一种既有山洪沟箱涵转向改道的布置结构 |
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| 申请号 | CN202310870310.8 | 申请日 | 2023-07-14 | 公开(公告)号 | CN116905399A | 公开(公告)日 | 2023-10-20 |
| 申请人 | 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司; | 发明人 | 谢松桦; 嵇红刚; 程琳; 卢荻秋; 王超涛; 彭少明; 徐大彬; 吴丹妮; 周祥森; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于 水 利 水电 工程技术领域，具体公开了一种既有山洪沟箱涵转向改道的布置结构，包括既有箱涵、转向段箱涵、台阶段箱涵和平顺段箱涵；所述既有箱涵从原山洪沟引出并与转向段箱涵顺接，所述转向段箱涵转向避开 建筑物 ，所述转向段箱涵上顺接有至少一个竖井，所述转向段箱涵的尾端与台阶段箱涵连通，所述台阶段箱涵内部设有 梯级 台阶，所述台阶段箱涵的尾端与所述平顺段箱涵连通，所述平顺段箱涵的尾端延伸至河道。本发明能够在山洪沟空间受限的条件下，提供一种新型的山洪箱涵改道结构，在保障安全泄洪的 基础 上，实现空间变向，消能防冲。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种既有山洪沟箱涵转向改道的布置结构，其特征在于，包括既有箱涵、转向段箱涵、台阶段箱涵和平顺段箱涵；所述既有箱涵从原山洪沟引出并与转向段箱涵顺接，所述转向段箱涵转向避开建筑物，所述转向段箱涵上顺接有至少一个竖井，所述转向段箱涵的尾端与台阶段箱涵连通，所述台阶段箱涵内部设有梯级台阶，所述台阶段箱涵的尾端与所述平顺段箱涵连通，所述平顺段箱涵的尾端延伸至河道。 |
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| 说明书全文 | 一种既有山洪沟箱涵转向改道的布置结构技术领域背景技术[0002] 山洪沟又称山区河道、山区河流，是山区小流域洪水的通道，主要是指流域面积不大、山洪灾害严重、影响人口较多的河道，且具有比降大、流速快、泥沙含量高、冲击力较大等特点。当山洪沟泄洪时，由于河道中水利设施的建设，山洪箱涵往往为避开河道中的建筑物或者为配合周边景观打造，需要转向改道设计。 [0003] 排洪箱涵改道一般处理的方法有以下两种。 [0004] ①型式一：若箱涵沿线无阻碍建筑物，则选择合适的改道区域，重新规划路线，箱涵按照一定的坡比，逐渐降低高程延伸至水中，山洪沟直面河道，直接入河的情况。 [0005] ②型式二：若箱涵沿线建筑物较多或者遇到基本农田避让，则选择合适的改道区域，重新规划路线，箱涵按照一定的角度，偏转延伸至河道中。 [0007] 方案一的缺点主要有：山洪沟由于历史成因一般坡度较陡，落差较大，且在空间布置极为受限，山洪箱涵很难满足短距离转向改道的功能，并且因为距离较短，山洪沟内泥沙得不到有效沉淀，出口处存在淤积等问题，同时入河消能的工程措施费用较高。 [0008] 方案二的缺点主要有：山洪沟为避让建筑物或者基本农田，同时为解决消能问题，则需要转向改道的线路较长，费用增加。 发明内容[0009] 本发明提供了一种既有山洪沟箱涵转向改道的布置结构，目的在于能够在山洪沟空间受限的条件下，提供一种新型的山洪箱涵改道结构，在保障安全泄洪的基础上，实现空间变向，消能防冲。 [0010] 本发明通过下述技术方案实现：一种既有山洪沟箱涵转向改道的布置结构，包括既有箱涵、转向段箱涵、台阶段箱涵和平顺段箱涵；所述既有箱涵从原山洪沟引出并与转向段箱涵顺接，所述转向段箱涵转向避开建筑物，所述转向段箱涵上顺接有至少一个竖井，所述转向段箱涵的尾端与台阶段箱涵连通，所述台阶段箱涵内部设有梯级台阶，所述台阶段箱涵的尾端与所述平顺段箱涵连通，所述平顺段箱涵的尾端延伸至河道。 [0011] 本方案通过转向段箱涵能够实现山洪沟的空间弯转改道，能够顺利的避开建筑物，且本方案中设置的竖井能够对山洪起到消能的作用，另外，台阶段箱涵内部设置的梯级台阶能够进一步对山洪起到再次消能的作用，这样本方案通过多级消能，能够减小山洪的冲击。 [0012] 本方案中的竖井能够在箱涵转向的过程中起到中间连接点的作用，既方便顺利的转向，同时能够起到消能的作用。 [0013] 进一步，还包括消力池，所述平顺段箱涵尾端水平延伸至消力池，所述消力池低于所述平顺段箱涵，所述消力池与河道的一侧靠近。本方案中消力池能够进一步对山洪水起到消能的作用，减小山洪水的冲击。 [0014] 进一步，所述消力池内装有水而形成水垫塘。消力池内装水形成水垫塘能够更加有效的起到消能防冲的作用。 [0015] 进一步，所述消力池尾部设有防冲石笼，所述防冲石笼内部填充有块石；所述消力池尾部回填采用防冲块石，所述防冲块石位于防冲石笼底部。本方案中在防冲石笼内填充块石能够减小山洪水对河道河床的冲击，从而保证河道河床不受到山洪水的破坏。 [0016] 另外本方案中，消力池尾部设有防冲块石回填，采用防冲块石回填能减少山洪水对河床的冲击，从而保护河床及消力池不受到山洪水的破坏。进一步，所述防冲石笼为格宾石笼或钢筋石笼。本方案的防冲石笼坚固耐用，使用寿命长。 [0017] 进一步，所述转向段箱涵上设有两个或多个竖井，且竖井之间根据所述山洪沟的落差分级布置。本方案中竖井之间根据山洪沟的落差高低分级布置，这样能够使竖井实现多级消能的效果。 [0018] 进一步，所述竖井底部形成沉沙池，所述竖井上设有检修通道。本方案中检修通道的设置便于后期人工对竖井内的沉淀进行处理。 [0019] 进一步，所述竖井的进口高于竖井的出口，且竖井的进口和出口分别位于竖井的两侧。本方案中能够使山洪水从竖井的进口进入，再从竖井的出口出去，而竖井出口下方则为沉沙池，能够收集山洪水夹带的沙土，便于后期排出再次利用，减少泥土的流失。 [0020] 进一步，所述既有箱涵、转向段箱涵、台阶段箱涵、平顺段箱涵、竖井以及消力池相互连接处设有沉降缝，所述沉降缝内部设有橡胶止水带。本方案中沉降缝能够防止各部分由于地基不均匀沉降引起上述结构的破坏，而橡胶止水带的设置能够起到密封的作用。 [0021] 进一步，所述沉降缝内填充有闭孔泡沫板。如此设置能够对沉降缝起到填充作用，同时能够起到防水的作用，且闭孔泡沫板的设置能够降低橡胶止水带的施工难度，闭孔泡沫板与橡胶止水带共同对沉降缝起到密封的作用，且闭孔泡沫板和橡胶止水带能够产生形变，方便施工。 [0022] 本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果： [0023] (1)便于箱涵改道：本发明通过设置竖井，兼顾转向与消能，可避免现有建筑物对箱涵布置的制约。 [0024] (2)减缓山洪冲击：实际过程中依据山洪沟的落差，可以设置多级竖井，辅助消能平差，另外，本发明台阶段箱涵中的梯级台阶及出口消力池的设置，能够形成多级消能体系，减缓山洪对河道的冲击。 [0025] (3)沉沙减少水土流失：山洪往往夹带大量泥沙，本发明的竖井底部可作为沉沙池，山洪过后及时清掏，还泥于田。 [0027] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中： [0028] 图1为本发明一种既有山洪沟箱涵转向改道的布置结构实施例的平面布置图； [0029] 图2为本发明一种既有山洪沟箱涵转向改道的布置结构实施例的纵剖面图。 [0030] 附图中标记及对应的零部件名称： [0031] 既有箱涵1、转向段箱涵2、竖井3、检修通道4、台阶段箱涵5、平顺段箱涵6、消力池7、防冲块石8、防冲石笼9、橡胶止水带10、地面线11、河道12、建筑物13。 具体实施方式[0032] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。 [0033] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0034] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。 [0035] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0036] 术语解释： [0037] 山洪沟：山洪沟多数具有河床比降大、洪水暴涨暴落的特点，一般山洪沟冲刷较为严重，流速较大，河床堆积物搬运较为明显。 [0039] 转向改道：指由于自然或人为的因素导致河流放弃原河道而选择另外的泄洪通道。 [0040] 如图1‑图2所示，本实施例提供了一种既有山洪沟箱涵转向改道的布置结构，包括既有箱涵1、转向段箱涵2、台阶段箱涵5和平顺段箱涵6，既有箱涵1从原山洪沟引出并与转向段箱涵2顺接，转向段箱涵2遇到建筑物13时转向避开建筑物13。 [0041] 转向段箱涵2上顺接有至少一个竖井3，转向段箱涵2和竖井3的数量根据山洪沟长短进行设置，本实施例中的转向段箱涵2上设有两个或多个竖井3，转向段箱涵2设置有两段，两段转向段箱涵2之间通过竖井3连接，且竖井3之间根据山洪沟的落差分级布置，即相邻竖井3之间存在高度差，这样能够起到消能作用。 [0042] 相比于两段转向段箱涵2直接进行连通时，由于两段转向段箱涵2转向连接点改变了方向，导致转向处施工操作不方便，施工效率较低，本实施例中通过设置竖井3，能够兼顾转向与消能，可避免现有建筑物对箱涵布置的制约，结合图1所示，本实施例中的竖井3的横截面呈圆环状，这样多个转向段箱涵2之间的转向连接更加的方便和顺利，竖井3能够起到转向连接的作用，圆环状的竖井3更加方便转向段箱涵2的施工，比如本方案中如图1所示，相邻的两段转向段箱涵2之间出现需要转向的情况时，由于竖井3的作用，两段转向段箱涵2之间通过竖井3能够轻松的实现连通的效果。 [0043] 本实施例中竖井3底部形成沉沙池，山洪往往夹带大量泥沙，竖井3底部可作为沉沙池，山洪过后便于及时清掏，还泥于田。因此，本实施例中在竖井3上设有检修通道4，同时设置爬梯做好防坠网，方便人员出入并完成检修清掏工作。 [0044] 如图2所示，竖井3的进口高于竖井3的出口，且竖井3的进口和出口分别位于竖井3的两侧，这样竖井3的下部形成沉沙池。 [0045] 转向段箱涵2的尾端与台阶段箱涵5连通，本实施例中转向段箱涵2的尾端通过竖井3与台阶段箱涵5连通，这样能够根据现场实际情况适应于台阶段箱涵5与转向段箱涵2之间需要进行转向的设置方式，施工更加的简单，施工效率也更高。 [0046] 台阶段箱涵5内部设有梯级台阶，台阶段箱涵5内部的梯级台阶沿着山洪沟的落差从上至下呈台阶状设置，这样山洪水经过台阶段箱涵5的时候能够对山洪水起到缓冲消能的效果，且台阶段箱涵5内的梯级台阶的设置，还能够减缓山洪水的流速，进一步降低山洪水的冲击力。 [0047] 台阶段箱涵5的尾端与平顺段箱涵6连通，平顺段箱涵6的尾端延伸至河道12，本实施例中既有箱涵1、转向段箱涵2、台阶段箱涵5和平顺段箱涵6按照山洪沟的落差依次从高向低呈阶梯分布，从而实现山洪水的多级缓冲消能，从而起到有效的防冲效果。 [0048] 在另一个实施例中的一种既有山洪沟箱涵转向改道的布置结构还包括消力池7，平顺段箱涵6尾端水平延伸至消力池7，消力池7低于平顺段箱涵6，消力池7靠近平顺段箱涵6的一侧设有斜坡面，能够对从平顺段箱涵6流出的山洪水起到导向的作用，使从平顺段箱涵6流出的山洪水顺利的进入到消力池7内进行消能。 [0049] 消力池7的一侧与河道12的一侧靠近，且消力池7的顶端与河道12的顶端平齐，或河道12的顶端低于消力池7的顶端，这样能够使从消力池7出来的山洪水顺利的流入河道12内。本实施例中消力池7内装有水，从而使消力池7具有一定的水位，这样使得消力池7形成水垫塘。本实施例中由于出口消力池7有一定的水深，形成水垫塘，这样能够进一步保证消力池具有消能效果，进一步降低山洪水的冲击力。 [0050] 消力池7尾部设有防冲石笼9，防冲石笼9内部填充块石，防冲石笼9为格宾石笼或钢筋石笼，且本实施例中消力池7尾部的回填采用防冲块石8，且该防冲块石8位于防冲石笼9的底部，防冲石笼9以及防冲块石8能够缓冲山洪水的冲击力，避免山洪水对河道12产生直接的冲刷，从而能够有效的避免山洪对河道12河床的破坏。防冲块石8埋深及粒径应满足抗冲刷要求，冲刷深度及粒径根据《堤防工程设计规范GB50286‑2013》相关规定计算，防冲石笼9需做好金属防腐措施，内部填充的防冲块石8应饱满、坚硬。 [0051] 在另一个实施例中，既有箱涵1、转向段箱涵2、台阶段箱涵5、平顺段箱涵6、竖井3及消力池7相互连接处设有沉降缝，本实施例中为避免不均匀沉降造成结构破坏，在上述各结构间或单一结构10～15m分段设置沉降缝，且沉降缝的缝宽为2cm。 [0052] 本实施例中在沉降缝内部设有橡胶止水带10，为了进一步加强对沉降缝的密封效果，本实施例中可以先在沉降缝内填充闭孔泡沫板，然后再通过在沉降缝内加入橡胶止水带10进行密封止水，这样沉降缝在闭孔泡沫板和橡胶止水带10的双重作用下能够加强对沉降缝的密封，并且由于闭孔泡沫板和橡胶止水带10具有一定的形变作用，因此填充在沉降缝内后仍然能够使沉降缝发挥作用，避免因加入闭孔泡沫板和橡胶止水带10后使沉降缝形成硬性连接而不能起到防止不均匀沉降造成结构破坏的作用。 [0053] 转向段箱涵2、台阶段箱涵5、平顺段箱涵6、竖井3、消力池7等结构尺寸轮廓需结合工程等级、设计洪水流量通过水力学计算进行确定。 [0054] 转向段箱涵2、台阶段箱涵5、平顺段箱涵6、竖井3、消力池7等混凝土结构的受力分析需结合结构设计工况、周边荷载等情况按照《水工混凝土结构设计规范SL191‑2008》进行确定，混凝土结构采用双层配筋，同时需结合周边环境考虑混凝土的抗渗、抗冻性。 [0055] 本发明有效的实现了山洪沟的空间弯转改道，竖井可根据山洪沟落差分多级布置，且底部设置沉沙池，便于后期对泥沙进行利用，减少泥沙的流失；出口消力池7需有一定的水深，形成水垫塘，满足消能需求；台阶段箱涵5内部采用台阶布置，能够利用台阶进行消能。本发明的一种既有山洪沟箱涵转向改道的布置结构能够满足安全、稳定、抗冲刷要求。 [0056] 以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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