及其建造方法，实现防治泥石流灾害的功能，具有避免泥石流拦挡坝因淤积而失去拦挡功能的作用。

本发明通过下述技术方案实现：

本发明首先提供了一种具有自动清淤功能的泥石流拦挡坝，其特征在于：所述泥石流拦挡坝包括沿泥石流流向的上游向下游依次设置的泥石流消能集水段、大颗粒石块拦挡清理段和小颗粒泥砂拦挡清理段；

所述泥石流消能集水段包括多个消能集水石笼和集水池；多个所述消能集水石笼沿泥石流流向依次左右交错设置，以降低泥石流的流速、冲击力并对泥石流进行固液分离；所述集水池设于多个所述消能集水石笼的下游，以汇集泥石流中被所述消能集水石笼分离出来的液体；

所述大颗粒石块拦挡清理段包括石块拦挡清理坝和设于所述石块拦挡清理坝上游的石块滑动体组件和充水橡胶体；所述石块拦挡清理坝具有限位突起和连通自身上游与下游的排石口、闸门通道，所述闸门通道位于所述排石口的上方，所述限位突起位于所述石块拦挡清理坝的上游侧且位于所述排石口和闸门通道之间；所述石块滑动体组件具有可向上转动与所述限位突起抵触以封堵排石口、向下转动以导通排石口的石块滑动体；所述充水橡胶体通过充液以抬升石块滑动体向上转动、通过放液以使石块滑动体向下转动；所述石块拦挡清理坝位于所述闸门通道处设有格栅闸门凹槽，所述格栅闸门凹槽内设有格栅闸门，所述石块拦挡清理坝上设有用于控制所述格栅闸门沿所述格栅闸门凹槽上下移动的闸门启动器。

所述小颗粒泥砂拦挡清理段包括泥砂拦挡清理坝；所述泥砂拦挡清理坝具有连通自身上游与下游的排水口、排砂排淤口，所述排水口位于所述排砂排淤口的上方；所述排砂排淤口的上游端口处由下游往上游方向依次设有排砂排淤旋转轴和高压喷头组件，所述高压喷头组件用于冲击以使泥石流中沉积的小颗粒泥砂崩解，所述排砂排淤旋转轴通过转动将崩解后小颗粒泥砂送入排砂排淤口的上游端口；所述排砂排淤口的上游端口处还设有密闭闸门凹槽和安装于密闭闸门凹槽内的密闭闸门，所述泥砂拦挡清理坝上设有用于控制所述密闭闸门沿密闭闸门凹槽上下滑动以关闭或导通所述排砂排淤口的闸门启动器。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述消能集水石笼包括绑扎网笼、石笼基座、渗水孔、透水土工布基座出水口；所述石笼基座内部设有空腔和将所述空腔分隔为上层和下两层的承重板，所述承重板上纵向贯通设有渗水孔，所述承重板顶面铺设有透水土工布，所述上层顶端开口，呈立方体状的所述绑扎网笼内部填充固定有石块，所述绑扎网笼的底端插入安装于所述上层内；所述石笼基座靠近下游的一侧壁贯通设有基座出水口，所述下层通过所述基座出水口与位于下游相邻的石笼基座或集水池连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，述石笼基座靠近上游的一侧壁上贯通设有基座进水口，所述下层通过所述基座进水口与位于上游相邻的石笼基座的基座出水口连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述集水池具有集水池进水口、集水池出水口，所述集水池进水口与上游的相邻石笼基座的基座出水口连接，所述集水池出水口通过输水管分别与所述充水橡胶体和高压喷头组件连接；所述集水池的顶部侧壁还设有集水池溢水口。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述石块滑动体组件具有L形基础，所述石块滑动体位于所述L形基础的横板正上方，所述石块滑动体与所述L形基础的竖板的顶端铰接，所述L形基础和所述石块滑动体之间设有充水橡胶体；所述充水橡胶体包括充水橡胶体进水口和充水橡胶体出水口，所述充水橡胶体进水口和所述充水橡胶体出水口处均设有水管开关，所述集水池出水口通过输水管与所述充水橡胶体进水口连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述石块滑动体包括滑动轴、滑动带和转动轴；所述石块滑动体通过所述转动轴与所述L形基础的竖板的顶端铰接，闭环设置的所述滑动带的内侧设有若干用于支撑所述滑动带循环运动的滑动轴。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述高压喷头组件包括混凝土基础，所述混凝土基础上设有螺旋柱固定孔，所述螺纹柱固定孔内壁设有内螺纹；所述螺旋柱固定孔内设有螺旋柱，所述螺旋柱的底端侧壁设有外螺纹，所述外螺纹与所述内螺纹固定连接；所述螺旋柱侧壁上设有螺旋上升的环形翼，所述螺旋柱上径向贯穿设有开孔，所述开孔内设有旋转杆；位于所述螺旋柱固定孔周围的所述混凝土基础上纵向贯穿设有高压喷头固定孔，所述集水池出水口通过输水管与所述高压喷头固定孔的底端连接，所述高压喷头固定孔的顶端固定安装有高压喷头；所述输水管与所述高压喷头固定孔连接处设有水管开关。

本发明还提供了一种具有自动清淤功能的泥石流拦挡坝的建造方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：根据泥石流沟的历史水文地质资料，预测未来泥石流发生的流量、流速参数；沿着泥石流的流动方向从上游至下游依次设置相应规模的泥石流消能积水段、大颗粒石块拦挡清理段和小颗粒泥砂清理段；

步骤S2：在泥石流消能集水段建造石笼基座和集水池，石笼基座交错设置在泥石流沟内，石笼基座上设有消能集水石笼，所述石笼基座和所述消能集水石笼之间设有透水土工布；所述石笼基座下游设有集水池，所述石笼基座通过输水管与所述集水池连接；

步骤S3：在大颗粒石块拦挡清理段建造石块拦挡清理坝、石块滑动体组件，在具有石块滑动体的石块滑动体组件中设置充水橡胶体，充水橡胶体通过安装有水管开关的输水管与集水池连接；

步骤S4：在小颗粒泥砂拦挡清理段建造泥砂拦挡清理坝，在泥砂拦挡清理坝的上游设置斜坡，并在斜坡处设置排砂排淤旋转轴，在斜坡上及斜坡的上游设置高压喷头组件，所述高压喷头组件具有混凝土基础和设置在混凝土基础上的高压喷头，在斜坡上游设置的高压喷头组件的混凝土基础上安装螺旋柱；高压喷头通过安装有水管开关的输水管与集水池连接；

本发明还提供了一种具有自动清淤功能的泥石流拦挡坝的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤A1：清石，关闭所有输水管上的水管开关，打开充水橡胶体进水口的水管开关，以使石块滑动体组件的石块滑动体与所述限位突起抵接后关闭充水橡胶体进水口的水管开关；启动石块拦挡清理坝的闸门启动器和泥砂拦挡清理坝上的闸门启动器，以关闭闸门通道和排砂排淤口；

步骤A2：清淤，启动石块拦挡清理坝的闸门启动器和泥砂拦挡清理坝上的闸门启动器，以导通闸门通道和排砂排淤口；关闭充水橡胶体进水口的水管开关并打开充水橡胶体出水口的水管开关，以清理大颗粒石块；在螺旋柱上插入旋转杆以转动螺旋柱，并打开高压喷头进水端的水管开关，清理泥砂。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）采用泥石流集水石笼交错设计，不仅可以降低泥石流的冲击力消除部分能量，而且实现固液分离，利用沟道石块建造，施工方便；将收集的水通过输水管收集起来，循环利用作为清淤水资源，也可以作为农业灌溉水，实现灾害水资源二次利用。

（2）通过大颗粒石块和小颗粒泥砂分段式拦挡清理设计，在大颗粒石块与小颗粒泥砂分离的基础上，分段进行清理设计，考虑了泥石流颗粒分布广的特性，区别于统一进行清淤的普通清淤方法，清理效率高，有助于延长泥石流拦挡工程的使用寿命。

（3）采用冲水橡胶体与块石滑动体结合的设计，无需消耗更多的电力，就可以实现石块的清理，复合节能工程的设计理念；多个螺旋柱和高压喷头组合设计，可以将大块固结泥砂自动划分多个小土体，在此基础上，利用山谷天然高差并结合排砂排淤旋转轴，实现泥砂的自动去除。

附图说明

下面将结合附图对技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

图1为本发明具有自动清淤功能的泥石流拦挡坝沿河谷纵向剖面图；

图2为本发明具有自动清淤功能的泥石流拦挡坝沿河谷纵向布置图；

图3为本发明消能集水石笼结构示意图；其中，图3（a）为消能集水石笼的剖面示意图，图3（b）为消能集水石笼的轴侧示意图；

图4为本发明集水池结构示意图；

图5为本发明大颗粒石块拦挡清理坝结构示意图；其中，图5（a）大颗粒石块拦挡清理坝拦截大颗粒石块时的示意图，图5（b ）为大颗粒石块拦挡清理坝清理排出大颗粒石块时的示意图；

图6为本发明小颗粒泥砂拦挡清理坝结构示意图；图6（a）为小颗粒泥砂拦挡清理坝拦截小颗粒泥砂时的示意图，图6（b ）为小颗粒泥砂拦挡清理坝清理排出小颗粒泥砂时的示意图；

图7为本发明充水橡胶体示意图；

图8为本发明石块滑动体侧剖视图；

图9为本发明石块滑动体的部分俯视图；

图10为本发明石块滑动体的滑动轴与滑动带结构示意图；

图11为本发明螺旋柱与高压喷头结构示意图；其中，图11（a）为螺旋柱安装在混凝土基础时的结构示意图，图11（b）为混凝土基础的结构示意图，图11（c）为螺旋柱的结构示意图，图11（d）为选装杆安装在螺旋柱上时的结构示意图；

图12为本发明单个螺旋柱与高压喷头清淤过程示意图；其中，图12（a）为混凝土基座上未淤积泥砂时的示意图，图12（b）为混凝土基座上淤积泥砂时的螺旋柱开始工作的示意图，图12（c）为螺旋柱正在工作的示意图，图12（d）为螺旋柱工作完毕拆除后的示意图，图12（e）为高压喷头开始工作时的示意图，图12（f）为高压喷头工作完毕后的示意图；

图13为本发明多个螺旋柱与高压喷头清淤过程示意图；其中，图13（a）为多个混凝土基座上淤积泥砂时的示意图，图13（b）为多个螺旋柱正在工作的示意图，图13（c）为多个高压喷头工作时的示意图，图13（d）为多个高压喷头工作完毕时的示意图。

其中：

1、消能集水石笼；1.1、绑扎网笼；1.2、石笼基座；1.3、渗水孔；1.4、透水土木布；1.5、基座进水口；1.6、基座出水口；

2、集水池；2.1、集水池进水口；2.2、集水池出水口；2.3、集水池溢水口；

3、石块拦挡清理坝；3.1、排石口；3.2、限位凸起；3.3、格栅闸门凹槽；3.4、格栅闸门；

4、泥砂拦挡清理坝；4.1、排水口；4.2、排砂排淤口；4.3、密闭闸门；4.4、密闭闸门凹槽；

5、充水橡胶体；5.1、充水橡胶体进水口；5.2、充水橡胶体出水口；

6、石块滑动体；6.1、L形基础；6.2、滑动轴；6.3、滑动带；6.4、转动轴；

7、螺旋柱；7.1、环形翼；7.2、开孔；7.3、外螺纹；7.4、旋转杆；

8、高压喷头组件；8.1、混凝土基础；8.2、螺旋柱固定孔；8.3、螺旋凹槽；8.4、高压喷头固定孔；

9、输水管；10、水管开关；11、闸门启动器；12、排砂排淤旋转轴；13、泥石流；14、大颗粒石块；15、小颗粒泥砂；16、泥石流颗粒流向；17、泥石流液体流向；

A、泥石流消能集水段；B、大颗粒石块拦挡清理段；C、小颗粒泥砂拦挡清理段。

具体实施方式

以下结合实施例的具体实施方式，对本发明创造的上述内容再做进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段作出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。

实施例1：

本实施例的一种具有自动清淤功能的泥石流拦挡坝，如图1和图2所示，一种具有自动清淤功能的泥石流拦挡坝，包括设置在泥石流沟上游的泥石流消能集水段A、泥石流沟中部的大颗粒石块拦挡清理段B以及设置在泥石流沟下游的小颗粒泥砂拦挡清理段C。

泥石流消能集水段A包括交错设置的多个消能集水石笼1和多个集水池2；如图3-4所示，消能集水石笼1由绑扎网笼1.1将大颗粒石块14固定成立方体状，设置在由混凝土制成的石笼基座1.2上，石笼基座1.2与消能集水石笼1之间设置有渗水孔1.3，渗水孔1.3上设置有透水土工布1.4，防止泥砂进入集水池2，石笼基座1.2上设置有基座进水口1.5和基座出水口1.6。其中泥石流颗粒流向16和泥石流液体流向17分别如向如图1、图2、图7、图12（e）所示。

泥石流消能集水段A的目的是从上游段降低泥石流13的冲击破坏力，通过交错设置的消能集水石笼1，降低泥石流13流速与冲击力，并通过多孔的消能集水石笼1实现固液分离作用，大颗粒石块14被拦截，主要成份为水的液体通过消能集水石笼1实现过滤，并通过连接基座出水口1.6的输水管9将过滤后的水汇集到集水池2中，为后续清淤提供水的来源。

如图1和图2所示，大颗粒石块拦挡清理段B包括石块拦挡清理坝4、多个充水橡胶体5和多个石块滑动体6。如图5所示，石块拦挡清理坝3下部设置有倾斜的排石口3.1，后部设置有限位突起3.2，避免充水橡胶体5充水过程中，持续充水顶着石块滑动体6不断上移，限位突起3.2底部高度与石块滑动体6顶部高度保持一样；石块拦挡清理坝3的中部设置有格栅闸门3.4，用来拦击大颗粒石块14，格栅闸门3.4通过格栅闸门凹槽3.3嵌入到坝体内，通过铁链与坝体上部的闸门启动器11连接，可以通过闸门启动器11自由开启与闭合格栅闸门3.4。

如图8-图10所示，石块滑动体组件设置在石块拦挡清理坝4的上游，包括石块滑动体6、L形基础6.1、滑动轴6.2、滑动带6.3和转动轴6.4，转动轴6.4与L形基础6.1固定在一起，可以自由转动，滑动轴6.2与滑动带6.3构成整体，用来滑动转移大颗粒的石块14。

如图5所示，充水橡胶体设置在L形基础6.1内，充水橡胶体5设置有充水橡胶体进水口5.1和充水橡胶体出水口5.2，如图7所示，充水橡胶体充水橡胶体进水口5.1通过输水管9连接到上游集水池2中，输水管9上设置有水管开关10，充水橡胶体5充水后的高度应该与L形基础6.1内高度一致，充水橡胶体5排水后石块滑动体6的滑动带6.3应与石块拦挡清理坝下部的排石口3.1接触，如图5中b处所示。

如图5（a）中所示，石块拦挡清理坝3对石块14的拦挡过程为：打开充水橡胶体充水橡胶体进水口5.1上的水管开关10，关闭充水橡胶体充水橡胶体出水口5.2上的水管开关10，充水橡胶体5不断充水后，使石块滑动体6不断升高，与限位突起3.2接触后，关闭水管开关10停止充水；通过操作闸门启动器11，来降低石块拦挡清理坝3上部的格栅闸门3.4，格栅闸门3.4拦截大颗粒石块14，排除小颗粒泥砂15。石块拦挡清理坝3可以设置多个在泥石流沟的中上游，实现对大颗粒石块14的充分拦截，只排除小颗粒泥砂15在下游段，这样后续排淤过程只考对泥砂的清理。

如图5（b）处所示，随着不断运行，石块拦挡清理坝3坝后的大颗粒石块14不断累积后，石块拦挡清理坝3的清理过程为：打开充水橡胶体充水橡胶体出水口5.2上的水管开关10，充水橡胶体5不断防水后，使石块滑动体6不断下降，使石块滑动体6形成倾斜角度，大颗粒石块14随着倾角滚动，通过石块拦挡清理坝3底部的排石口3.1排除，实现坝后大颗粒石块14的清理过程。

如图1和图2所示，小颗粒泥砂拦挡清理段C包括多个螺旋柱7、多个高压喷头8、泥石拦挡清理坝4和排砂排淤旋转轴12。如图11所示，螺旋柱7包括由下往上设置的环形翼7.1和开孔7.2，以及设置在底部的外螺纹7.3，螺旋柱7还设计有与开孔7.2直径相匹配的旋转杆7.4，旋转杆7.4可以插入螺旋柱7上的任一开孔7.2；外螺纹7.3与混凝土基础8.1中心设置的螺旋凹槽8.3大小、形状像匹配，类似于螺栓与螺母关系，可以转动进行拔出与套上；

使用过程中，两人用力或者通过机械转动旋转杆7.4，可以实现螺旋柱7与混凝土基础8.1的拔出与插入；螺旋柱7通过螺旋柱固定孔8.2固定在混凝土基础8.1中心，高压喷头8通过高压喷头固定孔8.4设置在螺旋柱7四周，若中上游的大颗粒石块拦挡清理结构3没有完全拦截大颗粒石块14，设置的多个螺旋柱7也具有对大颗粒石块14的拦截作用。

如图6所示，泥砂拦挡清理坝4上部设置有排水口4.1，下部设置有排砂排淤口4.2，排砂排淤口4.2后部设置有不透水闸门4.3，不透水闸门4.3通过不透水闸门凹槽4.4嵌入在泥砂拦挡清理坝4内，通过铁链与坝体顶部的闸门启动器11连接。排砂排淤旋转轴12设置在泥砂拦挡清理坝4后部，排砂排淤旋转轴12后部设计为带有倾角的斜坡，排砂排淤旋转轴12底部与斜坡上设置多个高压喷头8，高压喷头8与输水管9连接上游的集水池2，输水管9上设置有水管开关10。

如图12（a）-图12（f）所示，一个螺旋柱7和多个高压喷头8通过混凝土基础8.1构成一组清理组件，单个螺旋柱7与高压喷头8清淤具体过程为：当泥石流13堆积到螺旋柱7附近后，根据泥石流掩埋的高度，选择螺旋柱7上合适的开孔7.2，插入旋转杆7.4用力转动旋转杆，在螺旋柱7与底部混凝土基础8.1分离过程中，螺旋杆7四周的环形翼7.1旋转过程中不断带出泥砂，主要为环形翼7.1直径范围的泥砂；之后开启高压喷头8上的水管开关10，集水池2中的水在高差作用下，具有很大的冲刷力，结合高压喷头8的效果，不断冲刷固结的泥砂，从底往上冲刷泥砂，固结的泥砂在水流冲刷作用下不断崩解形成流动体。

如图13（a）-图13（d）所示，当多个螺旋柱7与高压喷头组合使用时，多个螺旋柱7将固结的泥砂隔一个个小土体，随着螺旋柱7的不断拔出，破坏了螺旋柱7四周螺旋翼范围内小土体纵向上的连接；之后高压喷头冲刷作用下，固结泥砂土体由下往上逐个崩解，流动到泥石拦挡清理坝后，通过排砂排淤旋转轴12排除，实现对小颗粒泥砂15的清理过程。

实施例2：

本实施例提供了一种实施例1所述的具有自动清淤功能的泥石流拦挡坝的建造方法，具体步骤如下：步骤S1：根据泥石流沟的历史水文地质资料，预测未来泥石流13发生的流量、流速参数；沿着泥石流13的流动方向从上游至下游依次设置相应规模的泥石流消能积水段A、大颗粒石块拦挡清理段B和小颗粒泥砂拦挡清理段C；

步骤S2：在泥石流消能集水段建造石笼基座1.2和集水池2，石笼基座1.2交错设置在泥石流沟内，石笼基座1.2上设有绑扎网笼1.1，所述石笼基座1.2和所述绑扎网笼1.1之间设有透水土工布；所述石笼基座1.2下游设有集水池2，所述石笼基座1.2通过输水管9与所述集水池2连接；

步骤S3：在大颗粒石块拦挡清理段建造石块拦挡清理坝3、石块滑动体6组件，在具有石块滑动体6的石块滑动体6组件中设置充水橡胶体5，充水橡胶体5通过安装有水管开关10的输水管9与集水池2连接；

步骤S4：在小颗粒泥砂15拦挡清理段建造泥砂拦挡清理坝4，在泥砂拦挡清理坝4的上游设置斜坡，并在斜坡处设置排砂排淤旋转轴12，在斜坡上及斜坡的上游设置高压喷头组件8，所述高压喷头组件8具有混凝土基础8.1和设置在混凝土基础8.1上的高压喷头，在斜坡上游设置的高压喷头组件8的混凝土基础8.1上安装螺旋柱7；高压喷头通过安装有水管开关10的输水管9与集水池2连接。

实施例3：

本实施例提供了一种实施例1所述的具有自动清淤功能的泥石流拦挡坝的使用方法，具体步骤如下：

步骤A1：关闭所有输水管9上的水管开关10，打开充水橡胶体5进水口的水管开关10，以使石块滑动体6组件的石块滑动体6与所述限位突起抵接后关闭充水橡胶体5进水口的水管开关10；启动石块拦挡清理坝3的闸门启动器11和泥砂拦挡清理坝4上的闸门启动器11，以关闭闸门通道和排砂排淤口4.2；

步骤A2：清石、清淤，启动石块拦挡清理坝3的闸门启动器11和泥砂拦挡清理坝4上的闸门启动器11，以导通闸门通道和排砂排淤口4.2；关闭充水橡胶体5进水口的水管开关10并打开充水橡胶体出水口的水管开关10，以清理大颗粒石块14；在螺旋柱7上插入旋转杆7.4以转动螺旋柱7，并打开高压喷头进水端的水管开关10，清理泥砂。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有自动清淤功能的泥石流拦挡坝，其特征在于：所述泥石流拦挡坝包括沿泥石流（13）流向的上游向下游依次设置的泥石流消能集水段（A）、大颗粒石块拦挡清理段（B）和小颗粒泥砂拦挡清理段（C）；

所述泥石流消能集水段（A）包括多个消能集水石笼（1）和集水池（2）；多个所述消能集水石笼（1）沿泥石流（13）流向依次左右交错设置，以降低泥石流（13）的流速、冲击力并对泥石流（13）进行固液分离；所述集水池（2）设于多个所述消能集水石笼（1）的下游，以汇集泥石流（13）中被所述消能集水石笼（1）分离出来的液体；

所述大颗粒石块拦挡清理段（B）包括石块拦挡清理坝（3）和设于所述石块拦挡清理坝（3）上游的石块滑动体组件和充水橡胶体（5）；所述石块拦挡清理坝（3）具有限位突起和连通自身上游与下游的排石口（3.1）、闸门通道，所述闸门通道位于所述排石口（3.1）的上方，所述限位突起位于所述石块拦挡清理坝（3）的上游侧且位于所述排石口（3.1）和闸门通道之间；所述石块滑动体组件具有可向上转动与所述限位突起抵触以封堵排石口（3.1）、向下转动以导通排石口（3.1）的石块滑动体（6）；所述充水橡胶体（5）通过充液以抬升石块滑动体（6）向上转动、通过放液以使石块滑动体（6）向下转动；所述石块拦挡清理坝（3）位于所述闸门通道处设有格栅闸门凹槽（3.3），所述格栅闸门凹槽（3.3）内设有格栅闸门（3.4），所述石块拦挡清理坝（3）上设有用于控制所述格栅闸门（3.4）沿所述格栅闸门凹槽（3.3）上下移动的闸门启动器（11）；

所述小颗粒泥砂拦挡清理段（C）包括泥砂拦挡清理坝（4）；所述泥砂拦挡清理坝（4）具有连通自身上游与下游的排水口（4.1）、排砂排淤口（4.2），所述排水口（4.1）位于所述排砂排淤口（4.2）的上方；所述排砂排淤口（4.2）的上游端口处由下游往上游方向依次设有排砂排淤旋转轴（12）和高压喷头组件（8），所述高压喷头组件（8）用于冲击以使泥石流（13）中沉积的小颗粒泥砂（15）崩解，所述排砂排淤旋转轴（12）通过转动将崩解后小颗粒泥砂（15）送入排砂排淤口（4.2）的上游端口；所述排砂排淤口（4.2）的上游端口处还设有密闭闸门凹槽（4.4）和安装于密闭闸门凹槽（4.4）内的密闭闸门（4.3），所述泥砂拦挡清理坝（4）上设有用于控制所述密闭闸门（4.3）沿密闭闸门凹槽（4.4）上下滑动以关闭或导通所述排砂排淤口（4.2）的闸门启动器（11）。

2.根据权利要求1所述的一种具有自动清淤功能的泥石流拦挡坝，其特征在于：所述消能集水石笼（1）包括绑扎网笼（1.1）、石笼基座（1.2）、渗水孔（1.3）、透水土工布（1.4）、 基座出水口（1.6）；所述石笼基座（1.2）内部设有空腔和将所述空腔分隔为上层和下层的承重板，所述承重板上纵向贯通设有渗水孔（1.3），所述承重板顶面铺设有透水土工布（1.4），所述上层顶端开口，呈立方体状的所述绑扎网笼（1.1）内部填充固定有石块，所述绑扎网笼（1.1）的底端插入安装于所述上层内；所述石笼基座（1.2）靠近下游的一侧壁贯通设有基座出水口（1.6），所述下层通过所述基座出水口（1.6）与位于下游相邻的石笼基座（1.2）或集水池（2）连接。

3.根据权利要求2所述的一种具有自动清淤功能的泥石流拦挡坝，其特征在于：所述石笼基座（1.2）靠近上游的一侧壁上贯通设有基座进水口（1.5），所述下层通过所述基座进水口（1.5）与位于上游相邻的石笼基座（1.2）的基座出水口（1.6）连接。

4.根据权利要求3所述的一种具有自动清淤功能的泥石流拦挡坝，其特征在于：所述集水池（2）具有集水池进水口（2.1）、集水池出水口（2.2），所述集水池进水口（2.1）与上游的相邻石笼基座（1.2）的基座出水口（1.6）连接，所述集水池出水口（2.2）通过输水管（9）分别与所述充水橡胶体（5）和高压喷头组件（8）连接；所述集水池（2）的顶部侧壁还设有集水池溢水口（2.3）。

5.根据权利要求4所述的一种具有自动清淤功能的泥石流拦挡坝，其特征在于：所述石块滑动体组件具有L形基础（6.1），所述石块滑动体（6）位于所述L形基础（6.1）的横板正上方，所述石块滑动体（6）与所述L形基础（6.1）的竖板的顶端铰接，所述L形基础（6.1）和所述石块滑动体（6）之间设有充水橡胶体（5）；所述充水橡胶体（5）包括充水橡胶体进水口（5.1）和充水橡胶体出水口（5.2），所述充水橡胶体进水口（5.1）和所述充水橡胶体出水口（5.2）处均设有水管开关（10），所述集水池出水口（2.2）通过输水管（9）与所述充水橡胶体进水口（5.1）连接。

6.根据权利要求5所述的一种具有自动清淤功能的泥石流拦挡坝，其特征在于：所述石块滑动体（6）包括滑动轴（6.2）、滑动带（6.3）和转动轴（6.4）；所述石块滑动体（6）通过所述转动轴（6.4）与所述L形基础（6.1）的竖板的顶端铰接，闭环设置的所述滑动带（6.3）的内侧设有若干用于支撑所述滑动带（6.3）循环运动的滑动轴（6.2）。

7.根据权利要求6所述的一种具有自动清淤功能的泥石流拦挡坝，其特征在于：所述高压喷头组件（8）包括混凝土基础（8.1），所述混凝土基础（8.1）上设有螺旋柱固定孔，所述螺纹柱固定孔内壁设有内螺纹；所述螺旋柱固定孔内设有螺旋柱（7），所述螺旋柱（7）的底端侧壁设有外螺纹（7.3），所述外螺纹（7.3）与所述内螺纹固定连接；所述螺旋柱（7）侧壁上设有螺旋上升的环形翼（7.1），所述螺旋柱（7）上径向贯穿设有开孔（7.2），所述开孔（7.2）内设有旋转杆（7.4）；位于所述螺旋柱固定孔周围的所述混凝土基础（8.1）上纵向贯穿设有高压喷头固定孔（8.4），所述集水池出水口（2.2）通过输水管（9）与所述高压喷头固定孔（8.4）的底端连接，所述高压喷头固定孔（8.4）的顶端固定安装有高压喷头；所述输水管（9）与所述高压喷头固定孔（8.4）连接处设有水管开关（10）。

8.一种如权利要求7中所述的具有自动清淤功能的泥石流拦挡坝的建造方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：根据泥石流沟的历史水文地质资料，预测未来泥石流（13）发生的流量、流速参数；沿着泥石流（13）的流动方向从上游至下游依次设置相应规模的泥石流消能集水段（A）、大颗粒石块拦挡清理段（B）和小颗粒泥砂拦挡清理段（C）；

步骤S2：在泥石流消能集水段（A）建造石笼基座（1.2）和集水池（2），石笼基座（1.2）交错设置在泥石流沟内，石笼基座（1.2）上设有绑扎网笼（1.1），所述石笼基座（1.2）和所述绑扎网笼（1.1）之间设有透水土工布（1.4）；所述石笼基座（1.2）下游设有集水池（2），所述石笼基座（1.2）通过输水管（9）与所述集水池（2）连接；

步骤S3：在大颗粒石块拦挡清理段（B）建造石块拦挡清理坝（3）、石块滑动体组件，在具有石块滑动体（6）的石块滑动体组件中设置充水橡胶体（5），充水橡胶体（5）通过安装有水管开关（10）的输水管（9）与集水池（2）连接；

步骤S4：在小颗粒泥砂拦挡清理段（C）建造泥砂拦挡清理坝（4），在泥砂拦挡清理坝（4）的上游设置斜坡，并在斜坡处设置排砂排淤旋转轴（12），在斜坡上及斜坡的上游设置高压喷头组件（8），所述高压喷头组件（8）具有混凝土基础（8.1）和设置在混凝土基础（8.1）上的高压喷头，在斜坡上游设置的高压喷头组件（8）的混凝土基础（8.1）上安装螺旋柱（7）；高压喷头通过安装有水管开关（10）的输水管（9）与集水池（2）连接。

9.一种如权利要求7中所述的具有自动清淤功能的泥石流拦挡坝的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤A1：关闭所有输水管（9）上的水管开关（10），打开充水橡胶体进水口（5.1）的水管开关（10），以使石块滑动体组件的石块滑动体（6）与所述限位突起抵接后关闭充水橡胶体进水口（5.1）的水管开关（10）；启动石块拦挡清理坝（3）的闸门启动器（11）和泥砂拦挡清理坝（4）上的闸门启动器（11），以关闭闸门通道和排砂排淤口（4.2）；

步骤A2：清石、清淤，启动石块拦挡清理坝（3）的闸门启动器（11）和泥砂拦挡清理坝（4）上的闸门启动器（11），以导通闸门通道和排砂排淤口（4.2）；关闭充水橡胶体进水口（5.1）的水管开关（10）并打开充水橡胶体出水口（5.2）的水管开关（10），以清理大颗粒石块（14）；在螺旋柱（7）上插入旋转杆（7.4）以转动螺旋柱（7），并打开高压喷头的进水端的水管开关（10），清理泥砂。

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