一种适用于泥石流治理的回弹消能装置的制作方法

本实用新型属于自然灾害防治领域，具体是一种适用于泥石流治理的回弹消能装置。

背景技术：

泥石流是松散岩土体和水混合后在重力作用下沿坡面流动的洪流，多发生在山区或其它峡谷地区。泥石流具有瞬间爆发、洪流凶猛的特点，而且成因复杂，是各种自然和人为因素共同作用的结果，也是山区最严重的自然灾害之一。

房屋作为泥石流危险区的主要承灾体。2010年绵竹市文家沟泥石流严重损毁房屋379户，2013年7月9—11日的降雨过程在川西10个县市，296个乡镇毁坏房屋6975间。而泥石流流体部分的冲击力和泥石流中含有块状物的撞击力是泥石流对建筑物或构筑物造成破坏的主要原因。降低泥石流行进过程中的能量，可以减轻或避免对泥石流下游建筑物的损害，同时减轻泥石流的底部侵蚀。

例如，申请号为201510568281.5，名称为箱体消能式泥石流排导槽的箱体消能段设计方法及应用的实用新型专利。该实用新型专利实现箱体消能式泥石流排导槽的箱体消能段的合理优化设计；

但是，现有的泥石流消能装置有一个缺点：容易产生泥石流块体的淤积，如果泥石流块体淤积过多，则会影响消能装置的消能效果；为了恢复原有效果，需要对消能装置进行清淤处理。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种适用于泥石流治理的回弹消能装置。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种适用于泥石流治理的回弹消能装置，包括装置主体，所述装置主体的下方设置有支撑用的钢管框架；

所述装置主体的表面设置有消能带，所述钢管框架的框体内部设置用于带动消能带上下回弹的弹力架；

所述回弹消能装置在使用时，将所述装置主体安置在泥石流坡道地表面以下挖设的槽洞内，且泥石流经过装置主体上方时，所述消能带和弹力架可发生弹性形变。

优选的，所述装置主体呈矩形框架式分布，并包含两组一号管道、二号管道以及消能带且一号管道、二号管道以及消能带均采用橡胶材质。

优选的，所述钢管框架包含若干钢管立柱、一号钢管以及二号钢管，在同一平面内，所述一号管道、二号管道以及钢管立柱分别分布于x、y以及z轴上，所述一号钢管用于连接钢管立柱与一号管道，所述二号钢管用于连接钢管立柱与二号管道。

优选的，所述钢管立柱位于泥石流坡道的地表面以下，所述一号管道和二号管道在使用时，其上表面始终位于泥石流坡道的地表面以下。

优选的，所述消能带的表面设有若干凸起，相邻的凸起之间设为平整带面，凸起的两侧和上表面分别设为坡面和顶面。

优选的，所述弹力架包含若干底钢管、弹簧钢管、一号传力钢管以及二号传力钢管，所述底钢管用于连接两组相邻分布的钢管立柱，所述弹簧钢管与底钢管的表面焊接，且弹簧钢管内自下而上依次装配有弹簧和带肋钢管，且带肋钢管的一端焊接于一号传力钢管的表面，所述二号传力钢管焊接于一号传力钢管的表面。

优选的，所述钢管框架和弹力架在交接处可采用焊接的方式连接。

优选的，所述弹簧钢管顶部的开口端焊接有圆形钢板，且圆形钢板的中心开设有用于穿设带肋钢管的通孔，所述带肋钢管的表面设有始终位于弹簧钢管内腔的肋部。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种适用于泥石流治理的回弹消能装置，具有如下有益效果：

本实用新型使用的装置主体能够很好地适应泥石流因重力引起的变形，同时消耗泥石流的能量，弹力架的使用可以进一步吸收泥石流产生的能量，泥石流经过后弹力架和消能带产生回弹，装置主体恢复原状；

同时回弹消能装置可以在同一泥石流坡道上进行间隔布置，实现泥石流的多级消能处理；

本装置在使用时不会产生泥石流淤积现象，使得泥石流经过后无需进行清淤处理；同时在本装置中，钢管外的橡胶可对钢管进行保护作用；装置主体、消能带以及钢管均可回收进行加工再利用；

本实用新型结构简单、施工方便，能够广泛使用。

附图说明

图1为泥石流治理的回弹消能装置实际布置示意图；

图2为泥石流治理的回弹消能装置在未安装时的俯视图；

图3为泥石流治理的回弹消能装置整体结构示意图；

图4为装置主体和消能带的整体结构示意图；

图5为钢管框架结构示意图；

图6为钢管框架的三维视示意图；

图7为钢管框架和弹力架的三维视示意图；

图8为安装后泥石流治理的回弹消能装置的剖面示意图；

图9为安装后泥石流治理的回弹消能装置在使用状态下的的剖面示意图；

图10为泥石流作用时泥石流治理的回弹消能装置的a-a剖面示意图。

附图标记：1、装置主体；101、一号管道；102、二号管道；103、消能带；1031、平整带面；1032、坡面；1033、顶面；2、钢管框架；201、钢管立柱；202、一号钢管；203、二号钢管；3、槽洞；4、泥石流坡道；5、弹力架；501、底钢管；502、弹簧钢管；503、带肋钢管；5031、肋部；504、一号传力钢管；505、二号传力钢管；506、弹簧；507、圆形钢板。

具体实施方式

以下结合附图1，进一步说明本实用新型一种适用于泥石流治理的回弹消能装置的具体实施方式。本实用新型一种适用于泥石流治理的回弹消能装置不限于以下实施例的描述。

本实施例给出一种适用于泥石流治理的回弹消能装置的具体结构，如图1-10所示，一种适用于泥石流治理的回弹消能装置，包括装置主体1，装置主体1的下方设置有支撑用的钢管框架2；

装置主体1的表面设置有消能带103，钢管框架2的框体内部设置用于带动消能带103上下回弹的弹力架5；

该处的装置主体1和弹力架5可用于消耗泥石流能量；

回弹消能装置在使用时，将装置主体1安置在泥石流坡道4地表面以下挖设的槽洞3内，且泥石流经过装置主体1上方时，消能带103和弹力架5可发生弹性形变。

如图1-4所示，装置主体1呈矩形框架式分布，并包含两组一号管道101、二号管道102以及消能带103且一号管道101、二号管道102以及消能带103均采用橡胶材质。

上述装置主体1中的橡胶套应紧贴钢管，形成的橡胶管道的外轮廓应为圆形；四个橡胶管道(具体为一号管道101和二号管道102)所围区域内部的橡胶材料带有凸起的消能带103，且消能带103是间隔平行布置；

具体的，一号管道101平行于泥石流流向，二号管道102垂直于泥石流流向；为了保证泥石流治理的回弹消能装置的工作性能，钢管的外直径不小于100mm，一号管道101和二号管道102的内直径应等于钢管的外直径，且一号管道101和二号管道102的壁厚不应小于50mm；装置主体1的最薄处厚度不应小于40mm。

为了提高装置主体1的消能效果，消能带103的顶面1033宽度不应小于100mm；消能带103的坡面1302的坡长范围100mm-200mm，坡面角的范围在45°-90°；相邻消能带103间的平面1301的长度为消能带103的顶面1033宽度的3-4倍。

如图5-7所示，钢管框架2包含若干钢管立柱201、一号钢管202以及二号钢管203，在同一平面内，一号管道101、二号管道102以及钢管立柱201分别分布于x、y以及z轴上，一号钢管202用于连接钢管立柱201与一号管道101，二号钢管203用于连接钢管立柱201与二号管道102；

具体的，钢管框架2中非立柱部分的钢管两端均削去一部分并焊接在一起，从而构成一个矩形框架，并在一号钢管202、二号钢管203以及钢管立柱201的连接端之间进行焊缝；

一号钢管202平行于泥石流流向，二号钢管203垂直于泥石流流向；

上述二号钢管203的长度介于2000-3500mm之间，二号钢管203和一号钢管202长度的比值为2.5-4，钢管立柱201的高度不高于2000mm，钢管立柱201的外直径比一号钢管202和二号钢管203外直径大20mm，钢管立柱201的壁厚等于一号钢管202和二号钢管203的壁厚。

如图3所示，一号钢管202穿过一号管道101，二号钢管203穿过二号管道102；如图5所示，一号钢管202和二号钢管203的两端均削去一部分，在削去处进行拼合焊接处理，共形成四个焊缝；如图6所示，在四根钢管立柱201靠近顶端位置挖去部分恰好能使一号钢管202和二号钢管203形成矩形框架的一个角进入，所有钢管立柱201和所有一号钢管202、二号钢管203进行拼接，并进行焊接处理，共形成四个焊缝。

如图3所示，钢管立柱201位于泥石流坡道4的地表面以下，一号管道101和二号管道102在使用时，其上表面始终位于泥石流坡道4的地表面以下。

如图9所示，消能带103的表面设有若干凸起，相邻的凸起之间设为平整带面1031，凸起的两侧和上表面分别设为坡面1032和顶面1033。

如图3所示，弹力架5包含若干底钢管501、弹簧钢管502、一号传力钢管504以及二号传力钢管505，底钢管501用于连接两组相邻分布的钢管立柱201，弹簧钢管502与底钢管501的表面焊接，且弹簧钢管502内自下而上依次装配有弹簧506和带肋钢管503，且带肋钢管503的一端焊接于一号传力钢管504的表面，二号传力钢管505焊接于一号传力钢管504的表面；

一号传力钢管504与消能带103平行；平行于消能带103的一号传力钢管504的上表面与垂直于消能带103的正方形截面的号传力钢管505焊接。

如图3所示，钢管框架2和弹力架5在交接处可采用焊接的方式连接。

如图7所示，弹簧钢管502顶部的开口端焊接有圆形钢板507，且圆形钢板507的中心开设有用于穿设带肋钢管503的通孔，带肋钢管503的表面设有始终位于弹簧钢管502内腔的肋部5031；

具体的，为了保证泥石流治理的回弹消能装置的性能和安全，需对弹力架5进行参数控制；底部钢管501的外直径等于一号钢管202和二号钢管203的壁厚；弹簧钢管502的外直径比底部钢管501的外直径小20mm，弹簧506的最大直径外径等于或小于弹簧钢管502的内直径，弹簧506的劲度系数不低于40kn/m，弹簧506的压缩距离设计值控制在100-200mm；

带肋钢管503的外直径比弹簧钢管502的外直径小20mm；平行于消能带103的一号传力钢管504的外直径为40-60mm，壁厚不小于5mm；垂直于消能带103的正方形二号传力钢管505的边长不小于20mm，壁厚不小于2mm。

弹力架5和装置主体1的底面距离控制在200-300mm以内；弹力架5在平行于钢管立柱201方向的高度取值，是通过弹簧506压缩距离、以及弹力架5和装置主体1的距离共同进行控制。

如图1和2所示，泥石流治理的回弹消能装置实际布置时，二号钢管203和二号管道102应与泥石流流向垂直布置，二号钢管202和一号管道101应与泥石流流向平行布置。

泥石流治理的回弹消能装置实际布置在泥石流坡道4中，其a—a剖面为平行于泥石流流向的剖面；橡装置主体1和弹力架5受到泥石流的重力和冲击力作用而产生变形进而消耗泥石流能量，泥石流沿着斜向下的流动方向继续流动，受到消能带103的阻碍作用，再次降低能量泥石流能；当泥石流结束后，泥石流治理的回弹消能装置可回到未工作状态，参见图8。

在实际布置时，泥石流治理的回弹消能装置可依据泥石流坡道4的长度进行间隔布置，实现泥石流沿泥石流流向的逐级消能；泥石流治理的回弹消能装置的间隔布置距离平行于泥石流流向一号钢管202长度的2-3倍。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

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