[發(fā)明專利]一種楔形泥石流分流攔擋裝置及其施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810033245.2
• 申請日: 2018-01-14
• 公開（公告）號: CN108360465B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李獎;江淇熙;鈕家軍;胡鈿鈿;凌道盛
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: E02B7/04
• 分類號: E02B7/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜;邱啟旺

本發(fā)明公開了一種楔形泥石流分流攔擋裝置及其施工方法，該裝置包括圓弧形擋墻和兩個翼擋墻；圓弧形擋墻位于整個裝置的最前端，兩側(cè)對稱固定翼擋墻；圓弧形擋墻的內(nèi)部和翼擋墻的內(nèi)部均設(shè)置無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)；無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)包括若干豎向的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線裝置，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線裝置由鋼絞線、錨具和波紋管組成；圓弧形擋墻和翼擋墻的底部均設(shè)置有基礎(chǔ)底板，在具有無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)的基礎(chǔ)底板下增設(shè)抗拔樁基礎(chǔ)。本裝置在受力較大的地方布置了無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)，起到了良好的耗能作用，減少了整個裝置的動力響應(yīng)。在遭受泥石流沖擊時，能在保證自身穩(wěn)定性的同時，改變泥石流的流向，耗散沖擊能量，保證裝置后重要建筑物或構(gòu)筑物的安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及泥石流防災(zāi)領(lǐng)域，特別是適用于一種楔形的泥石流分流攔擋裝置及其施工方法。

背景技術(shù)

我國是世界上遭受泥石流危害較為嚴(yán)重的國家之一，每年因泥石流災(zāi)害造成巨大損失。因此，對泥石流災(zāi)害的研究及防治顯得尤為迫切和重要。近些年來，人類活動頻繁，破壞了大自然的生態(tài)環(huán)境，在一定程度上也促使泥石流的發(fā)生。一種重要的泥石流防災(zāi)手段就是修建泥石流攔擋壩，但是現(xiàn)階段的泥石流攔擋壩仍然有許多缺點，傳統(tǒng)的攔擋壩都是正面承擔(dān)泥石流的沖擊荷載，這會使得作用在壩體上的沖擊荷載變得很大，造成材料的浪費。并且過大的沖擊荷載可能會破壞攔擋壩從而造成更加嚴(yán)重的災(zāi)害。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對泥石流防護裝置的不足，提供一種穩(wěn)定性好，能改變泥石流的流向，耗散沖擊能量，保證裝置后重要建筑物的安全的一種楔形的泥石流分流攔擋裝置及其施工方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種楔形的泥石流分流攔擋裝置，該裝置包括圓弧形擋墻和兩個翼擋墻；所述圓弧形擋墻位于整個裝置的最前端，兩側(cè)對稱固定翼擋墻，圓弧形擋墻和兩個翼擋墻均由鋼筋混凝土制成；所述翼擋墻的外側(cè)與圓弧形擋墻的外側(cè)光滑過渡；所述圓弧形擋墻的內(nèi)部和翼擋墻的內(nèi)部均設(shè)置無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)，且兩者內(nèi)側(cè)(背離泥石流沖擊側(cè))均具有放坡；所述無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)包括若干豎向的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線裝置，所述無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線裝置由鋼絞線、固定鋼絞線的錨具和鋼絞線外側(cè)套有的波紋管組成；所述圓弧形擋墻和翼擋墻的底部均設(shè)置有基礎(chǔ)底板，在具有無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)的基礎(chǔ)底板下增設(shè)抗拔樁基礎(chǔ)，所述抗拔樁基礎(chǔ)包括抗拔樁基礎(chǔ)承臺和抗拔樁；所述鋼絞線的下端通過錨具錨固在抗拔樁基礎(chǔ)承臺的內(nèi)部，鋼絞線的上端通過錨具固定在擋墻的頂部。

進一步地，所述圓弧形擋墻內(nèi)部的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)所包含的若干豎向的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線裝置呈倒三角分布，三角形的底邊位于泥石流沖擊側(cè)；所述翼擋墻的頂面為長方形，翼擋墻內(nèi)部的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)所包含的若干豎向的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線裝置布置于長方形頂面縱向中軸線外側(cè)，即靠泥石流沖擊側(cè)；通過這樣優(yōu)化布置的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線裝置，可以在承受泥石流沖擊的時候，充分的發(fā)揮其耗散泥石流沖擊能量，保護整個裝置不垮塌的作用。

進一步地，兩側(cè)翼擋墻中部在內(nèi)側(cè)設(shè)有鋼支撐，鋼支撐與基礎(chǔ)底板和兩側(cè)翼擋墻內(nèi)側(cè)固定連接，兩側(cè)翼擋墻的基礎(chǔ)底板較寬，以便有足夠的空間固定鋼支撐。經(jīng)過數(shù)值模擬，在承受泥石流沖擊時，兩側(cè)的翼擋墻主要起到分流的作用，通過ANSYS平臺的數(shù)值模擬分析，分析結(jié)果顯示在翼擋墻中部處泥石流施加給翼擋墻的壓力最大，在翼擋墻中部的內(nèi)側(cè)設(shè)置鋼支撐可以改善翼擋墻的受力條件，保證翼擋墻的穩(wěn)定性。

進一步地，通過ANSYS平臺的數(shù)值模擬分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩側(cè)翼擋墻(2)的夾角為55°～65°，圓弧形擋墻(1)的圓心角為115°～125°。整個裝置在承受泥石流沖擊荷載時，裝置的動力響應(yīng)最小，裝置分流泥石流的效果較好。

進一步地，在無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)的外側(cè)(靠近泥石流沖擊側(cè))布置鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)前的混凝土層厚度不得小于30mm，鋼筋網(wǎng)與無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線裝置的距離不得小于20mm。鋼筋網(wǎng)中同排鋼筋的間距不得小于30mm，且不得大于100mm。通過布置鋼筋網(wǎng)，可以加強無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)的外側(cè)混凝土的延性，減輕無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)的外側(cè)混凝土在承受泥石流沖擊荷載時的損壞，從而保證了無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)能在泥石流沖擊的作用下可靠的工作。