一种泥石流拦挡坝的建设方法技术

本发明专利技术公开了一种泥石流拦挡坝的建设方法，在浆砌石拦挡坝(1)的底部间隔设有底部泄水口(2)，在浆砌石拦挡坝(1)的坝身间隔设有坝身泄水孔(4)，在浆砌石拦挡坝(1)的上部间隔设置顶部排水垛；在浆砌石拦挡坝(1)坝体内的中上部施工有刚式网片夹碎石柔性透水体(6)；在浆砌石拦挡坝(1)的上游迎水面布设多个紧密排列的废弃轮胎(3)；在浆砌石拦挡坝(1)的底部设有混凝土浇筑的抗滑齿(7)，抗滑齿(7)浇筑在浆砌石拦挡坝(1)的坝脚开挖的抗滑齿开沟槽中。本发明专利技术不仅增加了坝体的柔性，且具有良好的透水性能，能快速渗透排出泥石流拦挡坝拦截堆积体里的水体，保障拦挡坝的安全稳定，从而降低或消除泥石流危害。

A construction method of debris flow dam

【技术实现步骤摘要】
一种泥石流拦挡坝的建设方法
本专利技术涉及一种石流拦挡坝及其建设方法，属于土木工程技术、山地灾害防治工程
，适用于尾矿库或桥梁、铁路、高速公路等重要建筑物的上游易发生泥石流的区域用于拦挡可能发生的泥石流，以避免造成对尾矿库或重要建筑物的危害，特别适用于在山谷建尾矿库的上游构筑泥石流拦挡坝。
技术介绍
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，由于其强大的冲击和淤埋能力，以及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，往往在流通和堆积区域造成严重灾害，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。为了减少泥石流灾害发生时造成的损害,通常来说都会在泥石流易发地区的沟谷或者深壑当中设置泥石流拦挡结构，最常用的是泥石流拦挡坝，它不仅能拦蓄部分泥石流固相物质，减小泥石流规模，还能稳定沟坡、控制沟道侵蚀，抑制泥石流发育。现有的泥石流拦挡坝通常仅采用单一的材料及工艺。根据其材料及工艺的不同可以将拦挡坝划分为三类：第一类混凝土浇筑型，坝体全部仅采用混凝土浇筑，混凝土都要从沟外运入施工现场，建筑成本高；第二类是浆砌石砌筑型，坝体全部仅采用浆砌石砌筑，可以就地取材，建设成本较低，但浆砌石在施工过程中易出现错位拉结不到位、灌浆不饱满或石头强度达不到要求等现象，都会影响坝体整体安全性能；第三类是钢筋混凝土混合型，坝体全部仅采用钢筋混凝土浇筑结构，在很大程度上能够有效解决传统拦挡坝的抗块体冲击力破坏的问题，但造价成本成倍增加，且施工要求高，运输费用高，因而并无法得到大规模推广建筑。目前常见的拦挡坝体结构多为由砌石或混凝土为主要材料制成的刚性拦挡结构。但这种刚性拦挡坝结构虽然有着强度高的优点,但由于泥石流的流速快，体量大，具有固液混合的特征，在泥石流强大的冲击力作用下刚性拦挡结构往往容易被冲击破坏，并且跟随泥石流一起向下游流动，从而还可能导致加大了泥石流灾害。中文期刊《地质灾害与环境保护》2009年第2期发表的“泥石流拦挡坝优化设计”一文中，披露了某典型泥石流拦挡坝平面图，从图中可以看出，为了防治上游泥石流可能对下游城区造成的危害，共设置了7道泥石流拦挡坝，建设成本极高，维护、使用不便。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有泥石流刚性拦挡坝存在的容易被冲击破坏，及常规泥石流拦挡坝建设成本高、维护使用不便的问题，而提供一种能够有效降低泥石流冲击能，且能增大坝体的透水性能的泥石流拦挡坝的建设方法，从而消除泥石流对下游重大建设工程的危害。为实现本专利技术的上述目的，本专利技术一种泥石流拦挡坝的建设方法采用以下技术方案来实现：1)首先对拟建浆砌石拦挡坝的上游沟谷区域进行详细的泥石流物料来源调查、汇水面积圈算、坝址区的岩土工程勘察，查明该区域地层工程地质条件，取得设计计算所需的各参数和岩土物理力学指标。2)然后对拟建浆砌石拦挡坝的坝址进行坝脚和坝肩的浮土进行清理，对拟建浆砌石拦挡坝的坝脚开挖抗滑齿开沟槽；所述的抗滑齿开沟槽的深度不小于0.5m，宽度不小于0.5m。3)在抗滑齿开沟槽中现浇混凝土结构的抗滑齿，抗滑齿的目的是为了保证浆砌石拦挡坝与基础的牢固结合；在抗滑齿开沟槽及抗滑齿之上进行浆砌石拦挡坝的砌筑施工；在浆砌石拦挡坝施工中，在坝体底部留设底部泄水口，在底部泄水口的上游入水口设置防淤堵的钢筋网片；在浆砌石拦挡坝的坝身间隔设有坝身泄水孔，在浆砌石拦挡坝的上部间隔设置顶部排水垛，排水垛的设置可以增加坝体的排水能力，在水位较高时，从坝体结构设置的角度避免了洪水漫顶的危险；在浆砌石拦挡坝坝体内的中上部施工有刚式网片夹碎石柔性透水体，碎石柔性透水体利用充填碎石的孔隙自然排水；底部泄水口、坝身泄水孔、刚式网片夹碎石柔性透水体、顶部排水垛共同构成自下而上的泥石流拦挡坝排水系统。4)在浆砌石拦挡坝砌筑完成后，浆砌石拦挡坝的上游迎水面布设多个紧密排列的废弃轮胎构成的柔性防撞保护层，利用橡胶轮胎的弹性，以保护坝体，免于直接冲击破坏。所述的废弃轮胎悬挂在浆砌石拦挡坝上游迎水面布设的锚固钢筋上，轮胎作为柔性防撞措施，有其自身的优势，其表现在：轮胎是圆形中空结构，缓冲吸能效果好；轮胎中空与侧面的弧形结构，对坝体泄水孔影响小，能保障泄水孔的顺利排水作业；橡胶材质性能较为稳定，废弃轮胎易于获得，且成本低廉。5)在浆砌石拦挡坝坝面下游的自然沟谷中施工用于坝体排水、泄洪的混凝土泄水底板，所述混凝土泄水底板与浆砌石拦挡坝的坝脚开挖的抗滑齿开沟槽中浇筑的抗滑齿连接为一整体结构。混凝土泄水底板可以保证在排水、泄洪过程中不冲坏浆砌石拦挡坝坝面下游底土，并便于坝体的排水、泄洪。进一步地，所述的刚式网片夹碎石柔性透水体含有3层不同刚度特征的刚式网片，自迎水面起第一层为大规格刚式网片，自迎水面起第二层为中规格刚式网片，自迎水面起第三层为小规格刚式网片，在大规格刚式网片与中规格刚式网片之间充填有块度为15～20cm卵石或块石充填体，在中规格刚式网片与小规格刚式网片之间充填有粒级为5～10cm卵石或碎石充填体。为提高刚式网片的整体强度，在所述的大规格刚式网片、中规格刚式网片、小规格刚式网片的中部与上部焊接有槽钢，各槽钢直接砌筑于浆砌石拦挡坝的顶部内，并深入浆砌石拦挡坝的坝体内一定的锚固深度；大规格刚式网片、中规格刚式网片、小规格刚式网片的下部采用水泥砂浆灌浆密实孔隙。经过理论计算和试验验证，为保证在暴雨季节能够有效泄洪，本专利技术底部泄水口、坝身泄水孔、顶部排水垛的规格、尺寸设计为：底部泄水口采用矩形，宽0.3～0.5m，高0.4～0.6m；坝身泄水孔的坡度不小于15°，坝身泄水孔的水平间距0.8～1.2m，垂直间距0.8～1.2m，坝身泄水孔的孔径70～90mm；顶部排水垛的垛高0.4～0.7m，垛宽0.35～0.6m。试验结果表明，上述规格、尺寸设计，再加上刚式网片夹碎石柔性透水体内分别充填的块度为15～20cm卵石或块石充填体、粒级为5～10cm卵石或碎石充填体的配合，排水、泄洪效果最佳，且能有效拦挡泥石流。理论计算和试验研究还确定了最佳的技术参数：底部泄水口的宽0.4m，高0.5m；坝身泄水孔采用DN80PVC管材，泄水孔的水平间距1m，泄水孔的垂直间距1m；顶部排水垛的垛高0.5m，垛宽0.4m；大规格刚式网片采用HBR400φ20钢筋网片，网片孔距为15cm×15cm；中规格刚式网片采用HBR400φ16钢筋网片，网片孔距为5cm×5cm；小规格刚式网片采用HBR400φ8钢筋网片，网片孔距为2cm×2cm。本专利技术一种泥石流拦挡坝的建设方法在坝体结构设计中的上述技术方案，增加了坝体的柔性，能够有效降低泥石流的冲击能，且能增大坝体的透水性能，顺利排出坝前拦挡堆积的泥石流中的水体，保障拦挡坝的安全稳定，从而降低或消除泥石流危害。本专利技术一种泥石流拦挡坝的建设方法采用以上技术方案后，具有以下有益效果：(1)本专利技术通过在泥石流拦挡坝上游迎水面设置废弃轮胎保护本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泥石流拦挡坝的建设方法，其特征在于采用以下技术方案：/n1)首先对拟建浆砌石拦挡坝(1)的上游沟谷区域进行详细的泥石流物料来源调查、汇水面积圈算、坝址区的岩土工程勘察，查明该区域地层工程地质条件，取得设计计算所需的各参数和岩土物理力学指标；/n2)然后对拟建浆砌石拦挡坝(1)的坝址进行坝脚和坝肩的浮土进行清理，对拟建浆砌石拦挡坝(1)的坝脚开挖抗滑齿开沟槽；所述的抗滑齿开沟槽的深度不小于0.5m，宽度不小于0.5m；/n3)在抗滑齿开沟槽中现浇混凝土结构的抗滑齿(7)，在抗滑齿开沟槽及抗滑齿(7)之上进行浆砌石拦挡坝(1)的砌筑施工；/n在浆砌石拦挡坝(1)施工中，在坝体底部留设底部泄水口(2)，在底部泄水口(2)的上游入水口设置防淤堵的钢筋网片；在浆砌石拦挡坝(1)的坝身间隔设有坝身泄水孔(4)，在浆砌石拦挡坝(1)的上部间隔设置顶部排水垛(5)；在浆砌石拦挡坝(1)坝体内的中上部施工有刚式网片夹碎石柔性透水体(6)；/n4)在浆砌石拦挡坝(1)砌筑完成后，浆砌石拦挡坝(1)的上游迎水面布设多个紧密排列的废弃轮胎(3)构成的柔性防撞保护层；/n5)在浆砌石拦挡坝(1)坝面下游的自然沟谷中施工用于坝体排水、泄洪的混凝土泄水底板(8)，所述混凝土泄水底板(8)与浆砌石拦挡坝(1)的坝脚开挖的抗滑齿开沟槽中浇筑的抗滑齿(7)连接为一整体结构。/n...

【技术特征摘要】
1.一种泥石流拦挡坝的建设方法，其特征在于采用以下技术方案：
1)首先对拟建浆砌石拦挡坝(1)的上游沟谷区域进行详细的泥石流物料来源调查、汇水面积圈算、坝址区的岩土工程勘察，查明该区域地层工程地质条件，取得设计计算所需的各参数和岩土物理力学指标；
2)然后对拟建浆砌石拦挡坝(1)的坝址进行坝脚和坝肩的浮土进行清理，对拟建浆砌石拦挡坝(1)的坝脚开挖抗滑齿开沟槽；所述的抗滑齿开沟槽的深度不小于0.5m，宽度不小于0.5m；
3)在抗滑齿开沟槽中现浇混凝土结构的抗滑齿(7)，在抗滑齿开沟槽及抗滑齿(7)之上进行浆砌石拦挡坝(1)的砌筑施工；
在浆砌石拦挡坝(1)施工中，在坝体底部留设底部泄水口(2)，在底部泄水口(2)的上游入水口设置防淤堵的钢筋网片；在浆砌石拦挡坝(1)的坝身间隔设有坝身泄水孔(4)，在浆砌石拦挡坝(1)的上部间隔设置顶部排水垛(5)；在浆砌石拦挡坝(1)坝体内的中上部施工有刚式网片夹碎石柔性透水体(6)；
4)在浆砌石拦挡坝(1)砌筑完成后，浆砌石拦挡坝(1)的上游迎水面布设多个紧密排列的废弃轮胎(3)构成的柔性防撞保护层；
5)在浆砌石拦挡坝(1)坝面下游的自然沟谷中施工用于坝体排水、泄洪的混凝土泄水底板(8)，所述混凝土泄水底板(8)与浆砌石拦挡坝(1)的坝脚开挖的抗滑齿开沟槽中浇筑的抗滑齿(7)连接为一整体结构。


2.如权利要求1所述的一种泥石流拦挡坝的建设方法，其特征在于：所述的刚式网片夹碎石柔性透水体(6)含有3层不同刚度特征的刚式网片，自迎水面起第一层为大规格刚式网片(9)，自迎水面起第二层为中规格刚式网片(10)，自迎水面起第三层为小规格刚式网片(11)，在大规格刚式网片(9)与中规格刚式网片(10)之间充填有块度为15～20cm卵石或块石充填体(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雷，胡建东，魏有林，申其鸿，吴鹏，周生，毛权生，杨永生，丁成功，吴江伟，
申请(专利权)人：中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34