本發(fā)明涉及泥石流溝道治理工程領(lǐng)域，具體涉及一種柔性網(wǎng)泥石流攔砂壩及其施工方法。

背景技術(shù)：

泥石流是指在山區(qū)或者其他溝谷深壑、地形險峻的地區(qū)，因為暴雨、暴雪或其他自然災(zāi)害引發(fā)的山體滑坡并攜帶有大量泥沙以及石塊的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快，流量大，物質(zhì)容量大和破壞力強等特點。發(fā)生泥石流常常會沖毀公路鐵路等交通設(shè)施甚至村鎮(zhèn)等，造成巨大損失。

泥石流是暴雨、洪水將含有沙石且松軟的土質(zhì)山體經(jīng)飽和稀釋后形成的洪流，它的面積、體積和流量都較大，而滑坡是經(jīng)稀釋土質(zhì)山體小面積的區(qū)域，典型的泥石流由懸浮著粗大固體碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥漿組成。在適當(dāng)?shù)牡匦螚l件下，大量的水體浸透流水山坡或溝床中的固體堆積物質(zhì)，使其穩(wěn)定性降低，飽含水分的固體堆積物質(zhì)在自身重力作用下發(fā)生運動，就形成了泥石流。泥石流是一種災(zāi)害性的地質(zhì)現(xiàn)象。通常泥石流爆發(fā)突然、來勢兇猛，可攜帶巨大的石塊。因其高速前進，具有強大的能量，因而破壞性極大。因此，治理與防護泥石流有著不言而喻的重要性。

在泥石流溝道中，一般采用混凝土攔砂壩，并在壩身上設(shè)置排泄孔、壩頂上設(shè)置溢流口。一方面，大體積混凝土攔砂壩對于溝谷岸坡基礎(chǔ)要求較高，基坑開挖大，增加了固體物源量；另一方面混凝土壩基礎(chǔ)易發(fā)生變形且施工周期長、造價高。因此有必要設(shè)計一種簡單實用的攔砂壩結(jié)構(gòu)對泥石流溝道進行治理。

泥石流柔性網(wǎng)防護結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于西方國家的泥石流治理工程中，具有節(jié)約投資，景觀性好，便于安裝等特點。但由于柔性網(wǎng)易于變形，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，限制了其使用的寬度，柔性網(wǎng)強度也限制了攔擋高度。因此，如何改進柔性網(wǎng)擴大其使用范圍，將柔性網(wǎng)應(yīng)用于寬闊泥石流溝道對泥石流防治工程類型選擇具有一定參考價值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供的一種柔性網(wǎng)泥石流攔砂壩及其施工方法將柔性網(wǎng)應(yīng)用于泥石流治理工程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計簡便、施工便捷不會對原溝道底床產(chǎn)生大量破壞，為泥石流的治理提供了良好的解決方案。

為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

提供一種柔性網(wǎng)泥石流攔砂壩，其包括若干用于將泥石流溝道分割為適合柔性網(wǎng)寬度范圍的混凝土支墩，混凝土支墩呈臺階型上升，且由下至上依次設(shè)置為第一級階梯、第二級階梯和第三級階梯；相鄰兩個混凝土支墩之間的第一級階梯中部兩側(cè)設(shè)置有使混凝土支墩在泥石流堆積過程中更加穩(wěn)固的側(cè)向齒檻；相鄰兩個混凝土支墩的第一級階梯、第二級階梯和第三級階梯之間均布設(shè)有柔性網(wǎng)；

混凝土支墩的底部設(shè)置有水平承臺，水平承臺下游底部設(shè)置有防滑齒檻；水平承臺的上游底部設(shè)置有若干鋼管樁。

進一步地，混凝土支墩的第一級階梯、第二級階梯和第三級階梯內(nèi)均設(shè)置有從底部貫通到頂部的若干配筋；配筋包括若干直徑為20mm的鋼筋和若干直徑為12mm的箍筋，相鄰兩根鋼筋的間距為20cm，相鄰兩根箍筋的間距為40cm。

進一步地，相鄰兩個第一級階梯和第二級階梯之間的柔性網(wǎng)均布設(shè)在下游側(cè)，相鄰兩個第三級階梯之間的柔性網(wǎng)均布設(shè)在上游側(cè)。

進一步地，每個水平承臺的橫向長度為8m，縱向長度為13m，高度為2m。

進一步地，每個防滑齒檻均設(shè)置成梯形，防滑齒檻兩底面的縱向長度分別為1.5m和2.5m，防滑齒檻的高度為2m，橫向長度為8m。

進一步地，若干鋼管樁設(shè)置成梅花形，每根鋼管樁內(nèi)均填充有水泥漿；兩兩相鄰鋼管樁的間距為0.8m，每根鋼管樁的長度為10m，公稱直徑為10cm，壁厚4mm；每根鋼管樁上均設(shè)置有若干孔距為50cm、孔徑為10mm的開孔。

進一步地，每組相鄰混凝土支墩的間距為20m；每個混凝土支墩的第一級階梯、第二級階梯和第三級階梯內(nèi)均設(shè)置有從底部到頂部的若干配筋。

進一步地，每個第一級階梯的縱向長度為4.5m，高度為5m，橫向長度為5m；每個第二級階梯的縱向長度為1m，高度為5m，橫向長度為5m；每個第三級階梯的縱向長度為3.5米，高度為5m，橫向長度為5m；

第一級階梯內(nèi)配筋的橫向長度為5m，縱向長度為2m，高度為5m；第二級階梯內(nèi)配筋的橫向長度為5m，縱向長度為1.5m，高度為10m；第三級階梯內(nèi)配筋的橫向長度為5m，縱向長度為1.5m，高度為15m。

進一步地，每個側(cè)向齒檻均設(shè)置成梯形，側(cè)向齒檻兩底面的縱向長度分別為1m和1.5m，橫向長度為1.5m。

提供一種柔性網(wǎng)泥石流攔砂壩的施工方法，其包括以下步驟：

s1、在若干長度為10m、直徑為10cm的鋼管樁(3)上設(shè)置若干間距為10cm、直徑為1cm的開孔，將鋼管樁(3)以兩兩間距為0.8m的規(guī)格呈梅花形深入基底2-3m，并向每根鋼管樁(3)內(nèi)填充水泥漿；

s2、在鋼管樁上澆筑水平承臺和防滑齒檻，并按照鋼筋間距20cm、箍筋間距40cm的規(guī)格在水平承臺上設(shè)置配筋；

s3、在水平承臺凝固至設(shè)計強度后，由下至上依次在水平承臺上澆筑第一級階梯、第二級階梯和第三級階梯，形成混凝土支墩，并在相鄰兩個混凝土支墩之間的第一級階梯中部兩側(cè)設(shè)置縱向長度分別為1m和1.5m、橫向長度為1.5m的梯形側(cè)向齒檻；

s4、在相鄰的兩個第一級階梯、相鄰的兩個第二級階梯和相鄰的兩個第三級階梯之間各布置一層柔性網(wǎng)。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明將連續(xù)式的攔砂壩壩體改進為由數(shù)個規(guī)則的支墩結(jié)構(gòu)，并且在相鄰的支墩間設(shè)置柔性防護網(wǎng)成為含有過濾系統(tǒng)的透水體，這樣在施工本發(fā)明所述的攔砂壩時便可以減少對溝谷、溝道基礎(chǔ)的開挖量。

2、通過布設(shè)混凝土支墩，使相鄰兩個混凝土支墩的間隔小于單個泥石流柔性網(wǎng)寬度的使用范圍，在高度方向柔性網(wǎng)布設(shè)呈階梯上升，突破了單個柔性網(wǎng)寬度的使用限制，使現(xiàn)有柔性網(wǎng)強度符合實際需求。本發(fā)明結(jié)構(gòu)施工簡單、節(jié)約投資，可用于大型寬闊溝道的泥石流攔擋中。泥石流來臨時泥石流由混凝土支墩分為多股，然后在相鄰第一級階梯之間的柔性網(wǎng)攔擋作用下堆積，隨著堆積高度超過本段柔性網(wǎng)，泥石流依次在更高水平柔性網(wǎng)攔擋作用下堆積，實現(xiàn)對泥石流的治理。

3、本發(fā)明所述的混凝土支墩對溝谷、溝道基礎(chǔ)要求相對較低，而且不會對原溝道基礎(chǔ)產(chǎn)生大量破壞，施工周期較短且節(jié)約投資。在加上兩相鄰支墩間含有過濾系統(tǒng)的柔性網(wǎng)，既滿足了攔擋固體物質(zhì)的要求，又能透水和過流，結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單且減少了工程風(fēng)險，是一種安全可靠的泥石流溝道治理工程，特別適應(yīng)于大型寬闊溝道的泥石流攔擋中。

4、防滑齒檻可以限制鋼筋混凝土支墩沿溝道方向的位移。

5、側(cè)向齒檻使得鋼筋混凝土支墩在泥石流堆積過程中側(cè)向更加的穩(wěn)固。

6、在混凝土中進行配筋，可以增加混凝土的強度和剛度。縱向受力鋼筋的主要作用是承受外力作用下梁內(nèi)產(chǎn)生的拉力。架立鋼筋的主要作用是固定箍筋保證其正確位置，并形成一定剛度的鋼筋骨架。同時，架立鋼筋還能承受因溫度變化和混凝土收縮而產(chǎn)生的應(yīng)力，防止裂縫產(chǎn)生。箍筋的主要作用是承受剪力。此外，箍筋與其他鋼筋通過綁扎或焊接形成一個整體性良好的空間骨架。

7、梅花形布置的承載支撐點呈多角形分布，因而樁基的穩(wěn)定性好，不均勻沉降小，不會隨時間傾斜或者有裂縫。

8、鋼管樁上設(shè)置的若干開孔便于水泥漿與周圍底層固結(jié)為一體，提高鋼管樁的固定效果。

9、鋼管樁可以防止水平承臺下部土層被沖刷，提高本發(fā)明的耐用穩(wěn)固性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明設(shè)置三個混凝土支墩的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1、混凝土支墩；2、水平承臺；3、鋼管樁；4、防滑齒檻；5、柔性網(wǎng)；6、側(cè)向齒檻；7、第一級階梯；8、第二級階梯；9、第三級階梯。

具體實施方式

下面對本發(fā)明的具體實施方式進行描述，以便于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本發(fā)明，但應(yīng)該清楚，本發(fā)明不限于具體實施方式的范圍，對本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見的，一切利用本發(fā)明構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護之列。

如圖1所示(本發(fā)明具有延續(xù)性，圖中僅畫出了3個水平承臺2以及對應(yīng)的其他部件，若需要將水平承臺2設(shè)置為其他數(shù)量，只需在圖1的基礎(chǔ)上向兩側(cè)增加水平承臺2以及對應(yīng)的其他部件即可)，該柔性網(wǎng)泥石流攔砂壩包括若干用于將泥石流溝道分割為適合柔性網(wǎng)5寬度范圍的混凝土支墩1，混凝土支墩1呈臺階型上升，且由下至上依次設(shè)置為第一級階梯7、第二級階梯8和第三級階梯9；相鄰兩個混凝土支墩1之間的第一級階梯7中部兩側(cè)設(shè)置有使混凝土支墩1在泥石流堆積過程中更加穩(wěn)固的側(cè)向齒檻6；相鄰兩個混凝土支墩1的第一級階梯7、第二級階梯8和第三級階梯9之間均布設(shè)有柔性網(wǎng)5；

混凝土支墩1的底部設(shè)置有水平承臺2，水平承臺2下游底部設(shè)置有防滑齒檻4；水平承臺2的上游底部設(shè)置有若干鋼管樁3。

混凝土支墩1的第一級階梯7、第二級階梯8和第三級階梯9內(nèi)均設(shè)置有從底部貫通到頂部的若干配筋。

相鄰兩個第一級階梯7和第二級階梯8之間的柔性網(wǎng)5均布設(shè)在下游側(cè)，相鄰兩個第三級階梯9之間的柔性網(wǎng)5均布設(shè)在上游側(cè)。

每個水平承臺2的橫向長度為8m，縱向長度為13m，高度為2m。

每個防滑齒檻4均設(shè)置成梯形，防滑齒檻4兩底面的縱向長度分別為1.5m和2.5m，防滑齒檻4的高度為2m，橫向長度為8m。

若干鋼管樁3設(shè)置成梅花形，每根鋼管樁3內(nèi)均填充有水泥漿；兩兩相鄰鋼管樁3的間距為0.8m，每根鋼管樁3的長度為10m，公稱直徑為10cm，壁厚4mm；每根鋼管樁3上均設(shè)置有若干孔距為50cm、孔徑為10mm的開孔。

每組相鄰混凝土支墩1的間距為20m；每個混凝土支墩1的第一級階梯7、第二級階梯8和第三級階梯9內(nèi)均設(shè)置有從底部到頂部的若干配筋。

每個第一級階梯7的縱向長度為4.5m，高度為5m，橫向長度為5m；每個第二級階梯8的縱向長度為1m，高度為5m，橫向長度為5m；每個第三級階梯9的縱向長度為3.5米，高度為5m，橫向長度為5m。

配筋設(shè)置為三組并分別設(shè)置在第一級階梯7、第二級階梯8和第三級階梯9內(nèi)；第一級階梯7內(nèi)配筋的橫向長度為5m，縱向長度為2m，高度為5m；第二級階梯8內(nèi)配筋的橫向長度為5m，縱向長度為1.5m，高度為10m(第二級階梯8內(nèi)的配筋已部分進入第三級階梯9中)；第三級階梯9內(nèi)配筋的橫向長度為5m，縱向長度為1.5m，高度為15m；配筋包括若干直徑為20mm的二級鋼筋和若干直徑為12mm的二級箍筋，相鄰兩根鋼筋的間距為20cm，相鄰兩根箍筋的間距為40cm。

每個側(cè)向齒檻6均設(shè)置成梯形，側(cè)向齒檻6兩底面的縱向長度分別為1m和1.5m，橫向長度為1.5m。

該柔性網(wǎng)泥石流攔砂壩的施工方法包括以下步驟：

s1、基底的開挖：根據(jù)擬建攔砂壩的基底應(yīng)力和壩基天然地基承載力等要求來設(shè)計開挖基坑至所需高程；

s2、鋼管樁3的布設(shè)：結(jié)合攔砂壩所處的地形條件，將直徑為10cm的鋼管樁3打入基底以下2-3米，呈梅花形布置，間距為0.8m。鋼管樁3內(nèi)注入水泥漿，使得鋼管與管內(nèi)水泥漿結(jié)合為一體，構(gòu)成復(fù)合鋼管樁基；

s3、防滑齒檻4的布設(shè)：防滑齒檻4布設(shè)在水平承臺2的坡腳處，深度2-5米，長度與寬度和水平承臺2尺寸保持一致；

s4、鋼筋混凝土水平承臺2的施工：水平承臺2的施工要與鋼管樁3和防滑齒檻4銜接牢固，按照設(shè)計要求選定相應(yīng)的混凝土標(biāo)號和鋼筋規(guī)格；

s5、鋼筋混凝土支墩1的施工：根據(jù)工程勘察報告，確定土體內(nèi)摩擦角、粘聚力等土力學(xué)參數(shù)，考慮攔砂壩在不同運行情況下的受力狀態(tài)，進行攔砂壩支墩的抗滑、抗傾覆穩(wěn)定性計算。以水平承臺2為基礎(chǔ)，當(dāng)水平承臺2達到設(shè)計強度后，開始由下往上逐級分層施工支墩階梯直到完成整個支墩的施工工作，混凝土標(biāo)號采用c20，主筋采用直徑20mm二級鋼筋，鋼筋間距20cm，箍筋采用12mm二級鋼筋，間距40cm；

s6、側(cè)向齒檻6的施工：施工支墩最底部階梯的同時，在支墩的外側(cè)面一并進行梯形側(cè)向齒檻6的施工，側(cè)向齒檻6兩底面的縱向長度分別為1m和1.5m，橫向長度為1.5m；

s7、柔性網(wǎng)5的布設(shè)：在兩相鄰的支墩間布設(shè)多個柔性防護網(wǎng)，且柔性防護網(wǎng)在水平方向隨著高度增高依次向上游布置。下游、中間部分柔性防護網(wǎng)布置于支墩第一、二級階梯的下游側(cè)，最上游端柔性防護網(wǎng)布置于支墩第三級的上游側(cè)。

在本發(fā)明的一個實施例中，柔性網(wǎng)5的設(shè)置層數(shù)可以根據(jù)泥石流規(guī)模、溝道的深度等需要進行取舍。

本發(fā)明通過布設(shè)混凝土支墩1，使相鄰兩個混凝土支墩1的間隔小于單個泥石流柔性網(wǎng)5長度的使用范圍，在高度方向柔性網(wǎng)5布設(shè)呈階梯上升，使現(xiàn)有柔性網(wǎng)5高度符合實際需求。本發(fā)明結(jié)構(gòu)施工簡單、節(jié)約投資，可用于大型寬闊溝道的泥石流攔擋中。泥石流來臨時泥石流由混凝土支墩1分為多股，然后在相鄰第一級階梯7之間的柔性網(wǎng)5攔擋作用下堆積，隨著堆積高度超過本段柔性網(wǎng)5，泥石流依次在更高水平柔性網(wǎng)5攔擋作用下堆積，實現(xiàn)對泥石流的治理。