堰塞湖引流槽网链护坡防护结构及方法与流程

本发明涉及到水利工程应急抢险领域堰塞湖风险处置技术领域，更加具体地是堰塞湖引流槽网链护坡防护结构及方法。

背景技术：

堰塞湖作为一种重大自然灾害，是指在一定地形地貌条件下由于岸坡动力地质作用导致河谷坍塌、滑坡甚至泥石流形成的天然湖泊，与之相对应的堵塞河道的堆积物称之为堰塞体。

我国西南高山峡谷地区受地震、降雨等诸多因素影响，堰塞湖灾害频发，该区域通常自然环境恶劣、交通运输不便、水文地质等基础资料匮乏。而堰塞湖自身蓄水能力强，自然溃决时间较短，任其自由发展，势必形成漫顶溃决洪水，破坏能力极大，如若处置不当，势必给河道下游人民群众造成巨大危险。

针对高危堰塞湖溃决风险，当前采取的工程措施主要是在堰塞体顶部垭口开挖引流槽降低库水位和蓄水量，尤其是对于下游地区人口稠密的堰塞湖，引流槽能快速有效地减轻灾损。

堰塞湖引流槽的核心思想即是在堰塞坝上游库水位较低、库容较小时，提前泄流、降低风险，其主要作用机理是利用下泄急流下切掏蚀引流槽底渠及横向扩展掏蚀边坡，形成陡坎，并不断向上游发展进一步溯源侵蚀引流槽底渠及边坡，引起堰塞坝逐步坍塌，形成溃决洪峰。

但目前的工程措施仅只能实现堰塞湖提前过流，而当引流槽内下泄流量增大至一定规模后，垂直下切及横向扩展侵蚀快速发展，形成难以控制溃决洪水，严重威胁下游人民生命财产安全。

为防止堰塞体坍塌失稳过快，当前主要是采用巨型钢筋石笼、巨石锁口等防护措施，但在具体实践运用中，巨型钢筋石笼及巨石锁口等结构在交通闭塞的堰塞湖应急处置现场，普遍存在安装工艺繁琐、运输转移极为不便等问题，而且在溃决过程初始阶段，引流槽内下泄流量较小，石笼等结构过早地触及下泄水流，阻碍正常冲刷下切，对降低上游库容极为不利。此外，随着溃决过程不断发展，堰塞湖引流槽逐步坍塌变形，底渠及边坡结构形式不断动态变化，传统防护措施基本难以动态调整自身结构形式、适应引流槽冲刷变形，从而难以持续保护引流槽边坡、延迟引流槽溃决，控溃削峰作用大幅削弱。

技术实现要素：

本发明的第一目的在于克服上述背景技术的不足之处，而提出堰塞湖引流槽网链护坡防护结构。

本发明的第一目的是通过如下技术方案来实施的：堰塞湖引流槽网链护坡防护结构，它包括堰塞体初始引流槽、堰塞体溃决后引流槽、锚固结构、锁链、堰塞体上游坡面、楔形网链、钢筋石笼沉水配重、初始引流槽边坡、初始引流槽底坡、溃决后引流槽边坡和堰塞体坝顶；

在堰塞体溃决后，所述的楔形网链的一端通过锁链与锚固结构连接，另一端通过锁链与钢筋石笼沉水配重连接，所述的钢筋石笼沉水配重和楔形网链位于所述的堰塞体溃决后引流槽内。

在上述技术方案中：堰塞体未溃决时，所述的锚固结构、楔形网链和钢筋石笼沉水配重依次通过锁链连接并位于所述的堰塞体上游坡面上，所述的楔形网链的一端通过锁链与锚固结构连接，另一端通过锁链与钢筋石笼沉水配重连接。

在上述技术方案中：所述的堰塞体上游坡面至所述的堰塞体坝顶的高程五分之一区域为防护区域，在所述的防护区域内布置有楔形网链。

本发明的第二目的在于克服上述背景技术的不足之处，而提出堰塞湖引流槽网链护坡防护结构的方法。

本发明的第二目的是通过如下技术方案来实施的：堰塞湖引流槽网链护坡防护结构的方法，它包括如下步骤；

①、在堰塞体坝顶开挖并布置堰塞体初始引流槽；

②、编制楔形网链，楔形网链纵向规模为3/4倍的堰塞体高度、横向规模为1/3堰塞体宽度，其中所述的楔形网链网眼尺寸规模为30×30cm；

③、选定堰塞体上游坡面距离堰塞体坝顶高程1/5坝高以下区域为防护区域，并分别在防护区域内布置锚固结构和钢筋石笼沉水配重；

④、将楔形网链布置在步骤③中的防护区域，并将楔形网链一端通过锁链连接所述的钢筋石笼沉水配重，保持所述的楔形网链能随下泄水流纵向舒展，楔形网链另一端采用锁链连接锚固结构，保证楔形网链不被下泄水流冲走；

⑤、待上游库水位逐步上涨至初始引流槽底坡内，下泄急流逐渐垂直下切侵蚀初始引流槽底坡并横向扩宽掏蚀堰塞体引流槽边坡，初始引流槽底坡因溯源侵蚀作用不断向上游回溯发展、逐渐延伸直至堰塞体上游坡面，造成堰塞体溃决，形成堰塞体溃决后引流槽，因水流牵引拖拽作用，最终所述的钢筋石笼沉水配重连着锁链顺势滑入堰塞体溃决后引流槽。

相比于传统巨型钢筋石笼及巨石锁口等防护结构措施，本发明具有如下优点：

1、本发明中的钢筋石笼沉水配重能利用引流槽开挖材料就地取材，楔形网链施工简便且安装便捷，尤其是在交通闭塞的堰塞湖施工现场，能大幅度缩短引流槽防护施工时间。

2、本发明中的楔形网链整体性强同时柔韧性足，能随堰塞体上游坡面坍塌变形而不断调整自身结构形式，适时地滑入引流槽，既不影响引流槽正常泄洪过流，又能持续性保护引流槽底坡，延缓堰塞体溃决，起到明显控溃削峰作用。

附图说明

图1为本发明的纵向示意图

图2为图1中a处的结构详图。

图3本发明的平面示意图

图中：堰塞体初始引流槽1、堰塞体溃决后引流槽2、锚固结构3、锁链4、堰塞体上游坡面5、楔形网链6、钢筋石笼沉水配重7、初始引流槽边坡8、初始引流槽底坡9、溃决后引流槽边坡10、堰塞体坝顶11、i引流槽纵向坡降、w堰塞体横向宽度、h堰塞体垭口高度，l堰塞坝顶部纵向长度。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已，同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。

参照图1-2所示：堰塞湖引流槽网链护坡防护结构，它包括堰塞体初始引流槽1、堰塞体溃决后引流槽2、锚固结构3、锁链4、堰塞体上游坡面5、楔形网链6、钢筋石笼沉水配重7、初始引流槽边坡8、初始引流槽底坡9、溃决后引流槽边坡10和堰塞体坝顶11；

在堰塞体溃决后，所述的楔形网链6的一端通过锁链4与锚固结构3连接，另一端通过锁链4与钢筋石笼沉水配重7连接，所述的钢筋石笼沉水配重7和楔形网链6位于所述的堰塞体溃决后引流槽2内。

堰塞体未溃决时，所述的锚固结构3、楔形网链6和钢筋石笼沉水配重7依次通过锁链4连接并位于所述的堰塞体上游坡面5上，所述的楔形网链6的一端通过锁链4与锚固结构3连接，另一端通过锁链4与钢筋石笼沉水配重7连接。所述的锚固结构3、楔形网链6和钢筋石笼沉水配重7依次通过锁链4连接并位于所述的堰塞体上游坡面5上，这种结构形式安装简便，覆盖面积广。

所述的堰塞体上游坡面5至所述的堰塞体坝顶11的高程五分之一区域为防护区域，在所述的防护区域内布置有楔形网链6。所述的防护区域内布置有楔形网链6这种结构形式覆盖面广，但仅约束引流槽后期泄流，而不干扰引流槽早期泄流，从而延缓堰塞体坍塌速度、坦化洪水演变过程。

本发明的基本原理为：随着堰塞湖库区内水位逐渐上涨至引流槽底坡，引流槽内下泄水流缓慢下切冲刷下游剖面形成陡坎，并不断渐进式向上游发展、溯源侵蚀引流槽底坡，直至发展至溃口时，铺设于上游坡面的楔形网链6因下泄急流拖拽牵引作用逐步进入引流槽。

由于楔形网链6采用柔性结构，因而能随引流槽水流的下切底坡坍塌变形而迅速调整自身形状，充分发挥自身良好的整体性和柔韧性，始终保护初始引流槽底坡9，防止楔形网链正下方引流槽底坡9被下泄急流快速掏空、大于网孔尺寸的块石随下泄急流快速冲走，从而延缓堰塞体溃决、迟滞溃决洪峰上涨速度、减小溃决流量，坦化溃决洪水变化过程，起到控溃削峰作用。

本发明还包括一种使用方法：堰塞湖引流槽网链护坡防护结构的方法，它包括如下步骤；

①、在堰塞体坝顶11开挖并布置堰塞体初始引流槽1；

②、编制楔形网链6，楔形网链6纵向规模为3/4倍的堰塞体高度、横向规模为1/3堰塞体宽度，其中所述的楔形网链6网眼尺寸规模为30×30cm；

③、选定堰塞体上游坡面5距离堰塞体坝顶11高程1/5坝高以下区域为防护区域，并分别在防护区域内布置锚固结构3和钢筋石笼沉水配重7；

④、将楔形网链6布置在步骤③中的防护区域，并将楔形网链6一端通过锁链4连接所述的钢筋石笼沉水配重7，保持所述的楔形网链6能随下泄水流纵向舒展，楔形网链6另一端采用锁链4连接锚固结构3，保证楔形网链6不被下泄水流冲走；

⑤、待上游库水位逐步上涨至初始引流槽底坡9内，下泄急流逐渐垂直下切侵蚀初始引流槽底坡9并横向扩宽掏蚀堰塞体引流槽边坡8，初始引流槽底坡9因溯源侵蚀作用不断向上游回溯发展、逐渐延伸直至堰塞体上游坡面5，造成堰塞体溃决，形成堰塞体溃决后引流槽2，因水流牵引拖拽作用，最终所述的钢筋石笼沉水配重7连着锁链4顺势滑入堰塞体溃决后引流槽2；防止堰塞体溃决后引流槽2被快速掏蚀，堰塞体上游坝坡的坍塌速度逐渐降低。

上述未详细说明的部分均为现有技术。