一种挡流式泥石流排导槽的制作方法
一种挡流式泥石流排导槽的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种泥石流排导槽，特别是涉及一种挡流式泥石流排导槽。
【背景技术】
[0002] 我国是全球地质灾害多发国家之一，灾害类型多分布范围广，泥石流是我国山区 最主要的地质灾害类型之一，随着山区经济的不断发展，山区生态环境遭到剧烈破坏，植被 数量锐减，水土流失严重，尤其是5. 12汶川地震诱发的大量崩塌滑坡及岩土体松动，为泥 石流形成提供了良好的物源条件，更有利于泥石流的爆发，严重威胁灾区广大人民群众的 生命财产安全，制约山区经济可持续发展，因此必须对其进行有效地防护。
[0003] 排导槽由于具有工程结构简单、防治效果好、就地取材、施工及维护方便、使用周 期长、造价省等特点，是目前防治泥石流灾害中使用最为广泛的工程措施之一，尤其在公 路、铁路、城镇、矿山等泥石流整治中被优先采用。排导槽多数建在泥石流的堆积扇或堆积 阶地上，槽的宽、深较小，长度较长，要求在使用过程中槽内能通畅地排泄泥石流、不发生或 少发生淤积现象，同时槽体应有较好的抗冲撞和耐磨蚀能力。排导槽可单独使用或在综合 防治中与栏蓄工程结合使用；特别是当地形条件对排泄有利时，可一次将泥石流排到预定 地区而免除灾害。
[0004] 目前应用较广泛的排导槽主要有两类：一是全衬砌槽；二为软基消能型槽。全衬 砌槽的典型代表为V型槽，适合于纵坡较小情况，其浆底及速流横坡可加大流速，提高排泄 能力。软基消能型槽即东川槽，适用纵坡较大情况，它可降低流速、减轻磨蚀，延长工程寿 命。近来陈晓清等又陆续提出箱体衬砌式泥石流排导槽（ZL201110380681.5)和阶梯-深 槽结构型泥石流排导槽（CN201410001807)，二者都适合适用于沟床纵比降较大的情况。上 述排导槽都能在一定程度到达消能、排泄的目的，但都存在一个同样的问题，当沟床纵比降 很大时，排导槽的尺寸需要设计得很长才能达到消能、控速的作用，使得施工费用和后期维 护费用变得十分昂贵；而且上述排导槽大多根据个人经验来设计，并未依据合理的力学参 数进行推算，因此所设计的排导槽的水力条件未能达到最佳。 【实用新型内容】
[0005] 针对现有泥石流排导槽存在的问题，本实用新型提出了一种能在短距离内达到消 能、控速的挡流式泥石流排导槽。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
[0007] 本实用新型提出一种挡流式泥石流排导槽，所述排导槽包括导入泥石流流体的全 衬砌进口段、调控泥石流流体速度和能量的缓冲段、排泄泥石流流体的全衬砌排导段、导出 泥石流流体的全衬砌出口段；所述进口段由全衬砌进口底板1和两端侧墙11构成，进口底 板末端连接着缓冲段的上端齿槛2 ;所述缓冲段包括至少一个与排导段相连的深槽段和挡 板段，所述深槽段包括上端齿槛2、下端齿槛7、钢索网箱体护底4、位于钢索网箱体护底上 方并紧贴下端齿槛的钢索网箱体缓冲层6和被钢索网箱体护底和钢索网箱体缓冲层所包 裹的块石5,下端齿槛7连接着排导段的排导底板8,所述挡板段包括全衬砌挡板底板3,所 述挡板段位于深槽段上空并连接于两侧侧墙；所述排导段由全衬砌排导底板8和两端侧墙 11构成，排导段数量与缓冲段数量相等，最后一段排导底板8连接着出口底板9;所述出口 段包括全衬砌出口底板9和两端侧墙11。
[0008] 进一步地，所述挡板段还包括位于挡板底板3末端的挡板齿坎10。
[0009] 全衬砌底板一般为浆砌石结构、或混凝土结构、或钢筋混凝土结构。
[0010] 所述排导槽断面为梯形。
[0011] 所述排导槽的尺寸可进行如下优化：
[0012] 根据物理力学参数设计泥石流排导槽水力最佳断面，方法步骤如下：
[0013] M为排导槽断面型态参数，M越小，排泄泥石流流量越大，即水力条件越佳。
埋深为〇. 5-1. 0m，当泥石流容重较大时，上述数值取较大值，反之取小值。
[0017] 为控制投资、缩短施工周期，进口段长度L。和出口段长度L5-般控制在2. 0-5. 0m。 排导段长度L1主要根据沟床平均纵比降i。和全衬砌底板材料来规划，一般取6. 0-24. 0m， 平均纵比降i。取为0. 2-0. 5 ;当沟床平均纵比降i。较大、全衬砌底板材料耐磨性较小时，排 导段长度1^取小值；当沟床平均纵比降i。较小、全衬砌底板材料耐磨性较大时，排导段长度 L1取大值。排导段比降ii根据全衬砌底板材料的耐磨性确定，一般取0. 08-0. 15,耐磨性大 时，I1取大值，反之取小值。
[0018] 深槽段底面长度L4设定为排导段长度Li的三分之一；深槽段底面长度L4与钢索 网箱体护底长度相等，都等于块石铺设长度L2与钢索网箱体缓冲层厚度L3之和。块石铺设 长度L2和钢索网箱体缓冲层厚度L3主要根据泥石流流体容重来规划，一般L2取2. 0-4. 0m， 1^取0. 5-1.Om;当泥石流体容重较大时，L2、1^取大值；当泥石流体容重较小时，L2、L3取小 值。上端齿槛高度匕等于上端齿槛悬空高度hn、块石铺设厚度h12、钢索网箱体护底厚度h13 及上端齿槛埋深高度h14之和。上端齿槛悬空高度hn-般为小于等于3m;块石铺设厚度 h12、钢索网箱体护底厚度h13、钢索网箱体护底和钢索网箱体缓冲层的钢索直径和钢索网网 孔大小主要根据泥石流流体容重来规划，通常h12取I. 0-5. 0m，h13取1. 0-2. 0m，钢索直径一 般为0? 005-0. 01m，钢索网网孔大小一般为0?ImXO.lm-0. 2mX0. 2m，当泥石流体容重较大 时，以上参数取大值，当泥石流体容重较小时，以上参数取小值。下端齿槛高度匕等于块石 铺设厚度h12、钢索网箱体护底厚度h13和下端齿槛埋深高度之和；钢索网箱体缓冲层高度与 块石铺设厚度h12相等。深槽中块石粒径控制在小于等于0.2m。上端齿槛埋深高度h14- 般为0. 5-1. 0m，根据泥石流流体容重来规划，当泥石流体容重较大时，取大值，当泥石流体 容重较小时，取小值。上端齿槛2的埋深高度和下端齿槛7的埋深高度相等。
[0019] 挡板底板3的宽度与排导槽槽底宽度相等；挡板底板的厚度主要根据泥石流流体 容重来规划，一般取为0. 3-0. 5m，当泥石流流体容重较大时，上述数值同时取较大值，反之 取小值；挡板底板顶面与两端侧墙齐平，挡板底板的底面低于上端齿槛，高于下端齿槛；挡 板设置在靠近上端齿槛一侧；挡板齿坎10长度与槽底宽度相等，厚度为〇. 1-0. 2m，高度为 0. 2-0. 3m，当泥石流流体容重较大时，上述数值同时取较大值，反之取小值。
[0020] 所述排导槽的排导原理如下：泥石流通过进口段进入排导槽后，有一个缓慢加速 的过程，此过程是为了更好地导入泥石流流体；然后，泥石流流体进入缓冲段，高速运行的 泥石流流体先是与固定在侧墙上的挡板底板相撞击，损失掉大部分水平方向的运动动能， 撞击后的泥石流流体大部分沿着挡板底板垂直下落，又与挡板下端的齿坎相撞击，损失掉 部分垂直方向的运动动能，在连续水平和垂直撞击之后，泥石流流体的大部分能量被抵消 掉；接着泥石流流体跌落到深槽中，与深槽段中的块石相互碰撞，并进行物质与能量的交 换，此过程主要是控制泥石流对槽底冲刷和对阶梯段磨蚀，同时也能消耗泥石流部分动能， 相互作用的泥石流和块石挤压钢索网箱体缓冲层，冲击钢索网箱体护底，钢索网箱体缓冲 层吸收泥石流的冲击能量，能够对下端齿槛承受的泥石流流体的冲击力起到缓冲作用，钢 索网箱体护底吸收泥石流的冲击能量，抑制泥石流流体与槽底地基土体交换，特别是控制 地基土体参与泥石流活动，从而控制泥石流流体对排导槽槽底的冲刷，保障排导功能正常 发挥，减小后期维护费用；泥石流经过缓冲段后，进入具有一定纵坡比降的排导 段，增加排 导槽输送泥石流的能力，此过程中，泥石流流体有一个明显加速的过程，主要目的是使泥石 流流体快速排导，避免出现累积性淤积；泥石流流体通过若干个缓冲_排导段反复加速-减 速-加速后，泥石流流速将变得相对很小，泥石流能量基本消耗殆尽，最后，通过出口段底 板顺利将泥石流输送到指定的位置。
[0021] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：充分利用挡板及齿坎消耗泥石流大 部分运动动能，使排导槽能在较短长度内达到控速、消能的作用，缩短排导槽的整体设计长 度，减少施工费用，同时深槽使泥石流与块石相互作用也能消耗部分运动动能，调控泥石流 流速；并利用钢索网箱体吸收泥石流的冲击能量，抑制泥石流与槽底地基土体交换，从而控 制泥石流对排导槽槽底的冲刷，保障排导功能正常发挥，减小后期维护费用。
【附图说明】
[0022] 图1是泥石流排导槽的侧面纵剖面示意图；
[0023] 图2是泥石流排导槽的深槽段+挡板段横截面示意图；
[0024] 图3是泥石流排导槽的深槽段+挡板段纵剖面示意图。
[0025] 附图中的数字标记分别是：
[0026] 1进口底板 2上端齿槛
[0027] 3挡板底板 4钢索网箱体护底
[0028] 5块石 6钢索网箱体缓冲层
[0029] 7下端齿槛 8排导底板
[0030] 9出口底板 10挡板齿坎
[0031] 11 侧墙
【具体实施方式】
[0032] 下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
[0033] 某泥石流沟流域面积I. 8km2,为了控制泥石流灾害，规划在流域中部设置拦砂坝1 座、堆积扇上修建排导槽160m。为了控制泥石流强烈的磨蚀和冲刷作用，同时减低施工费 用及维护成本，采用挡流式泥石流排导槽。现场调查：槽底沟床平均纵比降％为〇. 42,排泄 泥石流流量98m3/s、容重21. 8KN/m3。根据泥石流排导槽最佳断面水力条件，取横坡系数为
[0034] 如图1、图2、图3所示。挡流式泥石流排导槽包括进口段、缓冲段、排导段、出口 段。所述进口段包括进口底板1和两端侧墙11，进口段末端连接着缓冲段上端齿槛2 ;所述 缓冲段包括深槽段和挡板段，深槽段包括上端齿槛2、下端齿槛7、钢索网箱体护底4、钢索 网箱体缓冲层6以及被钢索网箱体护底和钢索网箱体缓冲层所包裹的块石5,挡板段包括 挡板底板3和位于挡板底板3末端的挡板齿坎10,挡板段位于深槽段上空并连接于两侧侧 墙；排导段由全衬砌排导底板8和两端侧墙11构成；第一个深槽段的上端齿槛2连接着进 口底板1，下端齿槛7连接着第一个排导底板8,第二个深槽段的上端齿槛2连接着第一个 排导底板8,下端齿槛7连接着第二个排导底板8 ;最后一个排导底板8连接着出口底板9 ; 缓冲段和排导段分别有13个；出口段包括全衬砌出口底板9和两端侧墙11。
[0035] 根据泥石流区域的实际情况规划设计排导槽槽底宽度b为6. 4m、排导槽深度h为 5. 4m〇
[0036] 为控制投资、缩短施工周期，进口底板1长度L。和导出段出口底板9长度L5取 3.0m。排导底板8长度1^取9.0m。深槽段底面长度L4取3.0m。根据泥石流容重，确定块 石5铺设长度1^取2. 0m、块石5铺设厚度h12取4. 0m、钢索网箱体缓冲层6厚度L3取I. 0m、 钢索网箱体缓冲层6高度为4.Om、深槽中铺设块石5的粒径取0. 2m;全衬砌排导底板8采 用钢筋混凝土结构，排导段比降I1根据全衬砌排导底板8材料的耐磨性取0. 15。上端齿槛 悬空高度取2.Om。根据泥石流容重确定钢索网箱体护底4厚度h13取I. 4m，钢索网箱体护 底4和钢索网箱体缓冲层6的钢索直径取0. 01m，钢索网网孔大小取0. 2mX0. 2m;上端齿槛 2和下端齿槛7的埋深高度h14取0. 6m。上端齿槛2高度h8.Om，下端齿槛7高度h2 = 6. Om。
[0037] 挡板底板3的顶面与两端侧墙齐平，挡板底板的宽度取6. 4m，挡板底板的厚度取 〇. 3m;挡板底板的底面低于上端齿槛I.Om，高于下端齿槛I.Om，设置在位于深槽段上空、距 离上端齿槛I.Om处；挡板底板末端的挡板齿坎10高度和厚度都取0. 2m，齿坎10的长度为 6. 4m〇
[0038] 综上，挡流式泥石流排导槽的关键参数为：槽底沟床平均纵比降i。为0.42,排导 槽槽底宽度b为6. 4m、排导槽深度h为5. 4m;进口段底板1长度L。和导出段底板9长度L5 取3.Om，排导段底板8长度1^取9.Om，深槽段底面长度L4取3.Om，排导段比降i0. 15， 上端齿滥2高度比为8.Om、下端齿滥7高度h2为6.Om，埋深高度h14取0. 6m;对于深槽段， 上端齿槛悬空高度hn为2.Om，块石5铺设厚度h12为4.Om，块石5铺设长度L2为2.Om、块 石5粒径为0. 2m，钢索网箱体缓冲层6厚度L3SI.Om、钢索网箱体缓冲层6高度为4.Om， 钢索网箱体护底4厚度h13为I. 4m、钢索网箱体护底4长度为3.Om，钢索网箱体护底4和钢 索网箱体缓冲层6的钢索直径为0. 01m，钢索网网孔大小为0. 2mX0. 2m;对于挡板段，挡板 底板3宽度为6. 4m，厚度取为0. 3m，挡板齿坎10高度和厚度都取0. 2m，齿坎10的长度为
【主权项】
1. 一种挡流式泥石流排导槽，其特征在于，包括进口段、缓冲段、排导段和出口段，所述 进口段由全衬砌进口底板（1)和两端侧墙（11)构成，进口底板末端连接着缓冲段的上端齿 槛（2);所述缓冲段包括至少一个与排导段相连的深槽段和挡板段，所述深槽段包括上端 齿槛（2)、下端齿槛（7)、钢索网箱体护底（4)、位于钢索网箱体护底上方并紧贴下端齿槛的 钢索网箱体缓冲层（6)和被钢索网箱体护底和钢索网箱体缓冲层所包裹的块石（5)，下端 齿槛（7)连接着排导底板（8)，所述挡板段包括全衬砌挡板底板（3)，所述挡板段位于深槽 段上空并连接于两侧侧墙；所述排导段由全衬砌排导底板（8)和两端侧墙（11)构成，排导 段数量与缓冲段数量相等，最后一段排导底板（8)连接着出口底板（9);所述出口段包括全 衬砌出口底板（9)和两端侧墙（11)。2. 如权利要求1所述的一种挡流式泥石流排导槽，其特征在于，所述挡板段还包括位 于挡板底板（3)末端的挡板齿坎（10)。3. 如权利要求2所述的一种挡流式泥石流排导槽，其特征在于，所述挡板底板（3)的宽 度与排导槽槽底宽度相等。4. 如权利要求2或3所述的一种挡流式泥石流排导槽，其特征在于，所述挡板齿坎 (10)长度与排导槽槽底宽度相等。
【专利摘要】本实用新型涉及一种挡流式泥石流排导槽。包括进口段、缓冲段、排导段和出口段；进口段由全衬砌进口底板和两端侧墙构成，进口底板末端连接着缓冲段的上端齿槛；缓冲段包括至少一个与排导段相连的深槽段和挡板段，深槽段包括上端齿槛、下端齿槛、钢索网箱体护底、钢索网箱体缓冲层和块石，下端齿槛连接着排导底板，挡板段包括全衬砌挡板底板和齿坎，挡板段位于深槽段上空并连接于两侧侧墙；所述排导段由全衬砌排导底板和两端侧墙构成，排导段数量与缓冲段数量相等，最后一段排导底板连接着出口底板；所述出口段包括全衬砌出口底板和两端侧墙。本实用新型充分利用挡板及齿坎消耗泥石流大部分运动动能，使排导槽能在较短长度内达到控速、消能的作用。
【IPC分类】E02B3/02
【公开号】CN204728265
【申请号】CN201520424005
【发明人】苏立君, 屈新, 梁双庆
【申请人】中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年6月18日
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种泥石流排导槽，特别是涉及一种挡流式泥石流排导槽。
【背景技术】
[0002] 我国是全球地质灾害多发国家之一，灾害类型多分布范围广，泥石流是我国山区 最主要的地质灾害类型之一，随着山区经济的不断发展，山区生态环境遭到剧烈破坏，植被 数量锐减，水土流失严重，尤其是5. 12汶川地震诱发的大量崩塌滑坡及岩土体松动，为泥 石流形成提供了良好的物源条件，更有利于泥石流的爆发，严重威胁灾区广大人民群众的 生命财产安全，制约山区经济可持续发展，因此必须对其进行有效地防护。
[0003] 排导槽由于具有工程结构简单、防治效果好、就地取材、施工及维护方便、使用周 期长、造价省等特点，是目前防治泥石流灾害中使用最为广泛的工程措施之一，尤其在公 路、铁路、城镇、矿山等泥石流整治中被优先采用。排导槽多数建在泥石流的堆积扇或堆积 阶地上，槽的宽、深较小，长度较长，要求在使用过程中槽内能通畅地排泄泥石流、不发生或 少发生淤积现象，同时槽体应有较好的抗冲撞和耐磨蚀能力。排导槽可单独使用或在综合 防治中与栏蓄工程结合使用；特别是当地形条件对排泄有利时，可一次将泥石流排到预定 地区而免除灾害。
[0004] 目前应用较广泛的排导槽主要有两类：一是全衬砌槽；二为软基消能型槽。全衬 砌槽的典型代表为V型槽，适合于纵坡较小情况，其浆底及速流横坡可加大流速，提高排泄 能力。软基消能型槽即东川槽，适用纵坡较大情况，它可降低流速、减轻磨蚀，延长工程寿 命。近来陈晓清等又陆续提出箱体衬砌式泥石流排导槽（ZL201110380681.5)和阶梯-深 槽结构型泥石流排导槽（CN201410001807)，二者都适合适用于沟床纵比降较大的情况。上 述排导槽都能在一定程度到达消能、排泄的目的，但都存在一个同样的问题，当沟床纵比降 很大时，排导槽的尺寸需要设计得很长才能达到消能、控速的作用，使得施工费用和后期维 护费用变得十分昂贵；而且上述排导槽大多根据个人经验来设计，并未依据合理的力学参 数进行推算，因此所设计的排导槽的水力条件未能达到最佳。 【实用新型内容】
[0005] 针对现有泥石流排导槽存在的问题，本实用新型提出了一种能在短距离内达到消 能、控速的挡流式泥石流排导槽。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
[0007] 本实用新型提出一种挡流式泥石流排导槽，所述排导槽包括导入泥石流流体的全 衬砌进口段、调控泥石流流体速度和能量的缓冲段、排泄泥石流流体的全衬砌排导段、导出 泥石流流体的全衬砌出口段；所述进口段由全衬砌进口底板1和两端侧墙11构成，进口底 板末端连接着缓冲段的上端齿槛2 ;所述缓冲段包括至少一个与排导段相连的深槽段和挡 板段，所述深槽段包括上端齿槛2、下端齿槛7、钢索网箱体护底4、位于钢索网箱体护底上 方并紧贴下端齿槛的钢索网箱体缓冲层6和被钢索网箱体护底和钢索网箱体缓冲层所包 裹的块石5,下端齿槛7连接着排导段的排导底板8,所述挡板段包括全衬砌挡板底板3,所 述挡板段位于深槽段上空并连接于两侧侧墙；所述排导段由全衬砌排导底板8和两端侧墙 11构成，排导段数量与缓冲段数量相等，最后一段排导底板8连接着出口底板9;所述出口 段包括全衬砌出口底板9和两端侧墙11。
[0008] 进一步地，所述挡板段还包括位于挡板底板3末端的挡板齿坎10。
[0009] 全衬砌底板一般为浆砌石结构、或混凝土结构、或钢筋混凝土结构。
[0010] 所述排导槽断面为梯形。
[0011] 所述排导槽的尺寸可进行如下优化：
[0012] 根据物理力学参数设计泥石流排导槽水力最佳断面，方法步骤如下：
[0013] M为排导槽断面型态参数，M越小，排泄泥石流流量越大，即水力条件越佳。
埋深为〇. 5-1. 0m，当泥石流容重较大时，上述数值取较大值，反之取小值。
[0017] 为控制投资、缩短施工周期，进口段长度L。和出口段长度L5-般控制在2. 0-5. 0m。 排导段长度L1主要根据沟床平均纵比降i。和全衬砌底板材料来规划，一般取6. 0-24. 0m， 平均纵比降i。取为0. 2-0. 5 ;当沟床平均纵比降i。较大、全衬砌底板材料耐磨性较小时，排 导段长度1^取小值；当沟床平均纵比降i。较小、全衬砌底板材料耐磨性较大时，排导段长度 L1取大值。排导段比降ii根据全衬砌底板材料的耐磨性确定，一般取0. 08-0. 15,耐磨性大 时，I1取大值，反之取小值。
[0018] 深槽段底面长度L4设定为排导段长度Li的三分之一；深槽段底面长度L4与钢索 网箱体护底长度相等，都等于块石铺设长度L2与钢索网箱体缓冲层厚度L3之和。块石铺设 长度L2和钢索网箱体缓冲层厚度L3主要根据泥石流流体容重来规划，一般L2取2. 0-4. 0m， 1^取0. 5-1.Om;当泥石流体容重较大时，L2、1^取大值；当泥石流体容重较小时，L2、L3取小 值。上端齿槛高度匕等于上端齿槛悬空高度hn、块石铺设厚度h12、钢索网箱体护底厚度h13 及上端齿槛埋深高度h14之和。上端齿槛悬空高度hn-般为小于等于3m;块石铺设厚度 h12、钢索网箱体护底厚度h13、钢索网箱体护底和钢索网箱体缓冲层的钢索直径和钢索网网 孔大小主要根据泥石流流体容重来规划，通常h12取I. 0-5. 0m，h13取1. 0-2. 0m，钢索直径一 般为0? 005-0. 01m，钢索网网孔大小一般为0?ImXO.lm-0. 2mX0. 2m，当泥石流体容重较大 时，以上参数取大值，当泥石流体容重较小时，以上参数取小值。下端齿槛高度匕等于块石 铺设厚度h12、钢索网箱体护底厚度h13和下端齿槛埋深高度之和；钢索网箱体缓冲层高度与 块石铺设厚度h12相等。深槽中块石粒径控制在小于等于0.2m。上端齿槛埋深高度h14- 般为0. 5-1. 0m，根据泥石流流体容重来规划，当泥石流体容重较大时，取大值，当泥石流体 容重较小时，取小值。上端齿槛2的埋深高度和下端齿槛7的埋深高度相等。
[0019] 挡板底板3的宽度与排导槽槽底宽度相等；挡板底板的厚度主要根据泥石流流体 容重来规划，一般取为0. 3-0. 5m，当泥石流流体容重较大时，上述数值同时取较大值，反之 取小值；挡板底板顶面与两端侧墙齐平，挡板底板的底面低于上端齿槛，高于下端齿槛；挡 板设置在靠近上端齿槛一侧；挡板齿坎10长度与槽底宽度相等，厚度为〇. 1-0. 2m，高度为 0. 2-0. 3m，当泥石流流体容重较大时，上述数值同时取较大值，反之取小值。
[0020] 所述排导槽的排导原理如下：泥石流通过进口段进入排导槽后，有一个缓慢加速 的过程，此过程是为了更好地导入泥石流流体；然后，泥石流流体进入缓冲段，高速运行的 泥石流流体先是与固定在侧墙上的挡板底板相撞击，损失掉大部分水平方向的运动动能， 撞击后的泥石流流体大部分沿着挡板底板垂直下落，又与挡板下端的齿坎相撞击，损失掉 部分垂直方向的运动动能，在连续水平和垂直撞击之后，泥石流流体的大部分能量被抵消 掉；接着泥石流流体跌落到深槽中，与深槽段中的块石相互碰撞，并进行物质与能量的交 换，此过程主要是控制泥石流对槽底冲刷和对阶梯段磨蚀，同时也能消耗泥石流部分动能， 相互作用的泥石流和块石挤压钢索网箱体缓冲层，冲击钢索网箱体护底，钢索网箱体缓冲 层吸收泥石流的冲击能量，能够对下端齿槛承受的泥石流流体的冲击力起到缓冲作用，钢 索网箱体护底吸收泥石流的冲击能量，抑制泥石流流体与槽底地基土体交换，特别是控制 地基土体参与泥石流活动，从而控制泥石流流体对排导槽槽底的冲刷，保障排导功能正常 发挥，减小后期维护费用；泥石流经过缓冲段后，进入具有一定纵坡比降的排导 段，增加排 导槽输送泥石流的能力，此过程中，泥石流流体有一个明显加速的过程，主要目的是使泥石 流流体快速排导，避免出现累积性淤积；泥石流流体通过若干个缓冲_排导段反复加速-减 速-加速后，泥石流流速将变得相对很小，泥石流能量基本消耗殆尽，最后，通过出口段底 板顺利将泥石流输送到指定的位置。
[0021] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：充分利用挡板及齿坎消耗泥石流大 部分运动动能，使排导槽能在较短长度内达到控速、消能的作用，缩短排导槽的整体设计长 度，减少施工费用，同时深槽使泥石流与块石相互作用也能消耗部分运动动能，调控泥石流 流速；并利用钢索网箱体吸收泥石流的冲击能量，抑制泥石流与槽底地基土体交换，从而控 制泥石流对排导槽槽底的冲刷，保障排导功能正常发挥，减小后期维护费用。
【附图说明】
[0022] 图1是泥石流排导槽的侧面纵剖面示意图；
[0023] 图2是泥石流排导槽的深槽段+挡板段横截面示意图；
[0024] 图3是泥石流排导槽的深槽段+挡板段纵剖面示意图。
[0025] 附图中的数字标记分别是：
[0026] 1进口底板 2上端齿槛
[0027] 3挡板底板 4钢索网箱体护底
[0028] 5块石 6钢索网箱体缓冲层
[0029] 7下端齿槛 8排导底板
[0030] 9出口底板 10挡板齿坎
[0031] 11 侧墙
【具体实施方式】
[0032] 下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
[0033] 某泥石流沟流域面积I. 8km2,为了控制泥石流灾害，规划在流域中部设置拦砂坝1 座、堆积扇上修建排导槽160m。为了控制泥石流强烈的磨蚀和冲刷作用，同时减低施工费 用及维护成本，采用挡流式泥石流排导槽。现场调查：槽底沟床平均纵比降％为〇. 42,排泄 泥石流流量98m3/s、容重21. 8KN/m3。根据泥石流排导槽最佳断面水力条件，取横坡系数为
[0034] 如图1、图2、图3所示。挡流式泥石流排导槽包括进口段、缓冲段、排导段、出口 段。所述进口段包括进口底板1和两端侧墙11，进口段末端连接着缓冲段上端齿槛2 ;所述 缓冲段包括深槽段和挡板段，深槽段包括上端齿槛2、下端齿槛7、钢索网箱体护底4、钢索 网箱体缓冲层6以及被钢索网箱体护底和钢索网箱体缓冲层所包裹的块石5,挡板段包括 挡板底板3和位于挡板底板3末端的挡板齿坎10,挡板段位于深槽段上空并连接于两侧侧 墙；排导段由全衬砌排导底板8和两端侧墙11构成；第一个深槽段的上端齿槛2连接着进 口底板1，下端齿槛7连接着第一个排导底板8,第二个深槽段的上端齿槛2连接着第一个 排导底板8,下端齿槛7连接着第二个排导底板8 ;最后一个排导底板8连接着出口底板9 ; 缓冲段和排导段分别有13个；出口段包括全衬砌出口底板9和两端侧墙11。
[0035] 根据泥石流区域的实际情况规划设计排导槽槽底宽度b为6. 4m、排导槽深度h为 5. 4m〇
[0036] 为控制投资、缩短施工周期，进口底板1长度L。和导出段出口底板9长度L5取 3.0m。排导底板8长度1^取9.0m。深槽段底面长度L4取3.0m。根据泥石流容重，确定块 石5铺设长度1^取2. 0m、块石5铺设厚度h12取4. 0m、钢索网箱体缓冲层6厚度L3取I. 0m、 钢索网箱体缓冲层6高度为4.Om、深槽中铺设块石5的粒径取0. 2m;全衬砌排导底板8采 用钢筋混凝土结构，排导段比降I1根据全衬砌排导底板8材料的耐磨性取0. 15。上端齿槛 悬空高度取2.Om。根据泥石流容重确定钢索网箱体护底4厚度h13取I. 4m，钢索网箱体护 底4和钢索网箱体缓冲层6的钢索直径取0. 01m，钢索网网孔大小取0. 2mX0. 2m;上端齿槛 2和下端齿槛7的埋深高度h14取0. 6m。上端齿槛2高度h8.Om，下端齿槛7高度h2 = 6. Om。
[0037] 挡板底板3的顶面与两端侧墙齐平，挡板底板的宽度取6. 4m，挡板底板的厚度取 〇. 3m;挡板底板的底面低于上端齿槛I.Om，高于下端齿槛I.Om，设置在位于深槽段上空、距 离上端齿槛I.Om处；挡板底板末端的挡板齿坎10高度和厚度都取0. 2m，齿坎10的长度为 6. 4m〇
[0038] 综上，挡流式泥石流排导槽的关键参数为：槽底沟床平均纵比降i。为0.42,排导 槽槽底宽度b为6. 4m、排导槽深度h为5. 4m;进口段底板1长度L。和导出段底板9长度L5 取3.Om，排导段底板8长度1^取9.Om，深槽段底面长度L4取3.Om，排导段比降i0. 15， 上端齿滥2高度比为8.Om、下端齿滥7高度h2为6.Om，埋深高度h14取0. 6m;对于深槽段， 上端齿槛悬空高度hn为2.Om，块石5铺设厚度h12为4.Om，块石5铺设长度L2为2.Om、块 石5粒径为0. 2m，钢索网箱体缓冲层6厚度L3SI.Om、钢索网箱体缓冲层6高度为4.Om， 钢索网箱体护底4厚度h13为I. 4m、钢索网箱体护底4长度为3.Om，钢索网箱体护底4和钢 索网箱体缓冲层6的钢索直径为0. 01m，钢索网网孔大小为0. 2mX0. 2m;对于挡板段，挡板 底板3宽度为6. 4m，厚度取为0. 3m，挡板齿坎10高度和厚度都取0. 2m，齿坎10的长度为
【主权项】
1. 一种挡流式泥石流排导槽，其特征在于，包括进口段、缓冲段、排导段和出口段，所述 进口段由全衬砌进口底板（1)和两端侧墙（11)构成，进口底板末端连接着缓冲段的上端齿 槛（2);所述缓冲段包括至少一个与排导段相连的深槽段和挡板段，所述深槽段包括上端 齿槛（2)、下端齿槛（7)、钢索网箱体护底（4)、位于钢索网箱体护底上方并紧贴下端齿槛的 钢索网箱体缓冲层（6)和被钢索网箱体护底和钢索网箱体缓冲层所包裹的块石（5)，下端 齿槛（7)连接着排导底板（8)，所述挡板段包括全衬砌挡板底板（3)，所述挡板段位于深槽 段上空并连接于两侧侧墙；所述排导段由全衬砌排导底板（8)和两端侧墙（11)构成，排导 段数量与缓冲段数量相等，最后一段排导底板（8)连接着出口底板（9);所述出口段包括全 衬砌出口底板（9)和两端侧墙（11)。2. 如权利要求1所述的一种挡流式泥石流排导槽，其特征在于，所述挡板段还包括位 于挡板底板（3)末端的挡板齿坎（10)。3. 如权利要求2所述的一种挡流式泥石流排导槽，其特征在于，所述挡板底板（3)的宽 度与排导槽槽底宽度相等。4. 如权利要求2或3所述的一种挡流式泥石流排导槽，其特征在于，所述挡板齿坎 (10)长度与排导槽槽底宽度相等。
【专利摘要】本实用新型涉及一种挡流式泥石流排导槽。包括进口段、缓冲段、排导段和出口段；进口段由全衬砌进口底板和两端侧墙构成，进口底板末端连接着缓冲段的上端齿槛；缓冲段包括至少一个与排导段相连的深槽段和挡板段，深槽段包括上端齿槛、下端齿槛、钢索网箱体护底、钢索网箱体缓冲层和块石，下端齿槛连接着排导底板，挡板段包括全衬砌挡板底板和齿坎，挡板段位于深槽段上空并连接于两侧侧墙；所述排导段由全衬砌排导底板和两端侧墙构成，排导段数量与缓冲段数量相等，最后一段排导底板连接着出口底板；所述出口段包括全衬砌出口底板和两端侧墙。本实用新型充分利用挡板及齿坎消耗泥石流大部分运动动能，使排导槽能在较短长度内达到控速、消能的作用。
【IPC分类】E02B3/02
【公开号】CN204728265
【申请号】CN201520424005
【发明人】苏立君, 屈新, 梁双庆
【申请人】中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年6月18日
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