[发明专利]一种高位碎屑流装配式刚柔组合拦挡结构及实施方法

说明书

一种高位碎屑流装配式刚柔组合拦挡结构及实施方法，属于地质灾害防治安全技术领域。本发明包括：第一排马蹄形钢筋混凝土拦挡桩(1)、第二排矩形钢筋混凝土拦挡桩(2)、第一排桩间的第一连系梁(3‑1)，第一排桩与山体之间的第二连系梁(3‑2)，第一、二排矩形桩间的第三连系梁(3‑3)，第二排桩间的第四连系梁(3‑4)、片筏基础(4)、撞击防护装置(5)。本发明通过设置前排分离装配式拦挡桩，增设自复位锚索、耗能延性钢筋及防护装置，从而达到桩体受刚性撞击后快速耗能，并无需外力帮助即可自复位的功能，相应的桩体组件，即桩身装配键在长期多次撞击损伤后还可更换，拦挡结构整体耐久性得到较大幅度提升。

技术领域

本发明涉及一种碎屑流拦挡工程技术，尤其是一种高位碎屑流装配式刚柔组合拦挡结构及实施方法，属于地质灾害防治安全技术领域，广泛适用于高陡山区内高位碎屑流的防治。

背景技术

高位碎屑流一般由高位滑坡、崩塌在运动过程中解体形成的，具有极高的运动速度和超远距离的位移，往往能够引发灾难性事故，造成严重的生命财产损失。

目前，高位碎屑流拦挡通常采用的是已在高位泥石流拦挡工程中运用较多的重力坝、索网坝、格栅坝、桩林坝、桩梁坝等，其中桩林及桩梁坝兼具水石分治和抵抗大块石冲击的优点，已在甘肃舟曲三眼峪沟、罗家峪沟、四川清平文家沟、宝兴冷木沟等特大泥石流治理工程中得到成功应用。

然而，高位碎屑流中块石众多，速度快，能级高、巨石冲击力大，单纯依靠刚性桩体结构“硬碰硬”拦挡，势必造成结构设计截面面积过大，成本高，施工周期长，对施工期间的安全造成不利影响。长期多次碰撞、磨蚀也会极大降低结构的寿命，逐渐造成永久性的破坏。

因此迫切需要研究一种能在碎屑流灾害体运动路径中，可对高速运动的碎屑流起到“刚性拦挡+柔性消能”兼顾的刚柔组合拦挡结构，该结构可模块化生产，从而当结构出现破坏时能及时装配更换。

高位碎屑流防治具有重要的社会意义和经济价值。高位碎屑流具有连发型和链状性特征，若处置不及时，极易进一步铲刮形成更高能级、更大体积的碎屑流和泥石流，并形成堰塞湖灾害，危害更为巨大。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述问题，通过设置前排分离装配式拦挡桩，增设自复位锚索、耗能延性钢筋及防护装置，提出一种新型的装配式刚柔组合拦挡结构及实施方法，从而达到桩体受刚性撞击后快速耗能，并无需外力帮助即可自复位的功能，相应的桩体组件，即桩身装配键在长期多次撞击损伤后还可更换，拦挡结构整体耐久性得到较大幅度提升。

本发明的目的以及解决其技术问题可以通过以下技术方案来实现。

依据本发明提出的高位碎屑流装配式刚柔组合拦挡结构，包括：第一排马蹄形钢筋混凝土拦挡桩(1)、第二排矩形钢筋混凝土拦挡桩(2)、第一排桩间的第一连系梁(3-1)，第一排桩与山体之间的第二连系梁(3-2)，第一、二排矩形桩间的第三连系梁(3-3)，第二排桩间的第四连系梁(3-4)、片筏基础(4)、撞击防护装置(5)。

第一排钢筋混凝土拦挡桩为分离装配式结构，包括：上部凹形钢筋混凝土装配键(1-1)、中部凸形钢筋混凝土装配键(1-2)、底部凹凸形钢筋混凝土装配键(1-3)。其中，上部凹形钢筋混凝土装配键(1-1)与中部凸形钢筋混凝土装配键(1-2)嵌合连接，凹形钢筋混凝土装配键(1-1)内置竖向无粘结预应力锚索(1-6)，竖向无粘结预应力锚索(1-6)一端锚固于凹形钢筋混凝土装配键(1-1)顶部凹槽处，通过锚固螺栓(1-5)固定，顶部装有锚盖(1-4).另一端锚固于凸形钢筋混凝土装配键(1-2)上表层突出部位中。同样的，中部凸形钢筋混凝土装配键(1-2)与底部凹凸形钢筋混凝土装配键 (1-3)嵌合连接，凹凸形钢筋混凝土装配键(1-3)内置竖向无粘结预应力锚索(1-6)，竖向无粘结预应力锚索(1-6)一端锚固于凸形钢筋混凝土装配键 (1-2)下表层，一端直接锚固于片筏基础(4)底部凹槽内。