[實用新型]變截面重力式泥石流攔砂壩

有效

• 申請號: 201120455466.2
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN202369969U
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 徐林榮;韓征;蘇志滿
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: E02B7/10
• 分類號: E02B7/10
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

技術領域

本實用新型涉及一種泥石流防治技術，特別是一種變截面重力式泥石流攔砂壩。

背景技術

隨著我國的社會經濟發展，特別是西部大開發及四川地震災區的恢復和建設的進行，泥石流災害的危害越來越大，正確地防治泥石流災害已刻不容緩。攔砂壩作為泥石流防治的主要措施，據統計，其應用占到了已建泥石流防治工程建筑物總數的52％，重要性顯著。

重力式攔砂壩又是目前普遍采用的一種攔砂壩主要形式，其在設計時一般只按平均荷載進行設計，且截面尺寸在橫向上保持一致。而已有研究表明，在溝道橫向方向上，泥石流流速是非線性分布的，由此導致作用在攔砂壩上的荷載也是非線性分布。壩體中部泥石流中泓線附近沖擊力大于平均荷載，而兩側壩肩所受荷載小于平局荷載，故按平均荷載考慮的現有設計方法存在以下問題和缺陷：

1、攔砂壩最危險截面為壩體中部泥石流中泓線位置，該處壩體承受荷載較大，在泥石流沖擊作用下漿砌片石壩體表面的砂漿易被磨蝕，致使攔砂壩迎流面片石體隨磨蝕的加劇脫離基體而被沖走，形成沖刷坑，并導致該處應力集中，破壞加劇，最終發生壩體潰決的現象；

2、壩肩兩側位置流速小，所受荷載小，泥石流對其的沖擊和磨蝕情況較弱，常規設計時如不考慮荷載橫向分布的情況，統一按照泥石流的平均荷載進行尺寸設計，這樣就使得壩肩位置安全系數偏大，設計過于保守，并導致工程浪費與國家資金的流失。

由于以上存在的缺陷，攔砂壩在遭遇等同或超過設計規模泥石流災害時，極易導致攔砂壩的一部分或全部潰決，如汶川地震后在四川山區修建的部分攔砂壩就因這一問題投入使用兩年內相繼潰決。這一問題不僅使攔砂壩的防災功能喪失殆盡，不能有效防止泥石流災害，反而還會顯著加重泥石流的危害，造成不必要的生命和財產損失。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足而提供一種能提高穩定性、可有效減小潰壩風險的變截面重力式泥石流攔砂壩。

一種變截面重力式泥石流攔砂壩，包括壩體，所述壩體包括壩肩、攔砂壩迎流面、攔砂壩背水面、溢流口、泄水孔和壩體基礎，所述壩體的攔砂壩迎流面的中部設有壩體中部加厚區，所述溢流口設置在所述壩體中部加厚區上方，所述壩體中部加厚區外設有加固層。

本實用新型中，所述攔砂壩迎流面上所述壩肩橫截面最大處的寬度與所述壩體中部加厚區橫截面寬度之比為1∶1.5～1∶3.0。

本實用新型中，所述加固層包括廢舊鋼軌或工字鋼和高強度混凝土層，所述壩體中部加厚區在所述溢流口的位置布設有與所述溢流口等寬、斜率與壩體的攔砂壩迎流面的斜率一致、長度與攔砂壩迎流面的長度相等的多根廢舊鋼軌或工字鋼，所述廢舊鋼軌或工字鋼和所述溢流口底部上設有高強度混凝土層。

本實用新型中，所述多根廢舊鋼軌或工字鋼水平排布間距為0.5～1.0m。

本實用新型中，所述壩體中部加厚區在水平面上的投影的總長度與所述壩體在水平面上的投影的總長度之比為1∶2.0～1∶4.0。

本實用新型中，所述泄水孔設置在所述壩體上相鄰廢舊鋼軌或工字鋼之間。

本實用新型中，所述高強度混凝土層的厚度為30mm～80mm。

采用上述方案，使攔砂壩截面尺寸隨泥石流荷載在橫向上的非線性分布而變化，對壩體中部受泥石流荷載最大的危險截面進行了加厚，使穩定性系數得到提高，在壩體中部內嵌了廢舊鋼軌、鋪設了高強度混凝土，提高了壩體的抗沖擊、抗磨蝕的能力，減小了發生潰壩的風險；同時對壩肩位置泥石流荷載較小出進行了削弱，在滿足安全的前提下減小了工程量，節約了工程造價。本實用新型在基本不改變壩體構造的情況下，盡量滿足了“因災設防”的原則，并大大提高了泥石流活躍區攔砂壩的安全性能，同時結構簡單，施工、設計方便，且便于日常養護管理，可在日后泥石流防治設計工程應用中進行推廣和應用。

附圖說明

圖1是本實用新型泥石流攔砂壩結構示意圖；

圖2是本實用新型泥石流攔砂壩的壩體結構俯視圖；

圖3是本實用新型泥石流攔砂壩在溝道橫向方向上的立面結構示意圖；

圖4是圖2中的I-I線的剖視圖。

附圖1至4中：1、壩體中部加厚區，2、高強度混凝土層，3、廢舊鋼軌或工字鋼，4、泄水孔，5、溢流口，6、攔砂壩迎流面，7、攔砂壩背水面，8、壩體中軸線，9、壩體基礎，10、原始地面線，11、加固層。

具體實施方式

下面結合附圖，詳細說明本實用新型的具體實施方式。