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科学研究

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1.0.1 公路穿越泥石流多发地区,一般情况下路线应设法绕避。必须穿过且易受泥石流危害的,应根据泥石流形成条件,泥石流类型,流动特点及活动规律,在采用工程治理的同时,应加强监测和预报,以防为主,防治结合,分阶段实施,并利用生物措施作好水土保持工作,充分发挥综合治理的社会和环境效益。

1.0.2 为使公路泥石流防治工程设计符合技术先进、经济合理、安全适用、确保质量和环境保护,特制定本指南。

1.0.3 本指南适用于四川省境内的公路泥石流防治工程设计。其它地区的公路泥石流防治可参照执行。

1.0.4 公路泥石流的防治,尤其是对大型及特大型公路泥石流应坚持以理论为基础、防治技术为手段、工程防治为目的的原则。

1.0.5 公路泥石流防治的目的在于确保穿越泥石流区的公路构建筑物的安全与稳定、使公路交通有序进行。

1.0.6 因地制宜,正确有效地防治公路泥石流病害,遵循泥石流运动规律。

1.0.7 公路泥石流防治除应遵守本指南外,尚应符合现行国家标准及交通部行业标准的有关规定。

2 基本规定

2.0.1 公路泥石流可根据公路水毁、规模大小、活动频率、流体性质、泥石流沟形态及物源等标准进行分类 ( 附录 A) 。

2.0.2 防治工程设计前期技术基础资料

1 地质资料:包括治理区 1 : 1000 或更大比例尺的地质构造图及说明,治理工程地段 1 : 1000 ~ 1 : 5000 比例尺工程地质及水文地质和说明。对治理区的地质构造、地层岩性、新构造运动治理及第四纪地质应进行详细调查。

2 地震资料:泥石流沟所在地区的地震资料,包括震级、烈度、地震力、地震频率等。

3 地形资料:治理流域的形态和面积,流域内主、支沟的发育与分布,沟谷的切割深度、宽度、沟床的比降、沟岸的坡度。治理工程段 1 : 200 ~ 1 : 1000 的实测地形图及相关的纵横断面图。

4 气象资料:治理区及邻近区的历年降水总量及雨量分布。不同降雨频率的降雨强度平均气候,及霜冻时间。

5 水文资料:包括历年最大洪水常年流水量、汇集系数、径流系数,泥石流类型、活动频率、流量大小、活动范围、沉积区形态及范围、冲击路径变化,泥痕高度、最大冲刷深度、发展趋势和危害程度。

6 检测资料包括:泥石流治理段物源类型,储量大小及分布沉积物粒径及岩土的物理力学参数、泥石流体参数。

7 沟内土壤植被状况:包括植被的覆盖率,坡地被开垦的范围和程度,矿山资料的分布及开发利用的现状,今后发展计划等。

8 附近地区泥石流防治工程类型、效果及存在问题。

9 治理区的水土流失、山崩、滑坡及崩塌的详细分布,一次能最大参与泥石流的物源补充量。

10 治理区已建及拟建工程可能引起破坏山坡稳定的资料。

2.0.3 泥石流计算包括流速计算、流量计算、冲起爬高计算、冲击力计算、磨蚀力及磨蚀量计算以及泥石流弯道超高计算等,计算方法见附录 B 。

2.0.4 公路泥石流防治重点是公路建构筑物附近区域,拦粗泄细,以排为主,排导结合,条件合适时应兼顾全流域,进行全面综合防治,做到标本兼治,除害兴利。

2.0.5 公路泥石流防治工程应从泥石流对防治结构的冲击作用和磨蚀作用两方面出发考虑结构的耐久性设计。

2.0.6 公路泥石流防治工程有效使用期应与公路等级相适应,原则上不低于 25 年,防治工程营运期间应加强泥石流对防治结构的毁损监测,及时采取相关补救措施,有效发挥防治结构功能。

2.0.7 公路泥石流防治应采取工程措施与生物措施相结合,以工程措施为主。工程措施应根据泥石流与公路的组合关系、泥石流规模、泥石流运动冲淤特性及演变规律、公路等级等采用以下一种或几种措施综合应用:

速流结构、底埋隧道、拦渣坝、护岸结构及导流堤、翼型墩汇流结构、渡槽、糙底群桩、过水路面、水土保持、抗冲磨材料及构造措施。

3 防治工程

3.1 速流结构

3.1.1 一般规定

1 速流结构是一种快速导排泥石流体的工程防治结构,由汇流槽和速流槽组成。公路从速流槽上部横向穿越的速流结构称为底越式速流结构,公路从速流槽下部横向穿越的速流结构称为顶越式速流结构。

3 速流槽由钢筋混凝土现场浇筑,汇流槽可由钢筋混凝土或素混凝土、浆砌石砌筑。

4 速流结构基础置于稳定的泥石流体或基岩上,承载力应满足《公路桥涵地基与基础设计规范》 (JTJ024-85) 要求。

5 汇流槽应根据泥石流冲击力及流量进行设计,速流槽应根据泥石流排导量及泥石流抛程进行设计。

6 速流结构的配筋计算可参照相关钢筋混凝土设计规范进行。

3.1.2 结构与构造

1 速流结构由倒八字形的汇流槽和纵横断面均为上凹曲线的速流槽组成 ( 图 3.1.2.1) ,其中速流槽平面形态可为矩形或上宽下窄的梯形。

2 速流槽横断面由上部矩形、中部梯形、底部曲面共三部分组成,其中底部曲面为半圆曲面时的效果最佳 ( 图 3.1.2.2) 。速流槽纵断面呈曲面,可为圆弧线、抛物线、螺旋线、正弦线、余弦线、反正弦线、反余弦线、双曲线和椭圆线 ( 图 3.1.2.3) ,但是确保出口段反向倾向上游,倾角 8 度左右。为了增强结构的稳定性,可在速流槽底部设嵌固桩,嵌固桩应满足对速流槽的支承能力。

3 汇流槽侧墙的长度、高度、厚度及与泥石流主体流向的夹角需要根据具体的泥石流沟形态及泥石流冲击路径、冲击力大小综合确定。

4 速流槽的宽度、侧墙高度与厚度、纵横上凹弧度及侧墙上的锁固桩的长度、埋深及间隔等均需要综合考虑泥石流体的流量、流速、流体性质、泥石流沟比降等因素确定。

5 速流结构每隔 3~5m 应设置锁固桩,桩与速流结构刚性连接,桩嵌入速流槽或汇流槽基础底部以下深度不小于 倍桩长。

图 3.1.2.1 速流结构平面图

图 3.1.2.2 速流结构断面图



图 3.1.2.3 速流结构常见纵断面型式

3.1.3 适用条件

1 泥石流沟属于中型或小型的沟谷型泥石流。

2 公路从泥石流沉积区横向穿越。

3 泥石流沟沉积区纵向比降不小于 12% 。

4 泥石流沟轴线与主河谷上游端呈现锐角相交,锐角不小于 70 度。

5 泥石流沟前主河谷应具有较强的排导能力。

3.1.4 注意事项

1 应该从泥石流对速流结构的冲击磨损速度、磨损量出发考虑结构的耐久性。

2 速流结构主体部分应采用具有抗撞消能性能的新型混凝土材料建造。

3 速流结构壁面可设置具有抗撞消能性能的结构措施,减小泥石流对速流结构的磨蚀速度。

4 当泥石流固相颗粒最大粒径大于 30 时,应在泥石流流通区适当位置建造一道或多道拦渣坝或栅栏,拦截泥石流体中的粗大颗粒固相物质。

3.2 底埋隧道

3.2.1 一般规定

1 底埋隧道是指采用隧道使公路从泥石流堆积体内横向穿越的工程防治结构型式,包括拱式、墙式和棚洞式三类,建成后泥石流体从底埋隧道顶部宣泄,确保公路交通运输的有序进行。

2 实施底埋隧道必须较为准确地确定后期泥石流体的最大切割深度,应按不低于 25 年一遇的泥石流重现期确定。

3 底埋隧道顶部结构应具有足够的强度和抗御泥石流冲击、磨蚀能力,由钢筋混凝土建造。

4 底埋隧道基础置于稳定的泥石流体或基岩上,承载力应满足《公路桥涵地基与基础设计规范》 (JTJ024-85) 要求。

5 底埋隧道的配筋计算可参照相关钢筋混凝土设计规范进行。

6 底埋隧道洞口位置应避开崩塌、滑坡等不良地质地段,同时应避开泥石流分叉及漫流改道影响范围,避免泥石流回灌洞室。

7 底埋隧道通风、照明、机电、监控及施工沉降缝等参照《公路隧道设计规范》 (JTJ026-90) 执行。

3.2.2 结构与构造

1 底埋隧道的平面图及纵、横断面图分别见图 3.2.2.1 和图 3.2.2.2 。

2 底埋隧道洞顶应置于 25 年一遇的泥石流重现期最大下蚀深度以下 1~2m ,避免泥石流体直接冲击、磨蚀隧道结构。

3 底埋隧道除按隧道规范设置排水措施外,必要时宜设置泄水洞。高寒地区应考虑抗冻要求。

4 底埋隧道的养护除按隧道规范进行常规养护外,当洞顶泥石流体堆积物超过设计预留量后应及时进行清除。

5 底埋隧道临河方向应设置必要的支撑结构,隧道迎流侧应设置缓倾的导流底板,使泥石流体能够顺利地从洞顶翻越。

6 底埋隧道临河方向应设置必要的挑流结构措施,避免泥石流体翻越底埋隧道后在隧道外测冲蚀隧道基础。

图 3.2.2.1 底埋隧道平面图

图 3.2.2.2 底埋隧道断面图

3.2.3 适用条件

1 底埋隧道适用于防治大型及特大型公路泥石流。

2 公路从泥石流沉积区横向穿越。

3 泥石流体淤埋厚度大于 20 、流动路径横向摆动范围较大时优先选用底埋隧道。

3.2.4 注意事项

1 底埋隧道设计时应重视隧道结构的整体性。

2 底埋隧道结构顶部应采用抗撞消能材料或设置抗冲磨构造措施。

3 底埋隧道顶部内侧应设置泥石流导流板,避免或减小泥石流对拱顶结构的直接冲击和磨蚀。

4 重视对底埋隧道外侧基础的保护,使其免受泥石流体或河流流水的冲蚀掏空。

5 底埋隧道设计时应尽可能避免泥石流直接冲击结构主体。

3.3 拦渣坝

3.3.1 一般规定

1 为防止泥石流沟床下切、山坡滑坍和携带的冲积物危害路基,可在沟内设置拦渣坝。拦渣坝是建筑在泥石流形成区或流通区沟谷的一种横断沟床的人工建筑物,其主要作用在于拦渣滞流,调节泥石流下泄流量和固体物质粒径及总量,为公路泥石流防治的重要辅助措施。

2 拦渣坝宜与速流结构、底埋隧道等防治结构共同使用,作用在于拦截粒径大于 30cm 的固体物质,让粒径小于 30cm 的固体物质随同洪水或泥石流浆体排泄输运。

3 拦渣坝一般包括重力式拦挡坝和刚性及柔性格栅坝。拦挡坝可用片石、混凝土、石笼、土等材料砌筑,格栅坝可用钢轨、钢绳、粗钢筋或钢筋混凝土构件筑成。

4 拦渣坝基础置于稳定的泥石流体或基岩上,承载力应满足《公路桥涵地基与基础设计规范》 (JTJ024-85) 要求。

5 拦渣坝设计应重视两端与岸坡的衔接和基础埋置深度,两端应嵌固在泥石流两个沟岸的稳定岩体内。

6 作用在拦渣坝上的荷载类型包括坝体自重、泥石流冲击力、堆积物的土压力、扬压力等。Ⅵ及以上抗震设防地区应考虑地震荷载组合。

7 拦渣坝设计的控制荷载是泥石流固相块石的冲击力,在迎水面应考虑防治泥石流冲击性能。

8 拦渣坝的结构计算应包括坝体抗倾稳定性验算、抗滑稳定性验算、地基承载力验算、坝身截面强度计算、沉降验算等,应满足《公路桥涵地基与基础设计规范》 (JTJ024-85) 要求。

3.3.2 结构与构造

1 拦渣坝的平面图及纵、横断面图分别见图 3.3.2.1~ 图 3.3.2.3 。

2 拦渣坝宜设置在泥石流沟流通区内,根据需要可设置一道或多道。设置多道拦渣坝时,泄流孔径可从上游到下游逐渐减小。

3 拦渣坝高度一般为 3~5m ,最大高度根据地形、地质等因素确定。坝顶宜采用平顶式。当两端岸坡有冲刷可能时,宜采用凹形。拦挡坝的横断面尺寸可根据计算确定,亦可参照表 3.3.2.1 选用。


图 3.3.2.1 重力拦挡坝

图 3.3.2.2 刚性格栅坝


图 3.3.2.3 柔性格栅坝

表 3.3.2.1重力式拦渣坝横断面尺寸

坝类

坝高 (m)

坝顶宽度 (m)

迎水面坡度

背水面坡度

土坝

1

1.0

1 : 1.0

1 : 1.0

2

1.5

1 : 1.5

1 : 1.0

3

2.0

1 : 1.5

1 : 1.5

石坝

1

0.6

1 : 0.5

1 : 0.2

2

1.1

1 : 0.8

1 : 0.5

3

1.6

1 : 1.0

1 : 0.7

4 重力式拦渣坝的横断面形式应综合考虑荷载组合、地基情况等情况,可采用图 3.3.2.4 所示形式。

图 3.3.2.4 重力式拦渣坝横断面型式

坝顶宽度应根据平面布置、运用管理、防灾抢险和考虑淤满后的加高等的需要来确定。一般按构造要求取 但低坝坝顶宽度 不小于 1.5 ,高坝坝顶宽度 不小于 3 。当有交通及防灾抢险等特殊要求时 应大于 3.5

对具有坚固地基的低坝,坝底宽 ;对地基情况一般的中低坝,坝底宽 ;对地基情况较差的高坝,坝底宽

5 坝身泄水孔的布设应遵循以下原则

1) 尽量将排水孔布置在溢流道坝段。

2) 排水孔的大小、数量和位置要在综合考虑固体物质的拦截量、拦截最大粒径基础上选定。

3) 排水孔应布置成梅花状交错排列,相邻排水孔之间应留适当的间距,以免过分削弱坝体结构强度,如图 3.3.2.5 。

4) 排水孔设计可按全部设计流量设计排泄孔横断面面积,一般单孔孔径可取过流中最大石块粒径的 1~2 倍。孔形多取成宽高比为 0.6~0.8 的矩形,顶部视孔径大小用盖板或砌成拱形。

5) 根据设置排水孔的实际经验有少而大的趋向,尽量在不同高度都能排泄较多的泥石流体,以延长坝体的使用寿命。

6) 排水孔孔径大于 时宜设置钢栅栏。

图 3.3.2.5 排水孔布置模式

6 坝下防护应保证坝基不被淘蚀,并起消能作用,可采用以下形式 ( 图 3.3.2.6) 。

图 3.3.2.6 坝下消能结构型式

3.3.3 适用条件

1 泥石流体中粗大颗粒含量较多时宜在泥石流流通区内设置拦渣坝。

2 泥石流沟内的拦渣坝可以根据需要设置一道或多道。设置多道拦渣坝时,坝体上的泄水孔孔径从上游到下游可以逐渐减小。

3.3.4 注意事项

1 拦渣坝应设置在地基条件较好的地段。

2 拦渣坝迎水面应采用抗撞消能混凝土材料,或采用抗冲击构造措施。

3 应重视拦渣坝泄水孔被泥石流体及流水冲刷、磨蚀的防护问题。

3.4 护岸结构及导流堤

3.3.1 一般规定

1 护岸结构是指利用挡土墙或护面墙减小泥石流对岸坡的冲蚀、确保岸坡稳定及岸坡公路建构筑物安全与稳定的防治结构型式,若护岸结构与岸坡具有一定交角,以调节泥石流流向为主要功能时,可将护岸结构称为挑坝或导流堤或丁坝。

2 护岸结构及导流堤由钢筋混凝土或砌石、堆石等砌筑而成,一般宜设置为重力式结构。

3 护岸结构及导流堤设计的控制荷载是泥石流冲击力,以及泥石流对结构基础的冲蚀深度。

3.3.2 结构与构造

1 护岸结构及导流堤的模式示意图分别见图 3.3.2.1~ 图 3.3.2.3 。

2 护岸结构及导流堤基础埋置深度应低于 25 年一遇的泥石流最大下切深度 1~2m 。

3 护岸结构超高高度应充分考虑泥石流阵性超高和弯道爬高,超高高度不低于 25 年一遇泥石流阵性超高及弯道爬高 2.0m 。

图 3.3.2.1 护岸结构平面图 图 3.3.2.2 护岸结构断面图

图 3.3.2.3 导流堤或丁坝

3.5 翼型墩汇流结构

3.5.1 一般规定

1 翼型墩汇流结构是指利用两个异型墩之间和墩外形成的泥石流速度差和压力差达到快速汇集、输运并排泄泥石流体的工程防治结构型式,两个翼型墩成对排列,墩头指向泥石流沟上游。

2 翼型墩汇流结构宜设置在泥石流沟流通区与沉积区之间的过渡部位。

3 翼型墩由钢筋砼、砌筑砼或砌筑条石或块石等组成。

4 翼型墩 设计的控制荷载是泥石流固相块石的冲击力,在迎水面应考虑防治泥石流冲击性能。

5 翼型墩的配筋计算可参照相关钢筋混凝土设计规范进行。

6 翼型墩汇流结构通常与速流结构共同使用,可强化汇流槽汇集泥石流体的作用。

3.5.2 结构与构造

1 翼型墩汇流结构平面见图 3.5.2.1 2 ,由两个翼型墩构成。

2 异型墩的墩间距离、墩长度、墩头宽度、墩高度等需要根据泥石流流速、流量大小、活动频率、泥石流体性质等综合确定。

3 翼型墩轴线与泥石流主流线之间的夹角 不宜大于 15 °,墩轴线间距 B 占墩头处泥石流沟横断面宽度的 左右。

4 翼型墩为悬臂式墩体,嵌入 25 年一遇的泥石流最大下蚀深度以下的墩长度不低于翼型墩总长的 倍。

5 翼型墩迎流面迎考虑泥石流体的冲击和磨蚀性能。

图 3.5.2.1 翼型墩汇流结构

3.5.3 适用条件

1 翼型墩汇流结构主要适用于稀性泥石流。

2 置于泥石流流通区出口处、沉积区上游端。

3 泥石流沉积区纵向比降大于 15% 。

3.5.4 注意事项

1 翼型墩迎水部分结构体应采用抗撞消能混凝土材料建造,或采用抗冲击、磨蚀的构造措施。

2 避免翼型墩基础被泥石流冲蚀掏空外露。

3 避免翼型墩间被泥石流体中的粗大颗粒堵塞。

3.6

3.6.1 一般规定

1 泥石流渡槽工程是在泥石流沟的特定地形条件下,将泥石流排导工程架空与土工建筑物呈立体交叉的形式来绕避与排导相结合并以排为主的工程措施。

2 泥石流渡槽由钢筋砼、砌筑砼或砌筑条石或块石等组成。

3 泥石流渡槽的配筋计算可参照相关钢筋混凝土设计规范进行。

4 渡槽适宜于架空地势较为优越的中、小型泥石流沟,其适用条件如下:

1) 泥石流爆发较频繁,高含沙水流、洪水或与常流水交替出现,有冲刷条件的沟道。

2) 泥石流的最大流量不超过 200 ,且固体颗粒最大粒径不超过 1.5m 。

3) 具有足够的地形高差,满足与公路线路设施立体交叉净空的要求。

4) 进出口顺畅,基础有足够的承载力并具有较高的抗冲刷能力。

5) 沟道迁徙无常,冲淤变化显著,流量、容重和固体颗粒级配很大的高粘性泥石流和含巨砾的水石流不宜采用或慎用。

6) 地基条件太如高填方、淤泥等不宜采用或慎用。

3.6.2 结构与构造

1 泥石流渡槽按过流断面形状分可分为 V 型断面渡槽、矩形断面渡槽、箱形断面渡槽和弧形断面渡槽,按结构形式分可分为梁式渡槽、拱式渡槽和框架式渡槽,断面形态见图 3.6.2.1 。

图 3.6.2.1 泥石流渡槽过流断面形状

2 平面形态上,渡槽和泥石流沟应顺直平滑地连接,渡槽进口前需要 15~20 倍槽宽的直线引流段,进口段不得布置在沟道急弯上。

3 渡槽进口段不得强行压缩底宽,避免突然收缩和展宽,宜采用上宽下窄的梯形或圆弧状的倒喇叭形束流堤渐变段,渐变段长度一般为 5~10 倍槽宽,且不得小于 20m ,渐变段扩散角在 8~15° 。

4 渡槽槽身应按直线等断面宽度设计,出口部分应防止泥石流体淘蚀桩柱基础。

5 渡槽槽底纵坡设计应等于或接近天然沟道的流通段平均纵坡,防止泥石流产生淤积现象;宜设计成单一的坡度,不宜有多坡度变坡点,避免泥石流在变坡点产生不稳定的冲击作用。

6 按设计最大流量计算有效过流横断面面积,加上安全超高而确定渡槽的横断面的设计尺寸。

7 渡槽基础的形状、尺寸、构造和基底标高应力求对称,避免侧向受力不均而导致不均匀沉陷和变形;基础埋深不应小于被跨越建筑物的基底标高,并应满足抗冲刷、抗冻融等要求;且必须满足各项验算要求。

8 渡槽进、出口段和槽身之间应设置沉陷缝和伸缩缝。对长度超过 40m 的槽身,可按 20~30m 一段划分伸缩缝;分缝应作防渗处理;预制安装的槽身和小型薄壳结构槽身,可按工作缝处理而不再分缝。

9 泥石流渡槽进、出口边跨支墩承受很大的水平推力,为确保纵向稳定,边墩应采用重力式结构并设置槽底止推装置。

10 渡槽的底部和侧壁过流面应作防冲击磨损处理,一般增加 10~15mm 厚度的钢板铺底防磨或采用废旧钢轨滑床防磨。

3.6.3 计算方法

1 作用在渡槽的荷载包括渡槽结构自重、填土重量和土压力;泥石流体的重力及相应的流体压力,含有巨砾的泥石流体作整体运动时的冲击力,地震力和温度变化产生的附加应力,构成三种荷载组合:

1) 组合一:基本组合。渡槽结构自重 + 填土重量及土压力 + 设计流量下泥石流体的重力及相应的流体压力 + 泥石流的冲击力;

2) 组合二:附加组合。渡槽结构自重 + 填土重量及土压力 + 校核流量下泥石流体的重力及相应的流体压力 + 泥石流的冲击力;

3) 组合三:特殊组合。渡槽结构自重 + 填土重量及土压力 + 地震引起附加应力的组合 ( 最高、最低温度引起附加应力 ) ;

2 渡槽结构形式多样,由于其纵横方向结构与受力均不相同,应按结构力学原理分别计算。

3.7 糙底群桩

3.7.1 一般规定

1 糙底桩群是指利用低矮钢筋混凝土桩通过增大泥石流沟床糙度而达到减缓泥石流流速或调节泥石流流向的防治结构型式,通常由多根桩按照一定的规则进行排列组合,一般位于流通区出口段及沉积区内。

2 糙底群桩可分为整体式群桩和汇流式群桩两类。整体式群桩的目的在于淤埋泥石流体,进而降低所在地段沟槽比降,并使群桩所在地段前部泥石流沟槽纵比降增大便于设置排导结构;汇流式群桩的目的在于汇集泥石流体,并通过缩小泥石流过流断面增大泥石流流速。

3 汇流式群桩通常与速流结构共同使用,可强化汇流槽汇集泥石流体的作用。

4 桩由钢筋混凝土建造,可现场浇筑或预制。

5 桩的配筋计算可参照相关钢筋混凝土设计规范进行。

3.7.2 结构与构造

1 糙底群桩的平面布设见图 3.7.2.1 和图 3.7.2.2 。

图 3.7.2.1 整体式群桩 图 3.7.2.2 汇流式群桩

2 整体式群桩的位于迎流面的属于第一排桩,汇流式群桩的桩排按照图 3.7.2.3 定义。第一排桩承受的泥石流荷载占总荷载的 30~40 %。

3 桩嵌入 25 年一遇泥石流的最大冲刷深度以下的长度不低于 倍桩长。

图 3.7.2.3 汇流式群桩的桩排定义

3.8 过水路面

3.8.1 对于小型的公路泥石流,冲淤不大者,在四级公路标高受限制时可采用过水路面或清淤措施。

3.8.2 过水路面的路基横断面应为全封闭式,路线纵向应设计成凹形也可与小桥、涵洞联合使用。路基上游边坡 1:1.5~1:2.0 ,下游边坡 1:3~1:5 ,坡脚设抑水墙,以防止冲刷。

3.8.3 过水路面可采用 M10 水泥砂浆砌块石或弯拉强度不小于 3.5Mpa 水泥混凝土路面,边坡与抑水墙可采用 M10 水泥砂浆砌片石。

3.8.4 过水路面应考虑泥石流的磨蚀问题。

3.9 水土保持

3.9.1 在泥石流范围内可采用水土保持或其它稳定山坡的措施。水土保持应与当地规划相结合,广泛植树造林、封山育林、平整山坡、修筑梯田、合理放牧,并视具体情况修建地表排水设施,使泥石流病害得到逐步治理。

3.9.2 水土保持的重点区域是泥石流沟的地表径流区和泥石流形成区,可参照 《开发建设项目水土保持方案技术规范》 (SL204-98) 执行。

3.9.3 地表径流区水土保持

1 坡耕地治理

1) 以小流域为单元,对坡耕地进行全面治理,根据土层薄厚、雨量大小等条件,分别修建水平梯田、坡式梯田和隔坡梯田。有关规划、设计、施工等技术参照国家标准 GB/T16452.1-1996 《水土保持综合治理技术规范坡耕地治理技术》第二篇的规定执行。

2) 对于 25° 以下未修梯田的坡耕地,应根据不同条件结合农事耕作,分别采取沟垄种植、草田轮作、套种、问作、深耕深松等耕作法。具体技术要求参照国家标准 GB/T16453.1-1996 第一篇的规定执行。

2 荒坡荒地治理

1) 对于荒坡荒地,应布设植物工程,其中宜林地营造经济林、薪炭林、用材林,并搞好林种、林型、树种规划和整地工程设计。具体技术要求参照国家标准 GB/T16453.2-1996 《水土保持综合治理技术规范荒地治理技术》第一篇的规定执行。

2) 适宜种草的土地采取人工种草,须搞好人工草地规划,选好草种和种植方式。具体技术要求参照国家标准 GB/T16453.2-1996 第二篇的规定执行。

3) 对于残林、疏林和退化草地,采取封育治理,育林育草,并搞好有关的工程管理与技术管理。具体技术要求参照国家标准 GB/T16453.2-1996 第三篇的规定执行。

3.9.4 形成区水土保持

1 谷坊:对于小流域沟底比降较大,沟底下切严重的沟段,应分别修建土谷坊、石谷坊、柳谷坊等各种类型的谷坊,稳定沟坡,减轻沟蚀。具体技术要求参照国家标准 GB/T16453.3 - 1996 第二篇的规定执行。

2 淤地坝:这是治理沟壑的一项有效工程,可以拦截泥沙、巩固沟床,增加耕地。具体技术要求参照国家标准 GB/T6453.3 - 1996 第三篇的规定执行。

3 沟底防冲林

1) 在纵坡比较小的支毛沟沟底,顺沟成片造林,以巩固沟底、缓流落淤。

2) 在纵坡较大,下切较为严重的沟段,在谷坊淤泥面上成片造林。

4 护坡工程:对存在活动性滑场、崩塌的沟坡、谷坡、山坡应采取削头减载,排除地下水、滑坡体上造林、抗滑桩和坡脚修建挡土墙等工程,制止沟坡崩场、滑塌的发展。

3.10 抗冲磨材料及构造措施

3.10.1 易于被泥石流冲击磨蚀破坏的防治工程可采用抗冲磨消能混凝土材料、面层材料或相应的构造措施,提高防治结构耐久性。

3.10.2 泥石流防治结构抗磨面层材料选取中,宜按照闪长岩>玄武岩>花岗岩>大理岩>片麻岩>砂岩的顺序优先选用,面层材料底部与结构物表面应粘贴紧密。

3.10.3 抗冲磨构造措施

1 钢轨排

1) 钢轨排是指利用废旧钢轨安置锚固在防治结构强烈冲击、磨蚀部位的构造措施,是通过充分发挥钢轨强度高耐磨蚀能力较强的力学特性的辅助技术措施。

2) 该技术主要针对稀性泥石流,可以减弱或避免泥石流体中粗大块石对防治结构的冲撞毁损。

3) 钢轨排主要适用于速流结构速流槽、汇流槽、护岸结构、挑坝、翼型墩及拦渣坝泄水孔等防治结构的相关部位。可选用废旧钢轨,当钢轨长度不足槽长时可采用锚固连接。基本图示见图 3.10.3.1~ 图 3.10.3.4 。

图 3.10.3.1 速流结构速流槽钢轨排

图 3.10.3.2 护岸结构、挑坝及速流结构汇流槽等侧墙钢轨排

图 3.10.3.3 翼型墩钢轨排 图 3.10.3.4 拦渣坝泄水孔钢轨排

2 消能齿

1) 消能齿是指在速流槽底部适当部位建造微型台阶通过引气产生滑托水流的构造措施 ( 图 3.10.3.5 图 3.10.3.6) 。

2) 消能齿的台阶高度一般 0.64~0.96m ,台阶面宽度尽可能与台阶高度一致,但应确保台阶缘的连线为速流槽底平滑曲线的一部分。应防护消能齿微齿被泥石流体冲磨毁损。

图 3.10.3.5 速流结构内消能齿布设区段

图 3.10.3.6 泥石流消能齿作用机理图

3 轮胎护层

1) 为了削弱泥石流对防治结构的冲击作用,可在防治结构迎冲面安置轮胎保护层,发挥轮胎缓冲消能的作用,减小泥石流对防治结构的冲击毁损作用 ( 图 3.10.3.7) 。

2) 该技术一般用于速流结构汇流槽,尤其在泥石流冲击方向与汇流槽轴线近于垂直时使用效果更好。

3) 该技术使用的轮胎可为废旧轮胎,通过螺栓锚固在汇流槽壁面。轮胎在汇流槽壁面的布设范围宜在中上部。每年定期检查轮胎的毁损状况,据此进行替换。

图 3.10.3.7 轮胎护层模式图


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