[實用新型]一種水石分離式泥石流防治系統

有效

• 申請號: 201220411323.6
• 申請日: 2012-08-19
• 公開（公告）號: CN202705989U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 陳寧生;胡桂勝;盧陽;謝萬銀
• 申請（專利權）人: 中國科學院水利部成都山地災害與環境研究所
• 主分類號: E02B3/12
• 分類號: E02B3/12
• 代理公司: 成都賽恩斯知識產權代理事務所(普通合伙) 51212
• 代理人: 張帆

技術領域

本發明涉及一種防治系統，特別是涉及一種坡面泥石流防治系統，屬于水利工程領域。

背景技術

泥石流根據其流域地貌特征可分為溝谷型泥石流與坡面泥石流，兩者的防治工程需要不同技術原理與具體設施結構。近年來，大規模的鐵路、公路、水利等大型工程項目的建設在各地都產生并遺留大量棄土棄渣坡，成為坡面泥石流發生的重大隱患。這類泥石流通常發生突然、歷時短暫、來勢兇猛、大沖大淤、破壞力極強，一旦發生往往造成嚴重的生態破壞與巨大經濟損失甚至人員傷亡。泥石流防治研究領域對溝道泥石流防治技術研究較多，而對坡面泥石流防治技術的研究相對薄弱。現有的泥石流防治工程對坡面泥石流針對性較差，較難經受坡面泥石流的考驗，特別是粘土含量較高的泥石流區域，坡面泥石流沖毀防御工程事件屢見不鮮。

發明內容

本實用新型的目的就是針對現有技術的不足，提供一種坡面泥石流防治系統，解決坡面泥石流，特別是粘土含量高地區的坡面泥石流的防治問題。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案如下：

一種水石分離式泥石流防治系統，環繞坡體布置，其特征在于：包括攔擋結構、排水結構與護坡結構；所述攔擋結構布置在坡體坡腳前沿，排水結構布置在坡體邊緣，護坡結構布置在坡體傾斜坡面上。

上述防治系統以攔擋結構、排水結構與護坡結構為主體結構，環繞坡體布置，坡體是坡面泥石流的可能發生地點。攔擋結構布置在坡體坡腳前方，具體可選用各種形式的透水壩結構。攔擋結構用于直接阻截坡面土體向下滑動在重力與坡面水流的作用下解體造漿流動形成泥石流，同時及時對運動中的棄土、石塊、水混合物進行水土/石分離，保證水經透水壩流至坡體以下、攔擋結構以外，棄土、石塊等物質則被阻截停滯在攔擋結構與坡體之間。透水壩壩體開孔設計規格是直接影響攔擋功效的關鍵技術特征，開孔過小造成排水不暢，無法及時實現水石分離，開孔過大降低透水壩體自身穩定性，無法保證整套系統的技術功效。本實用新型基于“滲流潛蝕”原理經反復演算與實踐測試，確定壩體開孔每個孔徑30~60cm為優，其中砂巖類坡體的透水壩壩體開孔孔徑30~40cm，灰巖類坡體的透水壩壩體開孔孔徑40~60cm。根據實際地形與坡面棄土規模，攔擋結構可以是梯級壩或單一壩，以保證效果。攔擋結構與坡體之間進一步布置由石塊堆砌的反濾層，以防止泥石流淤塞攔擋壩的孔洞并增強攔擋效果。反濾層與攔擋結構等高，所用石塊可直接來源于坡體坡面環境整治產生的廢棄材料。從理論分析，反濾層所用石塊對粒徑沒有要求，一般越大越好，只要堆砌結實便能起到反濾作用。

上述防治系統的排水結構是布置在坡體邊緣的截排水溝，包括布置在坡體傾斜坡面與兩側自然山體坡面交界處的側截排水溝、或/與坡體頂部靠近坡肩處的上截排水溝、或/與坡體坡腳前方的下截排水溝，下截排水溝位于坡腳與攔擋結構之間。由于土體在水的作用下液化產流是泥石流形成的根本原因，因此控制坡面水源，使坡面土體與水分離是泥石流防治的重要技術思想。本系統中的排水結構是將可能流經坡面的水流引至坡面以外，沿坡體邊緣排走，防止水流沖刷坡面土體從而維護坡面穩定。側截排水溝主要作用在于收集與疏導棄土坡面及坡體兩側的徑流，避免坡面上的棄土棄渣遭受徑流沖刷。側截排水溝過水深度與底寬采用最佳水力橫斷面法確定；上截排水溝具體位于坡體頂部靠近坡肩以上3～5m處，作用是攔截坡體上方匯流進入坡體的地表徑流，避免頂部水流沖刷坡體影響坡體穩定；下截排水溝過水斷面為梯形或矩形，兩端承接側截排水溝，其主要作用在于疏導坡體自身表面徑流，避免因水源在攔擋壩前富集而降低坡體強度導致坡體失穩。

上述防治系統的護坡結構是布置在坡體坡面上的工程護坡結構、或/與植被護坡結構、或/與綜合護坡結構。工程護坡結構、植被護坡結構、綜合護坡結構都是坡面治理中現有技術，各有優劣。工程護坡能提高邊坡的穩定性，對雨滴擊濺和地表徑流沖刷的防治效果好，但投資較大，易隨棄土堆積體的不均勻沉降而破壞；生物護坡能較好控制水土流失，適應棄土堆積體的沉降變形，改善坡體周圍生態環境效果顯著，但在種植初期防治效果較差；綜合護坡兼有工程護坡與植物護坡的優點，是在工程護坡措施間隙上種植植物，它不僅具有增加坡面工程的強度，提高邊坡的穩定性的作用，而且具有綠化美化的功能（參考文件：戴金水、張玉昌、王坤堂，工程護坡與生物護坡，東北大學出版社，2008）。3種護坡結構的具體設計可根據坡體及周圍地質環境選擇確定。在坡體上布置護坡結構之前，首先根據填土高度進行分級削坡，保證坡體坡面坡度1.0:1.75~1.0:2.0，再在坡體上布置護坡結構。