專利名稱：采用承載傘實(shí)現(xiàn)泥石流淤埋路段交通應(yīng)急通行的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種泥石流災(zāi)后道路交通快速修復(fù)技術(shù)，尤其涉及一種采用承載傘實(shí)
現(xiàn)交通應(yīng)急通行的方法及其承載傘。
背景技術(shù)：
我國(guó)是一個(gè)多山的國(guó)家，山地丘陵占國(guó)土總面積的2/3以上，是世界上泥石流最 發(fā)育的國(guó)家之一，尤其是西藏、四川、甘肅、新疆、云南、重慶等西部地區(qū)，公路沿線已經(jīng)勘明 的大型及特大型泥石流6000余條、潛在泥石流溝數(shù)萬條，泥石流災(zāi)害頻繁發(fā)生，對(duì)公路交 通造成強(qiáng)烈的沖擊和淤埋毀損，導(dǎo)致交通中斷。隨著我國(guó)西部大開發(fā)的蓬勃興起，交通基礎(chǔ) 設(shè)施建設(shè)得到迅猛發(fā)展，但嚴(yán)重的泥石流災(zāi)害已成為西部公路建設(shè)及養(yǎng)護(hù)中的攔路虎，公 路泥石流防治尤其是應(yīng)急減災(zāi)通行技術(shù)已成為我國(guó)西部公路建設(shè)及養(yǎng)護(hù)中的重大關(guān)鍵技 術(shù)問題，受到相關(guān)政府與工程技術(shù)部門的高度關(guān)注。 目前，淤埋路段的應(yīng)急通行技術(shù)是公路泥石流災(zāi)害防治最薄弱的環(huán)節(jié)。我國(guó)西部 地區(qū)平均每年因泥石流爆發(fā)淤埋公路的嚴(yán)重事件20余起、累計(jì)中斷交通100余天，尤其是 沉積物一次性淤埋厚度大于3m、累計(jì)淤埋厚度超過6m的特大型泥石流災(zāi)害爆發(fā)后，恢復(fù)交 通所需時(shí)間較長(zhǎng)，一般在15天以上，嚴(yán)重削弱了公路應(yīng)急救災(zāi)及備戰(zhàn)能力。因此，研發(fā)大型 及特大型泥石流淤埋路段公路應(yīng)急修復(fù)技術(shù)屬于國(guó)家層面需求。 迄今，國(guó)內(nèi)外在泥石流淤埋路段公路交通修復(fù)方面，仍然停留在被動(dòng)防御階段，即 在每次泥石流爆發(fā)以后，采用挖土機(jī)、裝載機(jī)、人工方式清淤，對(duì)于大型及特大型泥石流，清 淤工作量極大，交通中斷時(shí)間長(zhǎng)，達(dá)不到應(yīng)急減災(zāi)需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種泥石流淤埋路段應(yīng)急通行承載傘，它包括金屬桿、高強(qiáng)防水 布、錨固栓和排氣閥門；高強(qiáng)防水布圍成上底面封閉、下底面開口的圓臺(tái)；金屬桿按圓臺(tái)母 線方向設(shè)置，多根金屬桿均勻的分布在圓臺(tái)側(cè)面上，金屬桿長(zhǎng)度與圓臺(tái)母線相同；錨固栓設(shè) 置在圓臺(tái)上底面的中心位置，排氣閥門設(shè)置在圓臺(tái)上底面上緊靠錨固栓的位置，承載傘可 收折。 金屬桿采用高強(qiáng)鋁合金材料，高強(qiáng)防水布采用不透水的高強(qiáng)聚氯乙烯。 本發(fā)明還提出了一種采用承載傘實(shí)現(xiàn)泥石流淤埋路段交通應(yīng)急通行的方法，該方
法的步驟為 1)針對(duì)被泥石流淤埋的公路，在泥石流停止1 2天后沿道路方向整平泥石流沉 積物，形成泥石流地基，整平寬度為6. 5 7. 0m ; 2)待泥石流地基承載力達(dá)到30kPa后，在泥石流地基表面，等間距地布設(shè)平行的 三列承載傘，第一、二列承載傘沿道路延伸方向的兩側(cè)對(duì)稱布設(shè)，第三列承載傘沿第一、二 列承載傘的對(duì)稱軸與第一、二列承載傘錯(cuò)位布設(shè)； 3)第一列或第二列承載傘上同列順次相鄰的兩個(gè)承載傘之間通過連系桿連接；第一列和第二列承載傘上位置對(duì)稱的兩個(gè)承載傘之間通過連系桿連接；第三列上的承載傘
分別與第一列和第二列上距離最短的四個(gè)承載傘之間通過連系桿連接；承載傘通過錨固栓
與連系桿端部鎖固；承載傘和連系桿形成_空間受荷剛架； 4)在空間受荷剛架的上表面鋪設(shè)木板，即可實(shí)現(xiàn)交通應(yīng)急通行。 其中，單個(gè)承載傘布設(shè)步驟如下， 1)開啟排氣閥門，將承載傘的金屬桿下端插入泥石流地基表面的預(yù)設(shè)位置； 2)向承載傘連續(xù)施加豎向力，使承載傘向泥石流地基深處運(yùn)動(dòng)； 3)承載傘運(yùn)動(dòng)至承載傘上底面距泥石流地基表面10 15cm處時(shí)，關(guān)閉排氣閥門，
此時(shí)該承載傘布設(shè)完畢。 承載傘設(shè)置位置的一種優(yōu)選方案為第一列和第二列承載傘上同列順次相鄰的兩 個(gè)承載傘之間的間距為3m ;第一列和第二列承載傘上位置對(duì)稱的兩個(gè)承載傘之間的間距 為6m ;第三列上的每個(gè)承載傘設(shè)置在第一列和第二列上的相鄰對(duì)稱的四個(gè)承載傘所圍成 的矩形的中心位置。 本發(fā)明的有益技術(shù)效果是適用于泥石流淤埋路段公路交通的應(yīng)急修復(fù)，能有效 縮短泥石流淤埋路段公路交通斷道時(shí)間，一般在泥石流停止運(yùn)動(dòng)2 3天內(nèi)即可恢復(fù)交通 通行。


附圖1、2為天山公路特大淤埋型泥石流溝； 附圖3、4為川藏公路特大淤埋型泥石流溝； 附圖5為泥石流淤埋路段示意圖； 附圖6為承載傘處于張開狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖7為承載傘俯視圖； 附圖8為承載傘剖視圖； 附圖9為承載傘計(jì)算模型圖； 附圖10為道路鋪設(shè)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5中1-泥石流溝；2_流通區(qū)；3_公路；4_沉積區(qū)；5_河流；
具體實(shí)施例方式
泥石流所造成的路面破壞如附圖1至5所示，本發(fā)明主要針對(duì)被一次性淤埋厚度 超過3m，累積淤埋厚度超過6m的泥石流淤埋路段公路交通的應(yīng)急修復(fù)技術(shù)。
參見圖6、7、8，本發(fā)明的承載傘11包括金屬桿6、高強(qiáng)防水布7、錨固栓和排氣閥 門；高強(qiáng)防水布7圍成上底面封閉、下底面開口的圓臺(tái)；金屬桿6按圓臺(tái)母線方向設(shè)置，多 根金屬桿6均勻的分布在圓臺(tái)側(cè)面上，金屬桿6長(zhǎng)度與圓臺(tái)母線相同，金屬桿6作為承載傘 11的支撐架，由高強(qiáng)鋁合金材料制成，抗拉強(qiáng)度不低于80MPa ;高強(qiáng)防水布7由不透水的高 強(qiáng)聚氯乙烯制成，抗拉強(qiáng)度不低于40Mpa;錨固栓設(shè)置在圓臺(tái)上底面的中心位置，排氣閥門 設(shè)置在圓臺(tái)上底面上緊靠錨固栓的位置。由于承載傘11的金屬桿6之間通過高強(qiáng)防水布 7連接，故在未使用時(shí)可以像傘一樣被收折。
布設(shè)單個(gè)承載傘11時(shí)，按如下步驟操作
4
1)開啟排氣閥門，將承載傘11下底面插入泥石流地基表面的預(yù)設(shè)位置； 2)向承載傘11連續(xù)施力，使承載傘11向泥石流地基深處運(yùn)動(dòng)； 3)承載傘11運(yùn)動(dòng)至承載傘11上底面距泥石流地基表面10 15cm處時(shí)，關(guān)閉排
氣閥門，此時(shí)該承載傘11布設(shè)完畢。 架設(shè)空間受荷剛架的施工方法如下 1)針對(duì)被泥石流淤埋的公路，在泥石流停止1 2天后沿道路方向整平泥石流沉積物，形成泥石流地基，整平寬度為6. 5 7. 0m ; 2)待泥石流地基承載力達(dá)到30kPa后，在泥石流地基表面，等間距地布設(shè)平行的三列承載傘11，第一、二列承載傘11沿道路延伸方向的兩側(cè)對(duì)稱布設(shè)，第三列承載傘11沿第一、二列承載傘11的對(duì)稱軸與第一、二列承載傘11錯(cuò)位布設(shè)； 3)按圖10方式安設(shè)連系桿IO，第一列或第二列承載傘11上同列順次相鄰的兩個(gè)承載傘11之間通過連系桿10連接；第一列和第二列承載傘11上位置對(duì)稱的兩個(gè)承載傘11之間通過連系桿10連接；第三列上的承載傘11分別與第一列和第二列上距離最短的四個(gè)承載傘11之間通過連系桿10連接；承載傘11通過錨固栓與連系桿10端部鎖固；承載傘11和連系桿10形成一空間受荷剛架； 4)在空間受荷剛架的上表面鋪設(shè)木板，即可實(shí)現(xiàn)交通應(yīng)急通行。由此搭建出的交通應(yīng)急通道，適用于公路-II級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及其以下的汽車荷載。
實(shí)施例 本發(fā)明選用的一種優(yōu)選方案，如附圖6所示，圓臺(tái)的上底面直徑為d，下底面直徑為D，側(cè)棱(即母線)長(zhǎng)度為R， d取20cm， D取80cm， R取100cm ;則承載傘11的上底面周長(zhǎng)為Si = Ji d，下底面周長(zhǎng)為S2 = Ji D。 參見圖9，當(dāng)圓臺(tái)的尺寸確定后，可以通過計(jì)算得到單個(gè)承載傘11的容許承載力，取o s為承載傘11容許承載力強(qiáng)度(kpa) ， c r為泥石流沉積物的容許承載力(kpa)。不考慮承載傘11周圍泥石流體對(duì)傘外側(cè)壁的反壓作用，將其作為提高承載傘11承載力的安全儲(chǔ)備，則有 <ts =crr("^)2 用N代表承載傘11的容許承載力，則有
「 ， 、！ " ，2 " J4 jV = <t, x—c/'= —x~-^X(ts44 Z)2 r 由于d = 20cm， D = 80cm，則: N " 20 o r 若o r = 30kpa，則N = 600kN。 將其按如下方式設(shè)置，即可使沿道路方向每延米能提供的承載力不小于500kN :
第一列和第二列承載傘11上同列順次相鄰的兩個(gè)承載傘11之間的間距為3m ;第一列和第二列承載傘11上位置對(duì)稱的兩個(gè)承載傘11之間的間距為6m ;第三列上的每個(gè)承載傘11設(shè)置在第一列和第二列上的相鄰對(duì)稱的四個(gè)承載傘11所圍成的矩形的中心位置。
承載傘11工作原理承載傘11安設(shè)好后，由于排氣閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，承載傘11內(nèi)部充滿泥石流沉積物及部分壓縮空氣(空氣存在于沉積物與圓臺(tái)上底面內(nèi)壁之間，承載傘ll剛安設(shè)好還未受力之前，空氣還未被壓縮)，依靠置于泥石流沉積物內(nèi)的圓臺(tái)形結(jié)構(gòu)使傘內(nèi)泥石流體及其頂部的部分壓縮空氣處于側(cè)向限制狀態(tài)，顯著增大了承載傘11的承載力；連系桿10將所有承載傘11聯(lián)合組成一個(gè)整體承受豎向荷載的空間結(jié)構(gòu)體系，鋪設(shè)好木板后，即可實(shí)現(xiàn)應(yīng)急通行。
權(quán)利要求
一種泥石流淤埋路段應(yīng)急通行承載傘，其特征在于它包括金屬桿(6)、高強(qiáng)防水布(7)、錨固栓和排氣閥門；高強(qiáng)防水布(7)圍成上底面封閉、下底面開口的圓臺(tái)；金屬桿(6)按圓臺(tái)母線方向設(shè)置，多根金屬桿(6)均勻的分布在圓臺(tái)側(cè)面上，金屬桿(6)長(zhǎng)度與圓臺(tái)母線相同；錨固栓設(shè)置在圓臺(tái)上底面的中心位置，排氣閥門設(shè)置在圓臺(tái)上底面上緊靠錨固栓的位置；承載傘(11)可收折。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的泥石流淤埋路段應(yīng)急通行承載傘，其特征在于金屬桿(6) 采用高強(qiáng)鋁合金材料，高強(qiáng)防水布(7)采用不透水的高強(qiáng)聚氯乙烯。
3. —種采用承載傘實(shí)現(xiàn)泥石流淤埋路段交通應(yīng)急通行的方法，其特征在于該方法的 步驟為1) 針對(duì)被泥石流淤埋的公路，在泥石流停止1 2天后沿道路方向整平泥石流沉積物， 形成泥石流地基，整平寬度為6. 5 7. 0m ;2) 待泥石流地基承載力達(dá)到30kPa后，在泥石流地基表面，等間距地布設(shè)平行的三列 承載傘(11)，第一、二列承載傘(11)沿道路延伸方向的兩側(cè)對(duì)稱布設(shè)，第三列承載傘(11) 沿第一、二列承載傘(11)的對(duì)稱軸與第一、二列承載傘(11)錯(cuò)位布設(shè)；3) 第一列或第二列承載傘(11)上同列順次相鄰的兩個(gè)承載傘(11)之間通過連系桿 (10)連接；第一列和第二列承載傘(11)上位置對(duì)稱的兩個(gè)承載傘(11)之間通過連系桿 (10)連接；第三列上的承載傘(11)分別與第一列和第二列上距離最短的四個(gè)承載傘(11)之間通過連系桿(10)連接漂載傘(11)通過錨固栓與連系桿(10)端部鎖固漂載傘(11)和連系桿(10)形成一空間受荷剛架；4) 在空間受荷剛架的上表面鋪設(shè)木板，即可實(shí)現(xiàn)交通應(yīng)急通行。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用承載傘實(shí)現(xiàn)泥石流淤埋路段交通應(yīng)急通行的方法，其特征在于步驟3)中第一列和第二列承載傘(11)上同列順次相鄰的兩個(gè)承載傘(11)之間的間距為3m ;第一列和第二列承載傘(11)上位置對(duì)稱的兩個(gè)承載傘(11)之間的間距為6m ; 第三列上的每個(gè)承載傘(11)設(shè)置在第一列和第二列上的相鄰對(duì)稱的四個(gè)承載傘(11)所圍 成的矩形的中心位置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用承載傘實(shí)現(xiàn)泥石流淤埋路段交通應(yīng)急通行的方法，其特征在于單個(gè)承載傘(11)布設(shè)步驟如下，1) 開啟排氣閥門，將承載傘(11)的金屬桿(6)下端插入泥石流地基表面的預(yù)設(shè)位置；2) 向承載傘(11)連續(xù)施加豎向力，使承載傘(11)向泥石流地基深處運(yùn)動(dòng)；3) 承載傘(11)運(yùn)動(dòng)至承載傘(11)上底面距泥石流地基表面10 15cm處時(shí)，關(guān)閉排 氣閥門，此時(shí)該承載傘(11)布設(shè)完畢。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用承載傘實(shí)現(xiàn)泥石流淤埋路段交通應(yīng)急通行的方法，其中承載傘結(jié)構(gòu)為它包括金屬桿、高強(qiáng)防水布、錨固栓和排氣閥門；高強(qiáng)防水布圍成上底面封閉、下底面開口的圓臺(tái)；金屬桿按圓臺(tái)母線方向設(shè)置，多根金屬桿均勻的分布在圓臺(tái)側(cè)面上，金屬桿長(zhǎng)度與圓臺(tái)母線相同；錨固栓設(shè)置在圓臺(tái)上底面的中心位置，排氣閥門設(shè)置在圓臺(tái)上底面上緊靠錨固栓的位置；承載傘可收折。本發(fā)明還公開了一種采用承載傘實(shí)現(xiàn)泥石流淤埋路段交通應(yīng)急通行的方法。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是適用于泥石流淤埋路段公路交通的應(yīng)急修復(fù)，能有效縮短泥石流淤埋路段公路交通斷道時(shí)間，一般在泥石流停止運(yùn)動(dòng)2～3天內(nèi)即可恢復(fù)交通通行。
文檔編號(hào)E01C9/08GK101725104SQ20091019132
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者唐紅梅, 陳洪凱 申請(qǐng)人:陳洪凱;唐紅梅