一种泥石流拦砂坝的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种泥石流拦砂坝。该拦砂坝包括坝体基础和设于坝体基础之上的坝身主体；所述坝身主体包括若干平行于水平面、在垂直于水平面方向上按一定间距分布的水平隔墙，若干平行于泥石流流向、在垂直于泥石流流向方向上按一定间距分布的纵向隔墙，及若干垂直于泥石流流向、在泥石流流向方向上按一定间距分布的横向隔墙；水平隔墙、纵向隔墙和横向隔墙纵横相交形成若干隔墙空间，隔墙空间内充填弃渣。与现有技术相比，本实用新型合理利用施工弃渣和泥石流沟道堆积物作为拦砂坝坝身主体，既可节省泥石流拦砂坝的工程投资和弃渣运输成本，还可解决弃渣场选址难的问题，使泥石流拦砂坝工程的投资效益比达到最优。
【专利说明】
一种泥石流拦砂坝
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种泥石流防治技术，特别是涉及一种可利用沟道堆积物和施工弃渣填筑的泥石流拦砂坝。
【背景技术】
[0002]泥石流是山区常见的地质灾害类型之一，在我国较为常见，其爆发突然、运动速度快、破坏力强，常对基础设施建设及人民生命财产造成严重的危害和威胁。泥石流灾害治理主要包括岩土工程措施、生态工程措施和管理措施三大类，其中，拦砂坝作为泥石流岩土工程防治的主体工程之一，在泥石流防治中起到了重要的作用。
[0003]但同时，在泥石流拦砂坝工程中也呈现出诸多问题:第一，由于拦砂坝基础施工需开挖大量泥石流堆积物，因此产生大量弃渣，而拦砂坝的拦蓄方量又有限，从而造成工程投资与拦蓄量的不匹配，即投资效益比差;第二，因修建上游沟道内的拦砂坝需修筑临时施工道路，修路会产生大量的弃渣，而弃渣量远大于拦砂坝的拦蓄方量，同时也为泥石流沟道增加了大量的松散物源，增大了泥石流爆发的隐患；第三，产生的弃渣需大量外运至弃渣场，但弃渣场由于地形限制，无法就近选址，导致了运输成本和工程投资的增加。因此，如何在泥石流拦砂坝工程中合理利用泥石流沟道堆积物和施工弃渣，是泥石流防治工程中有待解决的新问题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供一种利用沟道堆积物和施工弃渣填筑的泥石流拦砂坝，既可节省泥石流拦砂坝的工程投资和弃渣运输成本，还可解决弃渣场选址难的问题，使泥石流拦砂坝工程的投资效益比达到最优。
[0005]为实现上述目的，本实用新型的技术方案是:
[0006]本实用新型提出一种泥石流拦砂坝，所述拦砂坝包括坝体基础和设于坝体基础之上的坝身主体;所述坝身主体包括若干平行于水平面、在垂直于水平面方向上按一定间距分布的水平隔墙，若干平行于泥石流流向、在垂直于泥石流流向的方向上按一定间距分布的纵向隔墙，及若干垂直于泥石流流向、在泥石流流向方向上按一定间距分布的横向隔墙；水平隔墙、纵向隔墙和横向隔墙纵横相交形成若干隔墙空间，所述隔墙空间内充填弃渣(即坝身主体包括若干的水平隔墙、纵向隔墙和横向隔墙，水平隔墙为平行于水平面的墙体、在垂直于水平面的方向上按一定间距分布，纵向隔墙为平行于泥石流流向同时垂直于水平面的墙体、在垂直于泥石流流向的方向上按一定间距分布，横向隔墙为垂直于泥石流流向同时垂直于水平面的墙体、在泥石流流向的方向上按一定间距分布;水平隔墙、纵向隔墙和横向隔墙彼此纵横相交，将坝身主体空间分割成若干的隔墙空间)。所述弃渣为拦砂坝施工开挖产生的弃土或/和泥石流沟道堆积物。
[0007]相邻水平隔墙间的间距hd(相邻水平隔墙中心之间的距离，即该间距包含了一层水平隔墙的厚度)为拦砂坝坝身主体高度H的1/8-1/5，且水平隔墙间的间距hd小于等于3m;若hd过大，夯实不充分，则达不到预期效果;若hd过小，则达到拦砂坝坝身主体高度H的层数过多，导致工序过多，影响施工进度。相邻横向隔墙间的间距b(相邻横向隔墙中心之间的距离，即该间距包含了一道横向隔墙的厚度)小于等于相邻纵向隔墙间的间距a(相邻纵向隔墙中心之间的距离，即该间距包含了一道纵向隔墙的厚度)，目的是为了保证拦砂坝坝体结构的安全性;纵向隔墙间的间距a为l-3m;横向隔墙间的间距b为l-2m。水平隔墙、纵向隔墙和横向隔墙的厚度为0.2-0.3m，采用钢筋混凝土，钢筋直径为14-22mm，混凝土为C25或C30。
[0008]所述隔墙空间为棱柱体空间；在坝身主体中间部分的棱柱体空间是立方体空间或长方体空间；由于坝肩两侧是斜面，因此在坝身主体的坝肩两侧部分的棱柱体空间是三棱柱空间或四棱柱空间。所述坝身主体上设有泄水孔，泄水孔为沿泥石流流向的通孔、由沿泥石流流向的一列隔墙空间贯通形成(即构成泄水孔的隔墙空间中不填充弃渣)。
[0009]与传统的钢筋混凝土或混凝土结构的拦砂坝相比，本实用新型的拦砂坝结构具有施工简便、工程投资小的特点。传统拦砂坝的钢筋、混凝土用量大，工程投资多，而且对泥石流沟道生态环境破坏大;本实用新型利用施工弃土和泥石流沟道堆积物填筑拦砂坝，钢筋、混凝土的用量非常少，通常是传统混凝土拦砂坝用量的20%-30%，极大地减小了工程投资，施工弃土和泥石流沟道堆积物就地利用，对环境的破坏也很小。通常情况下，泥石流拦砂坝通过自身的重量来维持结构的稳定，泥石流沟道堆积物的重度与混凝土重度也相差不大，故通过施工弃土和沟道堆积体填筑而成的拦砂坝同样能够保持结构稳定和具备抵抗泥石流冲击的能力。
[0010]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:利用泥石流拦砂坝工程施工过程中产生的弃土和泥石流沟道堆积物填筑拦砂坝，施工简便，可节省大量钢筋、混凝土等建筑材料和弃土外运方量，减小工程投资和因弃土外运产生的运输成本，使泥石流拦砂坝工程的投资效益比达到最优;并且解决了因地形条件限制，无法就近处理弃渣而产生弃渣场选址难的问题，还避免了新建弃渣场引发的其他地质灾害。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的结构示意图。
[0012]图2是图1中A-A’的剖视示意图。
[0013]图3是本实用新型的俯视结构不意图。
[0014]图中标号如下:
[0015]I坝体基础2水平隔墙
[0016]3纵向隔墙4横向隔墙
[0017]5隔墙空间6泄水孔
[0018]a纵向隔墙间的间距b横向隔墙间的间距
[0019]hd水平隔墙间的间距H拦砂坝坝身主体高度
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图，对本实用新型的优选实施例作进一步的描述。
[0021 ] 实施例一
[0022]如图1、图2、图3所示。某泥石流沟流域面积1.5km2，沟道狭窄，沟床纵坡较大，自2008年汶川地震后，沟道内松散固体物质增多，泥石流暴发频繁，常淤埋堵塞沟口道路，有时长达半月之久，严重影响当地百姓的生产生活。为了控制该泥石流，采用“拦挡+排导+停W的综合治理方案，即在主沟内修建3座拦砂坝、在沟口修建排导槽和停淤场。其中2座拦砂坝位于沟道中上游，需通过修建一段临时施工道路可施工，位于沟道右岸山坡，采用“Z”字形道路施工至拦砂坝施工场地，施工道路坡度10 %，长约2.9km，开挖方量为5万m3，沟口附近弃渣场选址困难，需将弃渣运至沟口 20km以外的弃渣场，增加运输成本和工程投资。
[0023]为处理5万方的临时施工道路弃渣，沟道下游的拦砂坝采用本实用新型的拦砂坝结构。所述拦砂坝包括坝体基础I和设于坝体基础I之上的坝身主体;根据泥石流沟流域特征和泥石流参数计算的结果设计该拦砂坝，拦砂坝坝身主体高度H为10m，沿坝轴线方向的坝长32m，坝顶宽度2m，坝体基础I沿流向长度为12m、沿沟道横向宽度为20m。所述坝身主体包括5层平行于水平面、在垂直于水平面方向上按一定间距分布的水平隔墙2，16道平行于泥石流流向、在垂直于泥石流流向方向上按一定间距分布的纵向隔墙3，及10道垂直于泥石流流向、在泥石流流向方向上按一定间距分布的横向隔墙4;水平隔墙2、纵向隔墙3和横向隔墙4纵横相交形成170个棱柱体空间作为隔墙空间5，隔墙空间5内充填拦砂坝施工开挖产生的弃土和泥石流沟道堆积物。
[0024]相邻水平隔墙2间的间距hd为拦砂坝坝身主体高度H的1/5，即hd为2m。相邻纵向隔墙3间的间距a为2m，相邻横向隔墙4间的间距b为2m。水平隔墙2、纵向隔墙3和横向隔墙4的厚度为0.2m，采用钢筋混凝土结构，钢筋直径14mm，混凝土为C25。所述坝身主体上设有两排泄水孔6，泄水孔6为沿泥石流流向的通孔、由沿泥石流流向的一列隔墙空间5贯通形成。
[0025]实施例二
[0026]如图1、图2、图3所示。与实例一相同之处不再赘述，不同之处在于:拦砂坝坝身主体高度H为20m，沿坝轴线方向的坝长45m，坝顶宽度3m。相邻水平隔墙2间的间距hd为拦砂坝坝身主体高度H的1/8，即hd为2.5m。相邻纵向隔墙3间的间距a为3m，相邻横向隔墙4间的间距b为lm。水平隔墙2、纵向隔墙3和横向隔墙4的厚度为0.3m，钢筋直径22mm，混凝土为C30。
【主权项】
1.一种泥石流拦砂坝，所述拦砂坝包括坝体基础(I)和设于坝体基础(I)之上的坝身主体，其特征在于:所述坝身主体包括若干平行于水平面、在垂直于水平面方向上按一定间距分布的水平隔墙(2)，若干平行于泥石流流向、在垂直于泥石流流向方向上按一定间距分布的纵向隔墙(3)，及若干垂直于泥石流流向、在泥石流流向方向上按一定间距分布的横向隔墙(4);水平隔墙(2)、纵向隔墙(3)和横向隔墙(4)纵横相交形成若干隔墙空间(5)，隔墙空间(5)内充填弃渣。2.根据权利要求1所述的泥石流拦砂坝，其特征在于:水平隔墙(2)间的间距hd为拦砂坝坝身主体高度H的1/8-1/5，且水平隔墙(2)间的间距hd小于等于3m。3.根据权利要求1所述的泥石流拦砂坝，其特征在于:横向隔墙(4)间的间距b小于等于纵向隔墙(3)间的间距a。4.根据权利要求3所述的泥石流拦砂坝，其特征在于:纵向隔墙(3)间的间距a为l-3m;横向隔墙(4)间的间距b为l-2m。5.根据权利要求1-4任一所述的泥石流拦砂坝，其特征在于:水平隔墙(2)、纵向隔墙(3)和横向隔墙(4)的厚度为0.2-0.3m。6.根据权利要求1-4任一所述的泥石流拦砂坝，其特征在于:隔墙空间(5)为棱柱体空间。7.根据权利要求6所述的泥石流拦砂坝，其特征在于:所述坝身主体上设有泄水孔(6)，泄水孔(6)为沿泥石流流向的通孔、由沿泥石流流向的一列隔墙空间(5)贯通形成。8.根据权利要求1-4任一所述的泥石流拦砂坝，其特征在于:所述弃渣为拦砂坝施工开挖产生的弃土或/和泥石流沟道堆积物。
【文档编号】E02B7/02GK205591175SQ201620339229
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月21日
【发明人】赵万玉, 陈晓清, 游勇, 陈华勇, 陈剑刚, 王道正
【申请人】中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所