基于分流束流理论的公路水毁导流坝的制作方法

本申请涉及一种公路水毁导流坝，尤其涉及一种基于分流束流理论的公路水毁导流坝。

背景技术：

公路水毁灾害分布广泛，危害严重，除直接冲毁路基和桥涵等建筑物外，还能诱发路基悬空、挡墙变形和路面开裂等次生灾害，从而造成断道和堵车，严重影响和危害交通运输的运营，甚至直接威胁生命财产的安全。2009年3月中旬北疆地区相继发生融雪性洪水灾害，其中阿勒腾也木勒乡受灾最为严重，农田被淹、民房和道路被水冲毁，1人死亡，1人失踪，经济损失严重。

近年随着我国西部大开发的深入和国家“一带一路”战略的提出，公路建设将迎来新一轮的大发展，而公路水毁的工程治理需求也将越来越旺盛且非常急需；在跨越山前戈壁、荒漠等地理环境时，公路、铁路等交通运输工程往往不可避免地需要与河流、溪流等水道进行交叉，由于水流水势及流速等影响，路基往往需要做结构防护以防水流的淘蚀破坏，在以往应用中导流坝的运用广泛，未来的公路跨越河道水毁防治过程中的作用会越发显著。

山前河流具有地势落差大、极大冲击破坏力和水流量大等特点，现有导流坝无法应用于各种复杂环境下的水流；存在着路基水毁治理不当而造成的公路安全和通畅方面的问题。

技术实现要素：

本申请的目的在于提出一种实现对山前水流引导，控制水流的分流束流且减小其冲击破坏力，降低路基水毁风险，保障公路安全畅通的基于分流束流理论的公路水毁导流坝。

本申请是这样实现的：基于分流束流理论的公路水毁导流坝，其包括顺次固定相连的迎水面坝、坝顶和背水面坝；迎水面坝包括底部两侧分别与桥梁涵洞相连的直墙段、连接在两直墙段间的尖形坝或椭圆形坝；背水面坝紧邻道路。

进一步的，迎水面坝分为地表部分和地下部分，地下部分的末端连接有混凝土基础。

进一步的，混凝土基础呈直角梯形，斜腰面向水流方向，地下部分的末端连接在直角腰的上部。

进一步的，迎水面坝下顺次设有预制板层和砂砾垫层。

进一步的，迎水面坝上间隔设有伸缩缝并在伸缩缝中设有填充物。

进一步的，直墙段与道路夹角为40°至50°，优选为45°。

进一步的，直墙段的底部连接有水平引流段，水平引流段固定连接在桥梁涵洞的锥坡上。

由于实施上述技术方案，本申请通过在迎水面设计尖形坝，应对水流对防护结构产生冲击力较大、淘蚀破坏力强的情形，通过在迎水面设计椭圆形坝，应对水流流速缓、坡降小的山前冲积扇情形，对水流起到束流作用；通过直墙段将水流直接引至桥梁涵洞；本申请从水力学分流束流理论考虑导流坝的位置规划和搭配，有效避免强水流造成的公路路基水毁破坏损失，并保证道路工程安全畅通，节约工程费用和维护费用。

附图说明

本申请的具体结构由以下的附图和实施例给出：

图1是本申请的构造示意图；

图2是本申请实施例1和实施例2中与桥梁涵洞相连部分的结构示意图；

图3是本申请实施例1的结构示意图；

图4是本申请实施例2的结构示意图。

图例：1.坝顶，2.背水面坝，3.直墙段，4.尖形坝，5.椭圆形坝，6.地表部分，7.地下部分，8.混凝土基础，9.预制板层，10.砂砾垫层，11.伸缩缝，12.水平引流段，13.锥坡。

具体实施方式

本申请不受下述实施例的限制，可根据本申请的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

如图1所示，基于分流束流理论的公路水毁导流坝包括顺次固定相连的迎水面坝、坝顶1和背水面坝2；迎水面坝包括底部两侧分别与桥梁涵洞相连的直墙段3、连接在两直墙段3间的尖形坝4或椭圆形坝5；背水面坝2紧邻道路。迎水面坝分为地表部分6和地下部分7，地下部分7的末端连接有混凝土基础8。混凝土基础8呈直角梯形，斜腰面向水流方向，地下部分7的末端连接在直角腰的上部。迎水面坝下顺次设有预制板层9和砂砾垫层10。迎水面坝上间隔设有伸缩缝11并在伸缩缝11中设有填充物。直墙段3与道路夹角为40°至50°，优选为45°。直墙段3的底部连接有水平引流段12，水平引流段12固定连接在桥梁涵洞的锥坡13上。

利用山前河流各项基本特性的基础，通过对不同山前河流水流量、水流流速和河道坡降等临界条件进行假定，选择相对应合适的防护类型和组合形式。对于水流流速缓、坡降小的山前冲积扇，河道水流量较小、水位低，可采用防护距离较大的椭圆形导流坝进行水流分束流引导和防护，即指直墙段3间连接椭圆形坝5，坝的跨度大；可对水流起到束流作用。对于冲积扇水流流速快、坡降大，对于山前河流能对防护结构产生较大冲击力、强的淘蚀破坏力，可采用防护距离短保护位置集中的尖形导流坝，即指直墙段3间连接尖形坝4，坝的跨度小；可对水流起到分流作用。两种类型的坝的坝脚位置均同桥梁涵洞的锥坡13或者八字墙等结构顺接，可对公路、铁路等交通线路的路基起到冲刷保护作用。

坝顶1宽度可取2-2.5m；坝身左右两侧坡降均为1：1:1至1：1:2；预制板层9为混凝土预制板，厚度为0.1-0.15m；砂砾垫层10厚度为0.1-0.15m。本申请总高度为2.5-3.5m，地表部分6高度为1-1.5m，地下部分7与混凝土基础8总高为1.5-2m。

本申请充分利用两种样式的导流坝分别适应不同水流特性的优势，从水力学分流束流理论考虑导流坝的位置规划和搭配，有效避免强水流造成的公路路基水毁破坏损失，并保证道路工程安全畅通，节约工程费用和维护费用；冲刷防护效果更为显著、稳定型更有保障，并节省不必要工程开支，既满足季节性河流水流旺季的巨大冲刷防护，也保证枯水季对河道水流的汇流约束，更是保障了交通运输道路的安全畅通。

实施例1，如图1、2、3所示，针对山前冲积扇河流纵比降为30‰左右，水流深度在1.5m以上，水流湍急，流速大于3m/s。采用导流坝形式进行水流冲刷防护，针对资料推荐采用尖型导流坝，可减少水流冲刷破坏作用。

在山前河流跨越公路路基处，修建尖形导流坝。导流坝的坝脚接公路桥涵锥坡13，使水流无法直接冲蚀公路路基；导流坝总高度为3.5m，地表部分6高为1.5m，地下部分7和混凝土基础8总高为2m，混凝土基础8上底为0.5m、下底为0.7m、高度为0.6m，在迎水面的斜腰侧设有3:1的坡度比降。坝顶1宽度为2.5m，砂砾垫层10后厚为0.1m，再铺设M10沙浆砌筑C30的混凝土预制板厚为0.1m。导流坝坝身两侧坡降均为1:1.5。水平引流段12为5m，直墙段3同道路夹角α为45°，直墙段3长45m，坝体总跨度为100m，尖型导流坝端部最大半径R1为6.3m。

实施例二，如图1、2、4所示。针对山前冲积扇河流纵比降为10‰左右，水流深度在1m以下，水流平缓，季节性枯水明显，流速为2-3m/s。采用椭圆形导流坝，对水流进行大面积汇集，从而通过公路桥涵。

与实施例1的不同尺寸在于：直墙段3长15m，坝体总跨度为300m，尖型导流坝端部最大半径R1为51.1m。

以上技术特征构成了本申请的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要技术特征，来满足不同情况的需要。