防禦洪水及泥石流的曲面路基防護結構的製作方法
2023-05-08 21:50:26
專利名稱：防禦洪水及泥石流的曲面路基防護結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種防洪結構，尤其涉及一種防禦洪水及泥石流的曲面路基防護結 構。
背景技術：
我國是一個多山的國家，國土總面積三分之二以上屬於山地丘陵，山區公路裡 程超過30萬公裡，公路洪水及泥石流災情嚴重，如地處新疆西部南北向跨越天山山脈的 國防幹線天山公路存在累積長度超過400公裡的泥石流災害路段，四川汶川地震區高等 級公路沿線洪災及泥石流重災點8000餘個。山區公路河道彎曲，洪水及泥石流固液兩相流運動路徑直徑性特徵，導致位處 河流彎道的沿河路基極易受到衝擊損毀(圖1)，嚴重時路基路面衝毀殆盡(圖2)。據 初步統計，每年雨季我國公路洪災及泥石流災情損失近30億元，毀損工程直接修復經費 超過10億元。因此，有效防治山區公路洪水及泥石流災害屬於國家需求。目前，山區公路洪水及泥石流防護技術主要有作為永久措施的重力式混凝土擋 牆(圖3)和作為臨時措施的石籠、木欄石籠(圖4)，其設計方法已比較成熟，對重力 式混凝土擋牆，強調基礎埋深應低於河流最大衝刷深度1.5m以上。然而，大量的災害案 例表明，臨時防護措施只能起到被動調節洪水及泥石流流向的作用，抗衝能力極差，重 建頻率高，幾乎每年重複修建；重力式混凝土擋牆抗衝毀能力較強，但是在洪水及泥石 流爆發期間，洪水及泥石流體易於垂直向上衝入路面而嚴重毀損路面並中斷交通，調節 洪水及泥石流流向尺度有限，泥石流體易於在河道內淤埋，成為孕發下一次泥石流的重 要物源。
發明內容
為了解決背景技術中的問題，本發明提出了一種防禦洪水及泥石流的曲面路基 防護結構，包括沿河道設置的防護結構本體，其改進在於在防護結構本體上朝向河道 的一側，設置溝槽，溝槽表面在防護結構本體上形成內凹的曲面。所述曲面為球面、環面或雙葉雙曲面的其中一葉曲面。防護結構本體的實心部分，沿岸坡延伸方向長度a為5 20m，防護結構本體垂直 岸線的水平寬度最大處長度b=3 4m，防護結構本體的垂向高度h隨河床高度變化。在溝槽中部，沿河道延伸方向設置多根錨杆，錨杆的錨固端埋入防護結構本體 後的基巖中，多根錨杆的裸露端在同一水平面內。本發明的有益技術效果是顯著調節洪水及泥石流流向，將衝向溝岸的洪水及 泥石流體快速調節拋入到河道主流區域排洩，減輕泥石流對沿河公路路基路面造成的毀 損作用。
圖1、山區沿河公路洪水及泥石流運動路徑示意圖； 圖2、山區沿河公路洪水及泥石流損毀災情實地照片； 圖3、沿河公路重力式護岸擋土牆防護結構照片；
圖4、沿河公路木欄石籠防護結構照片； 圖5、山區沿河公路傳統防護結構示意圖； 圖6、本發明的防禦洪水及泥石流的雙曲路基防護結構示意圖； 圖7、本發明的防禦洪水及泥石流的雙曲路基防護結構錨杆布置位置立體示意圖； 圖8、本發明的防禦洪水及泥石流的雙曲路基防護結構錨杆布置位置側向示意圖； 圖9、本發明的防禦洪水及泥石流的雙曲路基防護結構作用原理示意圖； 圖10、雙葉雙曲面圖形示意圖； 圖11、本發明的防護結構本體配筋示意圖。
具體實施例方式本發明的結構為包括沿河道設置的防護結構本體1，在防護結構本體1上朝向 河道的一側，設置溝槽2，溝槽2表面在防護結構本體1上形成內凹的曲面。此溝槽2， 沿防護結構本體1的長度或寬度方向上的任一橫截面與溝槽2表面的交線均為拋物線或類 似拋物線的曲線。將本發明的防禦洪水及泥石流的曲面路基防護結構設置在沿河公路凹岸及易受 洪水及泥石流衝擊毀損的部位，當發生洪水或泥石流災害後，水流或泥石流衝撞到防護 結構本體1上，曲面形式的溝槽2對水流或泥石流起到導向作用，將水流或泥石流又拋入 河道中，避免了公路被衝毀，防護結構本體1也不會受到損壞；其施工方式為
1)現場調查，確定防禦洪水及泥石流的雙曲路基防護結構的布設位置，一般應在河 道凹岸及易受洪水及泥石流衝擊毀損的路段，查清河流最大衝刷線深度。2)根據勘定位置處的地形條件，確定防護結構尺寸防護結構本體1的實心部 分沿岸坡延伸方向的長度3=5 20m、垂直岸線的水平寬度々=3 4m、高度力根據路面 距離河床的高度確定
3)雙曲路基防護結構參考配筋見圖11。4)人工挖槽，修建結構基礎，基礎底部置於河道最大衝刷線以下1.5 2.0m， 基礎為剛性擴大基礎，圬工材料為易於就地取材的石料。5)本發明的結構沿岸坡延伸方向的長度小於5m時取5m，超過20m時取20m並 分段設置，高度超過IOm以後，在新結構中部布設一排錨杆3，錨杆3間距2.5 3.5m， 錨頭封閉在新結構混凝土內，確保新結構自身穩定性，錨杆3按照現有相關國家技術規 範進行設計(見圖7、8)。6)遵循「基礎開挖與建設一基礎頂部支模一架立、綁紮或焊接鋼筋籠一注入標 號不低於C20的新拌混凝土漿體一振搗密實凝固一拆模」的建設工藝。7)曲面路基防護結構建造完成後，就地取土回填結構後部及兩側空間，使新結 構與溝岸成為整體，發揮新結構防禦洪水及泥石流、確保沿河路基結構安全及公路行車 安全作用。
所述溝槽2的曲面可從如下曲面中選取，球面、環面(環面為一個圓繞同一 平面內與它不相交的一條直線旋轉所得的旋轉面)或雙曲面。選取球面或環面作為溝槽 2曲面時，其尺寸較為對稱，施工較為方便；選取雙曲面作為溝槽2曲面時，其曲面的 弧度可調節，雙曲面可採用雙葉雙曲面的其中一葉曲面(見圖10)，若要調整曲面的弧 度，調整曲面的頂點(圖10中曲面與Z軸的交點A即為曲面頂點)位置即可；若要使曲 面的弧度對稱，可使曲面的頂點位於溝槽2底部中心位置，曲面的開口端朝向河道。所述溝槽2的曲面還可以是曲面柱的部分表面，所述曲面柱為橫截面為圓，各 個橫截面的圓心的軌跡為圓或拋物線的柱體。
權利要求
1.一種防禦洪水及泥石流的曲面路基防護結構，包括沿河道設置的防護結構本體(1)，其特徵在於在防護結構本體(1)上朝向河道的一側，設置溝槽(2)，溝槽(2)表面在防護結構本體(1)上形成內凹的曲面。
2.根據權利要求1所述的防禦洪水及泥石流的曲面路基防護結構，其特徵在於所 述曲面為球面、環面或雙葉雙曲面的其中一葉曲面。
3.根據權利要求1或2所述的防禦洪水及泥石流的曲面路基防護結構，其特徵在於 防護結構本體(1)的實心部分，沿岸坡延伸方向長度a為5 20m，防護結構本體(1) 垂直岸線的水平寬度最大處長度b=3 4m，防護結構本體(1)的垂向高度h隨河床高度 變化。
4.根據權利要求1或2所述的防禦洪水及泥石流的曲面路基防護結構，其特徵在於 在溝槽(2)中部，沿河道延伸方向設置多根錨杆(3)，錨杆(3)的錨固端埋入防護 結構本體(1)後的基巖中，多根錨杆(3)的裸露端在同一水平面內。
全文摘要
本發明公開了一種防禦洪水及泥石流的曲面路基防護結構，包括沿河道設置的防護結構本體，其改進在於在防護結構本體上朝向河道的一側，設置溝槽，溝槽表面在防護結構本體上形成內凹的曲面。本發明的有益技術效果是顯著調節洪水及泥石流流向，將衝向溝岸的洪水及泥石流體快速調節拋入到河道主流區域排洩，減輕泥石流對沿河公路路基路面造成的毀損作用。
文檔編號E02D5/74GK102011356SQ20101056119
公開日2011年4月13日 申請日期2010年11月26日 優先權日2010年11月26日
發明者劉麗, 唐紅梅, 陳洪凱 申請人:劉麗, 唐紅梅, 陳洪凱