CN114737528A - 一种水石分离扩容式泥石流停淤场及其建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水石分离扩容式泥石流停淤场及其建造方法，利用地形沿着泥石流的流动方向依次设置固相拦挡部、一级固液分离扩容部、二级固液分离扩容部、泥沙沉积，针对于泥石流中的固相、液相分别进行固液分离的停淤设计，并针对泥石流的流量进行停淤扩容，实现停淤场容积可调节的目的，最大限度地降低突发大型泥石流灾害对山地城镇密集区的危害，并可实现自动清淤，降低人工清淤成本。

Description

一种水石分离扩容式泥石流停淤场及其建造方法

技术领域

本发明属于泥石流防治工程的技术领域，具体涉及一种水石分离扩容式泥石流停淤场及其建造方法。

背景技术

停淤场是根据泥石流的运动和堆积过程，将运动的泥石流引入预定区域，使其自然减速，迫使其停淤在宽阔区域的泥石流防治结构。停淤场通常修建在泥石流频发且来方量较大的山地城镇区域，因为这些区域由于人口密集，地形条件的限制，不易修建其他泥石流拦挡结构。当前停淤场的设计主要采用浆砌石修建而成，缺点明显表现为：占地面积大、停淤量固定等，一旦有超过设计停淤量的泥石流爆发，就会从停淤场甚至排导槽内溢出，给周围居民的生命财产造成严重威胁。

此外，山地城镇区域停淤场的两侧及其下游通常是居民房屋，由于地形条件限制，当停淤场淤积满后，大型清淤机械无法进入到清淤场，只能采用费时费力的人工方式进行清淤，造成清淤成本上升。另外，传统的围墙式停淤场结构，占地面积大，未考虑停淤场周边的生态特性，造成停淤场与周围居民区生态环境不协调。

虽然当前的研究，从泥石流运动特性方面进行了停淤场设计，但考虑到每次泥石流的流体特性都是变化的，造成不同类型泥石流在停淤场内的分布存在明显差异，无法保证停淤场的每个部位都淤满泥石流。因此，基于现有地形的条件，研发一种占地面积小可扩容的新型停淤场，使其最大限度的停留更多的泥石流，更符合山地城镇区域泥石流防治工程的现实需求。

泥石流是由固-液两相流组成，固相主要包括石子，液相为泥、沙、水混合物。基于固液分离思路，将沿着高程分布的排导槽设计为双层的水石分离结构，分别针对泥石流的固相与液相的特点，进行扩容式停淤场结构设计，可以避免突发大型泥石流灾害对山地城镇区域的破坏。而且，在非泥石流暴发时间段内，减少停淤场占地面积，给予周围居民更多活动场地，可以实现山地灾害防治工程设计与人类活动需求的完美结合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水石分离扩容式泥石流停淤场及其建造方法，利用山区地形特点，针对于泥石流中的固相、液相分别进行水石分离的停淤设计，并针对泥石流的流量进行停淤扩容，实现停淤场容积可调节的目的，最大限度地降低突发大型泥石流灾害对山地城镇密集区的危害，并可实现自动清淤，降低人工清淤成本。

本发明通过下述技术方案实现：

一种水石分离扩容式泥石流停淤场，包括沿着泥石流的流动方向依次连接的固相拦挡部、一级固液分离扩容部、二级固液分离扩容部、泥沙沉积部，所述一级固液分离扩容部包括连接固相拦挡部与二级固液分离扩容部的排导槽，所述排导槽的底部沿着泥石流的流动方向设置有一级固液分离扩容结构，所述排导槽根据泥石流的流量将泥石流直接通向二级固液分离扩容部或将部分泥石流通向一级固液分离扩容结构，所述一级固液分离扩容结构对超量的泥石流进行一级固液分离，并将分离的液相通向二级固液分离扩容部；所述二级固液分离扩容部包括连接一级固液分离扩容部与泥沙沉积部的停淤场，所述停淤场的顶部为固相区，所述停淤场的底部为液相区；所述固相区的两侧设置有能够相互靠近以减小固相区的面积或相互远离以增加固相区的面积的侧面活动拦挡结构，所述液相区中设置有二级固液分离扩容结构，所述二级固液分离扩容结构对泥石流进行二级固液分离并将分离的液相通向泥沙沉积部；所述停淤场靠近泥沙沉积部的一端设置有能够根据泥石流的流量调节高度的扩容式拦挡坝体。

泥石流沿着山体之间或河谷的沟洼地带流动，泥石流包括固相与液相，固相是指石块、树木等流动性差的固体物质，液相是指流动性强的水、泥、沙混合物。在泥石流的上游区域设置固相拦挡部，通过固相拦挡部首先对泥石流进行缓冲，并将泥石流中的大粒径的固相分离阻挡，剩余的泥石流经过固相拦挡部流向一级固液分离扩容部。

泥石流直接进入一级固液分离扩容部中的排导槽并沿着排导槽流动，排导槽预先设置有标高流量。当泥石流的流量小于等于标高流量时，泥石流直接通过排导槽流向二级固液分离扩容部而不经过一级固液分离扩容结构；当泥石流的流量大于标高流量时，部分泥石流直接通过排导槽流向二级固液分离扩容部中的固相区，超过标高流量的泥石流则外溢至一级固液分离扩容结构中实现扩容导流。同时通过一级固液分离扩容结构对外溢的泥石流进行一级固液分离，分离的固相存积在一级固液分离扩容结构中，分离的液相则流向二级固液分离扩容部中的液相区，进而降低进入二级固液分离扩容部的泥石流量。

通过排导槽直接排放至二级固液分离扩容部的固相区中的泥石流进入停淤场，并通过停淤场底部的二级固液分离扩容结构对泥石流进行二级固液分离，分离出的固相存积在停淤场顶部的固相区，分离出的液相则进入停淤场底部的液相区。同时在二级固液分离扩容部的出端设置有扩容式拦挡坝体用以阻挡泥石流，使得泥石流停留在停淤场中。同时，根据流入二级固液分离扩容部的泥石流流量可以调节扩容式拦挡坝体的高度。

同时，当进入停淤场的泥石流的流量超过当前停淤场的预估容积时，此时即可带动停淤场两侧的侧面活动拦挡结构相互远离以增加停淤场的容积实现扩容；当进入停淤场的泥石流的流量小于当前停淤场的预估容积时，此时即可带动停淤场两侧的侧面活动拦挡结构相互靠近以减少停淤场的容积进而节省更多的空间。

停淤场底部液相区中存积的液相则流向泥沙沉积部进行沉积，然后即可通过挖掘机、运输车对泥沙沉积部中沉积的泥沙进行清理转运。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述扩容式拦挡坝体包括拦挡坝本体以及设置在拦挡坝本体顶部的充水橡胶坝体，所述拦挡坝本体的内侧顶部设置有与充水橡胶坝体连接的输水管，所述拦挡坝本体的底部设置有与泥沙沉积部连接的通道；所述扩容式拦挡坝体的迎流面与停淤场之间设置有辅助固液分离结构，所述扩容式拦挡坝体上设置有与泥沙沉积部连接的通道，所述辅助固液分离结构对流向扩容式拦挡坝体的迎流面的泥石流进行固液分离并将液相经过扩容式拦挡坝体上的通道输送至泥沙沉积部。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述辅助固液分离结构与拦挡坝本体的迎流面之间设置有清淤输送装置，所述清淤输送装置的一端延伸至停淤场的液相区中，所述清淤输送装置的另一端对应拦挡坝本体上的通道设置。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述辅助固液分离结构包括呈网状设置并与拦挡坝本体中的输水管连接的输水钢管，所述输水钢管上朝向拦挡坝本体的迎流面线性设置有若干喷头。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述一级固液分离扩容结构包括设置在排导槽底部的中空导流槽以及设置在中空导流槽底部的一级液相收集区，所述排导槽的侧壁通过一级标高分离格栅与中空导流槽连接，所述中空导流槽与一级液相收集区之间设置有一级过滤格栅；所述排导槽的出端与二级固液分离扩容部的固相区连接，一级液相收集区的出端与二级固液分离扩容部的液相区连接。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述一级过滤格栅顶部的一侧设置有与中空导流槽连通的清沙通道，一级过滤格栅顶部的另一侧设置有朝向清沙通道输送泥沙的清沙装置。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述侧面活动拦挡结构包括侧面挡板、线性驱动装置、侧面闸门，所述侧面挡板线性活动设置在停淤场的固相区的两侧，所述侧面挡板远离固相区的一侧设置有线性驱动装置，所述线性驱动装置带动两侧的侧面挡板相互靠近或相互远离；所述停淤场的固相的两侧位于侧面挡板的附近设置有侧面闸门。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述固相拦挡部包括中央拦砂坝，所述中央拦砂坝的迎流面为竖直面或斜面，所述中央拦砂坝的背流面为弧形导流面，所述中央拦砂坝的两侧分别设置有高于中央拦砂坝的侧边拦砂坝，所述侧边拦砂坝的迎流面为竖直面，所述侧边拦砂坝的背流面为斜面；所述中央拦砂坝与侧边拦砂坝上均设置有排出孔。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述停淤场的顶部的固相区中呈放射性交错设置有若干生态导流部，相邻的生态导流部之间构成供泥石流经过并对泥石流中的固相进行缓冲分流的导流通道。

一种水石分离扩容式泥石流停淤场建造方法，用于建设上述的一种水石分离扩容式泥石流停淤场，包括以下步骤：

步骤1、在泥石流发生的上游地区设置固相拦挡部，在泥石流的中游狭窄地区设置一级固液分离扩容部，在泥石流下游平坦空旷区域设置二级固液分离扩容部，并在二级固液分离扩容部的出端设置高度可调的扩容式拦挡坝体，在扩容式拦挡坝体的出端设置排水槽，在排水槽远离扩容式拦挡坝体的一侧设置与排水槽连通的泥沙沉积部；

步骤2、在一级固液分离扩容部中沿泥石流的流动方向设置倾斜的排导槽，排导槽的进端与固相拦挡部的出端通过斜坡平滑连接，排导槽的出端与停淤场的顶部的固相区连接，并在排导槽的侧壁上设置标高线；

步骤3、在排导槽的底部沿着泥石流的流动方向设置至少一个与排导槽侧壁位于标高线以上区域连通的一级固液分离扩容结构，一级固液分离扩容结构的出端通过带有输送开关的液相输送管与停淤场的底部的液相区连接；

步骤4、在一级固液分离扩容结构的一侧设置清沙通道，在清沙通道的出端设置沉沙池，在一级固液分离扩容结构内部设置朝向清沙通道输送泥沙的清沙装置；

步骤5、在二级固液分离扩容部中停淤场的两侧设置扩容开口，并在扩容开口的底部设置导轨，在导轨上滑动设置侧面活动拦挡结构用以封闭扩容开口，并根据泥石流的流量是否超过排导槽的侧壁上的标高线控制两侧的侧面活动拦挡结构之间的间距以及控制扩容式拦挡坝体的高度；

步骤6、在停淤场的底部设置二级固液分离扩容结构，在停淤场的顶部呈放射性交错设置若干生态导流部。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明根据泥石流的流量，通过可以相对靠近或相对远离的侧面活动拦挡结构实现对停淤场使用容积进行调节，同时在停淤场的出端设置高度可调的扩容式拦挡坝体，进而增加停淤场的停淤能力，最大限度利用有限的土地资源，特别适用于山地城镇区域；

（2）本发明基于固液分离的思路，当泥石流经过固相拦挡部、一级固液分离扩容部、二级固液分离扩容部时，通过固液分离结构对泥石流体中的液相与固相进行分离，直接将液相积蓄在排导槽底部的一级液相收集区以及停淤场底部的液相区中，使得液相可以迅速流动排出，同时将固相停留在排导槽底部的中空导流槽中以及停淤场的中央部位，降低了传统停淤场固液不分容易造成泥石流翻墙的危害；

（3）本发明通过在排导槽的底部设置中空导流槽，并在排导槽的侧壁上一定标高处设置与中空导流槽连通的一级标高分离格栅，能够针对超过标高的大流量泥石流进行分流，进而间接增加了下游停淤场的停淤能力；

（4）本发明通过设置清淤输送装置与清沙装置，进而实现对淤积泥沙的高效自动清理，降低了人工清理泥石流淤积体的成本；

（5）本发明通过在停淤场的顶部呈放射性交错设置生态导流部，通过生态导流部对泥石流的导流，使得泥石流在停淤场内均匀分布，同时能够提升停淤场的停淤效果，同时在生态导流部内部种植树木，提升了停淤场的生态效益。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为侧面活动拦挡结构相互靠近的示意图；

图4为图2的A-A向剖视图；

图5为泥沙沉积在一级过滤格栅顶部的示意图；

图6为清沙装置向清沙通道输送泥沙的示意图；

图7为侧面挡板与线性驱动装置的连接示意图；

图8为固相拦挡部的结构示意图；

图9为充水橡胶坝体与拦挡坝本体的连接示意图；

图10为充水橡胶坝体压缩的示意图；

图11为辅助固液分离结构与拦挡坝本体的连接示意图；

图12为辅助固液分离结构的示意图；

图13为生态导流部的示意图。

其中：1、固相拦挡部；2、一级固液分离扩容部；3、二级固液分离扩容部；4、泥沙沉积部；5、扩容式拦挡坝体；6、生态导流部；7、辅助固液分离结构；11、中央拦砂坝；12、侧边拦砂坝；21、排导槽；22、中空导流槽；23、一级液相收集区；24、一级标高分离格栅；25、一级过滤格栅；26、清沙通道；27、清沙装置；31、停淤场；32、侧面活动拦挡结构；321、侧面挡板；322、线性驱动装置；323、侧面闸门；51、拦挡坝本体；52、充水橡胶坝体；61、环形石笼；62、环形防冲层。

具体实施方式

实施例1：

本实施例的一种水石分离扩容式泥石流停淤场，如图1所示，包括沿着泥石流的流动方向依次连接的固相拦挡部1、一级固液分离扩容部2、二级固液分离扩容部3、泥沙沉积部4，所述一级固液分离扩容部2包括连接固相拦挡部1与二级固液分离扩容部3的排导槽21，所述排导槽21的底部沿着泥石流的流动方向设置有一级固液分离扩容结构，所述排导槽21根据泥石流的流量将泥石流直接通向二级固液分离扩容部3或将部分泥石流通向一级固液分离扩容结构，所述一级固液分离扩容结构对超量的泥石流进行一级固液分离，并将分离的液相通向二级固液分离扩容部3；所述二级固液分离扩容部3包括连接一级固液分离扩容部2与泥沙沉积部4的停淤场31，所述停淤场31的顶部为固相区，所述停淤场31的底部为液相区；所述固相区的两侧设置有能够相互靠近以减小固相区的面积或相互远离以增加固相区的面积的侧面活动拦挡结构32，所述液相区中设置有二级固液分离扩容结构，所述二级固液分离扩容结构对泥石流进行二级固液分离并将分离的液相通向泥沙沉积部4；所述停淤场31靠近泥沙沉积部4的一端设置有能够根据泥石流的流量调节高度的扩容式拦挡坝体5。

在泥石流的上游区域设置固相拦挡部1，固相拦挡部1用于拦截泥石流中大粒径的石块、树木等固相，避免超量的泥石流直接进入一级固液分离扩容部2造成泥石流翻坡。固相拦挡部1上设置有供泥石流通过的排出孔，经过固相拦挡部1的拦挡作用，此时流向一级固液分离扩容部2的泥石流中仅含有小粒径的固相以及液相。固相拦挡部1通常应用到野外沟谷泥石流防治的上游区域，然而山地城镇区域地形条件限制，通常不易修建多个或者大型的固相拦挡部1。因此，在山地城镇区域泥石流沟谷的上游地带通常只设置1-2个小型的固相拦挡部1，起到拦截泥石流中大粒径固相的目的。

一级固液分离扩容部2设置在泥石流流动路径上的狭窄区域，一级固液分离扩容部2中的排导槽21的进端与固相拦挡部1的排出孔平滑连接，排导槽21的出端与二级固液分离扩容部3中的停淤场31的进端连接。排导槽21倾斜设置，并在排导槽21的排导面上沿着泥石流的流动方向依次间隔设置有若干消能肋坎，通过消能肋坎对经过排导槽21的泥石流进行缓冲，进而降低泥石流的流速。排导槽21的底部设置有中空的一级固液分离扩容结构，同时在排导槽21的侧壁上设置有标高，一级固液分离扩容结构与排导槽21侧壁上高于标高的区域连通。进入排导槽21的泥石流流量小于等于标高流量时，泥石流通过排导槽21直接进入停淤场31的固相区；进入排导槽21的泥石流流量大于标高流量时，标高之下的泥石流通过排导槽21直接进入停淤场31的固相区，超过标高的泥石流外溢至一级固液分离扩容结构中，通过一级固液分离扩容结构实现对排导槽21的扩容。同时通过一级固液分离扩容结构对外溢的泥石流进行一级固液分离，固相存积在一级固液分离扩容结构中，液相则通向停淤场31底部的液相区。

停淤场31呈扇形结构，停淤场31的小端为进端并与排导槽21的出端连接，停淤场31的出端为大端并设置有扩容式拦挡坝体5。停淤场31的两侧相对活动设置有侧面活动拦挡结构32，根据进入停淤场31的泥石流的流量，控制两侧的侧面活动拦挡结构32相互靠近或相互远离。如图3所示，当进入停淤场31的泥石流流量小于停淤场31的预估容积时，表明此时停淤场31的容积过剩，即可控制两侧的侧面活动拦挡结构32相互靠近以减小停淤场31的容积，避免停淤场31占用过多空间。如图2所示，当进入停淤场31的泥石流流量大于停淤场31的预估容积时，表明此时停淤场31的容积不足，即可控制两侧的侧面活动拦挡结构32相互远离以增加停淤场31的容积，对停淤场31进行扩容，同时还可以升高扩容式拦挡坝体5的高度，以满足大流量泥石流的正常停淤。同时，通过设置在停淤场31底部的二级固液分离扩容结构对泥石流进行二级固液分离，固相存积在停淤场31顶部的固相区中，液相则进入停淤场31底部的液相区中并流向泥沙沉积部4。

进一步的，二级固液分离扩容结构为设置在停淤场31的固相区与液相区之间的透水格栅，通过透水格栅对泥石流进行二级固液分离，使得固相留在固相区，使得液相流动至液相区。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，如图9所示，所述扩容式拦挡坝体5包括拦挡坝本体51以及设置在拦挡坝本体51顶部的充水橡胶坝体52，所述拦挡坝本体51的内侧顶部设置有与充水橡胶坝体52连接的输水管，所述拦挡坝本体51的底部设置有与泥沙沉积部4连接的通道；所述扩容式拦挡坝体5的迎流面与停淤场31之间设置有辅助固液分离结构7，所述扩容式拦挡坝体5上设置有与泥沙沉积部4连接的通道，所述辅助固液分离结构7对流向扩容式拦挡坝体5的迎流面的泥石流进行固液分离并将液相经过扩容式拦挡坝体5上的通道输送至泥沙沉积部4。

拦挡坝本体51的顶部内侧内埋设置有输水管，拦挡坝本体51的顶部设置有安装凹槽，安装凹槽的槽底端面上设置有输水管的接头。充水橡胶坝体52的底部设置有与拦挡坝本体51顶部的安装凹槽拼接的凸块结构，且充水橡胶坝体52的底部对应输水管的接头设置有对接口。如图10所示，进入停淤场31的泥石流流量没有超过停淤场31的预估容积时，充水橡胶坝体52处于干瘪状态；如图9所示，进入停淤场31的泥石流流量超过停淤场31的预估容积时，通过输水管向充水橡胶坝体52内部充水，使得充水橡胶坝体52膨胀升高，进而增加整个扩容式拦挡坝体5的高度以满足大流量泥石流的拦挡作业。

如图11所示，同时在扩容式拦挡坝体5的迎流面与停淤场31的固相区之间设置有辅助固液分离结构7，通过辅助固液分离结构7对停淤场31固相区中淤积的泥石流进行进一步固液分离。

进一步的，所述辅助固液分离结构7与拦挡坝本体51的迎流面之间设置有清淤输送装置，所述清淤输送装置的一端延伸至停淤场31的液相区中，所述清淤输送装置的另一端对应拦挡坝本体51上的通道设置。在辅助固液分离结构7与二级固液分离扩容结构的固液分离作用下，包含水、泥、沙的液相存积在停淤场31底部的液相区中，当液相区满容时，即可通过清淤输送装置将液相区中的液相输送至拦挡坝本体51上的通道，使得液相经过通道流向泥沙沉积部4。

进一步的，清淤输送装置包括倾斜设置在液相区一端的第一螺旋输送机以及对应拦挡坝本体51上的通道设置的第二螺旋输送机。

进一步的，如图12所示，所述辅助固液分离结构7包括呈网状设置并与拦挡坝本体51中的输水管连接的输水钢管，所述输水钢管上朝向拦挡坝本体51的迎流面线性设置有若干喷头。网状的输水钢管构成固液分离的栅格结构以实现固液分离，由于停淤场31的固相区中泥石流含水量较少，其流动性较差。为了使得固相区中的泥石流中的液相快速顺利流向液相区，因此通过拦挡坝本体51中的输水管向中空的输水钢管中充水，水流经过喷头喷出以增加泥石流的含水量，使得液相流动性增加并快速顺利流动至液相区。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例1或2的基础上做进一步优化，如图4-图6所示，所述一级固液分离扩容结构包括设置在排导槽21底部的中空导流槽22以及设置在中空导流槽22底部的一级液相收集区23，所述排导槽21的侧壁通过一级标高分离格栅24与中空导流槽22连接，所述中空导流槽22与一级液相收集区23之间设置有一级过滤格栅25；所述排导槽21的出端与二级固液分离扩容部3的固相区连接，一级液相收集区23的出端与二级固液分离扩容部3的液相区连接。

如图5所示，排导槽21中超过标高的泥石流经过一级标高分离格栅24外溢至中空导流槽22，并通过一级过滤格栅25进行一级固液分离，泥沙存积在一级过滤格栅25的顶部，水流动至一级液相收集区23中，并通过一级液相收集区23出端的液相输送管与停淤场31底部的液相区连通。

进一步的，如图4所示，所述一级过滤格栅25顶部的一侧设置有与中空导流槽22连通的清沙通道26，所述一级过滤格栅25顶部的另一侧设置有朝向清沙通道26输送泥沙的清沙装置27。如图5和图6所示，清沙装置27为朝向清沙通道26设置的螺旋输送装置，通过螺旋输送装置将存积在一级过滤格栅25顶部的泥沙输送至清沙通道26，通过清沙通道26将泥沙排出。

进一步的，清沙通道26在的出端设置有沉沙池用于存放排出的泥沙。

本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上做进一步优化，如图7所示，所述侧面活动拦挡结构32包括侧面挡板321、线性驱动装置322、侧面闸门323，所述侧面挡板321线性活动设置在停淤场31的固相区的两侧，所述侧面挡板321远离固相区的一侧设置有线性驱动装置322，所述线性驱动装置322带动两侧的侧面挡板321相互靠近或相互远离；所述停淤场31的固相的两侧位于侧面挡板321的附近设置有侧面闸门323。

停淤场31的两侧设置有扩容开口，扩容开口的底部设置有性驱动装置322。性驱动装置322包括驱动电机、驱动螺杆、驱动滑块，侧面挡板321设置在驱动滑块的顶部并将扩容开口封闭，驱动滑块与驱动螺杆螺纹连接，通过驱动电机带动驱动螺杆转动，进而带动驱动滑块线性移动，进而带动两侧的侧面挡板321相互靠近或相互远离。

进一步的，侧面挡板321包括若干相互拼接的单元挡板，单元挡板的一侧设置有拼接凹槽，单元挡板的另一侧设置有与拼接凹槽对应拼接的拼接凸楞。

进一步的，侧面挡板321远离停淤场31内部的一侧设置有加强支撑柱，通过加强支撑柱对侧面挡板321进行支撑，用于提升侧面挡板321的强度，避免侧面挡板321在泥石流的冲击下变形损坏。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例1-4任一项的基础上做进一步优化，如图8所示，所述固相拦挡部1包括中央拦砂坝11，所述中央拦砂坝11的迎流面为竖直面或斜面，所述中央拦砂坝11的背流面为弧形导流面，所述中央拦砂坝11的两侧分别设置有高于中央拦砂坝11的侧边拦砂坝12，所述侧边拦砂坝12的迎流面为竖直面，所述侧边拦砂坝12的背流面为斜面；所述中央拦砂坝11与侧边拦砂坝12上均设置有排出孔。

中央拦砂坝11的迎流面对泥石流进行拦挡，降低泥石流的流速，使得泥石流经过中央拦砂坝11的弧形导流面流向排导槽21。中央拦砂坝11两侧的侧边拦砂坝12用以对泥石流进行拦挡缓冲，并使得泥石流集中经过中央拦砂坝11。

在中央拦砂坝11与侧边拦砂坝12的底部阵列设置有若干排出孔，泥石流中的大粒径固相被拦挡在中央拦砂坝11与侧边拦砂坝12的迎流面，液相则通过排出孔流向排导槽21。

进一步的，中央拦砂坝11的顶部与侧边拦砂坝12的顶部之间的高差为2m-5m，中央拦砂坝11的宽度为5m-7m。

本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一项相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例在上述实施例1-5任一项的基础上做进一步优化，如图2和图3所示，所述停淤场31的顶部的固相区中呈放射性交错设置有若干生态导流部6，相邻的生态导流部6之间构成供泥石流经过并对泥石流中的固相进行缓冲分流的导流通道。

进一步的，如图13所示，生态导流部6包括环形石笼61以及设置在环形石笼61内部的环形防冲层62，环形防冲层62的中央种植有树木。通过环形石笼61的外侧面对泥石流进行导流缓冲，同时为了保证整个生态导流部6的稳固性，在环形石笼61的内部设置有环形防冲层62，同时在环形防冲层62的中央种植树木，通过树木的根系抓地力提高生态导流部6的稳固性。

进一步的，相邻的生态导流部6之间的导流通道的宽度为1m-3m。

本实施例的其他部分与上述实施例1-5任一项相同，故不再赘述。

实施例7：

一种水石分离扩容式泥石流停淤场建造方法，用于建设上述水石分离扩容式泥石流停淤场，包括以下步骤：

步骤1、在泥石流发生的上游地区设置固相拦挡部1，在泥石流的中游狭窄地区设置一级固液分离扩容部2，在泥石流下游平坦空旷区域设置二级固液分离扩容部3，并在二级固液分离扩容部3的出端设置高度可调的扩容式拦挡坝体5，在扩容式拦挡坝体5的出端设置排水槽，在排水槽远离扩容式拦挡坝体5的一侧设置与排水槽连通的泥沙沉积部4；

步骤2、在一级固液分离扩容部2中沿泥石流的流动方向设置倾斜的排导槽21，排导槽21的进端与固相拦挡部1的出端通过斜坡平滑连接，排导槽21的出端与停淤场31的顶部的固相区连接，并在排导槽21的侧壁上设置标高线；

步骤3、在排导槽21的底部沿着泥石流的流动方向设置至少一个与排导槽21侧壁位于标高线以上区域连通的一级固液分离扩容结构，一级固液分离扩容结构的出端通过带有输送开关的液相输送管与停淤场31的底部的液相区连接；

步骤4、在一级固液分离扩容结构的一侧设置清沙通道26，在清沙通道26的出端设置沉沙池，在一级固液分离扩容结构内部设置朝向清沙通道26输送泥沙的清沙装置27；

步骤5、在二级固液分离扩容部3中停淤场31的两侧设置扩容开口，并在扩容开口的底部设置导轨，在导轨上滑动设置侧面活动拦挡结构32用以封闭扩容开口，并根据泥石流的流量是否超过排导槽21的侧壁上的标高线控制两侧的侧面活动拦挡结构32之间的间距以及控制扩容式拦挡坝体5的高度；

步骤6、在停淤场31的底部设置二级固液分离扩容结构，在停淤场31的顶部呈放射性交错设置若干生态导流部6。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。

实施例8：

针对人群密集的山地城镇区，进行固液分离扩容式泥石流停淤场的建造方法如下：

步骤1、根据山地城镇河谷的地形条件，在泥石流物源丰富的上游地区，设置固相拦挡部1；在狭窄泥石流沟中游，设置一级固液分离扩容部2；在下游较为空旷的居民区域，设置二级固液分离扩容部3以及泥沙沉积部4；

步骤2、在固相拦挡部1，优选布置1-2座具有弧形导流面的中央拦砂坝11，并在中央拦砂坝11的两侧设置侧边拦砂坝12，在中央拦砂坝11与侧边拦砂坝12的下部设置排出孔；

步骤3、对于一级固液分离扩容部2，在泥石流沟内设置排导槽21，连接下游的停淤场31，并沿着高程在排导槽21的底部依次设置多个中空的中空导流槽22，在中空导流槽22的底部对应设置一级液相收集区23，在中空导流槽22与一级液相收集区23之间铺设一级过滤格栅25，在排导槽21的侧壁上设置倾斜的一级标高分离格栅24。将一级液相收集区23通过液相输送管与下游停淤场31的液相区连接，并在液相输送管上设置输水开关；

步骤4、对于二级固液分离扩容部3，在停淤场31的两侧设置侧面挡板321以及侧面闸门323，在停淤场31的出端与泥沙沉积部4之间设置扩容式拦挡坝5。相邻的侧面挡板321之间可以根据高程差设置为交错式布置，在扩容式拦挡坝5与侧面挡板321之间设置拦挡墙体，在靠近上游的拦挡墙体上设置有用于清淤的侧面闸门323；在停淤场31的底部设置二级固液分离扩容结构，二级固液分离扩容结构包括设置在停淤场31底部的集水池以及设置在集水池顶部的透水格栅，停淤场31的顶部则呈放射性交错设置若干生态导流部6，在生态导流部6内种植根系发达的乔木。

步骤5、在泥沙沉积部4设置多个沉砂池，集水池通过带有输水开关的输水管与沉砂池连接；

步骤6、运行时，关闭集水池与泥沙沉积部4中的沉砂池之间的输水管，泥石流依次通过一级固液分离扩容部2与二级固液分离扩容部3后，液相被积蓄在一级液相收集区23与集水池中，固相被截留在停淤场31中央；对于突发的大型泥石流，可以通过增加停淤场31两侧的侧面挡板321之间的距离以增加停淤场31的容积，同时给充水橡胶坝体52充水来增加扩容式拦挡坝5的高度，进一步提升对泥石流的停淤能力。

实施例9：

针对非人群密集的空旷河谷区域，进行固液分离扩容式泥石流停淤场的建造方法如下：

步骤1、根据非人群密集的空旷河谷的地形条件，在泥石流物源丰富的上游地区，设置固相拦挡部1；在狭窄泥石流沟中游，设置一级固液分离扩容部2；在下游较为空旷的居民区域，设置二级固液分离扩容部3以及泥沙沉积部4；

步骤2、在固相拦挡部1，优选布置2-4座具有弧形导流面的中央拦砂坝11，并在中央拦砂坝11的两侧设置侧边拦砂坝12，在中央拦砂坝11与侧边拦砂坝12的下部设置排出孔；

步骤3、对于一级固液分离扩容部2，在泥石流沟内设置排导槽21，连接下游的停淤场31，并沿着高程在排导槽21的底部依次设置多个中空的中空导流槽22，在中空导流槽22的底部对应设置一级液相收集区23，在中空导流槽22与一级液相收集区23之间铺设一级过滤格栅25，在排导槽21的侧壁上设置倾斜的一级标高分离格栅24。将一级液相收集区23通过液相输送管与下游停淤场31的液相区连接，并在液相输送管上设置输水开关；

步骤4、对于二级固液分离扩容部3，在停淤场31的两侧设置侧面挡板321以及侧面闸门323，在停淤场31的出端与泥沙沉积部4之间设置扩容式拦挡坝5。相邻的侧面挡板321之间可以根据高程差设置为平行式布置，在扩容式拦挡坝5与侧面挡板321之间设置拦挡墙体，在靠近上游的拦挡墙体上设置有用于清淤的侧面闸门323；在停淤场31的底部设置二级固液分离扩容结构，二级固液分离扩容结构包括设置在停淤场31底部的集水池以及设置在集水池顶部的透水格栅，停淤场31的顶部则呈放射性交错设置若干生态导流部6，在生态导流部6内种植根系发达的乔木；

步骤5、在泥沙沉积部4设置多个沉砂池，集水池通过带有输水开关的输水管与沉砂池连接；运行时，关闭集水池与泥沙沉积部4中的沉砂池之间的输水管，泥石流依次通过一级固液分离扩容部2与二级固液分离扩容部3后，液相被积蓄在一级液相收集区23与集水池中，固相被截留在停淤场31中央；对于突发的大型泥石流，可以通过增加停淤场31两侧的侧面挡板321之间的距离以增加停淤场31的容积，同时给充水橡胶坝体52充水来增加扩容式拦挡坝5的高度，进一步提升对泥石流的停淤能力。

Claims (10)

1.一种水石分离扩容式泥石流停淤场，其特征在于，包括沿着泥石流的流动方向依次连接的固相拦挡部（1）、一级固液分离扩容部（2）、二级固液分离扩容部（3）、泥沙沉积部（4），所述一级固液分离扩容部（2）包括连接固相拦挡部（1）与二级固液分离扩容部（3）的排导槽（21），所述排导槽（21）的底部沿着泥石流的流动方向设置有一级固液分离扩容结构，所述排导槽（21）根据泥石流的流量将泥石流直接通向二级固液分离扩容部（3）或将部分泥石流通向一级固液分离扩容结构，所述一级固液分离扩容结构对超量的泥石流进行一级固液分离，并将分离的液相通向二级固液分离扩容部（3）；所述二级固液分离扩容部（3）包括连接一级固液分离扩容部（2）与泥沙沉积部（4）的停淤场（31），所述停淤场（31）的顶部为固相区，所述停淤场（31）的底部为液相区；所述固相区的两侧设置有能够相互靠近以减小固相区的面积或相互远离以增加固相区的面积的侧面活动拦挡结构（32），所述液相区中设置有二级固液分离扩容结构，所述二级固液分离扩容结构对泥石流进行二级固液分离并将分离的液相通向泥沙沉积部（4）；所述停淤场（31）靠近泥沙沉积部（4）的一端设置有能够根据泥石流的流量调节高度的扩容式拦挡坝体（5）。

2.根据权利要求1所述的一种水石分离扩容式泥石流停淤场，其特征在于，所述扩容式拦挡坝体（5）包括拦挡坝本体（51）以及设置在拦挡坝本体（51）顶部的充水橡胶坝体（52），所述拦挡坝本体（51）的内侧顶部设置有与充水橡胶坝体（52）连接的输水管，所述拦挡坝本体（51）的底部设置有与泥沙沉积部（4）连接的通道；所述扩容式拦挡坝体（5）的迎流面与停淤场（31）之间设置有辅助固液分离结构（7），所述扩容式拦挡坝体（5）上设置有与泥沙沉积部（4）连接的通道，所述辅助固液分离结构（7）对流向扩容式拦挡坝体（5）的迎流面的泥石流进行固液分离并将液相经过扩容式拦挡坝体（5）上的通道输送至泥沙沉积部（4）。

3.根据权利要求2所述的一种水石分离扩容式泥石流停淤场，其特征在于，所述辅助固液分离结构（7）与拦挡坝本体（51）的迎流面之间设置有清淤输送装置，所述清淤输送装置的一端延伸至停淤场（31）的液相区中，所述清淤输送装置的另一端对应拦挡坝本体（51）上的通道设置。

4.根据权利要求3所述的一种水石分离扩容式泥石流停淤场，其特征在于，所述辅助固液分离结构（7）包括呈网状设置并与拦挡坝本体（51）中的输水管连接的输水钢管，所述输水钢管上朝向拦挡坝本体（51）的迎流面线性设置有若干喷头。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种水石分离扩容式泥石流停淤场，其特征在于，所述一级固液分离扩容结构包括设置在排导槽（21）底部的中空导流槽（22）以及设置在中空导流槽（22）底部的一级液相收集区（23），所述排导槽（21）的侧壁通过一级标高分离格栅（24）与中空导流槽（22）连接，所述中空导流槽（22）与一级液相收集区（23）之间设置有一级过滤格栅（25）；所述排导槽（21）的出端与二级固液分离扩容部（3）的固相区连接，一级液相收集区（23）的出端与二级固液分离扩容部（3）的液相区连接。

6.根据权利要求5所述的一种水石分离扩容式泥石流停淤场，其特征在于，所述一级过滤格栅（25）顶部的一侧设置有与中空导流槽（22）连通的清沙通道（26），所述一级过滤格栅（25）顶部的另一侧设置有朝向清沙通道（26）输送泥沙的清沙装置（27）。

7.根据权利要求1-4任一项所述的一种水石分离扩容式泥石流停淤场，其特征在于，所述侧面活动拦挡结构（32）包括侧面挡板（321）、线性驱动装置（322）、侧面闸门（323），所述侧面挡板（321）线性活动设置在停淤场（31）的固相区的两侧，所述侧面挡板（321）远离固相区的一侧设置有线性驱动装置（322），所述线性驱动装置（322）带动两侧的侧面挡板（321）相互靠近或相互远离；所述停淤场（31）的固相的两侧位于侧面挡板（321）的附近设置有侧面闸门（323）。

8.根据权利要求1-4任一项所述的一种水石分离扩容式泥石流停淤场，其特征在于，所述固相拦挡部（1）包括中央拦砂坝（11），所述中央拦砂坝（11）的迎流面为竖直面或斜面，所述中央拦砂坝（11）的背流面为弧形导流面，所述中央拦砂坝（11）的两侧分别设置有高于中央拦砂坝（11）的侧边拦砂坝（12），所述侧边拦砂坝（12）的迎流面为竖直面，所述侧边拦砂坝（12）的背流面为斜面；所述中央拦砂坝（11）与侧边拦砂坝（12）上均设置有排出孔。

9.根据权利要求1-4任一项所述的一种水石分离扩容式泥石流停淤场，其特征在于，所述停淤场（31）的顶部的固相区中呈放射性交错设置有若干生态导流部（6），相邻的生态导流部（6）之间构成供泥石流经过并对泥石流中的固相进行缓冲分流的导流通道。

10.一种水石分离扩容式泥石流停淤场建造方法，用于建设如权利要求1-9任一项所述的一种水石分离扩容式泥石流停淤场，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在泥石流发生的上游地区设置固相拦挡部（1），在泥石流的中游狭窄地区设置一级固液分离扩容部（2），在泥石流下游平坦空旷区域设置二级固液分离扩容部（3），并在二级固液分离扩容部（3）的出端设置高度可调的扩容式拦挡坝体（5），在扩容式拦挡坝体（5）的出端设置排水槽，在排水槽远离扩容式拦挡坝体（5）的一侧设置与排水槽连通的泥沙沉积部（4）；

步骤2、在一级固液分离扩容部（2）中沿泥石流的流动方向设置倾斜的排导槽（21），排导槽（21）的进端与固相拦挡部（1）的出端通过斜坡平滑连接，排导槽（21）的出端与停淤场（31）的顶部的固相区连接，并在排导槽（21）的侧壁上设置标高线；

步骤3、在排导槽（21）的底部沿着泥石流的流动方向设置至少一个与排导槽（21）侧壁位于标高线以上区域连通的一级固液分离扩容结构，一级固液分离扩容结构的出端通过带有输送开关的液相输送管与停淤场（31）的底部的液相区连接；

步骤4、在一级固液分离扩容结构的一侧设置清沙通道（26），在清沙通道（26）的出端设置沉沙池，在一级固液分离扩容结构内部设置朝向清沙通道（26）输送泥沙的清沙装置（27）；

步骤5、在二级固液分离扩容部（3）中停淤场（31）的两侧设置扩容开口，并在扩容开口的底部设置导轨，在导轨上滑动设置侧面活动拦挡结构（32）用以封闭扩容开口，并根据泥石流的流量是否超过排导槽（21）的侧壁上的标高线控制两侧的侧面活动拦挡结构（32）之间的间距以及控制扩容式拦挡坝体（5）的高度；

步骤6、在停淤场（31）的底部设置二级固液分离扩容结构，在停淤场（31）的顶部呈放射性交错设置若干生态导流部（6）。

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