泥石流柔性防護係統

在攔石網的應用實踐過程中,多次發現位於山間溪流下遊的攔石網在暴雨季節成功地攔截了泥石流,受此啟發,通過多年的室內外試驗研究和數值模擬,成功開發出了適合於中小寬度溝穀泥石流防護的定型化泥石流柔性壩係列結構(亦稱泥石流柔性防護係統),建立了相應的設計選型體係。迄今,泥石流柔性壩憑借其良好防護效果和環境友好特性等綜合優勢,成為了替代傳統圬工或型鋼剛性泥石流攔擋壩的一種重要工程手段,在國內外都得到了快速而廣泛的推廣應用。

係統優勢

 施工便捷:與攔石網極其類似的輕型結構,以錨杆為主的基礎作業和積木式的安裝,以及其極小的材料搬運,均極大地縮短了施工時間, 工程治理效果立竿見影。
 節省投資:相對於混泥土結構可以節省約 30~50% 的工程投資。
 攔排結合:利用柔性係統強大的抗衝擊能力攔擋泥石流體中固體物質的同時,其透空式結構確保了水流得以通暢地向下遊排泄。
 環境友好:無需傳統圬工結構對壩區溝床和岸坡的大開大挖,對環境的破壞極小,其透空式的輕巧結構特征也使其視覺幹擾極小。
 布置靈活:對壩區地基條件要求較低,易於實現沿溝穀甚至臨近物源區的多道壩體靈活布置,在提高攔蓄庫容能力的同時,也防止了泥石流和水流對溝床和岸坡的不斷侵蝕。
 維護方便:可以實現根據現場有利條件合理選擇從上遊或下遊來騰空庫容,確保柔性壩對後續泥石流的有效防護。

係統構成

 環形網:采用具有強大彈塑性變形能吸收能力的環形網環形網,在確保係統防護能力的同時,也降低了錨杆的受力。
 支撐繩:用以懸掛環形網並將荷載向錨杆傳遞的上支撐繩、中部支撐繩和下支撐繩,以及用以封閉兩側的邊界繩。
 減壓環:通過變形能的吸收來保護支撐繩和邊界繩免遭損傷破壞。
 鋼絲繩錨杆:實現支撐繩和邊界繩的固定連接,同時也作為整個係統的基礎,將係統所受荷載最終傳遞到地層沿上支撐繩連續布置的角鋼、槽鋼或鋼管等防磨蝕結構,確保滿庫後上支撐繩泥石流體中砂礫石、塊石等的磨蝕破壞。
 鋼柱及其基座和拉錨繩:在UX型柔性壩中,借助於基座和拉錨繩在溝床中部設置鋼柱,以控製泥石流衝擊時壩體過大的變形位移和高度的明顯降低上支撐繩兩側的翼展式結構,確保了在滿庫後的壩頂中部形成明晰的溢流區。
 壩體底部適當預留的開放空間,確保了空壩狀態下水流的無障礙暢通。

係統用途

 攔蓄泥石流體的固體物質。
 用於其他泥石流防護結構上遊消減泥石流龍頭的破壞能力。
 攔截可能阻塞下遊狹窄通道的巨形岩塊。
 控製(阻止或誘導)河流改道。
 阻止溝床及其岸坡的衝刷和侵蝕。
攔截漂木或漂浮物以防止其阻塞下遊河道(此時可以是無減壓環、鋼柱等組成部分的簡易結構)。

柔性壩設計

根據預期的泥石流活動特性和現場地形特征,基於大量現場試驗結果可以方便地在現有標準化定型係統中完成設計選型;根據結構特征和適用條件的不同,將柔性壩分為VX型和UX型兩種不同的係統類型。VX型在狹窄的V形溝穀內,中部無鋼柱的柔性壩體直接錨固在兩側岸坡上,標準化的該類結構可實現的最大壩寬為15m;UX型在較寬的U形河穀內,該類柔性壩體兩側與VX型壩體一樣直接錨固在兩側岸坡上,同時在河床上又設置有鋼柱的柔性壩,標準化的該類結構可實現的最大壩寬為25m。

VX型泥石流柔性壩 UX型泥石流柔性壩

工程展示

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