植物桩群型泥石流拦挡结构制造技术

本发明专利技术针对现有的泥石流防治技术，截水工程有受地形条件限制、主要适用于大型泥石流灾害治理的缺点；拦蓄工程有工程量大的缺点；排导工程有易受冲刷磨蚀和淤积的缺点等，提供一种植物桩群型泥石流拦挡结构，适用于小型泥石流灾害的防治，利用植物和圬工结构的共同作用来拦挡泥石流，由空心桩体、植物、废旧轮胎组成。整个拦挡结构修建初期，植物树苗种植在桩身内部，由于桩体的保护，树苗不会受到沟谷中径流和降水的侵蚀，伴随着植物的生长发育，植物的根系沿着桩足的方向在土体里延伸。当泥石流发生时，桩身受到泥石流大块石冲击，根系的锚固力提供抗倾覆力矩，防止桩体倾覆；桩身保护植物的树干，防止树干受到泥石流块石的撞击而损伤。

【技术实现步骤摘要】
植物桩群型泥石流拦挡结构
本专利技术属于环境岩土工程领域，尤其涉及一种泥石流拦挡结构。
技术介绍
中国是一个多山的国家，地质构造复杂，松散物堆积丰富，泥石流分布广泛。随着地壳运动、全球气候变化、人类活动等的频繁发生，泥石流作为一种自然灾害，给人类带来巨大经济损失。泥石流具有比水流高的容重，其包含碎屑土的流体二元结构具有惯性高、输移力强、冲击力大等特点。泥石流运动产生的强烈冲刷，会导致沟床发生剧烈改变，引起沟床磨蚀和沟岸崩塌，增加了补给泥石流的物质来源，增大了泥石流的危害，对两岸危险区内的城镇、道路、水渠、电力、通讯等基础设施，以及农田、森林等造成严重危害。因此，开发有效拦挡泥石流、减小泥石流冲击力的拦砂坝，对于减小泥石流的破坏力，提高下游防护对象的安全性，具有重大的社会经济意义和生态环境意义。目前泥石流治理工程主要有截水工程、拦蓄工程、排导工程、生态工程等。截水工程可以控制地表洪水径流，削减水动力条件，但需要有利的地形条件，主要适用于大型泥石流沟的治理。拦蓄工程通过拦蓄泥石流中的固体物质来减少泥石流危害，修建谷坊、拦挡坝，蓄库等，使松散固体物质不参与泥石流运动，也可以在防护区的范围以外，利用洼地、沟壑、荒滩、湖沼或修建围堤，将泥石流固体物质引入并屯蓄起来。目前的拦蓄工程存在的主要问题是工程量大和使用的限制条件多。排导工程是利用排洪道、渡槽等工程，排泄泥石流，控制泥石流的危害。由于泥石流的侵蚀能力强、固体物质丰富，对排导槽的抗冲刷能力和抗淤积能力要求很高。除上述措施外，还有一种生态治理工程，即通过种植乔、灌木、草丛等植物，充分发挥其滞留降水、保持水土、调节径流等功能，从而达到预防和制止泥石流发生或减小其规模，减轻其危害程度的目的。生态治理工程的特点是投资小、能改善自然环境，但是在沟谷中种植的植物没有保护措施，容易受到降雨和水流的侵蚀，生长发育状况较差，发挥效用的时间长，不能有效防治泥石流灾害的发生。
技术实现思路
现有的泥石流防治技术中，截水工程有受地形条件限制、主要适用于大型泥石流灾害治理的缺点；拦蓄工程有工程量大的缺点；排导工程有易受冲刷磨蚀和淤积的缺点；生态治理工程有发挥效用时间长、植物生长发育易受外界干扰的缺点。本专利技术提供一种植物桩群型泥石流拦挡结构，适用于小型泥石流灾害的防治，利用植物和圬工结构的共同作用来拦挡泥石流。本专利技术的技术方案是：一种植物桩群型泥石流拦挡结构，包括安放在泥石流流通区的沟谷中的若干空心桩体，所有空心桩体在沟谷中呈现梅花形排列，形成桩群；所述空心桩体分为桩身和桩足两部分；桩身露出地表，桩身上套有废旧轮胎，起到缓冲作用；桩足埋设在地面以下，桩足一共设置三个，相邻桩足之间夹角为120°，在沟谷中顺着泥石流流动方向，三个桩足连线构成的等边三角形呈倒三角排列；空心桩体内部装满填土，植物种植在空心桩体中，植物的根系沿着桩足延伸的方向生长发育，根系提供锚固力；所述空心桩体为预制钢筋混凝土构件，所述植物为乔木。植物桩群型泥石流拦挡结构适用于泥石流重现期为5年以上的中低频泥石流，整个拦挡结构修建初期，植物树苗种植在桩身内部，由于桩体的保护，树苗不会受到沟谷中径流和降水的侵蚀，伴随着植物的生长发育，植物的根系沿着桩足的方向在土体里延伸。当泥石流发生时，桩身受到泥石流大块石冲击，根系的锚固力提供抗倾覆力矩，防止桩体倾覆；桩身保护植物的树干，防止树干受到泥石流块石的撞击而损伤。本专利技术具有如下优点：1.本专利技术的桩体为预制钢筋混凝土构件，施工简便，成本低，尤其适用于交通不发达、地形及地质条件复杂的地区。2.本专利技术的桩足分散植物根系的生长方向，增加锚固力作用的力臂，提供更大的抗倾覆弯矩。3.本专利技术的桩体在初期保护树苗免受流水侵蚀，植物生长发育达到一定程度，植物根系提供锚固力保证桩体受到泥石流的冲击不会倾倒，同时桩体保护植物树干不会被大块石撞击而损伤。4.本专利技术的废旧轮胎套在桩身外侧，不仅可以扩大桩身直径，缩小桩体之间的空隙宽度，还可以有效缓冲泥石流的撞击力。5.本专利技术利用生态技术和拦挡手段相结合的方式防治泥石流灾害，生态工程有效防止地表松散土体流失，同时改善泥石流灾害区的生态环境。附图说明图1是本专利技术的桩体在沟谷中排列的示意图；图2是本专利技术的整体效果图；图3是图1中A‐A剖面的示意图；图中，空心桩体1、桩身2、桩足3、植物4、废旧轮胎5、沟谷6、根系7、泥石流流动方向8。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，本专利技术的目的和效果将更加明显。本专利技术提供的一种植物桩群型泥石流拦挡结构，如图2所示，包括空心桩体1、植物4和废旧轮胎5，空心桩体1分为桩身2和桩足3两部分，空心桩体1安放在泥石流流通区的沟谷6中，桩足3埋设在地面以下，桩足3一共设置三个，相邻桩足3之间夹角为120°，在沟谷6中顺着泥石流流动方向8，三个桩足3连线构成的等边三角形呈倒三角排列，植物根系7沿着桩足3延伸的方向生长发育，根系7提供锚固力，保证桩体2提供最大的抗倾覆弯矩，假设等边三角形边长为L，每个桩足提供的锚固力为F，桩身2绕着中轴线旋转时，当顺着泥石流流动方向8形成倒三角时，如图1所示的情况下，达到最大的抗倾覆弯矩如图3所示，桩身2露出地表，废旧轮胎5套在桩身2上，起到缓冲作用，空心桩体1内部装满填土，植物4种植在空心桩体1中，各个空心桩体1在沟谷中呈现梅花形排列，形成桩群，相邻空心桩体1之间的空隙宽度小于泥石流防治区中大块石的直径。所述的空心桩体1为预制钢筋混凝土构件，所述的植物4为乔木。植物桩群型泥石流拦挡结构适用于泥石流重现期为5年以上的中低频泥石流，整个拦挡结构修建初期，植物树苗种植在桩身2内部，由于空心桩体1的保护，树苗不会受到沟谷6中径流和降水的侵蚀，伴随着植物4的生长发育，植物4的根系7沿着桩足3的方向在土体里延伸。当泥石流发生时，桩身2受到泥石流大块石冲击，根系7的锚固力提供抗倾覆力矩，防止空心桩体1倾覆；桩身2保护植物的树干，防止树干受到泥石流块石的撞击而损伤。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种植物桩群型泥石流拦挡结构，其特征在于，包括安放在泥石流流通区的沟谷(6)中的若干空心桩体(1)。所有空心桩体(1)在沟谷(6)中呈现梅花形排列，形成桩群。所述空心桩体(1)分为桩身(2)和桩足(3)两部分；桩身(2)露出地表，桩身(2)上套有废旧轮胎(5)；桩足(3)埋设在地面以下，桩足(3)一共设置三个，相邻桩足(3)之间夹角为120°，在沟谷(6)中顺着泥石流流动方向，三个桩足(3)连线构成的等边三角形呈倒三角排列。空心桩体(1)内部装满填土，植物(4)种植在空心桩体(1)中，植物(4)的根系(7)沿着桩足(3)延伸的方向生长发育，根系(7)提供锚固力。所述空心桩体(1)为预制钢筋混凝土构件，所述植物(4)为乔木。

【技术特征摘要】
1.一种植物桩群型泥石流拦挡结构，其特征在于，包括安放在泥石流流通区的沟谷(6)中的若干空心桩体(1)。所有空心桩体(1)在沟谷(6)中呈现梅花形排列，形成桩群。所述空心桩体(1)分为桩身(2)和桩足(3)两部分；桩身(2)露出地表，桩身(2)上套有废旧轮胎(5)；桩足(3)埋设在地面以下，桩足(3)一共设置三个，...

【专利技术属性】
技术研发人员：范雲鹤，孙红月，翁杨，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33