图8.4.1
(a)梁式坝;(b)耙式坝;(c)齿状坝e=V1/V2(8.4.1—1)式中V1——一次泥石流过程中库内的泥沙滞留量,m3;V2——通过坝体下泄的泥沙量,m3。4)使用正常的梁式坝筛分效果一般应达到:当下泄粒径DC=0.50m时,滞留库内的泥沙百分比为20。(Dm为流体中砾石的最大粒径)。5)同一沟段布置的梁式坝,按筛孔大小,依次向下布置成坝系,并使此坝系有最高的筛分效率。2耙式坝[见图8.4.1(b)]:1)重力坝和溢流口作法与梁式坝相同。不同的是,在溢流口处用钢材作成耙式竖梁,形成格栅。2)筛分率e计算,与梁式坝相同。3齿状坝[见图8.4.1(c)]:1)将重力坝的顶部作成齿状溢流口,齿口采用窄深式的三角形、梯形或矩形断面。2)齿口尺寸,主要确定齿口的深宽比,一般要求深:宽=1:1~2:1。3)齿口密度应符合下式要求:0.2<Σb/B<0.6(8.4.1—3)式中B——溢流口总宽度,m;b——齿口宽度,m。当Σb/B=0.4时,调节量效果最佳。4)齿口宽与拦截作用关系,设Dml与Dm2分别为中小洪水与大洪水可挟带的最大粒径。则当b/Dml>2~3和b/Dm2≤1.5时,拦截效果最佳。5)齿口宽与闭塞条件,设Dm为洪水中挟带的最大粒径,则b/Dm>2.0时不闭塞,b/Dm≤1.5时为闭塞。8.4.2桩林:1在泥石流间歇发生、暴发频率较低的沟道中下游,在沟中用型钢、钢管桩或钢筋混凝土桩,横断沟道成排打桩,形成桩林,拦阻泥石流中粗大石砾和其他固体物质,削弱其破坏力。2垂直于沟中流向,布置两排或多排桩,每两排桩上下交错成“品”字形。设Dm为洪水中挟带的最大粒径,桩间距为b,二者之比应符合下式要求:b/Dm=1.5~2.0(8.4.2—2)3当桩总长在地面外露部分在3m~8m的范围内时,要求桩高A为间距6的2~4倍。4桩基应埋在冲刷线以下,且埋置长度不应小于总长度的1/3。5桩林的受力分析与结构设计类同悬臂梁。8.4.3拦沙坝:与格栅坝、桩林等配合,拦截经筛滤后的沙砾与洪水,以巩固沟床、稳定沟坡,减轻对下游的危害。1拦沙坝一般为浆砌石或混凝土、钢筋混凝土实体重力坝,坝高5m以上,单坝库容1万m3~10万m3。2坝址选择根据项目区的特点和要求,坝体按一般小型水利工程技术设计。8.5泥石流堆积区的防治工程8.5.1应有停淤工程与排导工程两类,二者互相配合,共同减轻泥石流对堆积区的危害。8.5.2停淤工程:根据不同条件,分别采取侧向停淤场、正向停淤场、凹地停淤场三种形式,将泥石流拦阻于保护区之外。同时,减少泥石流的下泄量,减轻排导工程的压力。1侧向停淤场。当堆积扇和低阶地面较宽、纵坡较缓时,将堆积扇径向垄岗或宽谷一侧山麓做成侧向围堤,在泥石流前进方向构成半封闭的侧向停淤场,将泥石流控制在预定的范围内停淤。其布置要点是:1)入流口选在沟道或堆积扇纵坡变化转折处,并略偏向下游,使上部纵坡大于下部,便于布置入流设施,获得较大落差。2)在弯道凹岸中点靠上游处布设侧向溢流堰,在沟底修建潜槛,并适当抬高,以实现侧向入流和分流。要求既能满足低水位时洪水顺沟道排泄,又有利于在超高水位时也能侧向分流,使泥石流的分流与停淤达到自动调节。3)停淤场入流口处沟床设横向坡度,使泥石流进入后能迅速散开,铺满横断面并立即流走,避免在堰首发生拥塞、滞流,产生累积性淤积而堵塞入流口。4)停淤场具有开敞、渐变的平面形状,消除阻碍流动的急弯和死角。2正向停淤场。当泥石流出沟处前方有公路或其他需保护的建筑物时,在泥石流堆积扇的扇腰处,垂直于流向修建正向停淤场。布设要点如下:1)正向停淤场由齿状拦挡坝与正向防护围堤结合而成,拦挡坝的两端有出口,齿状拦挡坝与公路、河流之间建防护围堤,形成高低两级正向停淤场(图8.5.1)。2)拦挡坝两端不封闭,两侧留排泄道,在堆积扇上形成第一级高阶停淤场,具有正面阻滞停淤、两侧泄流的功能,加快停淤与水土(石)分离。3)拦挡坝顶部作成疏齿状溢流口,在拦挡石砾的同时,将分选不带石砾的洪水排向下游。4)在齿状拦挡坝下游河岸(公路路基上游)修建围堤,构成第二级低阶停淤场。经齿状拦挡坝排入的洪水在此处停淤。5)沿堆积扇两侧开挖排洪沟,引导停淤后的洪水排入河道。
图8.5.1正向停淤场
1—正向停淤堤;2—导流坝;3—围堤;
4—停淤场;5—公路;6—主河3凹地停淤场。在泥石流活跃、沿主河一例堆积扇有扇问凹地的,修建凹地停淤场。布设要点如下:1)在堆积扇上部修导流堤,将泥石流引入扇问凹地停淤。凹地两侧受相邻两个堆积扇挟持约束,形成天然围堤。2)根据凹地容积及泥石流的停淤场总量,确定是否需要在下游出口处修建拦挡工程,以及拦挡工程的规模。3)在凹地停淤场出口以下,开挖排洪道,将停淤后的洪水排入下游河道。8.5.3排导工程:在需要排泄泥石流,或控制泥石流走向和堆积的地方,修建排导工程。根据不同条件,分别采用排导槽或渡槽等形式。1排导槽。主要修建在泥石流的堆积扇或堆积阶地上,使泥石流按一定路线排泄。1)排导槽自上而下由进口段、急流段和出口段三部分组成。进口段作成喇叭形,并有渐变段,以利与急流段衔接。2)根据排导流量,确定排导槽的断面和比降,保证泥石流不漫槽。3)排导槽出口以下的排泄区要比较顺直或通过裁弯取直能变得比较顺直,以有利于泥石流流动。排导槽要有足够的坡度,或者通过一定的工程制造足够的坡度,保证泥石流在排导槽内不淤不堵,顺畅排泄。4)排泄区以下要有充足的停淤场,保证泥石流经排导槽导流后不带来新的危害。2渡槽。在铁路、公路、水渠、管道或其他线形设施与泥石流的流过区或堆积区交叉处,需修建渡槽,使泥石流从渡槽通过,避免对建筑物造成危害。1)采用渡槽需具备以下条件:①泥石流暴发较为频繁,高含沙水流与洪水或常流水交替出现,且沟道常有冲刷;⑨泥石流最大流量不超过200m
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