一種復式泥石流排導槽的制作方法

專利名稱：一種復式泥石流排導槽的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種泥石流防治技術，特別是涉及一種土地利用率最大化的復式泥石 流排導槽。
背景技術：
泥石流災害是我國地質災害的主要類型之一。隨著山區經濟的發展、西部大開發 的深化，泥石流工程治理需求越來越旺盛，泥石流排導槽是最為常用的泥石流治理工程措 施之一，以往應用非常廣泛，在將來泥石流工程治理中也必將大量應用。泥石流排導槽是按照一定標準進行設計的，當泥石流規模在排泄設計標準內時， 排導槽可以順暢排泄泥石流；當泥石流規模超過或大大超過設計標準時，泥石流將會溢出 排導槽，從而威脅排導槽兩側的城鎮或重要設施。為了避免泥石流規模超過排導槽設計標 準而造成巨大的人員傷亡和財產損失，如果采取提高排導槽設防標準，則勢必增加工程規 模而大幅度增加工程投資。比如，如果按常規的20年一遇或50年一遇的標準設計排導槽， 那么當發生小概率事件的100年一遇的泥石流時，則勢必不能有效保障排導槽兩側的城鎮 和重要設施；但是如果提高設防標準，按100年一遇甚至200年一遇的標準設計排導槽，那 么過寬的排導槽不僅會增加工程投資，而且會占用大量土地資源，造成土地利用率的低下 (畢竟發生100年一遇的泥石流屬于小概率事件)。在泥石流多發的山區，城市用地緊張、耕地稀缺，因此急需一種新型的泥石流排導 槽，既能在現有規范下充分發揮對超標準泥石流的防災減災效能，又能充分利用泥石流排 導槽兩側土地，提高土地利用率。

發明內容
本發明的目的就是針對現有技術的不足，即針對目前泥石流排導槽型式單一、土 地利用率低的問題，提供一種土地利用率最大化的復式泥石流排導槽；在通過城鎮或居民 點區段，將城市道路與排導槽主槽結合，或將親水公園與排導槽主槽結合；在通過農田段 時，將田間道路與排導槽主槽結合，或將臨時耕地與排導槽主槽結合；采用復式泥石流排導 槽代替單一型式，既提高排導槽的排導能力和對防護對象的保護能力，同時又提高了土地 利用率。為實現上述目的，本發明的技術方案是本發明提出的復式泥石流排導槽包括用于排泄設計標準(指排導槽主槽的設計 標準)下的泥石流體的排導槽主槽，和用于排泄超設計標準(指排導槽主槽的設計標準) 的泥石流體的排導槽緩沖區(指排導槽主槽兩側的一定范圍內區域)；排導槽緩沖區位于 排導槽主槽兩側，排導槽緩沖區的邊界設有重力式擋土墻。當所述復式泥石流排導槽通過城鎮或居民點的區段時，排導槽緩沖區為城市道路 或親水公園；當所述復式泥石流排導槽通過農田段時，排導槽緩沖區為田間道路或臨時耕 地。即所述復式泥石流排導槽是將排導槽主槽兩側的緩沖區用于城區道路或臨時耕地；這樣的效果是，在沒有發生超排導槽主槽設計標準泥石流的情況下，排導槽緩沖區內的城區 道路或臨時耕地能夠正常使用，提高了土地的利用率，而如果發生超排導槽主槽設計標準 的泥石流，那么所述復式泥石流排導槽仍然能夠通過排導槽主槽和排導槽緩沖區的共同作 用對泥石流體進行排導，從而對所述復式泥石流排導槽兩側的永久建筑物或農田進行有效 防護。所述排導槽緩沖區大小確定方法，根據土地利用最大化原則當所述復式泥石流 排導槽通過城鎮或居民點的區段時，排導槽緩沖區的寬度由抵御最大規模泥石流和城市道 路設計寬度、親水公園規劃寬度共同確定(即抵御最大規模泥石流所需寬度、城市道路設 計寬度、親水公園規劃寬度，三者相比最大者確定為排導槽緩沖區的寬度)；當所述復式泥 石流排導槽通過農田段時，排導槽緩沖區的寬度由抵御最大規模泥石流和田間道路設計寬 度共同確定(即抵御最大規模泥石流所需寬度、田間道路設計寬度，兩者相比最大者確定 為排導槽緩沖區的寬度)；所述最大規模泥石流的標準一般采用100年一遇或200年一遇。 為了給排導槽緩沖區以外區域提供充分的保護，在排導槽緩沖區的邊界需設置重力式擋土 墻將泥石流體約束在所述復式泥石流排導槽內。所述排導槽主槽可以是軟基消能型排導槽，或全襯砌型排導槽。當排導槽主槽 采用橫向貫穿齒檻軟基消能型排導槽或全襯砌型排導槽時，其設計可以參照《泥石流防治 指南》；當采用交錯齒檻軟基消能型排導槽時，其設計參照發明專利(專利號ZL 2009 1 0058217. 7)；當采用對稱齒檻軟基消能型排導槽時，其設計參照發明專利申請(申請號 201010198162. 2)。所述排導槽主槽的設計標準按照《泥石流防治工程設計規范》(報批稿)、《防洪標 準》(GB50201-94)和《城市防洪工程設計規范》(GBJ79-2002)來確定。對于縣級城鎮，泥石 流工程治理設防標準一般為20年一遇；當有特別重要的保護對象時，可依據相關政策或文 件將設防標準提高至50年一遇。所述重力式擋土墻的內側(即面向排導槽緩沖區一側)為直立墻體，重力式擋土 墻的外側(即背向排導槽緩沖區一側)為斜坡面。重力式擋土墻的頂寬b為0. 6-1. 0m，重 力式擋土墻的高度h為1. 5-2. 5m，基礎埋置深度hi為0. 5-1. Om ；所述斜坡面的斜面水平寬 度a與斜面豎向高度h2 (斜面豎向高度等于重力式擋土墻高度減去基礎埋置深度，即h2 = h-hl，h2 為 1. 0-1. 5m)之比的斜面橫坡比降 1η 為 10. 4-11，即 1η = ah2 =a(h-hl)(斜面橫坡比降等于斜面水平寬度與斜面豎向高度之比)。當所述復式泥石 流排導槽某側外有重要保護對象或特別重要保護對象時，應將該側的重力式擋土墻高度h 進行增高處理，增加高度0. 5-1. Om。所述重力式擋土墻可以采用鋼筋混凝土結構，或混凝土結構，或漿砌石結構，或鉛 絲籠結構，或鋼筋混凝土基礎加混凝土墻體結構，或鋼筋混凝土基礎加漿砌石墻體結構，或 混凝土基礎加漿砌石墻體結構，或混凝土基礎加鉛絲籠墻體結構，或鋼筋混凝土基礎加鉛 絲籠墻體結構，等等。與現有技術相比，本發明的有益效果是充分利用排導槽主槽兩側危險性較高的 區域(超排導槽主槽設計標準時的泥石流泛濫區)與排導槽主槽共同構成復式泥石流排導 槽，不但能提高泥石流排導槽的排導能力，增強排導槽對兩側保護對象的防護能力，而且對 于土地資源極度緊缺的山區城鎮和集鎮，能有效提高土地利用率，有利于緩減人地矛盾，保障山區可持續發展。


圖1是復式泥石流排導槽的橫截面示意圖。圖2的復式泥石流排導槽通過城鎮或居民點區段時的橫截面結構示意圖。圖3是復式泥石流排導槽通過農田段的橫截面結構示意圖。圖中標號如下1排導槽主槽2排導槽緩沖區3重力式擋土墻b重力式擋土墻頂寬h重力式擋土墻高度hi基礎埋置深度a斜坡面的斜面水平寬度h2斜坡面的斜面豎向高度1η斜坡面的斜面橫坡比降
具體實施例方式下面結合附圖，對本發明的優選實施例作進一步的描述。實施例一如圖1、圖2、圖3所示。某泥石流流域面積為24. 1km2、堆積扇面坡降為9. 0%。在 2500m長的泥石流堆積扇上，建所述復式泥石流排導槽。所述復式泥石流排導槽包括用于排 泄設計標準下的泥石流體的排導槽主槽1，和用于排泄超設計標準的泥石流體的排導槽緩 沖區2 ；排導槽緩沖區2位于排導槽主槽1兩側，排導槽緩沖區2的邊界設有重力式擋土墻 3。由于保護對象特別重要，排導槽主槽1的設計標準按照50年一遇設計，整個復式泥石流 排導槽的最大規模泥石流標準為200年一遇(即最大排泄規模為200年一遇)；按照小流 域水文計算方法，50年一遇泥石流流量305. 0m3/s,200年一遇泥石流流量為434. 0m3/S。由于整個復式泥石流排導槽較長，既會通過城區，也會通過農田。針對通過城區 的500m，采用復式泥石流排導槽橫斷面如圖2所示。為了充分利用土地，將排導槽主槽1 兩側的排導槽緩沖區2的一側以城市道路方式利用、另一側以親水公園方式利用。按照通 過50年一遇泥石流規模確定泥石流排導槽主槽1的寬度15. 0m、深度3. 5m，排導槽主槽1 槽型采用橫向貫穿齒檻軟基消能型排導槽。按照城市道路規劃支道寬度為14. 0 18. Om, 由于土地資源緊張，這里取14. Om;為了美化環境，在支道與排導槽主槽1之間設置1.0m 寬綠化帶，主要用作草地或種低矮灌木，合計利用為城市道路一側的排導槽緩沖區2寬度 15. Om(按照200年一遇泥石流規模，所需排導槽緩沖區2寬度小于15. Om)。為了對稱排泄， 利用為親水公園一側的排導槽緩沖區2寬度也設計為15. Om0按照200年一遇泥石流規模， 確定復式泥石流排導槽邊界的重力式擋土墻3的頂寬b為0. 6m、高度h為1. 5m，基礎埋置 深度hi為0. 5m。重力式擋土墻3的內側為直立墻體，重力式擋土墻3的外側為斜坡面，斜 坡面的斜面橫坡比降1η為10.4。重力式擋土墻3的結構為基礎采用混凝土、墻體采 用砌石。由于所述復式泥石流排導槽右側分布重要保護對象，將右側重力式擋土墻3 作增高處理，增加高度為0. 5m、寬度為0. 6m，結構與重力式擋土墻3墻體同為M7.5漿砌石。針對通過農田的2000m，采用復式泥石流排導槽橫斷面如圖3所示。為了充分利用 土地，將排導槽緩沖區2的一側以田間道路方式利用、另一側以臨時耕地方式利用。按照通過50年一遇泥石流規模確定泥石流排導槽主槽1的寬度15. 0m、深度3. 5m，排導槽主槽1 的槽型采用橫向貫穿齒檻軟基消能型排導槽。為了與下游城區段保持一致，兩側排導槽緩 沖區2寬度均為15. Om0以臨時耕地方式利用的排導槽緩沖區2 —側將其中8. Om用于田間 道路、其余7. Om用于臨時耕地。按照200年一遇泥石流規模，確定復式泥石流排導槽邊界 的重力式擋土墻3的頂寬b為0. 6m、高度h為1. 5m，基礎埋置深度hi為0. 5m。重力式擋土 墻3的內側為直立墻體，重力式擋土墻3的外側為斜坡面，斜坡面的斜面橫坡比降1η為 10.4。重力式擋土墻3的結構為基礎采用混凝土、墻體采用M7.5漿砌石。實施例二如圖1、圖3所示。某泥石流流域面積為14. 1km2、堆積扇面坡降為7. 5%。為了保 護溝口的鐵路和高速公路，在2000m長的泥石流堆積扇上，建所述復式泥石流排導槽。所述 復式泥石流排導槽包括用于排泄設計標準下的泥石流體的排導槽主槽1，和用于排泄超設 計標準的泥石流體的排導槽緩沖區2 ；排導槽緩沖區2位于排導槽主槽1兩側，排導槽緩沖 區2的邊界設有重力式擋土墻3。排導槽主槽1的設計標準按照20年一遇設計，整個復式 泥石流排導槽的最大規模泥石流標準為100年一遇(即最大排泄規模為100年一遇)；按照 小流域水文計算方法，20年一遇泥石流流量136. OmVsUOO年一遇泥石流流量為230. Om3/S。所述復式泥石流排導槽僅通過農田。為了充分利用土地，將排導槽緩沖區2的一 側以田間道路方式利用、另一側以臨時耕地方式利用。按照通過20年一遇泥石流規模確定 泥石流排導槽主槽1的寬度8. 0m、深度2. 5m，排導槽主槽1的槽型采用全襯砌型排導槽。 綜合考慮抵御100年一遇規模泥石流所需兩側排導槽緩沖區2寬度和田間道路設計寬度， 兩側排導槽緩沖區2寬度均取為6. 0m。按照100年一遇泥石流規模，確定復式泥石流排導 槽邊界的重力式擋土墻3的頂寬b為1. 0m、高度h為2. 5m，基礎埋置深度hi為1. 0m。重 力式擋土墻3的內側為直立墻體，重力式擋土墻3的外側為斜坡面，斜坡面的斜面橫坡比降 1η為11。在穿過鐵路和高速公路的上下游40m范圍內，將兩側重力式擋土墻3作增 高處理，增加高度為1.0m、寬度為1.0m。重力式擋土墻3的結構為M7.5漿砌石。重力式擋土 墻3的結構還可以是鋼筋混凝土結構，或混凝土結構，或鉛絲籠結構，或鋼筋混凝土基礎加 混凝土墻體結構，或鋼筋混凝土基礎加漿砌石墻體結構，或混凝土基礎加鉛絲籠墻體結構， 或鋼筋混凝土基礎加鉛絲籠墻體結構。
權利要求
1.一種復式泥石流排導槽，其特征在于所述復式泥石流排導槽包括用于排泄設計 標準下的泥石流體的排導槽主槽(1)，和用于排泄超設計標準的泥石流體的排導槽緩沖區(2)；排導槽緩沖區(2)位于排導槽主槽(1)兩側，排導槽緩沖區(2)的邊界設有重力式擋 土墻⑶。
2.根據權利要求1所述的復式泥石流排導槽，其特征在于當所述復式泥石流排導槽 通過城鎮或居民點的區段時，排導槽緩沖區(2)為城市道路或親水公園；當所述復式泥石 流排導槽通過農田段時，排導槽緩沖區(2)為田間道路或臨時耕地。
3.根據權利要求1所述的復式泥石流排導槽，其特征在于排導槽主槽(1)為軟基消 能型排導槽，或全襯砌型排導槽。
4.根據權利要求1至3任一所述的復式泥石流排導槽，其特征在于當所述復式泥石 流排導槽通過城鎮或居民點的區段時，排導槽緩沖區(2)的寬度由抵御最大規模泥石流和 城市道路設計寬度、親水公園規劃寬度共同確定；所述最大規模泥石流的標準為100年一 遇或200年一遇。
5.根據權利要求1至3任一所述的復式泥石流排導槽，其特征在于當所述復式泥石 流排導槽通過農田段時，排導槽緩沖區(2)的寬度由抵御最大規模泥石流和田間道路設計 寬度共同確定；所述最大規模泥石流的標準為100年一遇或200年一遇。
6.根據權利要求1至3任一所述的復式泥石流排導槽，其特征在于排導槽主槽(1)的 設計標準為20年一遇或50年一遇。
7.根據權利要求1至3任一所述的復式泥石流排導槽，其特征在于重力式擋土墻(3) 的內側為直立墻體，重力式擋土墻(3)的外側為斜坡面。
8.根據權利要求7所述的復式泥石流排導槽，其特征在于重力式擋土墻(3)的頂寬b 為0. 6-1. Om,高度h為1. 5-2. 5m,基礎埋置深度hi為0. 5-1. Om ；所述斜坡面的斜面水平寬 度a與斜面豎向高度h2之比的斜面橫坡比降1η為10.4-11。
9.根據權利要求8所述的復式泥石流排導槽，其特征在于當所述復式泥石流排導槽 某側外有重要保護對象或特別重要保護對象時，該側的重力式擋土墻(3)的高度h增加 0. 5-1. Om0
10.根據權利要求1至3任一所述的復式泥石流排導槽，其特征在于重力式擋土墻(3)為鋼筋混凝土結構，或混凝土結構，或漿砌石結構，或鉛絲籠結構，或鋼筋混凝土基礎加 混凝土墻體結構，或鋼筋混凝土基礎加漿砌石墻體結構，或混凝土基礎加漿砌石墻體結構， 或混凝土基礎加鉛絲籠墻體結構，或鋼筋混凝土基礎加鉛絲籠墻體結構。
全文摘要
本發明公開了一種復式泥石流排導槽。其結構包括用于排泄設計標準下的泥石流體的排導槽主槽，和用于排泄超設計標準的泥石流體的排導槽緩沖區；排導槽緩沖區位于排導槽主槽兩側，排導槽緩沖區的邊界設有重力式擋土墻。與現有技術相比，本發明充分利用排導槽主槽兩側危險性較高的區域(超排導槽主槽設計標準時的泥石流泛濫區)與排導槽主槽共同構成復式泥石流排導槽，不但能提高泥石流排導槽的排導能力，增強排導槽對兩側保護對象的防護能力，而且對于土地資源極度緊缺的山區城鎮和集鎮，能有效提高土地利用率，有利于緩減人地矛盾，保障山區可持續發展。
文檔編號E01F7/04GK102002927SQ20101052819
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月1日 優先權日2010年11月1日
發明者崔鵬, 李德基, 游勇, 陳曉清, 黃凱 申請人:中國科學院水利部成都山地災害與環境研究所