專利名稱：泥石流翼型墩匯流結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種泥石流防治技術(shù)，尤其是涉及一種泥石流翼型墩匯流結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
中國(guó)是一個(gè)多山、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、季風(fēng)氣候顯著、高山寒凍風(fēng)化及冰川作用強(qiáng)烈的國(guó)家，泥石流災(zāi)害極其發(fā)育。隨著我國(guó)西部交通基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展，公路泥石流愈益成為制約公路建設(shè)、養(yǎng)護(hù)及交通運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵問(wèn)題。僅我國(guó)西部省市區(qū)公路沿線的大型及特大型泥石流2萬(wàn)余條，常常造成公路交通的長(zhǎng)時(shí)間中斷，如國(guó)道318線(川藏公路)每年因?yàn)槟嗍髦袛嘟煌?～6個(gè)月、國(guó)道217線新疆天山段公路每年因泥石流斷道1～3個(gè)月、四川省涼山彝族自治州境內(nèi)干線公路每年因泥石流而中斷交通20余天、滇藏公路每年因泥石流斷道40余天，等等。從20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)每年因?yàn)槟嗍髟斐傻墓分苯咏?jīng)濟(jì)損失50億元左右，間接經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)千億元，并直接影響著多條國(guó)防干線及經(jīng)濟(jì)命脈的暢通。因此，遵循公路泥石流運(yùn)動(dòng)及對(duì)公路的毀損機(jī)理，開發(fā)有效的防治技術(shù)，構(gòu)建系統(tǒng)的公路泥石流防治技術(shù)體系，對(duì)于確保公路交通運(yùn)輸?shù)挠行蜻M(jìn)行具有重大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境和國(guó)防意義。
近10年來(lái)，國(guó)內(nèi)外在泥石流防治方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，比較系統(tǒng)地構(gòu)建了泥石流攔截、排導(dǎo)工程技術(shù)體系，通過(guò)控制水源、物源的工程及非工程技術(shù)體系，成功地開發(fā)了攔渣壩、排導(dǎo)槽、導(dǎo)流槽、導(dǎo)流堤、渡槽、淤積壩、速流結(jié)構(gòu)、泥石流隧道等防治技術(shù)，用于公路、鐵路沿線以及小流域的泥石流治理，發(fā)揮了重要的作用。
但是，除速流結(jié)構(gòu)和泥石流隧道以外，現(xiàn)有技術(shù)在防治公路泥石流方面針對(duì)性不強(qiáng)、防治效果差。而對(duì)于大型及特大型公路泥石流，尤其是泥石流流通區(qū)比較狹窄、沉積區(qū)比較寬闊且比降較小、泥石流易于在沉積區(qū)淤積，公路從泥石流沉積區(qū)橫向穿越時(shí)，由于泥石流強(qiáng)烈的沖擊、沖刷作用，沖擊路徑在沉積區(qū)呈不規(guī)則變化的幅度大，因此，泥石流強(qiáng)烈下切而沖擊泥石流隧道側(cè)墻甚至從泥石流隧道兩端沖出，進(jìn)而毀損、淤埋隧道兩端的公路，并使泥石流體難于歸并進(jìn)入泥石流隧道頂部的排泄通道速流結(jié)構(gòu)的速流槽，路基也難以采用橋涵形式跨越泥石流溝。
因此，總體來(lái)說(shuō)，目前對(duì)于大型及特大型公路泥石流，有效的防治技術(shù)體系尚未完全建立，大型及特大型公路泥石流病害仍然是我國(guó)西部公路交通建設(shè)重大關(guān)鍵技術(shù)之一。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)大型及特大型公路泥石流防治，本發(fā)明提供了一種泥石流翼型墩匯流結(jié)構(gòu)，其技術(shù)解決方案為該結(jié)構(gòu)由兩個(gè)對(duì)稱的翼型墩構(gòu)成，翼型墩的頂部水平，側(cè)面直立，邊界順利過(guò)渡；其平面邊界線由數(shù)段弧線連接而成；翼型墩位于泥石流溝流通區(qū)出口附近的的沉積區(qū)內(nèi)，墩頭指向泥石流溝上游、墩尾指向泥石流溝下游，兩個(gè)翼型墩的凸面相向布置；翼型墩的底部埋入最大沖刷線以下。
該結(jié)構(gòu)距離泥石流溝流通區(qū)出口的水平距離在30～50m之間。翼型墩的平面邊界線由五段弧線連接而成；各段弧線之間的關(guān)系為L(zhǎng)2=R1+R2+R32-L32,]]>L3＝(7～8)R1，L4＝(5～6)R1，L5＝0.5R1，R2＝2R1，R3＝L3+R1，R4＝L4，R5＝0.25R1；式中R1為翼型墩墩頭位置弧線的半徑，R5為翼型墩墩尾位置弧線的半徑，L2為墩頭至墩尾的距離，L3為翼型墩至R3弧線圓心的距離，L4為翼型墩至R4弧線圓心的距離；五段弧線按R1、R2、R4、R5、R3的順序連接。兩個(gè)翼型墩之間的最小距離B為泥石流流通區(qū)出口部位的平均寬度B0的0.4～0.6倍，即B＝(0.4-0.6)B0。翼型墩埋入最大沖刷線以下的深度不小于3m，且埋入深度h為翼型墩總高度H0的一半，即h＝0.5H0≥3m。翼型墩之間的最小距離B與翼型墩埋入深度(或懸臂段高度)h之間的關(guān)系為Bh=v0A0v,]]>式中，v0為泥石流在流通區(qū)出口部位的流速，v為翼型墩匯流結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流速，A0為流通區(qū)泥石流體的過(guò)流斷面。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、歸并泥石流從流通區(qū)進(jìn)入沉積區(qū)后的流路，使其不發(fā)生亂流，而是沿著擬定的方向即翼型墩間方向流動(dòng)，避免泥石流體從泥石流隧道兩端或速流結(jié)構(gòu)兩側(cè)外流或直接沖擊橋涵墩臺(tái)等而產(chǎn)生次生泥石流病害。2、增大從流通區(qū)進(jìn)入沉積區(qū)后泥石流的流動(dòng)速度，使泥石流體以較快的速度從沉積區(qū)向外排泄。3、使部分泥石流體在墩外側(cè)范圍淤積，縮短泥石流隧道長(zhǎng)度或速流結(jié)構(gòu)的匯流槽寬度。


圖1為泥石流翼型墩匯流結(jié)構(gòu)平面圖；圖2為翼型墩的結(jié)構(gòu)平面圖。
附圖中，1為翼型墩，2為泥石流流通區(qū)，3為泥石流沉積區(qū)，4為泥石流淤埋區(qū)，5為泥石流溝岸，6為河流，7為河流岸坡線。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，泥石流溝的前方一般為平緩、呈扇狀形態(tài)的泥石流沉積區(qū)3，后部為坡度較陡、流速較快的泥石流流通區(qū)2，泥石流翼型墩匯流結(jié)構(gòu)由兩個(gè)對(duì)稱的翼型墩1構(gòu)成，翼型墩1的頂部水平，側(cè)面直立，邊界順利過(guò)渡；其平面邊界線由數(shù)段弧線連接而成；翼型墩1位于泥石流溝流通區(qū)2出口附近的的沉積區(qū)3內(nèi)，墩頭指向泥石流溝上游、墩尾指向泥石流溝下游，兩個(gè)翼型墩1的凸面相向布置；翼型墩1的底部埋入最大沖刷線以下。
該結(jié)構(gòu)距離泥石流溝流通區(qū)2出口的水平距離在30～50m之間。泥石流翼型墩匯流結(jié)構(gòu)前端一般接泥石流隧道的匯流側(cè)墻或速流結(jié)構(gòu)的匯流槽，也可以從跨越泥石流溝的公路橋涵下部穿越。
翼型墩1的平面邊界線由五段弧線連接而成；各段弧線之間的關(guān)系為L(zhǎng)2=R1+R2+R32-L32]]>L3＝(7～8)R1L4＝(5～6)R1L5＝0.5R1R2＝2R1R3＝L3+R1R4＝L4R5＝0.25R1式中R1為翼型墩1的墩頭位置弧線的半徑，R5為翼型墩1的墩尾位置弧線的半徑，L2為墩頭至墩尾的距離，L3為翼型墩1至R3弧線圓心的距離，L4為翼型墩1至R4弧線圓心的距離；五段弧線按R1、R2、R4、R5、R3的順序連接。墩體由鋼筋混凝土或素混凝土、漿砌石等圬工材料現(xiàn)場(chǎng)澆筑而成；迎接泥石流沖擊的墩頭表層應(yīng)采用強(qiáng)度較高的材料澆筑。
兩個(gè)翼型墩1之間的最小距離B為泥石流流通區(qū)2出口部位的平均寬度B0的0.4～0.6倍，即B＝(04-0.6)B0。翼型墩1埋入最大沖刷線以下的深度不小于3m，且埋入深度h為翼型墩1總高度H0的一半，即h＝0.5H0≥3m。
翼型墩1之間的最小距離B與翼型墩1埋入深度(或懸臂段高度)h之間的關(guān)系為 式中，v0為泥石流在流通區(qū)2出口部位的流速，v為翼型墩匯流結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流速，A0為流通區(qū)2泥石流體的過(guò)流斷面。
泥石流翼型墩匯流結(jié)構(gòu)的墩間泥石流排導(dǎo)流向與泥石流沖出流通區(qū)時(shí)的主流線一致，可以歸并泥石流沖出流通區(qū)2進(jìn)入沉積區(qū)3后的流動(dòng)路徑，避免泥石流在沉積區(qū)3內(nèi)橫向大幅度擺動(dòng)而產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊和淤埋；加速泥石流進(jìn)入沉積區(qū)3后的流動(dòng)速度，避免其在沉積區(qū)3主流區(qū)內(nèi)大規(guī)模淤積；確保采用泥石流隧道或速流結(jié)構(gòu)等防治技術(shù)治理大型及特大型泥石流病害的防治效果；使公路在沉積區(qū)3內(nèi)采用橋涵跨越泥石流溝成為可能。從而達(dá)到確保公路交通連續(xù)有序進(jìn)行、確保穿越泥石流溝的公路路基路面及相應(yīng)的防護(hù)工程的安全與穩(wěn)定的根本目的。
權(quán)利要求
1.一種泥石流翼型墩匯流結(jié)構(gòu)，其特征在于該結(jié)構(gòu)由兩個(gè)對(duì)稱的翼型墩(1)構(gòu)成，翼型墩(1)的頂部水平，側(cè)面直立，邊界順利過(guò)渡；其平面邊界線由數(shù)段弧線連接而成；翼型墩(1)位于泥石流溝流通區(qū)(2)出口附近的的沉積區(qū)(3)內(nèi)，墩頭指向泥石流溝上游、墩尾指向泥石流溝下游，兩個(gè)翼型墩的凸面相向布置；翼型墩(1)的底部埋入最大沖刷線以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泥石流翼型墩匯流結(jié)構(gòu)，其特征在于該結(jié)構(gòu)距離泥石流溝流通區(qū)(2)出口的水平距離在30～50m之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泥石流翼型墩匯流結(jié)構(gòu)，其特征在于翼型墩(1)的平面邊界線由五段弧線連接而成；各段弧線之間的關(guān)系為L(zhǎng)2=R1+R2+R32-L32]]>L3＝(7～8)R1L4＝(5～6)R1L5＝0.5R1R2＝2R1R3＝L3+R1R4＝L4R5＝0.25R1式中R1為翼型墩(1)墩頭位置弧線的半徑，R5為翼型墩(1)墩尾位置弧線的半徑，L2為墩頭至墩尾的距離，L3為翼型墩(1)至R3弧線圓心的距離，L4為翼型墩(1)至R4弧線圓心的距離；五段弧線按R1、R2、R4、R5、R3的順序連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泥石流翼型墩匯流結(jié)構(gòu)，其特征在于兩個(gè)翼型墩(1)之間的最小距離B為泥石流流通區(qū)(2)出口部位的平均寬度B0的0.4～0.6倍，即B＝(0.4～0.6)B0。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泥石流翼型墩匯流結(jié)構(gòu)，其特征在于翼型墩(1)埋入最大沖刷線以下的深度不小于3m，且埋入深度h為翼型墩(1)總高度H0的一半，即h＝0.5H0≥3m。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的泥石流翼型墩匯流結(jié)構(gòu)，其特征在于翼型墩(1)之間的最小距離B與翼型墩(1)埋入深度(或懸臂段高度)h之間的關(guān)系為Bh=v0A0v]]>式中，v0為泥石流在流通區(qū)(2)出口部位的流速，v為翼型墩匯流結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流速，A0為流通區(qū)(2)泥石流體的過(guò)流斷面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種泥石流翼型墩匯流結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)由兩個(gè)對(duì)稱的翼型墩構(gòu)成，翼型墩的頂部水平，側(cè)面直立，邊界順利過(guò)渡；其平面邊界線由數(shù)段弧線連接而成；翼型墩位于泥石流溝流通區(qū)出口附近的沉積區(qū)內(nèi)，墩頭指向泥石流溝上游、墩尾指向泥石流溝下游，兩個(gè)翼型墩的凸面相向布置；翼型墩的底部埋入最大沖刷線以下。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是歸并泥石流進(jìn)入沉積區(qū)后的流路，使其沿著擬定的方向流動(dòng)，避免泥石流體從泥石流隧道兩端或速流結(jié)構(gòu)兩側(cè)外流或直接沖擊橋涵墩臺(tái)等而產(chǎn)生次生泥石流病害；增大進(jìn)入沉積區(qū)后泥石流的流動(dòng)速度，使其以較快的速度從沉積區(qū)向外排泄；使部分泥石流體在墩外側(cè)范圍淤積，縮短泥石流隧道長(zhǎng)度或速流結(jié)構(gòu)的匯流槽寬度。
文檔編號(hào)E02B1/00GK1760456SQ20051005737
公開日2006年4月19日 申請(qǐng)日期2005年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月9日
發(fā)明者陳洪凱, 唐紅梅 申請(qǐng)人:陳洪凱, 唐紅梅