CN208309527U - 一种曲线形泥石流拦挡的防护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种曲线形泥石流拦挡的防护系统。该系统包括至少一个第一级拦挡结构、一个第二级拦挡结构和一个拦挡坝，第一级拦挡结构（或第二级拦挡结构）包括第一级拦挡主体段（或第二级拦挡主体段）、拦挡弯折段以及消能段。其中，第一级拦挡结构拦挡主体段按拱曲线型设计，第二级拦挡结构拦挡主体段分为两段，按拱曲线型设计，第一级拦挡结构和第二级拦挡结构相互交错设置；拦挡坝布置在拦挡结构的下部，泥石流沟谷中下段，按曲线型设计。与现有的技术相比，本实用新型能有效地减小泥石流的破坏能力，将泥石流消能和拦挡完美结合，同时曲线设计有利于结构受力，充分发挥材料性质，易于工程实用。

Description

一种曲线形泥石流拦挡的防护系统

技术领域

本实用新型涉及一种曲线形泥石流拦挡的防护系统。

背景技术

通常泥石流爆发突然、来势凶猛，可携带巨大的石块。因其高速前进，具有强大的能量，因而破坏性极大。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。单一的拦挡和排导都存在许多不足之处，而杂糅拦挡与排导的防护系统往往存在系统安全稳定性不足、材料强度不能充分利用和抗冲击能力不足等缺点。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。

发明内容

本实用新型的目的是：针对上述问题，提供一种结构安全、稳定且能有效降低和减轻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第一级拦挡结构、第二级拦挡结构和一个拦挡坝。所述的第一级拦挡结构或第二级拦挡结构包括拦挡主体段、拦挡弯折段以及消能段，所述的第一级拦挡主体段或第二级拦挡主体段包括混凝土剪力墙、栅格柱、被动防护网和冠梁，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，所述的第一级拦挡主体段或第二级拦挡主体段和拦挡弯折段通过冠梁与栅格柱、混凝土剪力墙的连接构成一个整体，被动防护网通过预留埋件与冠梁、栅格柱、混凝土剪力墙的连接构成一个整体，所述的消能段布置在第一级拦挡主体段与泥石流沟壁形成的开口处与两个第二级拦挡主体段之间的开口处，所述消能齿为钢筋混凝土四棱锥体并间隔布置于消能段，所述的拦挡坝布置在第二级拦挡结构的下部，泥石流沟谷中下段。

其中，所述的第一级拦挡结构或第二级拦挡结构为向上凸向上游的曲线型，曲线形拦挡结构有利于结构受力，可充分发挥材料强度，且抗震、抗冲击性能好。

其中，所述的第一级拦挡结构或第二级拦挡结构布置在中上游地段，相邻的拦挡结构设置间距可根据所预测的泥石流规模大小适当设置，但设置间距（即相邻两级的拱顶与拱脚的距离）应大于泥石流沟宽。

其中，所述的第一级拦挡主体段或第二级拦挡主体段布置在泥石流所运动的垂直方向上，第一级拦挡结构、第二级拦挡结构相互交错设置。

其中，所述的第一级拦挡主体段跨长与第二级拦挡主体段跨长之和均应大于泥石流沟沟宽的三分之二。

其中，所述的第一级拦挡主体段两端均为开放端，开放端与泥石流沟壁形成一开口；第二级拦挡主体段一段与沟壁相连，另一端为开放段，开放端与泥石流沟壁形成一开口。

其中，所述的第一级拦挡结构、第二级拦挡结构交错布置，以保证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，被动防护网与格栅柱、冠梁及混凝土剪力墙相连，被动防护网网格孔径应依级逐渐减小。设计时如级数较多最初几级可不设被动防护网。

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且小于8.0。

其中，所述的剪力墙为曲线型板壳，其跨径与厚度之比大于5.0，且剪力墙跨径不少于总跨径的1/4。

其中，所述拦挡坝为全封闭式拱坝结构，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，为钢筋混凝土四棱锥体并间隔布置于消能段。

进一步优化地，所述栅格柱的间距大小与被动防护网孔径大小可根据所预测的泥石流规模大小来设置。

泥石流发生时，泄流下来的泥石流冲击上游的拦挡结构，混凝土剪力墙承受主要冲击荷载，泥石流其中一部分进入本级拦挡主体段，其余部分通过消能段进入下一级拦挡结构。在进入拦挡主体段的泥石流，由于其主体段是由栅格柱结合被动防护网构成，大的块石将会被栅格柱和被动防护网挡住，其余泥沙和水直接穿过被动防护网流向下游，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；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。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3为图1的B-B断面剖视图；

图中标记为：1、第一级拦挡结构 2、第二级拦挡结构 3、拦挡坝 4、第一级拦挡主体段 5、拦挡弯折段 6、第二级拦挡主体段7、冠梁 8、被动防护网 9、第一级消能段 10、消能齿 11、格栅柱 12、第二级消能段 13、混凝土剪力墙 14、地基。

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，由第一级拦挡结构1、第二级拦挡结构2及拦挡坝3组成；其中第一级拦挡结构1和第二级拦挡结构组成结构均相同，其间距（即相邻两级的拱顶与拱脚的距离）应大于泥石流沟宽；第一级拦挡结构1包括第一级拦挡主体段4、拦挡弯折段5以及消能段9，第二级拦挡结构2包括第二级拦挡主体段6、拦挡弯折段5以及消能段12，第一级拦挡主体段4或第二级拦挡主体段6包括混凝土剪力墙13、栅格柱11、被动防护网8和冠梁7，拦挡弯折段5包括栅格柱11和冠梁7，所述的栅格柱5间隔布置在地基基础14上方，第一级拦挡主体段4或第二级拦挡主体段6和拦挡弯折段5通过冠梁7与栅格柱11、混凝土剪力墙13的连接构成一个整体，被动防护网8通过预埋件与冠梁7、栅格柱11、混凝土剪力墙13的连接构成一个整体。

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，由第一级拦挡结构1与第二级拦挡结构2消耗冲击能量，第一级拦挡主体段4或第二级拦挡主体段6由被动防护网8、栅格柱11及混凝土剪力墙13构成，拦挡弯折段5均由栅格柱11构成。这样，泥石流来临时，栅格柱11将会挡住直径较大的块石，而泥沙和水流直接通过栅格柱11的间隙进入下一级拦挡结构。同时，为了防止在第一级拦挡主体段4或第二级拦挡主体段6被拦挡的块石随着水流从拦挡主体段的开口端泄流向下游，在拦挡主体段的开口端布设拦挡弯折段5。拦挡弯折段5指向泥石流来流方向，与第一级拦挡主体段4或第二级拦挡主体段6成“L”型，并通过与冠梁8的连接成为一个整体。

进一步的，为了承受泥石流带来的荷载作用，充分利用材料性质，拦挡结构设置为曲线，拱顶主要承受冲击，故在拱顶布置混凝土剪力墙13，防止冲击破坏。

进一步的，为了达到逐步分离大直径块石、小直径块石和泥沙的目的，在格栅柱11之间布置的被动防护网8，被动防护网8的孔径应逐级递减。

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11与泥石流沟壁形成的开口处布置有消能段9或消能段12。消能段9或消能段12是由消能齿10构成，消能齿10为混凝土四棱锥。为了增加消能齿10的抗冲磨能力，将消能齿10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，间隔布置。

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，将第一级拦挡结构与第二级拦挡结构交错布置，以保证拦挡主体段相互交错设置。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，并被栅格柱11及被动防护网8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，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第一级拦挡结构1或第二级拦挡结构2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，为了防止通过第一级拦挡结构1或第二级拦挡结构2泄流下的泥石流继续对下游产生破坏，在第二级拦挡结构2的下部，泥石流沟谷中下段布设一个全封闭的拦挡坝3，坝身设有若干个排水孔。从而，进入拦挡坝3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3的泥石流可通过机械手段进行清理。

Claims (4)

1.一种曲线形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第一级拦挡结构（1）、第二级拦挡结构（2）和一个拦挡坝（3），所述的第一级拦挡结构（1）包括第一级拦挡主体段（4）、拦挡弯折段（5）以及第一级消能段（9），所述的第二级拦挡结构（2）包括两个第二级拦挡主体段（6）、拦挡弯折段（5）以及第二级消能段（12），所述的第一级拦挡主体段（4）或第二级拦挡主体段（6）包括混凝土剪力墙（13）、栅格柱（11）、被动防护网（8）和冠梁（7），所述的拦挡弯折段（5）包括栅格柱（11）和冠梁（7），所述的栅格柱（11）间隔布置在地基基础（14）上方，所述的第一级拦挡主体段（4）或第二级拦挡主体段（6）和拦挡弯折段（5）通过冠梁（7）与栅格柱（11）、混凝土剪力墙（13）的连接构成一个整体，被动防护网（8）通过预埋件与冠梁（7）、栅格柱（11）、混凝土剪力墙（13）的连接构成一个整体，所述的第一级消能段（9）与第二级消能段（12）分别布置在第一级拦挡主体段（4）与泥石流沟壁形成的开口处与两个第二级拦挡主体段（6）之间的开口处，所述消能齿（10）为钢筋混凝土四棱锥体并间隔布置于第一级消能段（9）、第二级消能段（12），所述的拦挡坝（3）布置在第二级拦挡结构（2）的下部，泥石流沟谷中下段。

2.根据权利要求1所述的一种曲线形泥石流拦挡的防护系统，其特征在于：所述的第一级拦挡结构（1）、第二级拦挡结构（2）布置在垂直于泥石流所运动的方向上，第一级拦挡结构（1）、第二级拦挡结构（2）相互交错设置。

3.根据权利要求1所述的一种曲线形泥石流拦挡的防护系统，其特征在于：所述拦挡结构曲线布置。

4.根据权利要求1所述的一种曲线形泥石流拦挡的防护系统，其特征在于：所述的拦挡结构拦挡主体段拱顶采用混凝土剪力墙（13），拱帮采用格栅柱（11）结合被动防护网（8）。