[发明专利]植物桩群型泥石流拦挡结构

说明书

本发明针对现有的泥石流防治技术，截水工程有受地形条件限制、主要适用于大型泥石流灾害治理的缺点；拦蓄工程有工程量大的缺点；排导工程有易受冲刷磨蚀和淤积的缺点等，提供一种植物桩群型泥石流拦挡结构，适用于小型泥石流灾害的防治，利用植物和圬工结构的共同作用来拦挡泥石流，由空心桩体、植物、废旧轮胎组成。整个拦挡结构修建初期，植物树苗种植在桩身内部，由于桩体的保护，树苗不会受到沟谷中径流和降水的侵蚀，伴随着植物的生长发育，植物的根系沿着桩足的方向在土体里延伸。当泥石流发生时，桩身受到泥石流大块石冲击，根系的锚固力提供抗倾覆力矩，防止桩体倾覆；桩身保护植物的树干，防止树干受到泥石流块石的撞击而损伤。

技术领域

本发明属于环境岩土工程领域，尤其涉及一种泥石流拦挡结构。

背景技术

中国是一个多山的国家，地质构造复杂，松散物堆积丰富，泥石流分布广泛。随着地壳运动、全球气候变化、人类活动等的频繁发生，泥石流作为一种自然灾害，给人类带来巨大经济损失。泥石流具有比水流高的容重，其包含碎屑土的流体二元结构具有惯性高、输移力强、冲击力大等特点。泥石流运动产生的强烈冲刷，会导致沟床发生剧烈改变，引起沟床磨蚀和沟岸崩塌，增加了补给泥石流的物质来源，增大了泥石流的危害，对两岸危险区内的城镇、道路、水渠、电力、通讯等基础设施，以及农田、森林等造成严重危害。因此，开发有效拦挡泥石流、减小泥石流冲击力的拦砂坝，对于减小泥石流的破坏力，提高下游防护对象的安全性，具有重大的社会经济意义和生态环境意义。

目前泥石流治理工程主要有截水工程、拦蓄工程、排导工程、生态工程等。截水工程可以控制地表洪水径流，削减水动力条件，但需要有利的地形条件，主要适用于大型泥石流沟的治理。拦蓄工程通过拦蓄泥石流中的固体物质来减少泥石流危害，修建谷坊、拦挡坝，蓄库等，使松散固体物质不参与泥石流运动，也可以在防护区的范围以外，利用洼地、沟壑、荒滩、湖沼或修建围堤，将泥石流固体物质引入并屯蓄起来。目前的拦蓄工程存在的主要问题是工程量大和使用的限制条件多。排导工程是利用排洪道、渡槽等工程，排泄泥石流，控制泥石流的危害。由于泥石流的侵蚀能力强、固体物质丰富，对排导槽的抗冲刷能力和抗淤积能力要求很高。除上述措施外，还有一种生态治理工程，即通过种植乔、灌木、草丛等植物，充分发挥其滞留降水、保持水土、调节径流等功能，从而达到预防和制止泥石流发生或减小其规模，减轻其危害程度的目的。生态治理工程的特点是投资小、能改善自然环境，但是在沟谷中种植的植物没有保护措施，容易受到降雨和水流的侵蚀，生长发育状况较差，发挥效用的时间长，不能有效防治泥石流灾害的发生。

发明内容

现有的泥石流防治技术中，截水工程有受地形条件限制、主要适用于大型泥石流灾害治理的缺点；拦蓄工程有工程量大的缺点；排导工程有易受冲刷磨蚀和淤积的缺点；生态治理工程有发挥效用时间长、植物生长发育易受外界干扰的缺点。本发明提供一种植物桩群型泥石流拦挡结构，适用于小型泥石流灾害的防治，利用植物和圬工结构的共同作用来拦挡泥石流。

本发明的技术方案是：一种植物桩群型泥石流拦挡结构，包括安放在泥石流流通区的沟谷中的若干空心桩体，所有空心桩体在沟谷中呈现梅花形排列，形成桩群；所述空心桩体分为桩身和桩足两部分；桩身露出地表，桩身上套有废旧轮胎，起到缓冲作用；桩足埋设在地面以下，桩足一共设置三个，相邻桩足之间夹角为120°，在沟谷中顺着泥石流流动方向，三个桩足连线构成的等边三角形呈倒三角排列；空心桩体内部装满填土，植物种植在空心桩体中，植物的根系沿着桩足延伸的方向生长发育，根系提供锚固力；所述空心桩体为预制钢筋混凝土构件，所述植物为乔木。

植物桩群型泥石流拦挡结构适用于泥石流重现期为5年以上的中低频泥石流，整个拦挡结构修建初期，植物树苗种植在桩身内部，由于桩体的保护，树苗不会受到沟谷中径流和降水的侵蚀，伴随着植物的生长发育，植物的根系沿着桩足的方向在土体里延伸。当泥石流发生时，桩身受到泥石流大块石冲击，根系的锚固力提供抗倾覆力矩，防止桩体倾覆；桩身保护植物的树干，防止树干受到泥石流块石的撞击而损伤。

本发明具有如下优点：