一种阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽及其应用.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410039833.9

申请日:

2014.01.27

公开号:

CN103806410A

公开日:

2014.05.21

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E02B 3/10申请日:20140127|||公开

IPC分类号:

E02B3/10

主分类号:

E02B3/10

申请人:

中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所

发明人:

陈晓清; 赵万玉; 游勇; 崔鹏; 陈剑刚

地址:

610041 四川省成都市武侯区人民南路四段9号

优先权:

专利代理机构:

成都赛恩斯知识产权代理事务所(普通合伙) 51212

代理人:

王璐瑶

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内容摘要

本发明公开了一种适用于特别大沟床纵比降山洪泥石流沟的阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽。所述排导槽槽底包括若干全衬砌阶梯段和充填于上下游阶梯段之间的双潭段;阶梯段包括位于上游的上端齿槛、位于下游的下端齿槛、及连接上下端齿槛的全衬砌底板;双潭段包括位于上游的上潭、位于下游的下潭、及位于上下潭之间的潭间齿槛,上潭顶面与潭间齿槛顶面平齐,下潭顶面与下游阶梯段的最高处平齐;上潭采用刚性护底,其上依次铺设钢索网箱体和耗能块石;下潭采用刚性护底,其上铺设耗能块石。与现有技术相比,本发明充分利用阶梯-双潭结构调控山洪泥石流流速,控制山洪泥石流体对槽底的冲刷,保障正常排导功能发挥,减小后期维护费用。

权利要求书

1.一种阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽,包括排导槽槽底及其两侧的排导
槽侧墙(1),其特征在于:所述排导槽槽底包括若干按一定间距设置的全衬
砌的阶梯段(2)和充填于上下游阶梯段(2)之间的双潭段;阶梯段(2)
包括位于上游的上端齿槛(3)、位于下游的下端齿槛(4)、及连接上端齿槛
(3)和下端齿槛(4)的全衬砌底板(5);所述双潭段包括位于上游的上潭、
位于下游的下潭、及位于上潭和下潭之间的潭间齿槛(11),上潭顶面与潭
间齿槛(11)顶面平齐,下潭顶面与下游阶梯段(2)的最高处平齐;所述
上潭包括上潭刚性护底(6),设于上潭刚性护底(6)上方、由若干结构为
钢索网包裹块石的钢索网箱体组成的钢索网箱体耗能层(7),以及设于侧墙
(1)、钢索网箱体耗能层(7)、上游阶梯段(2)下端齿槛(4)和潭间齿槛
(11)包围空间内的上潭块石(8);所述下潭包括下潭刚性护底(9),以及
设于侧墙(1)、下潭刚性护底(9)、下游阶梯段(2)上端齿槛(3)和潭间
齿槛(11)包围空间内的下潭块石(10);上游阶梯段(2)下端齿槛(4)
顶面与上潭顶面之间设有下端齿槛(4)悬空高度h11,潭间齿槛(11)顶面
与下潭顶面之间设有潭间齿槛(11)悬空高度h21
2.根据权利要求1所述的阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽,其特征在于:
所述双潭段长度L5大于等于阶梯段(2)长度L1的三分之一,同时小于等于
阶梯段(2)长度L1;双潭段长度L5等于上潭长度L2、下潭长度L4及潭间
齿槛(11)宽度L3之和。
3.根据权利要求2所述的阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽,其特征在于:
下端齿槛(4)高度h1等于下端齿槛(4)悬空高度h11、上潭块石(8)铺设
厚度h12、钢索网箱体耗能层(7)厚度h13及上潭刚性护底(6)厚度h14
和;潭间齿槛(11)高度h2等于潭间齿槛(11)悬空高度h21、下潭块石(10)
铺设厚度h22及下潭刚性护底(9)厚度h23之和;下端齿槛(4)悬空高度
h11大于等于潭间齿槛(11)悬空高度h21;上端齿槛(3)高度h3等于下潭
块石(10)铺设厚度h22与下潭刚性护底(9)厚度h23之和。
4.根据权利要求3所述的阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽,其特征在于:
下端齿槛(4)悬空高度h11与潭间齿槛(11)悬空高度h21之和h11+h21=(L1+L5)
×i0-L1×i1;式中L1为阶梯段(2)长度,L5为双潭段长度,i0为沟床平均
纵比降,取值为0.3-0.5,i1为阶梯段(2)比降,取值为0.08-0.15。
5.根据权利要求4所述的阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽,其特征在于:
下端齿槛(4)悬空高度h11小于等于2.8m,上潭块石(8)铺设厚度h12
0.5-1.0m,钢索网箱体耗能层(7)厚度h13为0.5-1.0m,上潭刚性护底(6)
厚度h14为0.4-1.0m。
6.根据权利要求4所述的阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽,其特征在于:
潭间齿槛(11)悬空高度h21小于等于2.3m,下潭块石(10)铺设厚度h22
为0.5-1.0m,下潭刚性护底(9)厚度h23为0.4-1.0m。
7.根据权利要求4所述的阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽,其特征在于:
潭间齿槛(11)宽度L3为1.0-1.5m,上潭长度L2为1.5-3.0m,下潭长度L4
为1.0-1.5m,阶梯段(2)长度L1为6.0-10.5m。
8.根据权利要求1-7任一所述的阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽,其特征在
于:所述钢索网箱体的长和宽为1.5-3.0m,高为0.5-1.0m;所述钢索网箱体
的钢索网网孔大小为0.1m×0.1m-0.2m×0.2m,钢索直径为0.005-0.01m,钢
索网内包裹块石的最小粒径为钢索网网孔直径的1.2-2.0倍。
9.根据权利要求1-7任一所述的阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽,其特征在
于:底板(5)为浆砌石结构、或混凝土结构、或钢筋混凝土结构,厚度为
0.5-1.0m;排导槽槽底宽度B和排导槽深度H之比大于等于2.0。
10.如权利要求1所述的阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽的应用,其特征
在于:适用于沟床平均纵比降i0为0.3-0.5的山洪和泥石流排导。

说明书

一种阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽及其应用

技术领域

本发明涉及一种山洪泥石流防治技术,特别是涉及一种适用于特别大沟床
纵比降山洪泥石流沟的阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽。

背景技术

山洪泥石流灾害是我国地质灾害的主要类型之一。随着山区经济的发展、
西部大开发的深化,山洪泥石流工程防治需求越来越旺盛。排导槽作为山洪泥
石流防治工程的主要类型之一,在山洪泥石流治理中大量使用。

在汶川地震后,出现了大量的沟床纵比降特别大的山洪泥石流沟,其沟床
纵比降甚至达到0.50-0.60。针对沟床比降特别大的山洪泥石流,目前常用的全
衬砌型泥石流排导槽(俗称V型槽)能安全排导山洪,但如果使用V型槽来排
导泥石流,会出现因泥石流在槽中运动速度太大而强烈磨蚀槽底,导致大大降
低排导槽的使用寿命、增加运行期的维护费用。针对沟床比降特别大的山洪泥
石流,箱体衬砌式泥石流排导槽(ZL201110380681.5)能安全排导山洪,但如果
使用箱体衬砌式泥石流排导槽来排导泥石流,针对低频泥石流的防治效果较好,
但针对高频泥石流,由于箱体壁的抗磨蚀能力和抗冲击能力有限,容易出现箱
体壁被破坏而大大降低对泥石流的调控效果。针对沟床比降特别大的山洪泥石
流,如果使用目前常用的肋槛软基消能型泥石流排导槽(俗称东川槽)来排导
山洪,山洪通过肋槛后强大的动能会冲刷槽底土体,威胁肋槛安全,导致排导
槽整体破坏;如果使用东川槽来排导泥石流,当肋槛间距较大时,会出现泥石
流跌落高差过大,与槽底土体强烈作用而冲刷槽底,威胁肋槛安全,导致排导
槽整体破坏,当肋槛间距较小时,不但会大大增加工程投资,也不能很好保障
肋槛的安全。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足,针对沟床纵比降特别大、山洪泥石
流频发情况下山洪泥石流体强烈的磨蚀和冲刷作用常造成排导槽槽底严重破坏、
无法正常使用、后期维护费用高昂的情况,提供一种安全性高、后期维护费用
少、同时满足排泄山洪和泥石流、适用于特别大沟床纵比降山洪泥石流沟的阶
梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽。

为实现上述目的,本发明的技术方案是:

本发明提出的一种阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽,包括排导槽槽底及
其两侧的排导槽侧墙;所述排导槽槽底包括若干按一定间距设置的全衬砌的阶
梯段和充填于上下游阶梯段之间的双潭段;阶梯段包括位于上游的上端齿槛、
位于下游的下端齿槛、及连接上端齿槛和下端齿槛的全衬砌底板;所述双潭段
包括位于上游的上潭、位于下游的下潭、及位于上潭和下潭之间的潭间齿槛,
上潭顶面与潭间齿槛顶面平齐,下潭顶面与下游阶梯段的最高处平齐;所述上
潭包括上潭刚性护底,设于上潭刚性护底上方、由若干结构为钢索网包裹块石
的钢索网箱体组成的钢索网箱体耗能层(即钢索网箱体耗能层由若干个钢索网
箱体组成,钢索网箱体的结构为钢索网包裹块石),以及设于侧墙、钢索网箱体
耗能层、上游阶梯段下端齿槛和潭间齿槛包围空间内的上潭块石;所述下潭包
括下潭刚性护底,以及设于侧墙、下潭刚性护底、下游阶梯段上端齿槛和潭间
齿槛包围空间内的下潭块石;上游阶梯段下端齿槛顶面与上潭顶面之间设有下
端齿槛悬空高度h11,潭间齿槛顶面与下潭顶面之间设有潭间齿槛悬空高度h21

所述双潭段发挥的最主要功能是消耗部分山洪泥石流运动动能、调控山洪泥
石流流速、控制山洪泥石流体对排导槽槽底的冲刷。所述双潭包括上潭和下潭,
两潭中充填的块石与山洪泥石流体相互作用来消耗山洪泥石流运动动能,实现
调控山洪泥石流流速、控制山洪泥石流对槽底冲刷和对阶梯段磨蚀的目的。所
述钢索网箱体耗能层可以吸收山洪泥石流的冲击能量,经过上潭的吸能、缓冲,
山洪泥石流对下潭的冲击大大减弱,因此下潭不设钢索网箱体耗能层。所述两
潭中的刚性护底能够阻止山洪泥石流体与槽底地基土体交换,从而控制山洪泥
石流体对排导槽槽底的冲刷,保障正常排导功能发挥,减小后期维护费用;针
对排泄山洪,刚性护底有助于形成封闭水潭进一步对山洪进行消能。

所述双潭段长度L5等于上潭长度L2、下潭长度L4及潭间齿槛宽度L3之和。
下端齿槛高度h1等于下端齿槛悬空高度h11、上潭块石铺设厚度h12、钢索网箱
体耗能层厚度h13及上潭刚性护底厚度h14之和;潭间齿槛高度h2等于潭间齿槛
悬空高度h21、下潭块石铺设厚度h22及下潭刚性护底厚度h23之和;上端齿槛高
度h3等于下潭块石铺设厚度h22与下潭刚性护底厚度h23之和。

下端齿槛悬空高度h11与潭间齿槛悬空高度h21之和h11+h21=(L1+L5)×i0-L1
×i1;式中L1为阶梯段长度,单位m,L5为双潭段长度,单位m,i0为沟床平均
纵比降,一般取值为0.3-0.5,i1为阶梯段比降,一般取值为0.08-0.15。为了充
分发挥钢索网箱体耗能层的吸能功效,并降低潭间齿槛的破坏概率,下端齿槛
悬空高度h11大于等于潭间齿槛悬空高度h21。为了平衡控制投资和施工进度,
下端齿槛悬空高度h11宜控制小于等于2.8m,潭间齿槛悬空高度h21宜控制小于
等于2.3m,为此,双潭段长度L5大于等于阶梯段长度L1的三分之一,同时小
于等于阶梯段长度L1

上潭块石铺设厚度h12、钢索网箱体耗能层厚度h13、上潭刚性护底厚度h14
主要根据设计山洪泥石流体最大容重和下端齿槛悬空高度h11来规划,一般h12
取0.5-1.0m,h13取0.5-1.0m,h14取0.4-1.0m;当设计山洪泥石流体最大容重较
大、下端齿槛悬空高度h11较大时,h12、h13、h14取大值,当设计山洪泥石流体
最大容重较小、下端齿槛悬空高度h11较小时,h12、h13、h14取小值。

下潭块石铺设厚度h22、下潭刚性护底厚度h23主要根据设计山洪泥石流体最
大容重和潭间齿槛悬空高度h21来规划,一般h22取0.5-1.0m,h23取0.4-1.0m;
当设计山洪泥石流体最大容重较大、潭间齿槛悬空高度h21较大时,h22、h23
大值,当设计山洪泥石流体最大容重较小、潭间齿槛悬空高度h21较小时,h22
h23取小值。

潭间齿槛宽度L3主要根据沟床平均纵比降i0来规划,一般L3取1.0-1.5m;
当沟床平均纵比降i0较大时,L3取大值,当沟床平均纵比降i0较小时,L3取小
值。上潭长度L2、下潭长度L4主要根据设计山洪泥石流体最大容重来规划,一
般L2取1.5-3.0m,L4取1.0-1.5m;当设计山洪泥石流体最大容重较大时,L2
L4取大值,当设计山洪泥石流体最大容重较小时,L2和L4取小值。

组成钢索网箱体耗能层的所述钢索网箱体的长和宽一般为1.5-3.0m,高一般
为0.5-1.0m。所述钢索网箱体的钢索网网孔大小一般为0.1m×0.1m-0.2m×0.2m,
钢索直径一般为0.005-0.01m,主要根据设计山洪泥石流体最大容重和下端齿槛
悬空高度h11来规划;当设计山洪泥石流体最大容重较大、下端齿槛悬空高度h11
较大时,网孔大小、钢索直径取大值,当设计山洪泥石流体最大容重较小、下
端齿槛悬空高度h11较小时,网孔大小、钢索直径取小值。所述钢索网箱体的钢
索网内包裹块石的最小粒径宜为钢索网网孔直径的1.2-2.0倍。

双潭段的上潭块石粒径和下潭块石粒径根据设计山洪泥石流体最大容重来
规划,一般取0.2-0.5m,当设计山洪泥石流体最大容重较大时,块石粒径取大值,
当设计山洪泥石流体最大容重较小时,块石粒径取小值。

全衬砌底板一般为浆砌石结构、或混凝土结构、或钢筋混凝土结构,厚度一
般为0.5-1.0m。阶梯段比降i1根据全衬砌底板材料的耐磨性确定,一般取
0.08-0.15。阶梯段长度L1主要根据沟床平均纵比降i0和全衬砌底板材料来规划,
一般取6.0-10.5m;当沟床平均纵比降i0较大、全衬砌底板材料耐磨性较小时,
阶梯段长度L1取小值;当沟床平均纵比降i0较小、全衬砌底板材料耐磨性较大
时,阶梯段长度L1取大值。

为了更适合沟床纵比降特别大情况下均衡排泄山洪泥石流,避免出现强烈冲
刷和淤积的情况,排导槽槽底宽度B和排导槽深度H(即侧墙有效高度)之比
大于等于2.0,即B/H≥2.0。所述沟床纵比降特别大一般指沟床平均纵比降i0
大于等于0.30,即i0≥0.30。本发明提出的阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽
特别适用于沟床平均纵比降i0为0.3-0.5的山洪和泥石流排导。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:充分利用阶梯-双潭结构使山洪泥
石流体与块石相互作用来消耗部分运动动能,调控山洪泥石流流速,并利用钢
索网箱体吸收山洪泥石流的部分冲击能量,利用刚性护底防止山洪泥石流对槽
底的冲刷,从而保障正常排导功能发挥,减小后期维护费用;与全衬砌型排导
槽相比,在陡坡条件下排导山洪泥石流更安全,有效调控山洪泥石流流速,减
小山洪泥石流对槽底的磨蚀,工程可靠性大幅度提高,后期维护费用降低
60~80%,与肋槛软基消能型排导槽相比,更有效控制山洪泥石流对槽底的冲刷
侵蚀,保证槽体安全,工程可靠性大幅度提高,后期维护费用降低20~40%,与
箱体衬砌式排导槽相比,在保证排导槽安全、长期运行条件下,更能兼顾投资
与后期维护费用的平衡,设计期限内工程总投资降低20~40%。

附图说明

图1是阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽的俯视示意图。

图2是阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽的侧面纵剖面示意图。

图3是阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽的槽心纵剖面示意图。

图4是阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽的槽心纵剖面放大示意图。

图5是阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽的双潭段上潭横截面示意图。

图6是阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽的双潭段下潭横截面示意图。

图7是阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽的阶梯段横截面示意图。

图中标号如下:

1   侧墙                    2    阶梯段

3   上端齿槛                4  下端齿槛

5   底板                    6    上潭刚性护底

7   钢索网箱体耗能层        8    上潭块石

9   下潭刚性护底            10    下潭块石

11  潭间齿槛

i1  阶梯段比降              i0    沟床平均纵比降

B   槽底宽度                H    排导槽深度

h1  下端齿槛高度            h11    下端齿槛悬空高度

h12 上潭块石铺设厚度        h13    钢索网箱体耗能层厚度

h14 上潭刚性护底厚度        h2    潭间齿槛高度

h21 潭间齿槛悬空高度        h22    下潭块石铺设厚度

h23 下潭刚性护底厚度        h3    上端齿槛高度

L1  阶梯段长度              L2    上潭长度

L3  潭间齿槛宽度            L4    下潭长度

L5  双潭段长度

具体实施方式

下面结合附图,对本发明的优选实施例作进一步的描述。

实施例一

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示。某山洪泥石流沟流域面
积1.64km2,为了控制山洪泥石流灾害,规划在流域中部设置拦砂坝1座、堆积
扇上修建排导槽180m。针对排导槽,槽底沟床平均纵比降i0为0.5,排泄山洪
泥石流设计流量82m3/s,设计山洪泥石流体最大容重21.0kN/m3;为了控制山洪
泥石流强烈的磨蚀和冲刷作用,采用阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽。阶梯-
双潭结构型山洪泥石流排导槽包括排导槽槽底及其两侧的排导槽侧墙1,所述排
导槽槽底包括若干按一定间距设置的全衬砌的阶梯段2和充填于上下游阶梯段2
之间的双潭段。阶梯段2包括位于上游的上端齿槛3、位于下游的下端齿槛4、
及连接上端齿槛3和下端齿槛4的全衬砌底板5。所述双潭段包括位于上游的上
潭、位于下游的下潭、及位于上潭和下潭之间的潭间齿槛11;上潭顶面与潭间
齿槛11顶面平齐,下潭顶面与下游阶梯段2的最高处平齐。所述上潭包括上潭
刚性护底6,设于上潭刚性护底6上方、由若干结构为钢索网包裹块石的钢索网
箱体组成的钢索网箱体耗能层7,以及设于侧墙1、钢索网箱体耗能层7、上游
阶梯段2下端齿槛4和潭间齿槛11包围空间内的上潭块石8。所述下潭包括下
潭刚性护底9,以及设于侧墙1、下潭刚性护底9、下游阶梯段2上端齿槛3和
潭间齿槛11包围空间内的下潭块石10。上游阶梯段2下端齿槛4顶面与上潭顶
面之间设有下端齿槛4悬空高度h11,潭间齿槛11顶面与下潭顶面之间设有潭间
齿槛11悬空高度h21

根据山洪泥石流区域的实际情况——排泄山洪泥石流设计流量82m3/s、槽
底沟床平均纵比降i0为0.5、设计山洪泥石流体最大容重21.0kN/m3,规划设计
排导槽槽底宽度B为8.0m、排导槽深度H为2.5m。

根据设计山洪泥石流体最大容重,确定上潭长度L2取3.0m、下潭长度L4
取1.5m;根据沟床平均纵比降i0,确定潭间齿槛11宽度L3取1.5m;进而确定
双潭段长度L5=L2+L4=L3=3.0+1.5+1.5=6.0m。全衬砌底板5采用钢筋混凝土结构,
厚度取1.0m,阶梯段2比降i1取0.15,阶梯段2长度L1取6.0m。上潭块石8
和下潭块石10的粒径取0.5m。

下端齿槛4悬空高度h11与潭间齿槛11悬空高度h21之和h11+h21=(L1+L5
i0-L1×i1=(6.0+6.0)×0.5-6.0×0.15=5.1m,进而确定下端齿槛4悬空高度h11
取2.8m,潭间齿槛11悬空高度h21取2.3m。

根据设计山洪泥石流体最大容重和下端齿槛4悬空高度h11,规划上潭块石
8铺设厚度h12取1.0m、钢索网箱体耗能层7厚度h13取1.0m、上潭刚性护底6
厚度h14取1.0m。根据设计山洪泥石流体最大容重和潭间齿槛11悬空高度h21
规划下潭块石10铺设厚度h22取1.0m、下潭刚性护底9厚度h23取1.0m。

阶梯段2下端齿槛4高度h1=h11+h12+h13+h14=2.8+1.0+1.0+1.0=5.8m;潭间齿
槛11高度h2=h21+h22+h23=2.3+1.0+1.0=4.3m;阶梯段2上端齿槛3高度
h3=h22+h23=1.0+1.0=2.0m。

根据设计山洪泥石流体最大容重和下端齿槛4悬空高度h11来规划钢索网箱
体耗能层7,钢索网箱体的长和宽取1.5m、高取1.0m,钢索网网孔大小取0.2m
×0.2m,钢索直径取0.01m,钢索网箱体的钢索网内包裹块石的粒径大于等于
0.4m。

综上,阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽的关键参数为:排导槽槽底宽度
B为8.0m、排导槽深度H为2.5m;对于阶梯段2,阶梯段2比降i1为0.15,阶
梯段2长度L1为6.0m,上端齿槛3高度h3为2.0m,下端齿槛4高度h1为5.8m,
全衬砌底板5采用钢筋混凝土结构、厚度为1.0m;对于上潭,上潭长度L2为3.0m,
下端齿槛4悬空高度h11为2.8m,上潭块石8铺设厚度h12为1.0m、粒径为0.5m,
钢索网箱体耗能层7厚度h13为1.0m,上潭刚性护底6厚度h14为1.0m,钢索网
箱体的长和宽为1.5m、高为1.0m,钢索网网孔大小为0.2m×0.2m,钢索直径为
0.01m,钢索网内包裹块石的粒径不小于0.4m;对于下潭,下潭长度L4为1.5m,
潭间齿槛11悬空高度h21为2.3m,下潭块石10铺设厚度h22为1.0m、粒径为0.5m,
下潭刚性护底9厚度h23为1.0m;对于潭间齿槛11,潭间齿槛11宽度L3为1.5m,
潭间齿槛11高度h2为4.3m。

实施例二

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示。某山洪泥石流沟流域面
积4.6km2,为了控制山洪泥石流灾害,规划在流域中部设置拦砂坝2座、堆积
扇上修建排导槽370m。针对排导槽,槽底沟床平均纵比降i0为0.3,排泄山洪
泥石流设计流量136m3/s,设计山洪泥石流体最大容重15.0kN/m3;为了控制山
洪泥石流强烈的磨蚀和冲刷作用,采用阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽。阶
梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽包括排导槽槽底及其两侧的排导槽侧墙1,所
述排导槽槽底包括若干按一定间距设置的全衬砌的阶梯段2和充填于上下游阶
梯段2之间的双潭段。阶梯段2包括位于上游的上端齿槛3、位于下游的下端齿
槛4、及连接上端齿槛3和下端齿槛4的全衬砌底板5。所述双潭段包括位于上
游的上潭、位于下游的下潭、及位于上潭和下潭之间的潭间齿槛11;上潭顶面
与潭间齿槛11顶面平齐,下潭顶面与下游阶梯段2的最高处平齐。所述上潭包
括上潭刚性护底6,设于上潭刚性护底6上方、由若干结构为钢索网包裹块石的
钢索网箱体组成的钢索网箱体耗能层7,以及设于侧墙1、钢索网箱体耗能层7、
上游阶梯段2下端齿槛4和潭间齿槛11包围空间内的上潭块石8。所述下潭包
括下潭刚性护底9,以及设于侧墙1、下潭刚性护底9、下游阶梯段2上端齿槛
3和潭间齿槛11包围空间内的下潭块石10。上游阶梯段2下端齿槛4顶面与上
潭顶面之间设有下端齿槛4悬空高度h11,潭间齿槛11顶面与下潭顶面之间设有
潭间齿槛11悬空高度h21

根据山洪泥石流区域的实际情况——排泄山洪泥石流设计流量136m3/s、槽
底沟床平均纵比降i0为0.3、设计山洪泥石流体最大容重15.0kN/m3,规划设计
排导槽槽底宽度B为9.0m、排导槽深度H为4.5m。

根据设计山洪泥石流体最大容重,确定上潭长度L2取1.5m、下潭长度L4
取1.0m;根据沟床平均纵比降i0,确定潭间齿槛11宽度L3取1.0m;进而确定
双潭段长度L5=L2+L4=L3=1.5+1.0+1.0=3.5m。全衬砌底板5采用浆砌石结构,厚
度取0.5m,阶梯段2比降i1取0.08,阶梯段2长度L1取10.5m。上潭块石8和
下潭块石10的粒径取0.2m。

下端齿槛4悬空高度h11与潭间齿槛11悬空高度h21之和h11+h21=(L1+L5
i0-L1×i1=(3.5+10.5)×0.3-10.5×0.08=3.36m,进而确定下端齿槛4悬空高度
h11取2.0m,潭间齿槛11悬空高度h21取1.36m。

根据设计山洪泥石流体最大容重和下端齿槛4悬空高度h11,规划上潭块石
8铺设厚度h12取0.5m、钢索网箱体耗能层7厚度h13取0.5m、上潭刚性护底6
厚度h14取0.4m。根据设计山洪泥石流体最大容重和潭间齿槛11悬空高度h21
规划下潭块石10铺设厚度h22取0.5m、下潭刚性护底9厚度h23取0.4m。

阶梯段2下端齿槛4高度h1=h11+h12+h13+h14=2.0+0.5+0.5+0.4=3.4m;潭间齿
槛11高度h2=h21+h22+h23=1.36+0.5+0.4=2.26m;阶梯段2上端齿槛3高度
h3=h22+h23=0.5+0.4=0.9m。

根据设计山洪泥石流体最大容重和下端齿槛4悬空高度h11来规划钢索网箱
体耗能层7,钢索网箱体的长取3.0m、宽取1.5m、高取0.5m,钢索网网孔大小
取0.1m×0.1m,钢索直径取0.005m,钢索网箱体的钢索网内包裹块石的粒径大
于等于0.12m。

综上,阶梯-双潭结构型山洪泥石流排导槽的关键参数为:排导槽槽底宽度
B为9.0m、排导槽深度H为4.5m;对于阶梯段2,阶梯段2比降i1为0.08,阶
梯段2长度L1为10.5m,上端齿槛3高度h3为0.9m,下端齿槛4高度h1为3.4m,
全衬砌底板5采用浆砌石结构、厚度为0.5m;对于上潭,上潭长度L2为1.5m,
下端齿槛4悬空高度h11为2.0m,上潭块石8铺设厚度h12为0.5m、粒径为0.2m,
钢索网箱体耗能层7厚度h13为0.5m,上潭刚性护底6厚度h14为0.4m,钢索网
箱体的长为3.0m、宽为1.5m、高为0.5m,钢索网网孔大小为0.1m×0.1m,钢
索直径为0.005m,钢索网内包裹块石的粒径不小于0.12m;对于下潭,下潭长
度L4为1.0m,潭间齿槛11悬空高度h21为1.36m,下潭块石10铺设厚度h22
0.5m、粒径为0.2m,下潭刚性护底9厚度h23为0.4m;对于潭间齿槛11,潭间
齿槛11宽度L3为1.0m,潭间齿槛11高度h2为2.26m。

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1、10申请公布号CN103806410A43申请公布日20140521CN103806410A21申请号201410039833922申请日20140127E02B3/1020060171申请人中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所地址610041四川省成都市武侯区人民南路四段9号72发明人陈晓清赵万玉游勇崔鹏陈剑刚74专利代理机构成都赛恩斯知识产权代理事务所普通合伙51212代理人王璐瑶54发明名称一种阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽及其应用57摘要本发明公开了一种适用于特别大沟床纵比降山洪泥石流沟的阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽。所述排导槽槽底包括若干全衬砌阶梯段和充填于上下游阶梯段之间的。

2、双潭段;阶梯段包括位于上游的上端齿槛、位于下游的下端齿槛、及连接上下端齿槛的全衬砌底板;双潭段包括位于上游的上潭、位于下游的下潭、及位于上下潭之间的潭间齿槛,上潭顶面与潭间齿槛顶面平齐,下潭顶面与下游阶梯段的最高处平齐;上潭采用刚性护底,其上依次铺设钢索网箱体和耗能块石;下潭采用刚性护底,其上铺设耗能块石。与现有技术相比,本发明充分利用阶梯双潭结构调控山洪泥石流流速,控制山洪泥石流体对槽底的冲刷,保障正常排导功能发挥,减小后期维护费用。51INTCL权利要求书2页说明书6页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书6页附图3页10申请公布号CN10380641。

3、0ACN103806410A1/2页21一种阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽,包括排导槽槽底及其两侧的排导槽侧墙(1),其特征在于所述排导槽槽底包括若干按一定间距设置的全衬砌的阶梯段(2)和充填于上下游阶梯段(2)之间的双潭段;阶梯段(2)包括位于上游的上端齿槛(3)、位于下游的下端齿槛(4)、及连接上端齿槛(3)和下端齿槛(4)的全衬砌底板(5);所述双潭段包括位于上游的上潭、位于下游的下潭、及位于上潭和下潭之间的潭间齿槛(11),上潭顶面与潭间齿槛(11)顶面平齐,下潭顶面与下游阶梯段(2)的最高处平齐;所述上潭包括上潭刚性护底(6),设于上潭刚性护底(6)上方、由若干结构为钢索网包裹块石的。

4、钢索网箱体组成的钢索网箱体耗能层(7),以及设于侧墙(1)、钢索网箱体耗能层(7)、上游阶梯段(2)下端齿槛(4)和潭间齿槛(11)包围空间内的上潭块石(8);所述下潭包括下潭刚性护底(9),以及设于侧墙(1)、下潭刚性护底(9)、下游阶梯段(2)上端齿槛(3)和潭间齿槛(11)包围空间内的下潭块石(10);上游阶梯段(2)下端齿槛(4)顶面与上潭顶面之间设有下端齿槛(4)悬空高度H11,潭间齿槛(11)顶面与下潭顶面之间设有潭间齿槛(11)悬空高度H21。2根据权利要求1所述的阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽,其特征在于所述双潭段长度L5大于等于阶梯段(2)长度L1的三分之一,同时小于等于阶梯。

5、段(2)长度L1;双潭段长度L5等于上潭长度L2、下潭长度L4及潭间齿槛(11)宽度L3之和。3根据权利要求2所述的阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽,其特征在于下端齿槛(4)高度H1等于下端齿槛(4)悬空高度H11、上潭块石(8)铺设厚度H12、钢索网箱体耗能层(7)厚度H13及上潭刚性护底(6)厚度H14之和;潭间齿槛(11)高度H2等于潭间齿槛(11)悬空高度H21、下潭块石(10)铺设厚度H22及下潭刚性护底(9)厚度H23之和;下端齿槛(4)悬空高度H11大于等于潭间齿槛(11)悬空高度H21;上端齿槛(3)高度H3等于下潭块石(10)铺设厚度H22与下潭刚性护底(9)厚度H23之和。4。

6、根据权利要求3所述的阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽,其特征在于下端齿槛(4)悬空高度H11与潭间齿槛(11)悬空高度H21之和H11H21L1L5I0L1I1;式中L1为阶梯段(2)长度,L5为双潭段长度,I0为沟床平均纵比降,取值为0305,I1为阶梯段(2)比降,取值为008015。5根据权利要求4所述的阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽,其特征在于下端齿槛(4)悬空高度H11小于等于28M,上潭块石(8)铺设厚度H12为0510M,钢索网箱体耗能层(7)厚度H13为0510M,上潭刚性护底(6)厚度H14为0410M。6根据权利要求4所述的阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽,其特征在于潭间齿槛(。

7、11)悬空高度H21小于等于23M,下潭块石(10)铺设厚度H22为0510M,下潭刚性护底(9)厚度H23为0410M。7根据权利要求4所述的阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽,其特征在于潭间齿槛(11)宽度L3为1015M,上潭长度L2为1530M,下潭长度L4为1015M,阶梯段(2)长度L1为60105M。8根据权利要求17任一所述的阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽,其特征在于所述钢索网箱体的长和宽为1530M,高为0510M;所述钢索网箱体的钢索网网孔大小为01M01M02M02M,钢索直径为0005001M,钢索网内包裹块石的最小粒径为钢索网网孔直径的1220倍。9根据权利要求17任一所。

8、述的阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽,其特征在于权利要求书CN103806410A2/2页3底板(5)为浆砌石结构、或混凝土结构、或钢筋混凝土结构,厚度为0510M;排导槽槽底宽度B和排导槽深度H之比大于等于20。10如权利要求1所述的阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽的应用,其特征在于适用于沟床平均纵比降I0为0305的山洪和泥石流排导。权利要求书CN103806410A1/6页4一种阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽及其应用技术领域0001本发明涉及一种山洪泥石流防治技术,特别是涉及一种适用于特别大沟床纵比降山洪泥石流沟的阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽。背景技术0002山洪泥石流灾害是我国地质灾害的。

9、主要类型之一。随着山区经济的发展、西部大开发的深化,山洪泥石流工程防治需求越来越旺盛。排导槽作为山洪泥石流防治工程的主要类型之一,在山洪泥石流治理中大量使用。0003在汶川地震后,出现了大量的沟床纵比降特别大的山洪泥石流沟,其沟床纵比降甚至达到050060。针对沟床比降特别大的山洪泥石流,目前常用的全衬砌型泥石流排导槽(俗称V型槽)能安全排导山洪,但如果使用V型槽来排导泥石流,会出现因泥石流在槽中运动速度太大而强烈磨蚀槽底,导致大大降低排导槽的使用寿命、增加运行期的维护费用。针对沟床比降特别大的山洪泥石流,箱体衬砌式泥石流排导槽(ZL2011103806815)能安全排导山洪,但如果使用箱体衬。

10、砌式泥石流排导槽来排导泥石流,针对低频泥石流的防治效果较好,但针对高频泥石流,由于箱体壁的抗磨蚀能力和抗冲击能力有限,容易出现箱体壁被破坏而大大降低对泥石流的调控效果。针对沟床比降特别大的山洪泥石流,如果使用目前常用的肋槛软基消能型泥石流排导槽(俗称东川槽)来排导山洪,山洪通过肋槛后强大的动能会冲刷槽底土体,威胁肋槛安全,导致排导槽整体破坏;如果使用东川槽来排导泥石流,当肋槛间距较大时,会出现泥石流跌落高差过大,与槽底土体强烈作用而冲刷槽底,威胁肋槛安全,导致排导槽整体破坏,当肋槛间距较小时,不但会大大增加工程投资,也不能很好保障肋槛的安全。发明内容0004本发明的目的就是针对现有技术的不足,。

11、针对沟床纵比降特别大、山洪泥石流频发情况下山洪泥石流体强烈的磨蚀和冲刷作用常造成排导槽槽底严重破坏、无法正常使用、后期维护费用高昂的情况,提供一种安全性高、后期维护费用少、同时满足排泄山洪和泥石流、适用于特别大沟床纵比降山洪泥石流沟的阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽。0005为实现上述目的,本发明的技术方案是0006本发明提出的一种阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽,包括排导槽槽底及其两侧的排导槽侧墙;所述排导槽槽底包括若干按一定间距设置的全衬砌的阶梯段和充填于上下游阶梯段之间的双潭段;阶梯段包括位于上游的上端齿槛、位于下游的下端齿槛、及连接上端齿槛和下端齿槛的全衬砌底板;所述双潭段包括位于上游的上。

12、潭、位于下游的下潭、及位于上潭和下潭之间的潭间齿槛,上潭顶面与潭间齿槛顶面平齐,下潭顶面与下游阶梯段的最高处平齐;所述上潭包括上潭刚性护底,设于上潭刚性护底上方、由若干结构为钢索网包裹块石的钢索网箱体组成的钢索网箱体耗能层(即钢索网箱体耗能层由若干个钢索网箱体组成,钢索网箱体的结构为钢索网包裹块石),以及设于侧墙、钢索网箱体耗能层、上游阶说明书CN103806410A2/6页5梯段下端齿槛和潭间齿槛包围空间内的上潭块石;所述下潭包括下潭刚性护底,以及设于侧墙、下潭刚性护底、下游阶梯段上端齿槛和潭间齿槛包围空间内的下潭块石;上游阶梯段下端齿槛顶面与上潭顶面之间设有下端齿槛悬空高度H11,潭间齿槛。

13、顶面与下潭顶面之间设有潭间齿槛悬空高度H21。0007所述双潭段发挥的最主要功能是消耗部分山洪泥石流运动动能、调控山洪泥石流流速、控制山洪泥石流体对排导槽槽底的冲刷。所述双潭包括上潭和下潭,两潭中充填的块石与山洪泥石流体相互作用来消耗山洪泥石流运动动能,实现调控山洪泥石流流速、控制山洪泥石流对槽底冲刷和对阶梯段磨蚀的目的。所述钢索网箱体耗能层可以吸收山洪泥石流的冲击能量,经过上潭的吸能、缓冲,山洪泥石流对下潭的冲击大大减弱,因此下潭不设钢索网箱体耗能层。所述两潭中的刚性护底能够阻止山洪泥石流体与槽底地基土体交换,从而控制山洪泥石流体对排导槽槽底的冲刷,保障正常排导功能发挥,减小后期维护费用;针。

14、对排泄山洪,刚性护底有助于形成封闭水潭进一步对山洪进行消能。0008所述双潭段长度L5等于上潭长度L2、下潭长度L4及潭间齿槛宽度L3之和。下端齿槛高度H1等于下端齿槛悬空高度H11、上潭块石铺设厚度H12、钢索网箱体耗能层厚度H13及上潭刚性护底厚度H14之和;潭间齿槛高度H2等于潭间齿槛悬空高度H21、下潭块石铺设厚度H22及下潭刚性护底厚度H23之和;上端齿槛高度H3等于下潭块石铺设厚度H22与下潭刚性护底厚度H23之和。0009下端齿槛悬空高度H11与潭间齿槛悬空高度H21之和H11H21L1L5I0L1I1;式中L1为阶梯段长度,单位M,L5为双潭段长度,单位M,I0为沟床平均纵比降。

15、,一般取值为0305,I1为阶梯段比降,一般取值为008015。为了充分发挥钢索网箱体耗能层的吸能功效,并降低潭间齿槛的破坏概率,下端齿槛悬空高度H11大于等于潭间齿槛悬空高度H21。为了平衡控制投资和施工进度,下端齿槛悬空高度H11宜控制小于等于28M,潭间齿槛悬空高度H21宜控制小于等于23M,为此,双潭段长度L5大于等于阶梯段长度L1的三分之一,同时小于等于阶梯段长度L1。0010上潭块石铺设厚度H12、钢索网箱体耗能层厚度H13、上潭刚性护底厚度H14主要根据设计山洪泥石流体最大容重和下端齿槛悬空高度H11来规划,一般H12取0510M,H13取0510M,H14取0410M;当设计山。

16、洪泥石流体最大容重较大、下端齿槛悬空高度H11较大时,H12、H13、H14取大值,当设计山洪泥石流体最大容重较小、下端齿槛悬空高度H11较小时,H12、H13、H14取小值。0011下潭块石铺设厚度H22、下潭刚性护底厚度H23主要根据设计山洪泥石流体最大容重和潭间齿槛悬空高度H21来规划,一般H22取0510M,H23取0410M;当设计山洪泥石流体最大容重较大、潭间齿槛悬空高度H21较大时,H22、H23取大值,当设计山洪泥石流体最大容重较小、潭间齿槛悬空高度H21较小时,H22、H23取小值。0012潭间齿槛宽度L3主要根据沟床平均纵比降I0来规划,一般L3取1015M;当沟床平均纵比。

17、降I0较大时,L3取大值,当沟床平均纵比降I0较小时,L3取小值。上潭长度L2、下潭长度L4主要根据设计山洪泥石流体最大容重来规划,一般L2取1530M,L4取1015M;当设计山洪泥石流体最大容重较大时,L2和L4取大值,当设计山洪泥石流体最大容重较小时,L2和L4取小值。0013组成钢索网箱体耗能层的所述钢索网箱体的长和宽一般为1530M,高一般为说明书CN103806410A3/6页60510M。所述钢索网箱体的钢索网网孔大小一般为01M01M02M02M,钢索直径一般为0005001M,主要根据设计山洪泥石流体最大容重和下端齿槛悬空高度H11来规划;当设计山洪泥石流体最大容重较大、下端。

18、齿槛悬空高度H11较大时,网孔大小、钢索直径取大值,当设计山洪泥石流体最大容重较小、下端齿槛悬空高度H11较小时,网孔大小、钢索直径取小值。所述钢索网箱体的钢索网内包裹块石的最小粒径宜为钢索网网孔直径的1220倍。0014双潭段的上潭块石粒径和下潭块石粒径根据设计山洪泥石流体最大容重来规划,一般取0205M,当设计山洪泥石流体最大容重较大时,块石粒径取大值,当设计山洪泥石流体最大容重较小时,块石粒径取小值。0015全衬砌底板一般为浆砌石结构、或混凝土结构、或钢筋混凝土结构,厚度一般为0510M。阶梯段比降I1根据全衬砌底板材料的耐磨性确定,一般取008015。阶梯段长度L1主要根据沟床平均纵比。

19、降I0和全衬砌底板材料来规划,一般取60105M;当沟床平均纵比降I0较大、全衬砌底板材料耐磨性较小时,阶梯段长度L1取小值;当沟床平均纵比降I0较小、全衬砌底板材料耐磨性较大时,阶梯段长度L1取大值。0016为了更适合沟床纵比降特别大情况下均衡排泄山洪泥石流,避免出现强烈冲刷和淤积的情况,排导槽槽底宽度B和排导槽深度H(即侧墙有效高度)之比大于等于20,即B/H20。所述沟床纵比降特别大一般指沟床平均纵比降I0大于等于030,即I0030。本发明提出的阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽特别适用于沟床平均纵比降I0为0305的山洪和泥石流排导。0017与现有技术相比,本发明的有益效果是充分利用阶梯。

20、双潭结构使山洪泥石流体与块石相互作用来消耗部分运动动能,调控山洪泥石流流速,并利用钢索网箱体吸收山洪泥石流的部分冲击能量,利用刚性护底防止山洪泥石流对槽底的冲刷,从而保障正常排导功能发挥,减小后期维护费用;与全衬砌型排导槽相比,在陡坡条件下排导山洪泥石流更安全,有效调控山洪泥石流流速,减小山洪泥石流对槽底的磨蚀,工程可靠性大幅度提高,后期维护费用降低6080,与肋槛软基消能型排导槽相比,更有效控制山洪泥石流对槽底的冲刷侵蚀,保证槽体安全,工程可靠性大幅度提高,后期维护费用降低2040,与箱体衬砌式排导槽相比,在保证排导槽安全、长期运行条件下,更能兼顾投资与后期维护费用的平衡,设计期限内工程总投。

21、资降低2040。附图说明0018图1是阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽的俯视示意图。0019图2是阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽的侧面纵剖面示意图。0020图3是阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽的槽心纵剖面示意图。0021图4是阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽的槽心纵剖面放大示意图。0022图5是阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽的双潭段上潭横截面示意图。0023图6是阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽的双潭段下潭横截面示意图。0024图7是阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽的阶梯段横截面示意图。0025图中标号如下00261侧墙2阶梯段说明书CN103806410A4/6页700273上端齿槛4下端齿槛002。

22、85底板6上潭刚性护底00297钢索网箱体耗能层8上潭块石00309下潭刚性护底10下潭块石003111潭间齿槛0032I1阶梯段比降I0沟床平均纵比降0033B槽底宽度H排导槽深度0034H1下端齿槛高度H11下端齿槛悬空高度0035H12上潭块石铺设厚度H13钢索网箱体耗能层厚度0036H14上潭刚性护底厚度H2潭间齿槛高度0037H21潭间齿槛悬空高度H22下潭块石铺设厚度0038H23下潭刚性护底厚度H3上端齿槛高度0039L1阶梯段长度L2上潭长度0040L3潭间齿槛宽度L4下潭长度0041L5双潭段长度具体实施方式0042下面结合附图,对本发明的优选实施例作进一步的描述。0043实。

23、施例一0044如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示。某山洪泥石流沟流域面积164KM2,为了控制山洪泥石流灾害,规划在流域中部设置拦砂坝1座、堆积扇上修建排导槽180M。针对排导槽,槽底沟床平均纵比降I0为05,排泄山洪泥石流设计流量82M3/S,设计山洪泥石流体最大容重210KN/M3;为了控制山洪泥石流强烈的磨蚀和冲刷作用,采用阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽。阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽包括排导槽槽底及其两侧的排导槽侧墙1,所述排导槽槽底包括若干按一定间距设置的全衬砌的阶梯段2和充填于上下游阶梯段2之间的双潭段。阶梯段2包括位于上游的上端齿槛3、位于下游的下端齿槛4、及连接上端。

24、齿槛3和下端齿槛4的全衬砌底板5。所述双潭段包括位于上游的上潭、位于下游的下潭、及位于上潭和下潭之间的潭间齿槛11;上潭顶面与潭间齿槛11顶面平齐,下潭顶面与下游阶梯段2的最高处平齐。所述上潭包括上潭刚性护底6,设于上潭刚性护底6上方、由若干结构为钢索网包裹块石的钢索网箱体组成的钢索网箱体耗能层7,以及设于侧墙1、钢索网箱体耗能层7、上游阶梯段2下端齿槛4和潭间齿槛11包围空间内的上潭块石8。所述下潭包括下潭刚性护底9,以及设于侧墙1、下潭刚性护底9、下游阶梯段2上端齿槛3和潭间齿槛11包围空间内的下潭块石10。上游阶梯段2下端齿槛4顶面与上潭顶面之间设有下端齿槛4悬空高度H11,潭间齿槛11。

25、顶面与下潭顶面之间设有潭间齿槛11悬空高度H21。0045根据山洪泥石流区域的实际情况排泄山洪泥石流设计流量82M3/S、槽底沟床平均纵比降I0为05、设计山洪泥石流体最大容重210KN/M3,规划设计排导槽槽底宽度B为80M、排导槽深度H为25M。0046根据设计山洪泥石流体最大容重,确定上潭长度L2取30M、下潭长度L4取说明书CN103806410A5/6页815M;根据沟床平均纵比降I0,确定潭间齿槛11宽度L3取15M;进而确定双潭段长度L5L2L4L330151560M。全衬砌底板5采用钢筋混凝土结构,厚度取10M,阶梯段2比降I1取015,阶梯段2长度L1取60M。上潭块石8和下。

26、潭块石10的粒径取05M。0047下端齿槛4悬空高度H11与潭间齿槛11悬空高度H21之和H11H21L1L5I0L1I16060056001551M,进而确定下端齿槛4悬空高度H11取28M,潭间齿槛11悬空高度H21取23M。0048根据设计山洪泥石流体最大容重和下端齿槛4悬空高度H11,规划上潭块石8铺设厚度H12取10M、钢索网箱体耗能层7厚度H13取10M、上潭刚性护底6厚度H14取10M。根据设计山洪泥石流体最大容重和潭间齿槛11悬空高度H21,规划下潭块石10铺设厚度H22取10M、下潭刚性护底9厚度H23取10M。0049阶梯段2下端齿槛4高度H1H11H12H13H14281。

27、0101058M;潭间齿槛11高度H2H21H22H2323101043M;阶梯段2上端齿槛3高度H3H22H23101020M。0050根据设计山洪泥石流体最大容重和下端齿槛4悬空高度H11来规划钢索网箱体耗能层7,钢索网箱体的长和宽取15M、高取10M,钢索网网孔大小取02M02M,钢索直径取001M,钢索网箱体的钢索网内包裹块石的粒径大于等于04M。0051综上,阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽的关键参数为排导槽槽底宽度B为80M、排导槽深度H为25M;对于阶梯段2,阶梯段2比降I1为015,阶梯段2长度L1为60M,上端齿槛3高度H3为20M,下端齿槛4高度H1为58M,全衬砌底板5采用。

28、钢筋混凝土结构、厚度为10M;对于上潭,上潭长度L2为30M,下端齿槛4悬空高度H11为28M,上潭块石8铺设厚度H12为10M、粒径为05M,钢索网箱体耗能层7厚度H13为10M,上潭刚性护底6厚度H14为10M,钢索网箱体的长和宽为15M、高为10M,钢索网网孔大小为02M02M,钢索直径为001M,钢索网内包裹块石的粒径不小于04M;对于下潭,下潭长度L4为15M,潭间齿槛11悬空高度H21为23M,下潭块石10铺设厚度H22为10M、粒径为05M,下潭刚性护底9厚度H23为10M;对于潭间齿槛11,潭间齿槛11宽度L3为15M,潭间齿槛11高度H2为43M。0052实施例二0053如图。

29、1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示。某山洪泥石流沟流域面积46KM2,为了控制山洪泥石流灾害,规划在流域中部设置拦砂坝2座、堆积扇上修建排导槽370M。针对排导槽,槽底沟床平均纵比降I0为03,排泄山洪泥石流设计流量136M3/S,设计山洪泥石流体最大容重150KN/M3;为了控制山洪泥石流强烈的磨蚀和冲刷作用,采用阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽。阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽包括排导槽槽底及其两侧的排导槽侧墙1,所述排导槽槽底包括若干按一定间距设置的全衬砌的阶梯段2和充填于上下游阶梯段2之间的双潭段。阶梯段2包括位于上游的上端齿槛3、位于下游的下端齿槛4、及连接上端齿槛3和下端齿槛4。

30、的全衬砌底板5。所述双潭段包括位于上游的上潭、位于下游的下潭、及位于上潭和下潭之间的潭间齿槛11;上潭顶面与潭间齿槛11顶面平齐,下潭顶面与下游阶梯段2的最高处平齐。所述上潭包括上潭刚性护底6,设于上潭刚性护底6上方、由若干结构为钢索网包裹块石的钢索网箱体组成的钢索网箱体耗能层7,以及设于侧墙1、钢索网箱体耗能层7、上游阶梯段2下端齿槛4和潭间齿槛11包围空间内的上潭块石8。所述下潭包括下潭刚性护底9,以及设于侧墙1、下潭刚性护底9、下游阶梯段2上端齿槛3说明书CN103806410A6/6页9和潭间齿槛11包围空间内的下潭块石10。上游阶梯段2下端齿槛4顶面与上潭顶面之间设有下端齿槛4悬空高。

31、度H11,潭间齿槛11顶面与下潭顶面之间设有潭间齿槛11悬空高度H21。0054根据山洪泥石流区域的实际情况排泄山洪泥石流设计流量136M3/S、槽底沟床平均纵比降I0为03、设计山洪泥石流体最大容重150KN/M3,规划设计排导槽槽底宽度B为90M、排导槽深度H为45M。0055根据设计山洪泥石流体最大容重,确定上潭长度L2取15M、下潭长度L4取10M;根据沟床平均纵比降I0,确定潭间齿槛11宽度L3取10M;进而确定双潭段长度L5L2L4L315101035M。全衬砌底板5采用浆砌石结构,厚度取05M,阶梯段2比降I1取008,阶梯段2长度L1取105M。上潭块石8和下潭块石10的粒径取。

32、02M。0056下端齿槛4悬空高度H11与潭间齿槛11悬空高度H21之和H11H21L1L5I0L1I13510503105008336M,进而确定下端齿槛4悬空高度H11取20M,潭间齿槛11悬空高度H21取136M。0057根据设计山洪泥石流体最大容重和下端齿槛4悬空高度H11,规划上潭块石8铺设厚度H12取05M、钢索网箱体耗能层7厚度H13取05M、上潭刚性护底6厚度H14取04M。根据设计山洪泥石流体最大容重和潭间齿槛11悬空高度H21,规划下潭块石10铺设厚度H22取05M、下潭刚性护底9厚度H23取04M。0058阶梯段2下端齿槛4高度H1H11H12H13H1420050504。

33、34M;潭间齿槛11高度H2H21H22H231360504226M;阶梯段2上端齿槛3高度H3H22H23050409M。0059根据设计山洪泥石流体最大容重和下端齿槛4悬空高度H11来规划钢索网箱体耗能层7,钢索网箱体的长取30M、宽取15M、高取05M,钢索网网孔大小取01M01M,钢索直径取0005M,钢索网箱体的钢索网内包裹块石的粒径大于等于012M。0060综上,阶梯双潭结构型山洪泥石流排导槽的关键参数为排导槽槽底宽度B为90M、排导槽深度H为45M;对于阶梯段2,阶梯段2比降I1为008,阶梯段2长度L1为105M,上端齿槛3高度H3为09M,下端齿槛4高度H1为34M,全衬砌底。

34、板5采用浆砌石结构、厚度为05M;对于上潭,上潭长度L2为15M,下端齿槛4悬空高度H11为20M,上潭块石8铺设厚度H12为05M、粒径为02M,钢索网箱体耗能层7厚度H13为05M,上潭刚性护底6厚度H14为04M,钢索网箱体的长为30M、宽为15M、高为05M,钢索网网孔大小为01M01M,钢索直径为0005M,钢索网内包裹块石的粒径不小于012M;对于下潭,下潭长度L4为10M,潭间齿槛11悬空高度H21为136M,下潭块石10铺设厚度H22为05M、粒径为02M,下潭刚性护底9厚度H23为04M;对于潭间齿槛11,潭间齿槛11宽度L3为10M,潭间齿槛11高度H2为226M。说明书CN103806410A1/3页10图1图2说明书附图CN103806410A102/3页11图3图4说明书附图CN103806410A113/3页12图5图6图7说明书附图CN103806410A12。

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