一种泥石流翼型排导槽结构制造技术

本发明专利技术公开了一种泥石流翼型排导槽结构，包括排导槽底面和排导槽侧壁，排导槽的出口段为弧形并反翘，反翘倾角θ呈锐角，使泥石流体在出口段处呈现水平或斜向上抛；在弧形出口段相对设置翼型墩，翼型墩包括顶面、底面和头部、第一侧面和第二侧面，翼型墩的头部位于排导槽下游，第一侧面与排导槽侧壁平行，相对设置的翼型墩通过第二侧面形成V型束流流动空间，使泥石流在翼型墩头部区域产生涡滚。本发明专利技术能有效减弱泥石流对排导结构混凝土材料的磨蚀作用、消除泥石流体在排导槽出口部位的堆积淤埋问题。

A Kind of Airfoil Drainage Channel Structure for Debris Flow

The invention discloses a debris flow airfoil row guide groove structure, which includes the bottom and side walls of row guide groove, the outlet section of row guide groove is arc-shaped and anti-warping, and the anti-warping inclination angle is sharp, so that the debris flow is thrown horizontally or obliquely upward at the exit section, and an airfoil pier is relatively arranged at the arc exit section, including the top, bottom and head, the first side and the second side, and an airfoil pier. The head of the pier is downstream of the guide channel, and the first side is parallel to the side wall of the guide channel. The relative airfoil pier forms a V-shaped beam flow space through the second side, which causes the debris flow to roll in the head area of the airfoil pier. The invention can effectively reduce the abrasion effect of debris flow on concrete material of drainage structure and eliminate the accumulation and siltation problem of debris flow at the outlet of drainage channel.

【技术实现步骤摘要】
一种泥石流翼型排导槽结构
本专利技术属于山区公路养护专用设备
，涉及一种泥石流翼型排导槽结构。
技术介绍
我国山洪泥石流灾害频发，约180万公里干线公路位于泥石流高发区，公路泥石流灾害点多面广灾情重，仅2010年其直接经济损失便达到870亿元，严重影响运力发挥、运输安全及抗洪救灾救援，尽快提高洪灾断道减灾技术水平已成为国家层面的需求。新中国成立以来，我国便高度重视泥石流减灾问题，“有限拦截，以排为主，导排结合”是治理公路泥石流灾害的基本原则，横向穿越公路的排导槽是排泄泥石流常用的结构类型。大量工程实践表明，由于泥石流为富含块石的高速混合流体，对混凝土结构排导槽的磨蚀作用强烈，一般混凝土结构在经历5-8次泥石流磨蚀后钢筋便裸露出来，缩短了排导槽结构的使用寿命。此外，泥石流体极易在排导槽出口部位堆积，造成后续泥石流体倒灌淤埋道路甚至堵塞河道而产生次生地质灾害。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种泥石流翼型排导槽结构，其适用于架设在公路铁路顶部，能够将道路内侧沟谷内的泥石流快速排泄到道路外侧河流中泓线附近，便于河流水有效将泥石流体向下游方向输移，避免泥石流体在排导槽出口部位形成淤埋，堵塞河道，并能有效减弱泥石流对排导结构混凝土材料的磨蚀作用。本专利技术的目的是这样实现的：一种泥石流翼型排导槽结构，包括排导槽底面及其两侧的排导槽侧壁，所述排导槽的出口段为弧形结构并反翘，反翘倾角θ呈锐角，为排导槽出口段反翘点的切线与排导槽进口段底面直线之间的夹角，使泥石流体在出口段处呈现水平或斜向上抛；在弧形出口段与排导槽底面固定连接并相对设置有翼型墩，所述翼型墩包括顶面、底面和设于顶面、底面之间的头部、第一侧面和第二侧面，所述翼型墩的头部位于排导槽下游，第一侧面与排导槽侧壁平行，相对设置的翼型墩通过第二侧面形成V型束流流动空间，使泥石流在翼型墩头部区域产生涡滚。进一步的，所述翼型墩采用翼型柱体，设定翼型墩头部宽度为c，高度为t，长度为l，头部宽度c为0.5～1.5m，且满足c≤0.5B-4Φ，式中B：排导槽宽度，Φ：进入排导槽内的泥石流体中最大固相颗粒直径；高度t＝(0.5～1.0)c，长度l＝(2.5～3.0)c。进一步的，所述相对设置的翼型墩之间的净距离b取值为：b＝B-2(c+d)，且d≥2Φ，b≥4Φ，式中d：翼型墩第一侧面距离排导槽侧壁的净距离。进一步的，所述排导槽深度设定为H，排导槽宽度B和深度H之间的几何尺寸为：B/H＝2～2.5，并且B≥2(c+d+2Φ)，且B≥3m。式中，Q：排导槽内设计泥石流流量，v：排导槽内泥石流流速。进一步的，所述反翘倾角θ为8°～12°。进一步的，所述排导槽出口段相对设置的翼型墩之间的排导槽底面为V型结构，从翼型墩底面向下V型谷深30cm。进一步的，所述排导槽为钢筋混凝土结构，翼型墩为掺入杜拉纤维且标号不低于C30的混凝土结构，均采用现场浇筑制作。由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下有益效果：1、将排导槽出口段设置为弧形结构并反翘，使进入排导槽结构的泥石流体呈现水平或斜向上抛形式冲出排导结构，显著增大了泥石流体抛程，消除泥石流体在排导槽出口部位的堆积淤埋问题。2、在排导槽弧形出口反翘段安设两个相对设置的翼型墩，排导槽内的泥石流体大部分进入两个翼型墩之间的流动空间，少部分进入翼型墩和排导槽侧壁之间的流动空间，由于流体压差作用，翼型墩之间的泥石流体流动速度显著增大，在翼型墩头部区域产生涡滚，使泥石流体在流出翼型墩头部区域后集中在排导槽结构中部区域快速流动，增强了泥石流体在流出排导槽结构时的流速，达到进一步增大泥石流抛程功效。3、适用于架设在公路铁路顶部，将道路内侧沟谷内的泥石流快速排泄到道路外侧河流中泓线附近，便于河流水有效将泥石流体向下游方向输移，有效减弱泥石流对排导结构混凝土材料的磨蚀。附图说明图1是本专利技术结构纵断面图；图2是本专利技术出口段结构纵平面图；图3是本专利技术翼型墩三维立体图。附图标记附图中，11为排导槽底面，12为排导槽侧壁，13为排导槽出口段，2为翼型墩，21为顶面，22为底面，23为头部，24第一侧面，25为第二侧面，3为排导槽进口段泥石流流态，4为翼型墩之间处于束流状态的泥石流流态，5为翼型墩头部区域前端的泥石流涡滚，θ为出口段反翘倾角(°)，H为排导槽深度(m)，B为排导槽宽度(m)l为翼型墩长度(m)，b为翼型墩之间的净距离(m)，c为翼型墩头部宽度(m)，d为翼型墩第一侧面距离排导槽侧壁的净距离(m)，t为翼型墩厚度(m)具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例作进一步详细说明。参见图1-图3，一种泥石流翼型排导槽结构，包括排导槽底面11和设置在排导槽底面两侧的排导槽侧壁12，排导槽的出口段13采用弧形结构并反翘，反翘倾角θ呈锐角，为排导槽出口段反翘点的切线与排导槽进口段底面直线之间的夹角，使泥石流体在出口段处呈现水平或斜向上抛；为增大泥石流体抛程，解决传统直线排导槽泥石流体在出口部位淤埋、造成泥石流体堵塞河道的问题，在本实施例中，所述反翘倾角选取8°～12°的夹角。为增强泥石流体在流出排导槽结构时的流速，达到进一步增大泥石流抛程功效，本专利技术在弧形出口段13与排导槽底面11固定连接并相对设置有翼型墩2，翼型墩2包括顶面21、底面22和设于顶面21、底面22之间的头部23、第一侧面24和第二侧面25，顶面21、底面22均为平面，相对设置的翼型墩2一个安设在泥石流排导槽左侧，另一个安设在泥石流排导槽右侧，翼型墩的头部23朝向排导槽下游，第一侧面24与排导槽侧壁12平行，相对设置的翼型墩2通过第二侧面25形成V型束流流动空间，使泥石流在翼型墩头部区域产生涡滚，通过在排导槽结构出口反翘段安设两个翼型墩，排导槽内上游的泥石流体大部分进入两个翼型墩之间的流动空间，少部分进入翼型墩2和排导槽侧壁12之间的流动空间，由于流体压差作用，翼型墩2之间的泥石流体流动速度显著增大，使泥石流体在流出翼型墩头部23区域后集中在排导槽中部区域快速流动。参见图3，本专利技术中的翼型墩2采用翼型柱体，翼型墩2的尺寸取值如下：设定翼型墩头部宽度为c，高度为t，长度为l，头部宽度c取值范围设定为0.5～1.5m，并且必须满足c≤0.5B-4Φ，式中B：排导槽宽度，Φ：进入排导槽内的泥石流体中最大固相颗粒直径；高度的取值范围为：t＝(0.5～1.0)c，长度的取值范围为：l＝(2.5～3.0)c，图3是相对设置的两个翼型墩的立体结构图，头部为弧形面，顶面DCGH、底面ABEF，第一侧面ABCD，第二侧面AFHD。参见图2，两个相对设置的翼型墩2与排导槽底面11固定连接后，两者之间的净距离b取值为：b＝B-2(c+d)，且d≥2Φ，b≥4Φ，式中d：翼型墩第一侧面距离排导槽侧壁的净距离。翼型墩之间的净距离设定太小，容易造成上游的泥石流在翼型墩之间拥堵，影响泥石流顺利流动和产生涡滚，达不到将上游的泥石流快速向下游方向输移的目的。图2中所示的在未进入翼型墩2之前的向下的箭头表示排导槽进口段内泥石流的流态3，泥石流在排导槽宽度内向下游流动；泥石流体流动至翼型墩2后，泥石流体大部分进入两个翼型墩2之间的V型流动空间，形成束流状态的泥石流流态4，少部分进入翼型墩2和排导结构侧壁12之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泥石流翼型排导槽结构，包括排导槽底面及其两侧的排导槽侧壁，其特征在于：所述排导槽的出口段为弧形结构并反翘，反翘倾角θ呈锐角，为排导槽出口段反翘点的切线与排导槽进口段底面直线之间的夹角，使泥石流体在出口段处呈现水平或斜向上抛；在弧形出口段与排导槽底面固定连接并相对设置有翼型墩，所述翼型墩包括顶面、底面和设于顶面、底面之间的头部、第一侧面和第二侧面，所述翼型墩的头部位于排导槽下游，第一侧面与排导槽侧壁平行，相对设置的翼型墩通过第二侧面形成V型束流流动空间，使泥石流在翼型墩头部区域产生涡滚。

【技术特征摘要】
1.一种泥石流翼型排导槽结构，包括排导槽底面及其两侧的排导槽侧壁，其特征在于：所述排导槽的出口段为弧形结构并反翘，反翘倾角θ呈锐角，为排导槽出口段反翘点的切线与排导槽进口段底面直线之间的夹角，使泥石流体在出口段处呈现水平或斜向上抛；在弧形出口段与排导槽底面固定连接并相对设置有翼型墩，所述翼型墩包括顶面、底面和设于顶面、底面之间的头部、第一侧面和第二侧面，所述翼型墩的头部位于排导槽下游，第一侧面与排导槽侧壁平行，相对设置的翼型墩通过第二侧面形成V型束流流动空间，使泥石流在翼型墩头部区域产生涡滚。2.根据权利要求1所述的一种泥石流翼型排导槽结构，其特征在于：所述翼型墩采用翼型柱体，设定翼型墩头部宽度为c，高度为t，长度为l，头部宽度c为0.5～1.5m，且满足c≤0.5B-4Φ，式中B：排导槽宽度，Φ：进入排导槽内的泥石流体中最大固相颗粒直径；高度t＝(0.5～1.0)c，长度l＝(2.5～3.0)c。3.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洪凯，王圣娟，
申请(专利权)人：枣庄学院，陈洪凯，王圣娟，
类型：发明
国别省市：山东,37