CN206070493U - 一种用于泥石流拦挡的防护系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种防护系统，特别是公开了一种用于泥石流拦挡的防护系统。该系统包括至少两个拦挡结构和一个拦挡坝，拦挡结构包括拦挡主体段、拦挡弯折段以及消能段。其中，拦挡主体段和拦挡弯折段由栅格柱构成，通过栅格柱上端的冠梁连接成一个整体；相邻的拦挡主体段相互交错设置；消能段由消能齿构成，布置在消能段布置在拦挡主体段与泥石流沟壁形成的开口处；拦挡坝布置在拦挡结构的下部，泥石流沟谷中下段。与现有的技术相比，本实用新型将泥石流消能和拦挡结合，能够降低泥石流的破坏能力，有效地拦挡和防护泥石流，且结构简单，易于工程实用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种防护系统，特别是涉及一种用于泥石流拦挡的防护系统。
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、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。
现有的泥石流防治措施主要有拦挡和排导工程。拦挡工程是在泥石流中上游设置拦挡结构，拦截泥石流固体物。排导工程是在泥石流流通段布设排导渠，使泥石流顺畅下排，远离城市、道路等基础设施。但对于泥石流防治而言，单一的拦挡和排导存在以下不足之处：
1、现阶段，工程上采用的拦挡结构一般是拦挡混凝土坝，坝身设置有孔洞起排水和减小坝身自重的作用。但在大规模泥石流冲击的作用下，排水孔洞容易被泥沙、石块等固体碎屑物堵塞。
2、拦挡坝大多数布置在泥石流上游地势较高的位置，经过泥石流的淤积后，泥石流堆积物将充满拦挡坝库存区域。此时，堆积在库区的泥石流不仅不便于清理，更严重的是一旦再次发生泥石流，拦挡坝很容易溃决。当泥石流造成拦挡坝溃决时，由于库区内的堆积物及泥石流流体一起向下游泄流，使泥石流流速急剧增大，摧毁能力大幅提高，不仅不能有效防止泥石流灾害，反而还会显著加重泥石流的危害。尤其是按梯级建造的拦挡坝工程，上级拦挡坝溃决产生连锁反应又引起下级拦挡坝溃决，致使泥石流的能量逐级放大，与建筑拦挡坝之前相比泥石流的摧毁能力成倍甚至成十倍地增加， 从而造成巨大的危害。
3、排导渠是引导排泄泥石流，使泥石流朝预定的方向运动。虽然排导渠为泥石流提供了排泄通道，但是并没有将大直径块石和泥沙分离，泥石流在下泄时，仍具有较大的能量，往往对下游其它拦挡设置造成巨大的破坏。当爆发大规模的泥石流时，由于其流速大、破坏力强、摧毁能力高，泥石流往往会越过排导渠，使排导渠的防灾功能减弱，甚至导致工程失效。
为此，有必要设计一种拦挡效果好且结构安全稳定的泥石流防护系统。
实用新型内容
本实用新型的目的：克服上述问题，提供一种可以有效降低泥石流危害的防护系统。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：所述防护系统包括至少两个拦挡结构和一个拦挡坝，所述的拦挡结构包括拦挡主体段、拦挡弯折段以及消能段，所述的拦挡主体段包括栅格柱和冠梁，所述的拦挡弯折段包括栅格柱和冠梁，所述的栅格柱间隔布置在地基基础上方，所述的拦挡主体段和拦挡弯折段通过冠梁与栅格柱上端的连接构成一个整体，所述的消能段布置在拦挡主体段与泥石流沟壁形成的开口处，所述的拦挡坝布置在拦挡结构的下部，泥石流沟谷中下段。
其中，所述的拦挡结构布置在中上游地段，拦挡结构的个数和相邻的拦挡结构间距可根据所预测的泥石流规模大小适当设置。
其中，所述的拦挡主体段布置在泥石流所运动的垂直方向上，相邻的拦挡主体段相互交错设置。
其中，所述的拦挡主体段一端与沟壁相连，另一端为开放端，开放端与泥石流沟壁形成一开口。
其中，所述的拦挡主体段与沟壁形成的开口相互交错设置。
其中，所述的拦挡弯折段布置在所述拦挡主体段的开放端，且指向泥石流来流方向，与拦挡主体段成“L”型。拦挡弯折段可以预防被拦挡主体段挡住的大直径块石随着泥石流从消能段进入下一级拦挡结构。
其中，所述的栅格柱横截面为矩形，其厚度和宽度之比大于3.0。
进一步优化地，所述栅格柱的间距大小可根据所预测的泥石流规模大小来设置。
其中，所述拦挡坝为坝段全封闭式结构，坝体设有若干个排水孔。
其中，所述的消能段由消能齿构成。
其中，所述的消能齿为钢筋混凝土现场浇筑而成，尖角处采用强度较高、韧性好的材料。
本实用新型的有益效果是：通过设置一套泥石流拦挡的防护系统，所述防护系统包括至少两个拦挡结构和一个拦挡坝， 所述的拦挡结构包括拦挡主体段、拦挡弯折段以及消能段，所述的拦挡主体段和拦挡弯折段均由布置在地基基础上方的栅格柱构成，并通过栅格柱上方的冠梁连接成为一个整体，相邻的拦挡主体段相互交错设置，所述的消能段布置在栅格柱与泥石流沟壁形成的开口处，所述的拦挡坝布置在泥石流沟谷中下段的结构特点。
这样，泥石流发生时，泄流下来的泥石流进入上游的拦挡结构，其中一部分进入拦挡主体段，其余部分通过消能段进入下一级拦挡结构。进入拦挡主体段的泥石流，由于其主体段是由栅格柱构成，大的块石将会被栅格柱挡住，其余泥沙和水直接穿过栅格柱流向下游，达到石块与泥沙分离的效果，从而减轻泥石流对下游的危害，避免利用传统的拦挡坝所造成的排水孔被泥沙、石块等固体碎屑物堵塞；由于拦挡主体段的相互交错设置，其余的泥石流将直接进入下一级的拦挡主体段。经过多级的拦挡后，大的块石基本被拦截在各级的拦挡主体段，泥石流的流速、流量及冲击力明显减小，泥石流的破坏能力逐步降低。
泥石流经过上游拦挡段的分流和消能后，进入下游全封闭式结构的拦挡坝。进入拦挡坝的泥石流中的水和细沙可通过排水孔直接排泄到下游，堆积在拦挡坝的泥石流可通过机械手段进行清理。由于大粒径石块等固体碎屑物以及被上游拦挡段所拦挡，因此不会对拦挡坝的排水孔造成堵塞。位于下游的拦挡坝方便利用机械手段对库区里的堆积物进行清理，有效排出了拦挡坝里堆积物过多对下游造成的潜在威胁。
该防护系统通过消能与拦挡的结合，从而真正意义上的实现拦挡和防护泥石流的效果。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为图1的A-A断面剖视图；
图中标记为：1、拦挡结构 2、地基基础 3、拦挡主体段 4、拦挡弯折段 5、栅格柱6、冠梁 7、消能段 8、消能齿 9、拦挡坝。
具体实施方式
现在将在下文中详细介绍本实用新型的一种优选方式，需要说明的是，本实用新型并非仅仅局限于这一种实施方式，相反，本实用新型还覆盖了所涉及权利要求范围内的本实用新型精神和范围内的各种替换方式、改型、等效方式和其他实施方式。
根据本实用新型的优选实施方式，如附图1、图2所示，一种用于泥石流拦挡的防护系统，由拦挡结构1及拦挡坝9组成；其中拦挡结构1组成结构相同，拦挡结构1包括拦挡主体段3、拦挡弯折段4以及消能段7；拦挡主体段3包括栅格柱5和冠梁6，拦挡主体段3布置在泥石流所运动的垂直方向上；拦挡弯折段4包括栅格柱5和冠梁6；拦挡主体段3和拦挡弯折段4栅格柱5上方的冠梁6连接成为一个整体。
上述实施方式中，为了拦挡粒径大的块石，达到将块石和泥沙、水流分离的效果，拦挡主体段3、拦挡弯折段4均由栅格柱5构成。这样，泥石流来临时，栅格柱5将会挡住直径较大的块石，而泥沙和水流直接通过栅格柱5的间隙进入下一级拦挡结构1。同时，为了防止在拦挡主体段3被拦挡的块石随着水流从拦挡主体段3的开口端泄流向下游，在拦挡主体段3的开口端布设拦挡弯折段4。拦挡弯折段4指向泥石流来流方向，与拦挡主体段3成“L”型，并通过与冠梁6的连接成为一个整体。
进一步的，为了最大化的消能，降低泥石流的下泄速度，减轻泥石流对下游的破坏，在栅格柱5与泥石流沟壁形成的开口处布置有消能段7。消能段7是由消能齿8构成，消能齿8为凸起状。为了增加消能齿8的抗冲磨能力，将消能齿8用钢筋混凝土现场浇筑，尖角处采用强度较高、韧性好的材料。
进一步的，为了防止没有被拦挡的大直径块石直接泄流到下游，将相邻的拦挡主体段3相互交错设置。从而，在上一级没有被拦挡的大直径块石将直接进入下一级的拦挡主体段3，并被栅格柱5所拦挡。经过多级的拦挡后，大的块石基本被拦截在各级的拦挡主体段3，泥石流的流速、流量及冲击力明显减小，泥石流的破坏能力逐步减弱。利用机械手段定期清理被拦挡结构1所拦挡的大直径块石，防止大的块石滚入下游，对下游设施造成损坏。
进一步的，为了防止通过拦挡结构1泄流下的泥石流继续对下游产生破坏，在拦挡结构1的下部，泥石流沟谷中下段布设一个全封闭的拦挡坝9，坝身设有若干个排水孔。从而，进入拦挡坝9的泥石流中的水和细沙可通过排水孔直接排泄到下游，水和细沙经过上游的消能基本上不会对下游造成危害，从而真正意义上实现泥石流的消能与防护。堆积在拦挡坝9的泥石流可通过机械手段进行清理。
泥石流通过上述防护系统，大粒径块石基本被拦截在各级的拦挡主体段，其余泥石流通过多级拦挡结构和消能段，其流速、流量及破坏力明显减小，最终流入沟谷中下段的全封闭拦挡坝，从而真正意义上的实现拦挡和防护泥石流的效果。
显而易见的是，本实用新型所涉及系统通过将泥石流消能和拦挡结合，能够降低泥石流的破坏能力，有效地拦挡和防护泥石流，且结构简单，易于工程实用。
Claims (2)
1.一种用于泥石流拦挡的防护系统，其特征在于：所述防护系统包括至少两个拦挡结构（1）和一个拦挡坝（9），所述的拦挡结构（1）包括拦挡主体段（3）、拦挡弯折段（4）以及消能段（7），所述的拦挡主体段（3）包括栅格柱（5）和冠梁（6），所述的拦挡弯折段（4）包括栅格柱（5）和冠梁（6），所述的栅格柱（5）间隔布置在地基基础（2）上方，所述的拦挡主体段（3）和拦挡弯折段（4）通过冠梁（6）与栅格柱（5）的连接构成一个整体，所述的消能段（7）布置在拦挡主体段（3）与泥石流沟壁形成的开口处，所述的拦挡坝（9）布置在拦挡结构（1）的下部，泥石流沟谷中下段。
2.根据权利要求1所述的用于泥石流拦挡的防护系统，其特征在于：所述的拦挡弯折段（4）布置在所述拦挡主体段（3）的开放端，且指向泥石流来流方向，与拦挡主体段（3）形成“L”型。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110004882A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-07-12 | 西南交通大学 | 泥石流多级耗散拦挡结构 |
| CN112195869A (zh) * | 2020-10-10 | 2021-01-08 | 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所 | 一种兼具发电功能的山洪泥石流拦砂坝及其应用 |
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2016
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| CN112195869B (zh) * | 2020-10-10 | 2022-04-29 | 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所 | 一种兼具发电功能的山洪泥石流拦砂坝及其应用 |
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