一种挡流式泥石流排导槽的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种泥石流排导槽，特别是涉及一种挡流式泥石流排导槽。
【背景技术】
[0002] 我国是全球地质灾害多发国家之一，灾害类型多分布范围广，泥石流是我国山区 最主要的地质灾害类型之一，随着山区经济的不断发展，山区生态环境遭到剧烈破坏，植被 数量锐减，水土流失严重，尤其是5. 12汶川地震诱发的大量崩塌滑坡及岩土体松动，为泥 石流形成提供了良好的物源条件，更有利于泥石流的爆发，严重威胁灾区广大人民群众的 生命财产安全，制约山区经济可持续发展，因此必须对其进行有效地防护。
[0003] 排导槽由于具有工程结构简单、防治效果好、就地取材、施工及维护方便、使用周 期长、造价省等特点，是目前防治泥石流灾害中使用最为广泛的工程措施之一，尤其在公 路、铁路、城镇、矿山等泥石流整治中被优先采用。排导槽多数建在泥石流的堆积扇或堆积 阶地上，槽的宽、深较小，长度较长，要求在使用过程中槽内能通畅地排泄泥石流、不发生或 少发生淤积现象，同时槽体应有较好的抗冲撞和耐磨蚀能力。排导槽可单独使用或在综合 防治中与栏蓄工程结合使用；特别是当地形条件对排泄有利时，可一次将泥石流排到预定 地区而免除灾害。
[0004] 目前应用较广泛的排导槽主要有两类：一是全衬砌槽；二为软基消能型槽。全衬 砌槽的典型代表为V型槽，适合于纵坡较小情况，其浆底及速流横坡可加大流速，提高排泄 能力。软基消能型槽即东川槽，适用纵坡较大情况，它可降低流速、减轻磨蚀，延长工程寿 命。近来陈晓清等又陆续提出箱体衬砌式泥石流排导槽（ZL201110380681.5)和阶梯-深 槽结构型泥石流排导槽（CN201410001807)，二者都适合适用于沟床纵比降较大的情况。上 述排导槽都能在一定程度到达消能、排泄的目的，但都存在一个同样的问题，当沟床纵比降 很大时，排导槽的尺寸需要设计得很长才能达到消能、控速的作用，使得施工费用和后期维 护费用变得十分昂贵；而且上述排导槽大多根据个人经验来设计，并未依据合理的力学参 数进行推算，因此所设计的排导槽的水力条件未能达到最佳。 【实用新型内容】
[0005] 针对现有泥石流排导槽存在的问题，本实用新型提出了一种能在短距离内达到消 能、控速的挡流式泥石流排导槽。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
[0007] 本实用新型提出一种挡流式泥石流排导槽，所述排导槽包括导入泥石流流体的全 衬砌进口段、调控泥石流流体速度和能量的缓冲段、排泄泥石流流体的全衬砌排导段、导出 泥石流流体的全衬砌出口段；所述进口段由全衬砌进口底板1和两端侧墙11构成，进口底 板末端连接着缓冲段的上端齿槛2 ;所述缓冲段包括至少一个与排导段相连的深槽段和挡 板段，所述深槽段包括上端齿槛2、下端齿槛7、钢索网箱体护底4、位于钢索网箱体护底上 方并紧贴下端齿槛的钢索网箱体缓冲层6和被钢索网箱体护底和钢索网箱体缓冲层所包 裹的块石5,下端齿槛7连接着排导段的排导底板8,所述挡板段包括全衬砌挡板底板3,所 述挡板段位于深槽段上空并连接于两侧侧墙；所述排导段由全衬砌排导底板8和两端侧墙 11构成，排导段数量与缓冲段数量相等，最后一段排导底板8连接着出口底板9;所述出口 段包括全衬砌出口底板9和两端侧墙11。
[0008] 进一步地，所述挡板段还包括位于挡板底板3末端的挡板齿坎10。
[0009] 全衬砌底板一般为浆砌石结构、或混凝土结构、或钢筋混凝土结构。
[0010] 所述排导槽断面为梯形。
[0011] 所述排导槽的尺寸可进行如下优化：
[0012] 根据物理力学参数设计泥石流排导槽水力最佳断面，方法步骤如下：
[0013] M为排导槽断面型态参数，M越小，排泄泥石流流量越大，即水力条件越佳。
埋深为〇. 5-1. 0m，当泥石流容重较大时，上述数值取较大值，反之取小值。
[0017] 为控制投资、缩短施工周期，进口段长度L。和出口段长度L5-般控制在2. 0-5. 0m。 排导段长度L1主要根据沟床平均纵比降i。和全衬砌底板材料来规划，一般取6. 0-24. 0m， 平均纵比降i。取为0. 2-0. 5 ;当沟床平均纵比降i。较大、全衬砌底板材料耐磨性较小时，排 导段长度1^取小值；当沟床平均纵比降i。较小、全衬砌底板材料耐磨性较大时，排导段长度 L1取大值。排导段比降ii根据全衬砌底板材料的耐磨性确定，一般取0. 08-0. 15,耐磨性大 时，I1取大值，反之取小值。
[0018] 深槽段底面长度L4设定为排导段长度Li的三分之一；深槽段底面长度L4与钢索 网箱体护底长度相等，都等于块石铺设长度L2与钢索网箱体缓冲层厚度L3之和。块石铺设 长度L2和钢索网箱体缓冲层厚度L3主要根据泥石流流体容重来规划，一般L2取2. 0-4. 0m， 1^取0. 5-1.Om;当泥石流体容重较大时，L2、1^取大值；当泥石流体容重较小时，L2、L3取小 值。上端齿槛高度匕等于上端齿槛悬空高度hn、块石铺设厚度h12、钢索网箱体护底厚度h13 及上端齿槛埋深高度h14之和。上端齿槛悬空高度hn-般为小于等于3m;块石铺设厚度 h12、钢索网箱体护底厚度h13、钢索网箱体护底和钢索网箱体缓冲层的钢索直径和钢索网网 孔大小主要根据泥石流流体容重来规划，通常h12取I. 0-5. 0m，h13取1. 0-2. 0m，钢索直径一 般为0? 005-0. 01m，钢索网网孔大小一般为0?ImXO.lm-0. 2mX0. 2m，当泥石流体容重较大 时，以上参数取大值，当泥石流体容重较小时，以上参数取小值。下端齿槛高度匕等于块石 铺设厚度h12、钢索网箱体护底厚度h13和下端齿槛埋深高度之和；钢索网箱体缓冲层高度与 块石铺设厚度h12相等。深槽中块石粒径控制在小于等于0.2m。上端齿槛埋深高度h14- 般为0. 5-1. 0m，根据泥石流流体容重来规划，当泥石流体容重较大时，取大值，当泥石流体 容重较小时，取小值。上端齿槛2的埋深高度和下端齿槛7的埋深高度相等。
[0019] 挡板底板3的宽度与排导槽槽底宽度相等；挡板底板的厚度主要根据泥石流流体 容重来规划，一般取为0. 3-0. 5m，当泥石流流体容重较大时，上述数值同时取较大值，反之 取小值；挡板底板顶面与两端侧墙齐平，挡板底板的底面低于上端齿槛，高于下端齿槛；挡 板设置在靠近上端齿槛一侧；挡板齿坎10长度与槽底宽度相等，厚度为〇. 1-0. 2m，高度为 0. 2-0. 3m，当泥石流流体容重较大时，上述数值同时取较大值，反之取小值。
[0020] 所述排导槽的排导原理如下：泥石流通过进口段进入排导槽后，有一个缓慢加速 的过程，此过程是为了更好地导入泥石流流体；然后，泥石流流体进入缓冲段，高速运行的 泥石流流体先是与固定在侧墙上的挡板底板相撞击，损失掉大部分水平方向的运动动能， 撞击后的泥石流流体大部分沿着挡板底板垂直下落，又与挡板下端的齿坎相撞击，损失掉 部分垂直方向的运动动能，在连续水平和垂直撞击之后，泥石流流体的大部分能量被抵消 掉；接着泥石流流体跌落到深槽中，与深槽段中的块石相互碰撞，并进行物质与能量的交 换，此过程主要是控制泥石流对槽底冲刷和对阶梯段磨蚀，同时也能消耗泥石流部分动能， 相互作用的泥石流和块石挤压钢索网箱体缓冲层，冲击钢索网箱体护底，钢索网箱体缓冲 层吸收泥石流的冲击能量，能够对下端齿槛承受的泥石流流体的冲击力起到缓冲作用，钢 索网箱体护底吸收泥石流的冲击能量，抑制泥石流流体与槽底地基土体交换，特别是控制 地基土体参与泥石流活动，从而控制泥石流流体对排导槽槽底的冲刷，保障排导功能正常 发挥，减小后期维护费用；泥石流经过缓冲段后，进入具有一定纵坡比降的排导