一种消能过滤的泥石流生态防护装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于泥石流治理领域，具体涉及一种消能过滤的泥石流生态防护装置。
【背景技术】
[0002]泥石流灾害是我国地质灾害的重要类型之一，与崩塌、滑坡并列为三大地质灾害。随着公路网、铁路网的铺开以及山区城镇建设的提速，山区泥石流的影响愈加严重，特别是甘肃舟曲特大泥石流导致愈1700人遇难，从此泥石流的防治备受关注。
[0003]泥石流的危害性在于高速的水流携带大量的泥沙和石块，其传输距离远、影响范围广、破坏力大，能够轻易冲走路上车辆、冲垮路径中的建筑。在泥石流防治工程中，泥石流灾害的工程防治措施主要包括跨越工程、穿过工程、防护工程、排导工程和拦挡工程等几类，特别是拦挡工程因直接可靠而使用最为普遍。拦挡工程是一类用来控制泥石流的固体物质，削弱其流量，降低其对工程冲刷、撞击和淤埋等危害的工程设施，主要有拦挡坝，总体起到削弱泥石流的目的。
[0004]现有的拦挡坝虽然在防治泥石流方面具有消弱泥石流的效果，在修筑拦挡坝时需在山区进行大方量的混凝土施工，成本非常高，导致其造价高、工期长。拦挡坝的坝区如不及时清理，可能很快被淤积填满，失去拦挡效果，起不到防治泥石流的目的。泥石流拦挡坝因疏于维护，造成库容减小，危险程度增加。拦挡坝拦截了大量的土石方，会受到很大的压力，该压力达到了结构承受的极限时就可能发生溃坝，造成更大的灾难。泥石流之所以破坏力如此之大，主要原因在于山沟间的高速水流，如果能将水流速度降低，其裹挟石块的能力自然降低，其破坏力也大大降低；同时在降低水流速度的同时也不能阻碍正常的水流及其慢速侵蚀，只有将沟谷物源区的堆积体不断的可控的带出，才能从源头上避免泥石流灾害。因此有必要发明一种拦挡装置，该装置需要既不影响水流的正常侵蚀，也不用经常清淤，同时具备较高的性价比。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种成本低、持久耐用的消能过滤的泥石流生态防护装置，该装置能将泥石流能量逐级削弱，过滤其中大的块石，使之恢复为正常的水流。
[0006]本发明所采用的技术方案是:
[0007]—种消能过滤的泥石流生态防护装置，包括位于迎水面上的至少一个泥石流生态防护单元，将泥石流生态防护单元因地制宜布置多个，起到逐级消能、过滤的目的；所述泥石流生态防护单元包括若干巨石石笼层和呈线性布置的防滑粧，每个巨石石笼层包括若干巨石;所述防滑粧置于最后一层巨石石笼层后，对巨石石笼层其支撑作用;在防滑粧与最后一层巨石石笼层之间设有缓冲垫，以减少巨石对防滑粧的瞬时冲击；
[0008]沿泥石流方向，每个泥石流生态防护单元的巨石石笼层呈阶梯状布置，逐渐增高；
[0009]在每个泥石流生态防护单元的巨石相互接触的面浇筑混凝土，将每个泥石流生态防护单元的巨石尽可能连接为一个整体，以保证巨石之间具备良好的整体性。
[0010]巨石石笼层是抵挡泥石流冲积、过滤泥石流的重要结构，也是变废为宝的主要体现，巨石直接在山沟、两侧及附近采集，就地取材，巨石的单体体积尽可能大，以施工机械能搬动为限，巨石形状以方形为宜。
[0011 ]更进一步的方案是，为保证巨石阵不被泥石流冲垮，需要用钢缆网进行捆绑，使每个泥石流生态防护单元的所有的巨石成为一个整体，具有更强的抵抗泥石流的能力，为保证钢缆的长期使用，采用防锈的钢缆对每个泥石流生态防护单元的所有的巨石进行捆绑。如果巨石足够大、足够多，也可以不用钢缆网进行固定，其自身稳定性已经很好。
[0012]更进一步的方案是，每个泥石流生态防护单元的水平投影为三角形、梯形、矩形或拱形等;三角形的顶点朝向迎水侧，底边与河道垂直，顶点处放几个大块巨石，以增加巨石石笼层的稳定性;梯形的上底边朝向迎水侧;矩形的长边朝向迎水侧；拱形凸向迎水侧，利用拱的原理增强抵抗能力。
[0013]更进一步的方案是，所述防滑粧采用钢筋混凝土浇筑而成或采用钢管混凝土制作而成，制作非常简单。
[0014]更进一步的方案是，所述缓冲垫为废旧轮胎，绑扎于抗滑粧上。
[0015]更进一步的方案是，在每个泥石流生态防护单元前设有足够宽的消浪平台(SP加宽迎水侧的底层台阶，沿途消散水流的能量)，最大程度保证泥石流生态防护单元的稳定。
[0016]更进一步的方案是，每个泥石流生态防护单元的巨石之间填充有碎石。泥石流的沟槽底部通常会堆积一层碎石土，如果堆积层较厚，在施工之前，需要清理一部分，清理的厚度为巨石高度的一半，以保证巨石建立在稳定的地基上，防止水流冲刷掏空巨石底部，造成其失稳。
[0017]本发明中，巨石的摆放可根据巨石大小、泥石流的流量、泥石流沟槽的特点和地形而定。为保证消能和过滤的效果，每个泥石流生态防护单元至少包括3层巨石石笼层，按照巨石体积上小下大、前小后大、前矮后高的原则进行布置(大石块放背水侧，小石块放迎水侧)，在抵抗泥石流冲积，保证自身稳定的同时也起到很好的过滤作用。
[0018]本发明中，由于巨石自身重力以及巨石阵的相互作用，巨石石笼层本身已经较为稳固，但为了增加安全系数，需要在巨石石笼层背水侧修建防滑粧，但其数量和直径可以减少，以保证巨石整体稳定即可;防滑粧需要嵌入稳定基岩，嵌入基岩深度为露出基石部分的1-2倍，防滑粧间距根据巨石宽度而定，保证巨石不会从两粧之间穿过即可，若巨石普遍很小，则粧间距以2-3m为宜；防滑粧截面若为矩形，则顺水流方向为长边;对于非常稳定的巨石石笼，防滑粧也可以不用设置。
[0019]本发明的优点在于:
[0020]最大程度的利用了现场材料进行制作，大大节省了施工成本，推广应用价值大；
[0021]该装置属于柔性拦挡坝，可以很好的适应各种地形及其变形；
[0022]采用巨石形成巨石石笼层，其自身稳定性好;通过布设多个泥石流生态防护单元，能够大大的削弱沟槽中水流的冲击力，减弱其刮铲的能力，拦挡其携带的大块石头，使威力巨大的泥石流减速、过滤成为没有破坏力的水流；
[0023]防滑粧的设置使巨石石笼层具有很好的安全性；
[0024]本装置结构简单、成本低、施工方便、耐久性好，能够广泛使用；
[0025]沿泥石流方向，将泥石流生态防护单元的巨石石笼层设计成阶梯状，并逐渐增高，起到逐级消能、逐级过滤的作用;避免出现瞬间水量大、速度高的情况。
【附图说明】
[0026]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0027]图1为截面为梯形的泥石流生态防护单元的结构示意图；
[0028]图2为截面为三角形的泥石流生态防护单元的结构示意图；
[0029]图3为单层布置纵剖面示意图；
[0030]图4为双层布置纵剖面示意图；
[0031 ]图5为V型河谷横剖面示意图；
[0032]图6为U型河谷横剖面示意图。
[0033]其中:1、巨石，2、防滑粧，3、缓冲垫，4、钢缆，5、泥石流流向，6、河槽，7、堆积体，8、基岩。