本實(shí)用新型涉及地質(zhì)領(lǐng)域，特別涉及一種水平梁式格柵型肋檻泥石流排導(dǎo)裝置。

背景技術(shù)：

泥石流是山區(qū)特有的一種多相混合體在重力作用下的地表過(guò)程或突發(fā)性的自然災(zāi)害現(xiàn)象。隨著我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)的不斷推進(jìn)，基礎(chǔ)建設(shè)不斷向山區(qū)伸展，泥石流災(zāi)害日趨顯著，特別是對(duì)于鐵路、公路這種線路工程而言，在山區(qū)不可避免地需要穿過(guò)山地災(zāi)害多發(fā)區(qū)，如川藏公路沿線有逾千條泥石流溝，且類型復(fù)雜，而目前正在籌備修建的川藏鐵路預(yù)選線路也面臨同樣嚴(yán)峻的災(zāi)害治理問(wèn)題。因此，提出能有效控制泥石流沖刷或淤積的新型結(jié)構(gòu)，對(duì)于較小泥石流的破壞力、提高泥石流防治工程的價(jià)值與效益具有重要的實(shí)際意義。

排導(dǎo)槽是泥石流災(zāi)害防治中最主要和常見(jiàn)的工程措施之一。傳統(tǒng)的泥石流排導(dǎo)槽主要包括全襯砌排導(dǎo)槽和東川槽兩種類型，但與一般水流或挾沙水流不同，由于泥石流極強(qiáng)的沖刷磨蝕能力，嚴(yán)重縮短了工程的使用壽命和工程維護(hù)成本，降低了工程價(jià)值，而對(duì)于東川槽這一類的消能型排導(dǎo)槽，在較小縱坡下又極易出現(xiàn)淤積，且阻斷了溝槽內(nèi)上下游的水力聯(lián)系。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是為了提供一種水平梁式格柵型肋檻泥石流排導(dǎo)裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中抗沖刷磨蝕能力差、易淤積的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種水平梁式格柵型肋檻泥石流排導(dǎo)裝置，包括：兩個(gè)束流側(cè)墻，所述兩個(gè)束流側(cè)墻之間形成排導(dǎo)槽；水平梁式格柵型肋檻，包括多個(gè)沿水平方向平行設(shè)置的肋檻單元；每個(gè)所述肋檻單元包括兩個(gè)防沖支墩和至少一個(gè)橫梁，該每個(gè)所述肋檻單元中的一個(gè)所述防沖支墩與一個(gè)所述束流側(cè)墻連接、另一個(gè)所述防沖支墩與另一個(gè)所述束流側(cè)墻連接，該每個(gè)所述肋檻單元中的所述橫梁的一端與該一個(gè)所述防沖支墩連接、另一端與該另一個(gè)所述防沖支墩連接。

優(yōu)選地，每個(gè)所述肋檻單元包括兩個(gè)所述橫梁，該兩個(gè)所述橫梁沿上下方向平行設(shè)置。

優(yōu)選地，該兩個(gè)所述橫梁之間的凈間距為b，所述水平梁式格柵型肋檻泥石流排導(dǎo)裝置所排泄泥石流的最大顆粒的粒徑為Dmax，則0.8Dmax≤b≤1.2Dmax。

優(yōu)選地，所述防沖支墩在沿所述橫梁軸線方向上的長(zhǎng)度為B，所述橫梁長(zhǎng)度為S，則1/3S≤B≤S。

優(yōu)選地，所述防沖支墩在沿所述束流側(cè)墻的延伸方向上的長(zhǎng)度為0.5～0.8m。

優(yōu)選地，相鄰兩個(gè)所述肋檻單元之間的間距為L(zhǎng)，所述排導(dǎo)槽的寬度D，則2D≤L≤4D。

優(yōu)選地，所述排導(dǎo)槽的寬度大于3米。

優(yōu)選地，所述排導(dǎo)槽的底面的溝床縱坡為80‰～200‰。

優(yōu)選地，所述防沖支墩的頂端面的橫坡比降為1:8～1:20。

優(yōu)選地，所述防沖支墩的埋深為1.5～3m。

與全襯砌排導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)相比，本實(shí)用新型可利用水平梁式格柵型肋檻增加排導(dǎo)槽的槽底糙率，使泥石流流速降低，從而達(dá)到消能效果，有效地保障束流側(cè)墻的穩(wěn)定性，并且節(jié)省造價(jià)；與橫向貫穿型肋檻相比，本實(shí)用新型可使泥石流活躍期淤于兩個(gè)相鄰肋檻之間的堆積物在間歇期的洪水或常流水沖刷作用下又能被挾至下游，從而保持排導(dǎo)槽內(nèi)上下游的水力聯(lián)系，有利于排導(dǎo)工程的長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行與管理；與梯級(jí)防沖刷齒群(對(duì)稱齒或交錯(cuò)齒)排導(dǎo)槽相比，本實(shí)用新型利用橫梁將防沖支墩連接形成的水平梁式格柵型肋檻的整體性更強(qiáng)，抗沖性能更好，且能有效地防止溝床中部的過(guò)度沖蝕。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的俯視圖

圖2是本實(shí)用新型的主視圖。

圖中附圖標(biāo)記：1、束流側(cè)墻；2、排導(dǎo)槽；3、防沖支墩；4、橫梁；5、底面；6、頂端面。

具體實(shí)施方式

通過(guò)分析泥石流在排導(dǎo)槽中的運(yùn)動(dòng)特征，實(shí)用新型人發(fā)現(xiàn)：排導(dǎo)槽縱坡較大時(shí)泥石流流速較大，對(duì)排導(dǎo)槽的沖刷和磨蝕破壞嚴(yán)重，縮短了工程的使用年限，增大了工程的維護(hù)成本。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出在排導(dǎo)槽中布置多級(jí)水平梁式格柵型肋檻。

為此，本實(shí)用新型提供了一種水平梁式格柵型肋檻泥石流排導(dǎo)裝置，包括：兩個(gè)束流側(cè)墻1，所述兩個(gè)束流側(cè)墻1之間形成排導(dǎo)槽2；水平梁式格柵型肋檻，包括多個(gè)沿水平方向平行設(shè)置的肋檻單元，這些肋檻單元在排導(dǎo)槽2的中心線方向上按一定間距分布；每個(gè)所述肋檻單元包括兩個(gè)防沖支墩3和至少一個(gè)橫梁4，該每個(gè)所述肋檻單元中的一個(gè)所述防沖支墩3與一個(gè)所述束流側(cè)墻1連接、另一個(gè)所述防沖支墩3與另一個(gè)所述束流側(cè)墻1連接，該每個(gè)所述肋檻單元中的所述橫梁4的一端與該一個(gè)所述防沖支墩3連接、另一端與該另一個(gè)所述防沖支墩3連接。這樣，防沖支墩3相對(duì)排導(dǎo)槽2的中心線呈左右對(duì)稱分布，構(gòu)成一級(jí)水平梁式格柵型肋檻。

與全襯砌排導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)相比，本實(shí)用新型可利用水平梁式格柵型肋檻增加排導(dǎo)槽2的槽底糙率，使泥石流流速降低，從而達(dá)到消能效果，有效地保障束流側(cè)墻的穩(wěn)定性，并且節(jié)省造價(jià)；與橫向貫穿型肋檻相比，本實(shí)用新型可使泥石流活躍期淤于兩個(gè)相鄰肋檻之間的堆積物在間歇期的洪水或常流水沖刷作用下又能被挾至下游，從而保持排導(dǎo)槽2內(nèi)上下游的水力聯(lián)系，有利于排導(dǎo)工程的長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行與管理；與梯級(jí)防沖刷齒群(對(duì)稱齒或交錯(cuò)齒)排導(dǎo)槽相比，本實(shí)用新型利用橫梁將防沖支墩連接形成的水平梁式格柵型肋檻的整體性更強(qiáng)，抗沖性能更好，且能有效地防止溝床中部的過(guò)度沖蝕。

優(yōu)選地，每個(gè)所述肋檻單元包括兩個(gè)所述橫梁4，該兩個(gè)所述橫梁4沿上下方向平行設(shè)置。

優(yōu)選地，該兩個(gè)所述橫梁4之間的凈間距為b，所述水平梁式格柵型肋檻泥石流排導(dǎo)裝置所排泄泥石流的最大顆粒的粒徑為Dmax，則0.8Dmax≤b≤1.2Dmax。其中，Dmax越大，b的取值就越大；所排泄泥石流的容重越大，b也取偏大值。

優(yōu)選地，所述防沖支墩3在沿所述橫梁4軸線方向上的長(zhǎng)度為B，所述橫梁4長(zhǎng)度為S，則1/3S≤B≤S。其中，排導(dǎo)槽的溝床縱坡越大，B的取值就越大，或S的取值就越小。

優(yōu)選地，所述防沖支墩3在沿所述束流側(cè)墻1的延伸方向上的長(zhǎng)度B1為0.5～0.8m。

優(yōu)選地，相鄰兩個(gè)所述肋檻單元之間的間距為L(zhǎng)，所述排導(dǎo)槽2的寬度D，則2D≤L≤4D。

優(yōu)選地，所述排導(dǎo)槽2的底面5的溝床縱坡為80‰～200‰，進(jìn)一步優(yōu)選地，所述排導(dǎo)槽2的寬度大于3米，這樣，特別適用于稀性泥石流、部分粘性泥石流、或山區(qū)洪水排泄的工程。

優(yōu)選地，所述防沖支墩3的頂端面6的橫坡比降為1:8～1:20。

優(yōu)選地，所述防沖支墩3的埋深為1.5～3m。

實(shí)施例一

如圖1、圖2所示，某泥石流溝位于云南省境內(nèi)某河的一級(jí)支流左岸，流域面積9.6km²，主溝平均縱坡155‰，堆積扇面縱坡120‰，是某公路交通干線南段一條活動(dòng)頻繁的泥石流溝，曾爆發(fā)大規(guī)模泥石流并阻斷該公路，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，為保障公路的正常運(yùn)行和當(dāng)?shù)鼐用竦纳?cái)產(chǎn)安全，對(duì)該泥石流溝的治理擬采用“攔擋+排導(dǎo)+停淤”的綜合防治措施，其中排導(dǎo)工程采用本實(shí)用新型的水平梁式格柵型肋檻泥石流排導(dǎo)槽，通過(guò)上游的攔擋措施控制進(jìn)入排導(dǎo)槽內(nèi)的泥石流最大顆粒粒徑為0.4m。

所述水平梁式格柵型肋檻泥石流排導(dǎo)槽包括束流側(cè)墻和水平梁式格柵型肋檻。所述水平梁式格柵型肋檻每相鄰兩級(jí)之間的間距L為10m。所述水平梁式格柵型肋檻由兩個(gè)或以上具有一定基礎(chǔ)埋深的防沖支墩和連接于防沖支墩間的水平橫梁組成，兩側(cè)防沖支墩與側(cè)墻相連，相對(duì)所述泥石流排導(dǎo)槽的中弘線呈左右對(duì)稱分布；所述泥石流排導(dǎo)槽寬度D大于n倍支墩在束流側(cè)墻垂直方向上的橫向長(zhǎng)度B，其中n為單個(gè)水平梁式格柵肋檻設(shè)計(jì)支墩數(shù)；在P_2％的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下，針對(duì)進(jìn)入排導(dǎo)槽內(nèi)的泥石流規(guī)模及性質(zhì)，設(shè)計(jì)排導(dǎo)槽縱比降為120‰，排導(dǎo)槽寬度D為5.5m，排導(dǎo)槽深度H為5m，防沖支墩數(shù)n為2，防沖支墩橫向長(zhǎng)度B為1.5m，寬度B1為0.6m，橫坡比降1:m為1:10，防沖支墩基礎(chǔ)埋深h為1.5m，橫梁長(zhǎng)度S為2.0m，橫梁采用Φ＝70mm的廢棄鋼管，橫梁間距b為0.4m，橫梁數(shù)為2。

實(shí)施例二

如圖1、圖2所示，某泥石流溝位于大渡河某支流右岸，是區(qū)域內(nèi)一條活動(dòng)較為頻繁的泥石流溝。該溝流域面積約為4.5km²，主溝平均縱坡241‰，堆積扇面縱坡150‰，該泥石流溝的危險(xiǎn)區(qū)主要分布在泥石流溝口和主河上下游由于堵河造成的淹沒(méi)或淤埋的區(qū)域。為了有效治理泥石流，減輕泥石流災(zāi)害，保護(hù)區(qū)域基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和當(dāng)?shù)鼐用竦纳?cái)產(chǎn)安全，對(duì)該泥石流溝的治理擬采用“攔擋+排導(dǎo)+停淤”的綜合防治措施，其中排導(dǎo)工程采用本實(shí)用新型的水平梁式格柵型肋檻泥石流排導(dǎo)槽，通過(guò)上游的攔擋措施控制進(jìn)入排導(dǎo)槽內(nèi)的泥石流最大顆粒粒徑為0.3m。

所述水平梁式格柵型肋檻每相鄰兩級(jí)之間的間距L為12m。在P_5％的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下，設(shè)計(jì)排導(dǎo)槽縱比降為150‰，排導(dǎo)槽寬度D為5m，排導(dǎo)槽深度H為4m，支墩數(shù)n為2，防沖支墩橫向長(zhǎng)度B為1.5m，寬度B1為0.6m，橫坡比降1:m為1:20；防沖支墩基礎(chǔ)埋深h為1.5m，橫梁長(zhǎng)度S為3.0m，橫梁采用Φ＝70mm的廢棄鋼管，橫梁間距b為0.25m，橫梁數(shù)為3。

綜上所述，本實(shí)用新型不僅能實(shí)現(xiàn)泥石流沖刷下切侵蝕與淤積的動(dòng)態(tài)平衡，充分實(shí)現(xiàn)安全、順暢排泄泥石流的目的，滿足活躍期泥石流以及間歇期洪水或常流水的排泄需求，而且能夠一定程度上保持溝槽內(nèi)上下游的水力聯(lián)系，同時(shí)兩側(cè)防沖支墩能有效地保障束流側(cè)墻的穩(wěn)定性，在泥石流活躍期淤于兩個(gè)相鄰肋檻之間的堆積物在間歇期的洪水或常流水作用下又能被挾至下游，有利于排導(dǎo)工程的長(zhǎng)期安全運(yùn)行。