[发明专利]用于山区公路防护的边坡滚石速排结构

说明书

技术领域

    本发明涉及一种山区公路滚石灾害治理技术，尤其涉及一种用于山区公路防护的边坡滚石速排结构。

背景技术

山区公路作为我国公路网的重要组成部分，在促进山区资源开发、改善山区出行条件等方面发挥了重要作用；近年来山区公路地质灾害频发，严重威胁通行安全，尤其值得注意的是，滚石作为山区三大地质灾害之一，其分布范围极广，突发频率高，对其危害范围内的各种构筑物、人类活动造成了极大的安全隐患，已成为继滑坡、崩塌、泥石流灾害之后的又一大地质灾害。  

所谓滚石是指，个别块石因某种原因从边坡和陡崖表面失稳后，经下落、回弹、跳跃、滚动或滑动等运动方式中的一种或几种的组合沿着坡面向下快速运动，最后在较平缓的地带或障碍物附近静止下来的一个动力学过程，当滚石运动范围内有人类活动或人类构筑的设施并引起一定的损失时，就构成了滚石灾害。边坡滚石砸伤行人、阻碍交通的事故更是触目惊心，如2002年5月5日晚，四川棉竹县境内一辆大客车在鲍竹路受到边坡滚石冲击，车上41名乘客中18人死亡14人受伤；又如2001年8月18日，西万公路秦岭段高坡滚石从50多米高的山上滚落，滚石击中一辆大轿车的左侧中后部，车上2名乘客当天死亡6名乘客受重伤；山区公路边坡滚石灾害频频发生，已对道路运营的人员和车辆构成了严重的威胁，因此推行山区公路边坡滚石防护治理工程势在必行。

当前，涉及山区边坡滚石灾害防护治理的技术主要有两种，一种是主动防护，如清除危岩、锚固、支撑、镶补、主动网加固等；另一种是被动防护，如被动网、落石槽和棚洞等；一般说来，滚石主要发源于陡峭的高山峡谷，若要实施主动防护其施工非常困难，在实际工程中，多采用被动防护措施对滚石灾害进行防护，其中棚洞结构是较为有效的防护工程之一；然而棚洞主要是通过结构顶部的砂砾石垫层来耗能抵抗滚石冲击，由于受滚石冲击作用，结构体寿命较短，需要定期养护，并且滚石及碎屑容易堆置淤积在棚顶，实际情况中，很难及时快速地将淤积在棚顶的滚石排走，导致棚洞结构长期承受较大负荷，进一步影响结构体寿命。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提出了一种用于山区公路防护的边坡滚石速排结构，包括山区公路，所述山区公路的内侧为边坡、外侧为深沟，其创新在于：所述边坡滚石速排结构由导石梯、导石网和支撑架组成；所述导石梯的外形为向下弯曲的弧形，弧形内端的高度最高，弧形外端的高度高于弧形的最低点；导石梯上侧面上设置有与导石梯走向匹配的导石槽；导石梯横跨在山区公路上方，导石梯内端与山区公路内侧边坡的上端边沿相连，导石梯外端延伸至山区公路外侧；所述支撑架上端与导石梯下部相连，支撑架下端与山区公路两侧的路基连接；所述导石网设置于边坡上的滚石隐患区外围，导石网呈漏斗状分布，漏斗的底部设置有缺口，缺口与导石槽连通。

本发明的原理是：按本发明方案将导石梯、导石网和支撑架布置完善后，正常情况下，车辆从导石梯下方通行，当发生滚石灾害时，滑落的滚石会在导石网的阻挡和导向作用下滚入导石梯上的导石槽内，然后在导石槽的导向作用下，滚石就会被抛向山区公路外侧的深沟，从而避免滚石掉落至公路上，并且滚石也不会在防护结构上淤积，保证防护结构长期有效；另外，在本发明中，滚石是逐渐滚动至导石梯上的，滚石对防护结构的瞬间冲击也相对较小。

优选地，所述导石槽的截面由两个内凹的圆弧段拼接而成，导石槽截面上的最低点记为中点，左侧的圆弧段的圆心位于中点的水平右侧，右侧的圆弧段的圆心位于中点的水平左侧，两个圆弧段半径相同、互相对称。

优选地，所述导石槽表面设置有多条耐磨齿，耐磨齿的延伸方向与导石槽走向匹配；单条耐磨齿表面锚固有多条金属耐磨体，金属耐磨体的延伸方向与耐磨齿的延伸方向匹配，多条金属耐磨体沿耐磨齿周向分布。带金属耐磨体的耐磨齿可以有效降低因滚石摩擦造成的磨蚀，提高结构体寿命，同时也更利于滚石滚动。

优选地，所述金属耐磨体采用废旧钢轨制作。采用废旧钢轨制作的金属耐磨体，除了可以起到前述的抗磨蚀作用外，还使得废旧钢轨得到了利用。

优选地，所述耐磨齿的截面为梯形，梯形的上侧面、左侧面和右侧面各设置有一条金属耐磨体。

优选地，所述导石网采用SNS柔性防护网。

优选地，所述弧形的最低点记为B点，弧形外端对应的点记为C点，弧形上C点与B点之间的区段记为反翘段，反翘段为圆弧，圆弧的圆心位于B点正上方，C点与B点之间连线与水平方向的夹角为8~10度。经试验验证，相比于其他角度，采用此改进方案后，滚石可以被抛得更远。