泥石流挡墙

1.本实用新型涉及一种地质灾害防治用构筑体，特别是涉及一种用于泥石流灾害的挡墙，属于地质灾害防治工程技术领域。


背景技术：

2.泥石流灾害是受多种环境因素综合影响下诱发的地质灾害类型之一，不仅是单独类型的地质灾害，也是多种类型地质灾害的衍生性灾害形式，因而具有常发性与分散性等特征。“拦挡”措施是这类地质灾害中一种主要的防治手段。
3.泥石流是山区地形中受多种环境因素综合影响下诱发的最常见地质灾害类型之一。其不仅是单独类型的地质灾害，也是某些类型地质灾害的衍生性灾害形式。现有技术中泥石流灾害的防治措施主要包括支挡工程、拦挡工程、排导工程与储淤工程等。其中，在拦挡工程与储淤工程中都需要解决阻挡泥石流以防止其流体随意漫流的问题。
4.泥石流挡墙主要包括传统的钢筋混凝土重力式结构与宾格石笼结构两大类。前者依托自身结构强度与重力抵御泥石流的冲击和土压力，后者自身结构轻、抗冲击性能强。两类泥石流挡墙都各存在缺点。对于重力式挡墙：其一，重力式挡墙一旦修筑完成，则其高度无法提升，如果泥石流堆积体在后期淤过挡墙，挡墙便失去保护效力进而可能导致无法应对的紧急情况；其二，重力式挡墙为钢筋混凝土结构，大自重特征虽能承受泥石流冲击荷载，但是对地基土的变形容忍能力要求高。这与泥石流停淤区的松软土质存在矛盾，从而导致重力式挡墙极易在地基土的变形条件下开裂、坍塌丧失功效；其三，修筑重力式挡墙结构，需要运输大量建筑材料并且在山区内大挖大建，对山区的生态扰动大。对于宾格石笼挡墙，一般采用相同大小的长方体小石笼码放垒成普通墙体形状，墙体内部之间虽紧密贴合但彼此独立或仅有普通紧固件连接，削弱了挡墙整体的强度和韧度，也降低挡墙墙体抵御泥石流冲击的能力。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供一种以宾格石笼为基本结构的泥石流挡墙。
6.为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
7.一种泥石流挡墙，其特征在于：是由至少二层宾格石笼构成的阶梯状结构，每层宾格石笼间通过紧固件连接，阶梯状结构的台阶面是背水面，台阶面的背侧竖直面是迎水面；所述宾格石笼是宾格石笼网箱内填装砾石和/或卵石。
8.上述泥石流挡墙构思采用下部墙体厚上部墙体薄的外形结构，使挡墙与其在使用中墙体下部承受的冲击力比墙体上部承受冲击力更大的泥石流运动特征相一致。采用阶梯结构实现下宽上窄的外形特征，既能够在提高挡墙抗冲击性能的同时最大化减少建材耗用，也能够增加施工过程灵活性。
9.在优选条件下，上述泥石流挡墙可以做如下优化：
10.对宾格石笼的优化：进一步地，宾格石笼由宾格石笼单体沿泥石流挡墙横向拼接构成，相邻宾格石笼单体间通过紧固件连接。
11.上述优化对宾格石笼化整为零，将一整面墙体由若干个宾格石笼单体拼接修筑，增加墙体“弹性”。当墙体遭受冲击时可以通过墙体内部石块间的摩擦挤压配合宾格石笼单体之间的摩擦来抵御泥石流流体尤其是大块石的冲击。
12.更进一步地，宾格石笼单体是t型单体，t型单体沿泥石流挡墙横向交错啮合。进一步地，两端t型单体的外侧分别有l型单体，l型单体与t型单体的侧面啮合，泥石流挡墙的两侧面是平面。
13.上述优化将宾格石笼单体之间的结构关系设计为局部凸凹实现的交错啮合，进一步增强宾格石笼单体之间的互咬摩擦从而提升抗冲击性能。更明显的技术优势在于，该结构通过提高墙体对变形的容忍度，增加了墙体的“韧度”，当地基土不均匀沉降或承受巨大冲击时，即使墙体内部之间发生较大位移也可以通过墙体内部石块之间的局部小位移加以调节，不至于发生类似钢筋混凝土结构的开裂、失稳、坍塌。通过在两端增加l型单体，可以保证挡墙两侧面为平面，满足在特定空间中对两侧构筑体/结构特的配合要求。
14.对层间结构的优化：进一步地，每层宾格石笼/宾格石笼单体与相邻上层宾格石笼/宾格石笼单体间有加固桩，加固桩上下部分分别埋置在上下层宾格石笼/宾格石笼单体砾石和/或卵石内且与上层宾格石笼/宾格石笼单体背水面紧贴。
15.加固桩的一种简单设计是条形件，在上下层宾格石笼/宾格石笼单体内的埋置深度分别是上下层宾格石笼/宾格石笼单体高度。加固桩另一种优化设计是十字结构，竖臂埋置在上下层宾格石笼/宾格石笼单体砾石和/或卵石内且与上层宾格石笼/宾格石笼单体背水面紧贴，横臂埋置在下层宾格石笼/宾格石笼单体内。在优化设计下，一般地，横臂埋置在下层宾格石笼/宾格石笼单体内半高位置，横臂埋置在宾格石笼/宾格石笼单体内。加固桩可以是角钢件，十字结构的加固桩的竖臂与横臂的内楞相对且通过紧固件连接。
16.对泥石流挡墙整体的优化：进一步地，每一层宾格石笼层高至下向上递减。该优化首先，可以充分利用泥石流的运动性质减少不必要的建材使用。其次，在实际情况中依次减小的层高呈现出阶梯状，更加方便于停淤挡墙的施工，不需要额外搭设脚手架，减少了施工成本。最后，阶梯状停淤挡墙的每层石笼墙体的后侧有利空间可以充分利用起来布置下部埋置的角钢桩，这样就可以将上层石笼墙体所受的冲击力通过角钢桩传递给下层石笼墙体的额外伸出部分，更加加强了停淤挡墙的整体性和抗冲击性。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：产品通过对泥石流挡墙整体形状、宾格石笼结构、层间结构的改进，使宾格石笼型泥石流挡墙具备更好的泥石流挡停性能，具体包括更好的抵抗冲击能力，更高的变形容忍程度，从而有效平衡地基土不均匀沉降对挡墙整体产生的影响。产品有更好的高度延展性，既能根据地基土质设计不同高度，又能在紧急情况下增加层高适应应急抢险。产品自重小于重力式挡墙，不需要太大的基础埋深，避免大挖大填，生态扰动小。产品是钢筋石块结构，使用后不回收也不会增加环境自降解负担。产品能够在提高挡墙抗冲击性能的同时最大化减少建材耗用，也可快速拼接适应短施工周期的需要。台阶式结构能够进一步增加施工操作灵活性。
附图说明
18.图1是实施例一泥石流挡墙外形示意图。
19.图2是泥石流挡墙外形侧面示意图。
20.图3是一层宾格石笼结构示意图(示矩形单体拼接层)。
21.图4是实施例二泥石流挡墙外形示意图。
22.图5是一层宾格石笼结构示意图(示t型l型单体拼接层)。
23.图6a、图6b是t型单体与l型单体结构示意图。
24.图7是泥石流挡墙横剖结构示意图。
25.图8是十字结构加固桩示意图。
26.附图中的数字标记分别是：
27.1宾格石笼
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11宾格石笼单体
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12 t型单体
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13 l型单体
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2紧固件
28.3台阶面
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4背侧竖直面
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5侧面
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6加固桩
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61竖臂
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62横臂
具体实施方式
29.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。
30.实施例一
31.如图1～图3所示，加工本实用新型泥石流挡墙。
32.图1是泥石流挡墙外形示意图；图2是泥石流挡墙外形侧面示意图。泥石流挡墙是由至少二层宾格石笼1构成的阶梯状结构，每层宾格石笼1间通过紧固件2连接，阶梯状结构的台阶面3是背水面，台阶面3的背侧竖直面4是迎水面；宾格石笼1是宾格石笼网箱内填装砾石和/或卵石。
33.图3是一层宾格石笼1结构示意图(示矩形单体拼接层)。某些宾格石笼1层的宾格石笼1由宾格石笼单体11沿泥石流挡墙横向拼接构成，相邻宾格石笼单体11间通过紧固件2连接。
34.每层宾格石笼1/宾格石笼单体11与相邻上层宾格石笼1/宾格石笼单体11间有加固桩6，加固桩6上下部分分别埋置在上下层宾格石笼1/宾格石笼单体11砾石和/或卵石内且与上层宾格石笼1/宾格石笼单体11背水面紧贴。加固桩6是条形件，在上下层宾格石笼(1)/宾格石笼单体11内的埋置深度分别是上下层宾格石笼1/宾格石笼单体11高度。
35.本实施方式中，紧固件2采用扎丝绑扎。
36.实施例二
37.如图4～图8所示，加工本实用新型泥石流挡墙，与实施例一相同之处不同重复。
38.图4是泥石流挡墙外形示意图；图5是一层宾格石笼1结构示意图。宾格石笼单体11是t型单体12，t型单体12沿泥石流挡墙横向交错啮合。为配合挡墙所在空间需要以及提升外形美观，两端t型单体12的外侧分别有l型单体13，l型单体13与t型单体12的侧面啮合，二泥石流挡墙侧面5是平面。
39.图6a、图6b是t型单体与l型单体结构示意图。本实施方式中，t型单体与l型单体均采用四方对称结构，t型单体12横边长3d、竖边长2d，竖边两侧缺口是边长d的正方形。l型单体13边长均为2d，缺口是边长d的正方形。
40.图7是泥石流挡墙横剖结构示意图；图8是十字结构加固桩6示意图。每层宾格石笼
单体11与相邻上层宾格石笼单体11间有加固桩6，加固桩6上下部分分别埋置在上下层宾格石笼单体11砾石和/或卵石内。加固桩6是十字结构，竖臂61埋置在上下层宾格石笼单体11砾石和/或卵石内且与上层宾格石笼单体11背水面紧贴，横臂62埋置在下层宾格石笼单体11内。加固桩6是角钢件，竖臂61与横臂62的内楞相对且通过紧固件2连接。
41.本实施方式中，横臂62埋置在下层宾格石笼单体11内的半高位置，横臂62宽度是所在宾格石笼单体11位置宽度的1/2。具体地例如：下层宾格石笼单体11高h1、上层宾格石笼单体11高h2，加固桩竖臂61长度h＝h1+h2，横臂62位置在竖臂61下部h1/2处。紧固件2采用扎丝绑扎。