專利名稱：防御洪水及泥石流的曲面路基防護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防洪結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種防御洪水及泥石流的曲面路基防護(hù)結(jié) 構(gòu)。
背景技術(shù)：
我國(guó)是一個(gè)多山的國(guó)家，國(guó)土總面積三分之二以上屬于山地丘陵，山區(qū)公路里 程超過30萬公里，公路洪水及泥石流災(zāi)情嚴(yán)重，如地處新疆西部南北向跨越天山山脈的 國(guó)防干線天山公路存在累積長(zhǎng)度超過400公里的泥石流災(zāi)害路段，四川汶川地震區(qū)高等 級(jí)公路沿線洪災(zāi)及泥石流重災(zāi)點(diǎn)8000余個(gè)。山區(qū)公路河道彎曲，洪水及泥石流固液兩相流運(yùn)動(dòng)路徑直徑性特征，導(dǎo)致位處 河流彎道的沿河路基極易受到?jīng)_擊損毀(圖1)，嚴(yán)重時(shí)路基路面沖毀殆盡(圖2)。據(jù) 初步統(tǒng)計(jì)，每年雨季我國(guó)公路洪災(zāi)及泥石流災(zāi)情損失近30億元，毀損工程直接修復(fù)經(jīng)費(fèi) 超過10億元。因此，有效防治山區(qū)公路洪水及泥石流災(zāi)害屬于國(guó)家需求。目前，山區(qū)公路洪水及泥石流防護(hù)技術(shù)主要有作為永久措施的重力式混凝土擋 墻(圖3)和作為臨時(shí)措施的石籠、木欄石籠(圖4)，其設(shè)計(jì)方法已比較成熟，對(duì)重力 式混凝土擋墻，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)埋深應(yīng)低于河流最大沖刷深度1.5m以上。然而，大量的災(zāi)害案 例表明，臨時(shí)防護(hù)措施只能起到被動(dòng)調(diào)節(jié)洪水及泥石流流向的作用，抗沖能力極差，重 建頻率高，幾乎每年重復(fù)修建；重力式混凝土擋墻抗沖毀能力較強(qiáng)，但是在洪水及泥石 流爆發(fā)期間，洪水及泥石流體易于垂直向上沖入路面而嚴(yán)重毀損路面并中斷交通，調(diào)節(jié) 洪水及泥石流流向尺度有限，泥石流體易于在河道內(nèi)淤埋，成為孕發(fā)下一次泥石流的重 要物源。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出了一種防御洪水及泥石流的曲面路基 防護(hù)結(jié)構(gòu)，包括沿河道設(shè)置的防護(hù)結(jié)構(gòu)本體，其改進(jìn)在于在防護(hù)結(jié)構(gòu)本體上朝向河道 的一側(cè)，設(shè)置溝槽，溝槽表面在防護(hù)結(jié)構(gòu)本體上形成內(nèi)凹的曲面。所述曲面為球面、環(huán)面或雙葉雙曲面的其中一葉曲面。防護(hù)結(jié)構(gòu)本體的實(shí)心部分，沿岸坡延伸方向長(zhǎng)度a為5 20m，防護(hù)結(jié)構(gòu)本體垂直 岸線的水平寬度最大處長(zhǎng)度b=3 4m，防護(hù)結(jié)構(gòu)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(shè)置多根錨桿，錨桿的錨固端埋入防護(hù)結(jié)構(gòu)本體 后的基巖中，多根錨桿的裸露端在同一水平面內(nèi)。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是顯著調(diào)節(jié)洪水及泥石流流向，將沖向溝岸的洪水及 泥石流體快速調(diào)節(jié)拋入到河道主流區(qū)域排泄，減輕泥石流對(duì)沿河公路路基路面造成的毀 損作用。


圖1、山區(qū)沿河公路洪水及泥石流運(yùn)動(dòng)路徑示意圖； 圖2、山區(qū)沿河公路洪水及泥石流損毀災(zāi)情實(shí)地照片； 圖3、沿河公路重力式護(hù)岸擋土墻防護(hù)結(jié)構(gòu)照片；
圖4、沿河公路木欄石籠防護(hù)結(jié)構(gòu)照片； 圖5、山區(qū)沿河公路傳統(tǒng)防護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6、本發(fā)明的防御洪水及泥石流的雙曲路基防護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7、本發(fā)明的防御洪水及泥石流的雙曲路基防護(hù)結(jié)構(gòu)錨桿布置位置立體示意圖； 圖8、本發(fā)明的防御洪水及泥石流的雙曲路基防護(hù)結(jié)構(gòu)錨桿布置位置側(cè)向示意圖； 圖9、本發(fā)明的防御洪水及泥石流的雙曲路基防護(hù)結(jié)構(gòu)作用原理示意圖； 圖10、雙葉雙曲面圖形示意圖； 圖11、本發(fā)明的防護(hù)結(jié)構(gòu)本體配筋示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的結(jié)構(gòu)為包括沿河道設(shè)置的防護(hù)結(jié)構(gòu)本體1，在防護(hù)結(jié)構(gòu)本體1上朝向 河道的一側(cè)，設(shè)置溝槽2，溝槽2表面在防護(hù)結(jié)構(gòu)本體1上形成內(nèi)凹的曲面。此溝槽2， 沿防護(hù)結(jié)構(gòu)本體1的長(zhǎng)度或?qū)挾确较蛏系娜我粰M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(fā)明的防御洪水及泥石流的曲面路基防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)置在沿河公路凹岸及易受 洪水及泥石流沖擊毀損的部位，當(dāng)發(fā)生洪水或泥石流災(zāi)害后，水流或泥石流沖撞到防護(hù) 結(jié)構(gòu)本體1上，曲面形式的溝槽2對(duì)水流或泥石流起到導(dǎo)向作用，將水流或泥石流又拋入 河道中，避免了公路被沖毀，防護(hù)結(jié)構(gòu)本體1也不會(huì)受到損壞；其施工方式為
1)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，確定防御洪水及泥石流的雙曲路基防護(hù)結(jié)構(gòu)的布設(shè)位置，一般應(yīng)在河 道凹岸及易受洪水及泥石流沖擊毀損的路段，查清河流最大沖刷線深度。2)根據(jù)勘定位置處的地形條件，確定防護(hù)結(jié)構(gòu)尺寸防護(hù)結(jié)構(gòu)本體1的實(shí)心部 分沿岸坡延伸方向的長(zhǎng)度3=5 20m、垂直岸線的水平寬度々=3 4m、高度力根據(jù)路面 距離河床的高度確定
3)雙曲路基防護(hù)結(jié)構(gòu)參考配筋見圖11。4)人工挖槽，修建結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底部置于河道最大沖刷線以下1.5 2.0m， 基礎(chǔ)為剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)，圬工材料為易于就地取材的石料。5)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)沿岸坡延伸方向的長(zhǎng)度小于5m時(shí)取5m，超過20m時(shí)取20m并 分段設(shè)置，高度超過IOm以后，在新結(jié)構(gòu)中部布設(shè)一排錨桿3，錨桿3間距2.5 3.5m， 錨頭封閉在新結(jié)構(gòu)混凝土內(nèi)，確保新結(jié)構(gòu)自身穩(wěn)定性，錨桿3按照現(xiàn)有相關(guān)國(guó)家技術(shù)規(guī) 范進(jìn)行設(shè)計(jì)(見圖7、8)。6)遵循“基礎(chǔ)開挖與建設(shè)一基礎(chǔ)頂部支模一架立、綁扎或焊接鋼筋籠一注入標(biāo) 號(hào)不低于C20的新拌混凝土漿體一振搗密實(shí)凝固一拆?！钡慕ㄔO(shè)工藝。7)曲面路基防護(hù)結(jié)構(gòu)建造完成后，就地取土回填結(jié)構(gòu)后部及兩側(cè)空間，使新結(jié) 構(gòu)與溝岸成為整體，發(fā)揮新結(jié)構(gòu)防御洪水及泥石流、確保沿河路基結(jié)構(gòu)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(huán)面(環(huán)面為一個(gè)圓繞同一 平面內(nèi)與它不相交的一條直線旋轉(zhuǎn)所得的旋轉(zhuǎn)面)或雙曲面。選取球面或環(huán)面作為溝槽 2曲面時(shí)，其尺寸較為對(duì)稱，施工較為方便；選取雙曲面作為溝槽2曲面時(shí)，其曲面的 弧度可調(diào)節(jié)，雙曲面可采用雙葉雙曲面的其中一葉曲面(見圖10)，若要調(diào)整曲面的弧 度，調(diào)整曲面的頂點(diǎn)(圖10中曲面與Z軸的交點(diǎn)A即為曲面頂點(diǎn))位置即可；若要使曲 面的弧度對(duì)稱，可使曲面的頂點(diǎn)位于溝槽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(gè)橫截面的圓心的軌跡為圓或拋物線的柱體。
權(quán)利要求
1.一種防御洪水及泥石流的曲面路基防護(hù)結(jié)構(gòu)，包括沿河道設(shè)置的防護(hù)結(jié)構(gòu)本體(1)，其特征在于在防護(hù)結(jié)構(gòu)本體(1)上朝向河道的一側(cè)，設(shè)置溝槽(2)，溝槽(2)表面在防護(hù)結(jié)構(gòu)本體(1)上形成內(nèi)凹的曲面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防御洪水及泥石流的曲面路基防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述曲面為球面、環(huán)面或雙葉雙曲面的其中一葉曲面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防御洪水及泥石流的曲面路基防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于 防護(hù)結(jié)構(gòu)本體(1)的實(shí)心部分，沿岸坡延伸方向長(zhǎng)度a為5 20m，防護(hù)結(jié)構(gòu)本體(1) 垂直岸線的水平寬度最大處長(zhǎng)度b=3 4m，防護(hù)結(jié)構(gòu)本體(1)的垂向高度h隨河床高度 變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防御洪水及泥石流的曲面路基防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于 在溝槽(2)中部，沿河道延伸方向設(shè)置多根錨桿(3)，錨桿(3)的錨固端埋入防護(hù) 結(jié)構(gòu)本體(1)后的基巖中，多根錨桿(3)的裸露端在同一水平面內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種防御洪水及泥石流的曲面路基防護(hù)結(jié)構(gòu)，包括沿河道設(shè)置的防護(hù)結(jié)構(gòu)本體，其改進(jìn)在于在防護(hù)結(jié)構(gòu)本體上朝向河道的一側(cè)，設(shè)置溝槽，溝槽表面在防護(hù)結(jié)構(gòu)本體上形成內(nèi)凹的曲面。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是顯著調(diào)節(jié)洪水及泥石流流向，將沖向溝岸的洪水及泥石流體快速調(diào)節(jié)拋入到河道主流區(qū)域排泄，減輕泥石流對(duì)沿河公路路基路面造成的毀損作用。
文檔編號(hào)E02D5/74GK102011356SQ20101056119
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者劉麗, 唐紅梅, 陳洪凱 申請(qǐng)人:劉麗, 唐紅梅, 陳洪凱