【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高位远程滑坡碎屑流反向冲击爆破控流阻断方法，属于高寒山区公路、山区铁路、山区城镇、水利工程等高位远程滑坡防治工程领域。
技术介绍
1、全球每年地质灾害多发频发，其中滑坡灾害在数量及所导致的人员伤亡与财产损失方面，均位列各类地质灾害之首。高位远程滑坡是全球常见的一类破坏力巨大的地质灾害，该类型滑坡具有势能高、运动速度快、致灾范围广和破坏性强等特点，往往形成高隐蔽性和超强破坏力的突发地质灾害，社会影响巨大，成为近年来防灾减灾研究的重点。
2、高位远程滑坡是指滑坡前缘距斜坡坡脚相对高差超过200m、运动距离大于1km、运动速度超过5m/s的一类滑坡。高位滑坡一旦破坏启动，由于相对高差较大具有较高的势能，强大的冲击力会在斜坡坡脚位置形成刮铲区，滑坡体物质冲击破碎，其体积因刮铲作用而大大增加。碰撞破碎的滑坡体物质受地形限制沿沟谷不断移动，随着势能不断转化为运动能，同时形成的碎屑流因颗粒运移作用不断分层，在沟谷表面和碎屑流之间形成一流态化层，加速碎屑流的运动，致使碎屑流行程不断增大，该运动区域称为流通区。随着碎屑流的不断运动，地表坡度下降，坡表和两侧山体摩擦力增大，碎屑流物质速度逐渐降低而堆积，形成堆积区。高位远程滑坡碎屑流运动距离远，运动速度大，冲击力强，沿途会冲击毁坏居民房屋、公路等基础设施，通常会在沟谷末端即河流位置停积，在河流段形成堰塞坝堵江，导致上游河水上涨，下游河水急剧下降，一旦堰塞坝溃决，形成的洪水将冲击淹没下游几百甚至上千公里城镇，危害巨大。
3、此外，高位远程滑坡通常位于高寒、高海
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种高位远程滑坡碎屑流反向冲击爆破控流阻断方法。本专利技术通过定向爆破产生的冲击波反向冲击沿沟谷高速运动的碎屑流，从而降低碎屑流运动速度，减少运动距离，将碎屑流物质在短距离行程内堆积，阻断碎屑流的运动，从而达到降低冲击基础设施以及形成滑坡堰塞坝的风险。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种高位远程滑坡碎屑流反向冲击爆破控流阻断方法，其特征在于，包括如下步骤：
4、a、在高位远程滑坡的刮铲区和流通区设置反向冲击爆破装置，反向冲击爆破装置由感应装置和炮台装置构成；
5、b、当碎屑流运动到反向冲击爆破装置时，通过感应装置触发炮台装置发射炮弹，对碎屑流进行爆破冲击；
6、c、利用爆破产生的冲击波降低碎屑流的速度，阻断其运动，实现控流阻断。
7、所述反向冲击爆破装置的数量根据高位滑坡的初始势能和每个反向冲击爆破炮弹的当量计算得到。
8、所述步骤a具体包括：
9、(1)获取高位远程滑坡区域沿潜在流程区域的地形图，查明高位滑坡的方量v、滑坡质量m、相对高差h，计算滑坡潜在冲击的刮铲区、流通区和堆积区范围；
10、(2)计算高位滑坡的初始势能e
11、e＝mgh (1)；
12、(3)根据高位滑坡的初始势能e和沟谷地形设计反向冲击爆破装置数量和排数，其中，
13、
14、式中，m为排数；ni为第i排的反向冲击爆破装置数量；ei为第i排的反向冲击爆破当量，相同排的冲击爆破当量相同。
15、所述反向冲击爆破装置应设置在顺直沟谷段，每排的反向冲击爆破装置数量应按照沟谷的宽度进行设计，且其爆破影响范围不能波及两侧的山体。
16、所述反向冲击爆破装置应按照碎屑流流程方向每排爆破当量逐级递减方式进行设计和布设；反向冲击爆破装置排数不少于3排，每排的装置间距宜大于20m，且按照每个反向冲击爆破炮弹的影响范围进行设计，排间距应大于200m。
17、所述感应装置位于炮台装置前方3～5m，感应装置包括混凝土结构、冲击压力传感器和触发感应器，冲击压力传感器和触发感应器采用传输线连接，冲击压力传感器呈斜面状设置在混凝土结构上，角度近似与碎屑流冲击方向垂直。
18、所述混凝土结构埋深为1～1.5m，伸出地面高度为2.0m，宽度为2m。
19、所述冲击压力传感器的冲击压力范围为0～20mpa，当冲击压力超过100kpa时，通过触发感应器将触发信号传递至炮台装置。
20、所述炮台装置包括承台、微型桩、炮孔和炮弹，承台设置在微型桩上，承台内预留有炮孔，炮弹设置在炮孔内，炮弹与触发感应器采用传输线连接。
21、所述步骤b中，感应装置的冲击压力传感器接收碎屑流冲击力信号，碎屑流冲击力信号达到冲击压力传感器的阈值时，触发感应器将触发信号传递至炮弹，炮弹发射爆破冲击滑坡碎屑流。
22、采用本专利技术的优点在于：
23、一、本专利技术针对高位远程滑坡运动体积大、速度快和运动距离长等特点，提出高位远程滑坡碎屑流反向冲击爆破控流阻断方法，通过定向爆破产生的冲击波反向冲击沿沟谷高速运动的碎屑流，从而降低碎屑流运动速度，减少运动距离，将碎屑流物质在短距离行程内堆积，阻断碎屑流的运动，从而达到降低冲击基础设施以及形成堰塞坝的风险。
24、二、本专利技术在高位滑坡碎屑流流程的沟谷中，抬高沟谷1～3m安装定向冲击爆破装置，爆破装置安设有冲击压力启动装置，当冲击压力达到一定阈值时启动爆破，爆破的冲击方向与碎屑流流程方向相反，爆破的产生的强大冲击波会产生三种效应。一是强大冲击波会致使碎屑流速度降至0甚至反向运动，从而从碎屑流前缘降低流动速度；二是冲击波将碎屑流冲击至两侧山坡上，利用山坡的坡度降低或者阻断碎屑流速度，同时部分碎屑流会堆积至山坡上；三是冲击波会破碎岩土体，破坏碎屑流沿程流动的分层和级配现象，致使碎屑流难以形成流动层，降低碎屑流流动速度。通过三种效应叠加，碎屑流流速降低，运动距离减小，加速了碎屑流物质的沿程堆积，实现高位远程滑坡碎屑流的控流阻断。
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1.一种高位远程滑坡碎屑流反向冲击爆破控流阻断方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的高位远程滑坡碎屑流反向冲击爆破控流阻断方法，其特征在于：所述反向冲击爆破装置的数量根据高位滑坡的初始势能和每个反向冲击爆破炮弹的当量计算得到。
3.根据权利要求2所述的高位远程滑坡碎屑流反向冲击爆破控流阻断方法，其特征在于：所述步骤a具体包括：
4.根据权利要求3所述的高位远程滑坡碎屑流反向冲击爆破控流阻断方法，其特征在于：所述反向冲击爆破装置应设置在顺直沟谷段，每排的反向冲击爆破装置数量应按照沟谷的宽度进行设计，且其爆破影响范围不能波及两侧的山体。
5.根据权利要求4所述的高位远程滑坡碎屑流反向冲击爆破控流阻断方法，其特征在于：所述反向冲击爆破装置应按照碎屑流流程方向每排爆破当量逐级递减方式进行设计和布设；反向冲击爆破装置排数不少于3排，每排的装置间距宜大于20m，且按照每个反向冲击爆破炮弹的影响范围进行设计，排间距应大于200m。
6.根据权利要求5所述的高位远程滑坡碎屑流反向冲击爆破控流阻断方法，其特征在于：所述
7.根据权利要求6所述的高位远程滑坡碎屑流反向冲击爆破控流阻断方法，其特征在于：所述混凝土结构埋深为1～1.5m，伸出地面高度为2.0m，宽度为2m。
8.根据权利要求7所述的高位远程滑坡碎屑流反向冲击爆破控流阻断方法，其特征在于：所述冲击压力传感器的冲击压力范围为0～20MPa，当冲击压力超过100kPa时，通过触发感应器将触发信号传递至炮台装置。
9.根据权利要求8所述的高位远程滑坡碎屑流反向冲击爆破控流阻断方法，其特征在于：所述炮台装置包括承台、微型桩、炮孔和炮弹，承台设置在微型桩上，承台内预留有炮孔，炮弹设置在炮孔内，炮弹与触发感应器采用传输线连接。
10.根据权利要求9所述的高位远程滑坡碎屑流反向冲击爆破控流阻断方法，其特征在于：所述步骤b中，感应装置的冲击压力传感器接收碎屑流冲击力信号，碎屑流冲击力信号达到冲击压力传感器的阈值时，触发感应器将触发信号传递至炮弹，炮弹发射爆破冲击滑坡碎屑流。
...【技术特征摘要】
1.一种高位远程滑坡碎屑流反向冲击爆破控流阻断方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的高位远程滑坡碎屑流反向冲击爆破控流阻断方法，其特征在于：所述反向冲击爆破装置的数量根据高位滑坡的初始势能和每个反向冲击爆破炮弹的当量计算得到。
3.根据权利要求2所述的高位远程滑坡碎屑流反向冲击爆破控流阻断方法，其特征在于：所述步骤a具体包括：
4.根据权利要求3所述的高位远程滑坡碎屑流反向冲击爆破控流阻断方法，其特征在于：所述反向冲击爆破装置应设置在顺直沟谷段，每排的反向冲击爆破装置数量应按照沟谷的宽度进行设计，且其爆破影响范围不能波及两侧的山体。
5.根据权利要求4所述的高位远程滑坡碎屑流反向冲击爆破控流阻断方法，其特征在于：所述反向冲击爆破装置应按照碎屑流流程方向每排爆破当量逐级递减方式进行设计和布设；反向冲击爆破装置排数不少于3排，每排的装置间距宜大于20m，且按照每个反向冲击爆破炮弹的影响范围进行设计，排间距应大于200m。
6.根据权利要求5所述的高位远程滑坡碎屑流反向冲击爆破控流阻断方法，其特征在于：所述感应装置位于炮台装置前方3～5m，...
【专利技术属性】
技术研发人员：周云涛，蔡强，梁炯，贺伟明，姜昭群，
申请(专利权)人：中国地质科学院探矿工艺研究所，
类型：发明
国别省市：
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