[发明专利]石笼拱生态柔性泥石流拦挡坝及其建造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种泥石流防治工程中应用石笼网、废旧轮胎及生态袋联合组成拱形生态柔性泥石流拦挡坝。本发明还涉及这种石笼拱生态柔性泥石流拦挡坝及其建造的方法。本发明特别适用于中小规模泥石流物源区崩塌坡积物的拦蓄，以及流通区泥石流的拦挡。该发明克服了传统的硬质拦挡坝如浆砌石、混凝土拦挡坝的不足，较好解决了现有泥石流拦挡结构透水与抗冲击能力差、耐久性不足的问题，实现了泥石流拦挡结构与生态保护的有机结合。

本发明项目受水利部公益性行业科研专项项目（No:201301022，No:201201037）、国家自然科学基金重大研究计划集成项目（No:91215301）、水利部土石坝破坏机理与防控技术重点实验室开放基金以及江苏省水利科技项目（2012009）的资助。

背景技术

为应对日益频发的泥石流灾害，目前浆（干）砌石、混凝土为材料的刚性拦挡结构是应用较为广泛的泥石流防治措施。但刚性拦挡结构透水性差，不利于释放泥浆压力，不具备柔性，易被泥石流巨大的冲击力破坏，且易风化老化，导致设计强度降低。因此迫切需要发明一种新的泥石流拦挡结构。

发明内容

为了克服常用刚性拦挡坝难以快速释放泥石流泥浆压力、容许变形小、难以消减泥石流冲击力以及抗风化抗老化能力等不足，本发明提出了一种石笼拱生态柔性泥石流拦挡坝。这是一种利用石笼网片、废旧轮胎、生态袋以及碎石土材料，联合砌筑成拱形的泥石流拦挡坝。坝体结构整体具有较强的透水能力，可有效消减泥浆压力；构筑材料的柔性特质和拱形结构的超载特性，提高了其抵抗冲击破坏的能力；生态护面的引入可有效保护结构免受紫外线照射，增强筑坝材料耐久性。本发明同时提供了石笼拱生态柔性泥石流拦挡坝的建造方法。

采用的技术方案是，一种石笼拱生态柔性泥石流拦挡坝，本石笼拱生态柔性泥石流拦挡坝为拱形拦挡坝，其特征在于，结构如下：在地基上面层叠堆砌有填充石渣的石笼网片，各石笼网片之间进行绑扎，以加强整个拦挡坝结构的整体性；在石笼网片的内侧迎水面（即上游面）水平铺设逐层装填坡积土的废旧轮胎；在石笼网片内侧背水面（即下游面）砌筑逐层装填坡积土的生态袋；在废旧轮胎与生态袋之间的区域填充有振捣压密的石渣。

本发明的优化方案有：

1、所述石笼网片是由高抗腐蚀、高强度、具有延展性的低碳钢丝或包裹PVC的钢丝，使用机械编织而成。所做成的石笼拱坝是直立挡墙状或下游侧台阶式挡墙状。

2、所述各石笼网片之间进行绑扎是指，在所述的石笼拱拦挡坝的每个石笼网四个角处，用镀锌过塑钢丝缝合绳把上下、左右石笼网绑定，以增强竖向整体稳定性。

3、所述装填坡积土的废旧轮胎，为沿着胎冠中线剖为两部分，轮胎水平放置，然后填碎石土，逐层施工。把镀锌过塑钢丝缝合绳穿过废旧轮胎侧壁并把它们栓绑在一起，再与石笼网绑定；

4、所述装填坡积土的生态袋，在填土束扎袋口后水平铺设、逐层错缝叠砌，并贴紧石笼网；

5、所述生态袋是以聚丙烯（PP）或者聚酯纤维（PET）作为原材料制成的双面烧结针刺无纺布加工而成的袋子，具有抗老化、无毒、透水及对植物友好的特性；

6、所述石笼网片的层叠堆砌方式是：在石笼拱柔性拦挡坝的基础部位及地面以上一定高度范围，用大粒径块石填充的石笼修筑，并在上下游抛填大粒径块石护脚。

7、分区分块封装指的是：在每个石笼中靠近石笼壁的区域封装生态袋和废旧轮胎，其中装填的是碎石土，以便于石笼拱外侧的植物生长；在废旧轮胎与生态袋之间的大部分区域，装填的是石渣料。然后把每个石笼错峰层叠堆砌。

8、在所述的石笼拱的基部，抛填有石渣护脚（护坡）。

9、在石笼拱拦挡坝上下游面设有植物锚杆。

所述的植物锚杆是指：在每层生态袋袋体之间铺设柳枝或香根草，在废旧轮胎的堆填土中扦插柳枝，梢端穿过石笼网孔外露，柳枝生长后在填土内形成植物锚杆；

本措施栽植适应环境生存的植被形成植物锚杆，例如香根草、柳条一类根系发达易存活的植物，保护筑坝材料免受紫外线侵蚀同时兼做反滤层。另外，植被根系能够对筑坝材料进行适当的加筋，质地柔韧并与自然环境相融合。

10、在本石笼拱生态柔性泥石流拦挡坝的上游侧布置有消能墩柱。

11、在废旧轮胎与生态袋之间的区域填充石渣，以5mm以上粒径的中砾为主，其含量占到抛填石渣土的一半或以上，保持其良好的透水性和变形适应特性。