[发明专利]一种泥石流翼型排导槽结构

说明书

本发明公开了一种泥石流翼型排导槽结构，包括排导槽底面和排导槽侧壁，排导槽的出口段为弧形并反翘，反翘倾角θ呈锐角，使泥石流体在出口段处呈现水平或斜向上抛；在弧形出口段相对设置翼型墩，翼型墩包括顶面、底面和头部、第一侧面和第二侧面，翼型墩的头部位于排导槽下游，第一侧面与排导槽侧壁平行，相对设置的翼型墩通过第二侧面形成V型束流流动空间，使泥石流在翼型墩头部区域产生涡滚。本发明能有效减弱泥石流对排导结构混凝土材料的磨蚀作用、消除泥石流体在排导槽出口部位的堆积淤埋问题。

技术领域

本发明属于山区公路养护专用设备技术领域，涉及一种泥石流翼型排导槽结构。

背景技术

我国山洪泥石流灾害频发，约180万公里干线公路位于泥石流高发区，公路泥石流灾害点多面广灾情重，仅2010年其直接经济损失便达到870亿元，严重影响运力发挥、运输安全及抗洪救灾救援，尽快提高洪灾断道减灾技术水平已成为国家层面的需求。新中国成立以来，我国便高度重视泥石流减灾问题，“有限拦截，以排为主，导排结合”是治理公路泥石流灾害的基本原则，横向穿越公路的排导槽是排泄泥石流常用的结构类型。大量工程实践表明，由于泥石流为富含块石的高速混合流体，对混凝土结构排导槽的磨蚀作用强烈，一般混凝土结构在经历5-8次泥石流磨蚀后钢筋便裸露出来，缩短了排导槽结构的使用寿命。此外，泥石流体极易在排导槽出口部位堆积，造成后续泥石流体倒灌淤埋道路甚至堵塞河道而产生次生地质灾害。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种泥石流翼型排导槽结构，其适用于架设在公路铁路顶部，能够将道路内侧沟谷内的泥石流快速排泄到道路外侧河流中泓线附近，便于河流水有效将泥石流体向下游方向输移，避免泥石流体在排导槽出口部位形成淤埋，堵塞河道，并能有效减弱泥石流对排导结构混凝土材料的磨蚀作用。

本发明的目的是这样实现的：一种泥石流翼型排导槽结构，包括排导槽底面及其两侧的排导槽侧壁，所述排导槽的出口段为弧形结构并反翘，反翘倾角θ呈锐角，为排导槽出口段反翘点的切线与排导槽进口段底面直线之间的夹角，使泥石流体在出口段处呈现水平或斜向上抛；在弧形出口段与排导槽底面固定连接并相对设置有翼型墩，所述翼型墩包括顶面、底面和设于顶面、底面之间的头部、第一侧面和第二侧面，所述翼型墩的头部位于排导槽下游，第一侧面与排导槽侧壁平行，相对设置的翼型墩通过第二侧面形成V型束流流动空间，使泥石流在翼型墩头部区域产生涡滚。

进一步的，所述翼型墩采用翼型柱体，设定翼型墩头部宽度为c，高度为t，长度为l，头部宽度c为0.5～1.5m，且满足c≤0.5B-4Φ，

式中B：排导槽宽度，Φ：进入排导槽内的泥石流体中最大固相颗粒直径；

高度t＝(0.5～1.0)c，长度l＝(2.5～3.0)c。

进一步的，所述相对设置的翼型墩之间的净距离b取值为：b＝B-2(c+d)，且d≥2Φ，b≥4Φ，式中d：翼型墩第一侧面距离排导槽侧壁的净距离。

进一步的，所述排导槽深度设定为H，排导槽宽度B和深度H之间的几何尺寸为：B/H＝2～2.5，并且B≥2(c+d+2Φ)，且B≥3m。

式中，Q：排导槽内设计泥石流流量，v：排导槽内泥石流流速。

进一步的，所述反翘倾角θ为8°～12°。

进一步的，所述排导槽出口段相对设置的翼型墩之间的排导槽底面为V型结构，从翼型墩底面向下V型谷深30cm。

进一步的，所述排导槽为钢筋混凝土结构，翼型墩为掺入杜拉纤维且标号不低于C30的混凝土结构，均采用现场浇筑制作。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：