专利名称：一种拦截泥石流的梭型堤坝的建设方法
技术领域：
本发明涉及一种拦截泥石流堤坝的建设方法，特别是涉及一种用于对有潜在冲塌威胁的泥石流拦截大坝进行保护的梭型堤坝的建设方法，可在堆存大量松散固体废物的泥石流源下游用于拦截可能产生的泥石流，特别适合矿山及地质灾害治理中应用。
背景技术：
人类工程活动，开山采矿、采石、建筑工程，产生弃渣，这些弃渣堆场如果地处狭长沟谷上游，往往是泥石流大量的物质来源。泥石流灾害是严重的工程地质灾害。为保护地处下游的耕地、林地、道路以及建筑物免受泥石流破坏，根据当地条件及当时技术水平，设计建设了相应等级标准的拦截泥石流的大坝。随着社会、经济的发展，使得有些大坝的等级需要提高。有些因勘测、施工、监测水平或相关技术的提高，而发现大坝等级达不到应有的水平。有些大坝因运行多年，增大了泥石流对大坝的直接冲击。这些拦截泥石流的大坝都需要加固或进行有效保护。泥石流拦截大坝与弃渣堆场之间的泥石流流域距离长，高差大。一旦被暴雨、冰雪融水等水源的激发，弃渣堆场的松散固体废物形成的泥石流巨大势能将转化成对拦截大坝冲击能。如某金矿地处狭长山谷的上部，其排土场(废石、土堆场)设在采场附近。由于暴雨、冰雪融水等水源激发，排土场弃物在沟谷形成泥石流。为避免泥石流造成人员生命、国家财产的损失，多年前在泥石流流域下游沟谷处设计建设了泥石流拦截大坝。由于多年运行，泥石流已将起到天然消能作用的大坑大洼填平。对该拦截大坝的监测发现，泥石流对大坝直接冲击破坏可能性较大，存在拦截大坝被泥石流破坏的可能性。大坝需要加固和进行有效的保护，以消除潜在的垮坝的威胁。
发明内容
本发明的目的就是针对泥石流拦截大坝被破坏的可能性，而提出一种拦截泥石流的梭型堤坝的建设方法，该梭型堤坝可以增长泥石流运动迹长，对运动中的泥石流起到消能作用，增大泥石沉积几率，改变泥石流性质，减小拦截大坝被冲击破坏的可能性。设计的拦截泥石流梭型堤坝可以用于已有大坝的保护，也可与新建拦截泥石流大坝同时设计同时施工。为实现本发明的上述目的，本发明一种拦截泥石流的梭型堤坝的建设方法采用以下技术方案
在上游泥石流源固体废物堆场与下游拦截大坝之间的山脊两岸依次来回建设梭型堤坝，用以控制泥石流的固体物质和流速，削弱泥石流的流量、下泄量和能量，以减少泥石流对下游拦截大坝的冲击和淤埋等危害。所述的梭型堤坝的一端与山体接壤，梭型堤坝的坝头超过泥石流的主流道位置；所述梭型堤坝的合理个数按照每座梭型堤坝对泥石流的消减调节能力不大于1/3确定。
梭型堤坝与一边山体形成泥石流固体物沉积滩，既减少了泥石流物质量，减少对泥石流拦截大坝的冲击，又为建梭型堤坝提供土石料。梭型堤坝使能量大的固体料进入滩头沉积，泥石流量减少，浓度变小，能量减弱，对拦截大坝的危害变小，经过与数个梭型堤坝的作用，可对运动中的泥石流起到消能作用，增大泥石沉积几率，改变泥石流性质，减小拦截大坝被冲击破坏的可能性。所述梭型堤坝的个数以3个及3个以上为好。所述梭型堤坝的地段，首选流域弯道的下游处、可淤积泥石流固体物质的良好的地段作为梭型堤坝位置。对受泥石流冲刷的梭型堤坝的坝头、坝面进行石块或袋装细粒土石保护。本发明一种拦截泥石流的梭型堤坝的建设方法主要建设步骤包括泥石流参数和梭型堤坝个数初步确定、梭型堤坝选址、梭型堤坝方案与施工设计、梭型堤坝结构及稳定性控制方法、其它配套措施。其工艺为
(1)泥石流参数和梭型堤坝个数确定针对拦截大坝所在位置的具体气象、水文地质条件、泥石流源固体废物的特征、堆量和安全等级，确定泥石流运动参数及危害程度，按照每座梭型堤坝的调节能力不大于1/3，设计梭型堤坝的合理个数；当拦截大坝需要提高安全等级或在应急情况下，尽可能再增加梭型堤坝个数，以最大幅度地消弱泥石流的能量，保护拦截泥石流大坝；
(2)梭型堤坝选址综合考虑泥石流流域的自然和历史地形、地貌、泥石流源固体废物的物理力学特性，确定出梭型堤坝的修建地段。首选流域弯道的下游处，可淤积泥石流固体废物的良好的地段作为梭型堤坝位置。(3)梭型堤坝方案与施工设计依据选择地段的地形、地貌及其土石性质条件选择合适的梭型堤坝方案、护坝方法，主要是要保证梭型堤坝能够迅速汇流以沉积固体物质、减少流量，就地提供筑坝土石料、提供蓄积泥石流空间以及梭型堤坝的稳定。(4)梭型堤坝结构设计、确定稳定性控制方法为实现梭型堤坝的稳定性，需要在筑坝前进行设计，确定有利的梭型堤坝结构，筑坝后对梭型堤坝进行科学的稳定性论证，并对受泥石流冲刷的坝头、坝面进行石块或袋装细粒土石保护。所述的梭型堤坝结构包括梭型堤坝的高度、长度、坡度、坝底宽度及内部结构，等。(5)配套方案设计梭型堤坝监测和日常维护系统，沉清水排水的辅助设施，排土排石方案。(6)梭型堤坝建设。本发明采用以上技术方案后，具有以下有益效果当发生泥石流时，能增长泥石流运动迹长，可对运动中的泥石流起到消能作用，增大泥石沉积几率，改变泥石流性质，减小对下游拦截大坝被冲击破坏的可能性。本发明的主要优点筑堤可就地形布置，就地取料，成堤容易。梭型堤坝对泥石流的多次拦截，对泥石流起到消能作用，起到了保护拦截泥石流大坝、提高其安全等级的作用。
图I为一种拦截泥石流的梭型堤坝的布置示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施方案对一种拦截泥石流的梭型堤坝的建设方法作进一步说明。由图I所示的一种拦截泥石流的梭型堤坝的布置示意图看出，本发明一种拦截泥石流的梭型堤坝的建设方法具体实施如下
在山脊I (7 )和山脊II (8 )之间的泥石流流域(5 )两岸依次来回(穿梭般)建设梭型堤坝I (2)、梭型堤坝II (3)、梭型堤坝111(4)。梭型堤坝坝头超过泥石流的主流道位置。当泥石流源固体废物堆场(6)的固体废物与暴雨或冰雪融水形成泥石流，顺泥石流流域(5 )对拦截泥石流大坝(I)形成冲击破坏的危险时，由梭型堤坝III (4 )对泥石流进行第一次拦截，粗颗粒大块在沟谷边与梭型堤坝111(4)之间形成土石滩，减少了泥石流量，沉积的土石料又可作为维护梭型堤坝的土石料。梭型堤坝111(4)改变了泥石流路线，对泥石流起到消量、消能作用。依次再由梭型堤坝II (3)、梭型堤坝I (2)对泥石流进行消量、消能、 改变流经路线的作用。泥石流的运动轨迹变为曲折，迹长增长，增大了泥石流沉积几率，改变了泥石流性质。减小了泥石流对最终泥石流拦截大坝被冲击破坏的可能性，起到了保护最终拦截泥石流大坝(I )、提高其安全等级的作用。
权利要求
1.一种拦截泥石流的梭型堤坝的建设方法，其特征在于采用以下技术方案(1)梭型堤坝的布置方式、梭型堤坝个数的确定在上游泥石流源固体废物堆场(6)与下游拦截大坝(I)之间的山脊两岸依次来回建设梭型堤坝，所述的梭型堤坝的一端与山体接壤，梭型堤坝的坝头超过泥石流的主流道位置；针对拦截大坝所在位置的具体气象、水文地质条件、泥石流源固体废物的特征、堆量和安全等级，确定泥石流运动参数及危害程度，按照每座梭型堤坝的调节能力不大于1/3，设计梭型堤坝的合理个数；(2)梭型堤坝选址综合考虑泥石流流域的自然和历史地形、地貌、泥石流源固体废物的物理力学特性，确定出梭型堤坝的修建地段；(3)梭型堤坝方案与施工设计依据选择地段的地形、地貌及其土石性质条件选择合适的梭型堤坝方案、护坝方法；(4)梭型堤坝结构设计、确定稳定性控制方法；(5)配套方案设计梭型堤坝监测和日常维护系统，沉清水排水的辅助设施，排土排石方案；(6)梭型堤坝建设。
2.如权利要求I所述的一种拦截泥石流的梭型堤坝的建设方法，其特征在于所述的梭型堤坝选址在流域弯道的下游处，可淤积泥石流固体废物的良好的地段作为梭型堤坝位置。
3.如权利要求I或2所述的一种拦截泥石流的梭型堤坝的建设方法，其特征在于对受泥石流冲刷的坝头、坝面进行石块或袋装细粒土石保护。
4.如权利要求4所述的一种拦截泥石流的梭型堤坝的建设方法，其特征在于所述梭型堤坝的个数以3个及3个以上。
全文摘要
本发明公开了一种拦截泥石流的梭型堤坝的建设方法，在上游泥石流源固体废物堆场(6)与下游拦截大坝(1)之间的山脊两岸依次来回建设梭型堤坝，所述的梭型堤坝的一端与山体接壤，梭型堤坝的坝头超过泥石流的主流道位置；按照每座梭型堤坝的调节能力不大于1/3，设计梭型堤坝的合理个数；对受泥石流冲刷的坝头、坝面进行石块或袋装细粒土石保护。建设的梭型堤坝用以控制泥石流的固体物质和径流，削弱泥石流的流量、下泄量和能量，以减少泥石流对大坝的冲刷、撞击和淤埋等危害；由于梭型堤坝对泥石流进行消量、消能、改变流经路线的作用，泥石流的运动轨迹变为曲折，迹长增长，增大了泥石流沉积几率，改变了泥石流性质，减小了泥石流对最终泥石流拦截大坝被冲击破坏的可能性，起到了保护拦截泥石流大坝、提高其安全等级的作用。
文档编号E02B7/04GK102605749SQ201210062549
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月12日 优先权日2012年3月12日
发明者代永新, 刁虎, 卢敬标, 周敏, 徐启明, 曹晓钧, 李如忠, 杨涛, 王运敏, 瞿英程 申请人:中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司