CN116104027B - 一种泥石流拦挡坝加固装置及其加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种泥石流拦挡坝加固装置，其改进之处在于，装置包括：锚坝，为坝体结构，固定于地面；恒阻装置，至少在锚坝上设置两个恒阻装置；恒阻装置等距排列，且每个恒阻装置设置相同的布设角度；地锚，地锚固定于地面、与恒阻装置对应设置，且与锚坝具有高度差；缓冲网片，为网状物；缓冲网片的第一端通过恒阻装置连接至锚坝上，缓冲网片的第二端固定连接至地锚上；当受到泥石流流体冲击时，缓冲网片可以缓冲并阻挡沙石的下落。本发明提供的吸能型泥石流拦挡坝加固装置及方法，吸收利用泥石流的冲击动能，提高坝体的抗冲击能力，结构安全可靠，有效实现泥石流冲击破坏的防治工程突破。

Description

一种泥石流拦挡坝加固装置及其加固方法

技术领域

本发明属于泥石流防治预警技术领域，具体涉及一种泥石流拦挡坝加固装置及其加固方法。

背景技术

泥石流的致灾性主要表现在流体运动对桥梁、民用建筑、隧道带来的冲击破坏，泥石流拦挡工程已越来越多的应用于灾害防治实践。在应对泥石流冲击灾害的措施多以纯“刚性”或“柔性”为手段，前者以各类建筑材料构筑的拦挡坝系、排导槽、防冲肋墙为主要手段，后者以可变形的轻质钢网用以拦截泥石流中的固体颗粒及杂物，以减少冲击破坏力的工程措施为主要手段，在泥石流防治工程领域均得到广泛应用。

然而采用“刚性”措施会导致受到流体大块石的冲击而造成局部损毁的情况，采用“柔性”措施由于抗冲击力不足将导致防治工程失效，在实际应用中难以得到修复，不能达到能够持续使用的状态。因此，以上两种措施均无法承受多次泥石流的巨大冲击能量。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明针对以上现有技术存在的问题，提供一种吸能型泥石流拦挡坝加固装置及方法，吸收利用泥石流的冲击动能，提高坝体的抗冲击能力，结构安全可靠，有效实现泥石流冲击破坏的防治工程突破。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术申请：

一种泥石流拦挡坝加固装置，其改进之处在于，所述装置包括：

锚坝，为坝体结构，固定于地面；

恒阻装置，至少在所述锚坝上设置两个所述恒阻装置；所述恒阻装置等距排列，且每个恒阻装置设置相同的布设角度；

地锚，所述地锚固定于地面、与所述恒阻装置对应设置，且与所述锚坝具有高度差；

缓冲网片，为网状物；所述缓冲网片的第一端通过所述恒阻装置连接至所述锚坝上，所述缓冲网片的第二端固定连接至所述地锚上；

当受到泥石流流体冲击时，所述缓冲网片可以缓冲并阻挡沙石的下落。

优选的，所述恒阻装置包括：

恒阻装置锚墩，为中心设置通孔的柱状体；所述恒阻装置锚墩的第一面与所述锚坝的背面相贴；所述背面为所述锚坝背对泥石流流体冲击的一面；

锚垫板，为中心设置通孔的板状物，相贴于所述恒阻装置锚墩的第二面；

钢绞线锚索，同时穿过所述恒阻装置锚墩和所述锚垫板、与所述地锚连接。

优选的，所述恒阻装置还包括：

恒阻套管，同轴设于所述钢绞线锚索外；所述恒阻套管为钢制管状体，所述恒阻套管包括同轴设于其内部的恒阻体，以及同轴设于其外部的力学传感器。

优选的，所述恒阻装置还包括：数据采集发射装置，通过数据连接至所述力学传感器，以便采集所述力学传感器的受力数据，并将所述受力数据通过无线网络发出。

优选的，所述地锚包括：

地锚锚墩：地锚锚墩设置于地表，为钢筋混凝土结构；所述地锚锚墩包括设置于其顶部的钢制构件；

地锚基础：设置于地底；

地锚锚杆：所述地锚锚杆为预应力螺纹钢筋；从所述地锚锚墩内部垂直穿过所述地锚基础延伸至地底；

消力缓冲环：为钢质高强度环形结构，与所述地锚锚杆焊接，连接至所述钢制构件上。

优选的，所述地锚还包括：

地锚锚垫板，为板状物；所述锚垫板的上表面与所述地锚锚墩的下表面相贴，同时所述锚垫板的下表面与地面相贴，并通过螺栓连接将所述锚垫板与地锚基础固定；

钢制套管，为套筒结构，同轴设置于所述地锚锚杆外部；从所述地锚锚墩内部垂直穿过所述地锚锚垫板以及所述地锚基础延伸至地底。

优选的，所述钢制套管与所述地锚锚杆之间采用压力灌浆处理，注浆体抗压强度大于20MPa，浆体保护层厚度不小于20mm；

所述锚垫板的底面通过水泥砂浆找平后紧贴沟道地面；

所述地锚锚杆采用直径18mm-50mm的预应力螺纹钢筋。

优选的，所述缓冲网片还包括：

支撑绳，平行设置在所述缓冲网片上；所述支撑绳与所述钢绞线锚索交叉设置；钢环，所述支撑绳和所述钢绞线锚索均穿过所述钢环固定在网面上；

缝合绳，为钢绳；所述缝合绳将所述支撑绳绑扎至所述缓冲网片上。

优选的，所述绑扎使用钢丝绳十字卡扣，厚度不小于2mm。

本申请还提供一种泥石流拦挡坝加固方法，其改进之处在于，所述方法包括：步骤S1：进行坝体设置处的地形及工程地质条件勘察，划定锚坝工程布设范围；步骤S2：清除工程范围内的沟道底部松散堆积物；

步骤S3：完成地锚的钻孔及锚坝的基础开挖；

步骤S4：完成锚坝的砌筑工作，砌筑时预留钢绞线锚索孔位；

步骤S5：进行地锚锚杆的安装，同步布设缓冲消力环；

步骤S6：将NPR锚索的第一端与所述消力环固定连接，第二端与穿过坝体预留锚固孔，并完成钢绞线与恒阻器、力学传感器的安装；

步骤S7：将缓冲网片通过钢丝绳缝合绑扎固定于NPR锚索；

步骤S8：完成所述NPR锚索的预应力张拉及网片的张拉安装，完成锚固端的浇筑封锚。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明的吸能型泥石流拦挡坝加固装置使用NPR恒阻大变形锚索的力学特性，吸收泥石流物源的运动冲击动能，通过缓冲网片改变冲击作用方向，提高拦挡坝的整体结构稳定性，可有效降低泥石流对拦挡坝的冲击速度，减少拦挡坝坝前堆积荷载，提高拦挡坝结构耐久性。

(2)本发明为吸能结构，利用泥石流物源的冲击能量并将其创造性的变为对抗冲击和提高坝体稳定性的正向作用，是泥石流冲击防治手段的创新思路。

(3)本发明装置结构清晰简洁，结构受力明确，各构件可预制可购买成品，可直接在施工现场装配完成，主要构件具有替换修复的便利性，NPR锚索的力学监测性能亦可对实现泥石流灾害的提前预警。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：

图1为本发明优选实施例的泥石流拦挡坝整体结构示意图之一；

图2为本发明优选实施例的泥石流拦挡坝整体结构示意图之二；

图3为本发明优选实施例的锚坝与钢绞线锚索设置的示意图；

图4为本发明优选实施例的缓冲网结构示意图；

图5为本发明优选实施例的地锚结构示意图；

图6为本发明优选实施例的地锚结构俯视图；

图7为本发明优选实施例的地锚结构左视图；

图8为本发明优选实施例的恒阻装置结构示意图；

图9为本发明优选实施例的钢绞线锚索与缓冲消力环的连接示意图；

图10为本发明优选实施例的钢丝绳十字卡扣的示意图；

其中：1、锚坝；2、恒阻装置；3、缓冲网片；4、地锚；5、缝合绳；6、支撑绳；7、钢环；8、钢绞线锚索；9、恒阻装置锚墩；10、锚垫板；11、恒阻套筒；12、力学传感器；13、数据采集和发射装置；14、地锚锚杆；15、钢制套管；16、地锚锚墩；17、地锚锚垫板；18、螺栓；19、缓冲消力环；20、恒阻体。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“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；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

泥石流的致灾性主要表现在流体运动对桥梁、民用建筑、隧道带来的冲击破坏，泥石流拦挡工程已越来越多的应用于灾害防治实践。在应对泥石流冲击灾害的措施多以纯“刚性”或“柔性”为手段，前者以各类建筑材料构筑的拦挡坝系、排导槽、防冲肋墙为主要手段，后者以可变形的轻质钢网用以拦截泥石流中的固体颗粒及杂物，以减少冲击破坏力的工程措施为主要手段，在泥石流防治工程领域均得到广泛应用。然而前者存在流体大块石冲击造成局部损毁，后者由于抗冲击力不足导致防治工程失效导致实际应用中难以修复，均无法承受多次泥石流的巨大冲击能量。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

本发明针对以上现有技术存在的问题，提供一种吸能型泥石流拦挡坝加固装置及方法，能够吸收并利用泥石流的冲击动能，提高坝体的抗冲击能力，结构安全可靠，有效实现泥石流冲击破坏的防治工程突破。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术申请：

一种泥石流拦挡坝加固装置，包括锚坝、NPR锚索结构、缓冲网片及地锚。锚坝基础的设计需满足泥石流拦挡坝的抗倾覆抗滑移要求，并根据坝体宽度设计及NPR锚孔布设数量、锚索布设角度及位置，同时确定相应的地锚数量及基础埋置深度。在完成地锚及锚坝修筑后，进行NPR锚索结构的安装，将恒阻套筒伸入预埋在锚固孔的钢管内，钢绞线锚索穿过预先布设在恒阻套筒内的恒阻体，钢绞线锚索一端与地锚上部的构件固定，另一端通过夹片暂时固定于锚墩外侧；将预制完成的高强度钢索网顶部、底部通过钢绞线支撑绳连接，左右边界通过钢索与NPR锚索进行缝合连接。随后对NPR锚索及钢索网进行张拉固定，并完成力学传感器的调试后封锚。

一种泥石流拦挡坝加固方法，在考察泥石流发育的地质环境背景后，根据泥石流的发育情况，选定以上装置的安装位置；并据此计算可能作用在缓冲网片的泥石流冲击力，确定缓冲网片规格及地锚的安装位置；安装以上所述的吸能型泥石流拦挡坝加固装置，对NPR锚索施加预紧力后安装监测系统。本发明的加固装置可提高泥石流拦挡坝的作用效率，并可用于现场泥石流冲击数据的监测，装置兼容性高，可推广用于泥石流灾害防治与预警。

本申请涉及的锚坝位于泥石流沟道堆积区中部；与锚坝对应设置的地锚埋置于锚坝迎水面一侧上方的沟道底面；NPR锚索按照一定间距通过锚坝中上部与地锚连接，形成拦挡坝加固系统。缓冲网片与NPR锚索横向链接，将泥石流上游流体及石块冲击力传递至NPR锚索；监测系统用于泥石流冲击力的信息数据采集，通过监测数据判断所述加固装置的受力状况。

其中，本申请采用的NPR材料全称为Negative Poisson’s Ratio，即负泊松比材料。通常认为,几乎所有的材料泊松比值都为正,如橡胶类材料、金属铝、铜、典型的聚合物泡沫等,即这些材料在拉伸时材料的横向发生收缩。而负泊松比材料,是指受拉伸时,材料在弹性范围内横向发生膨胀；而受压缩时,材料的横向反而会发生收缩。

具体的，如图1和图2所示，本发明提供一种泥石流拦挡坝加固装置，其改进之处在于，所述装置包括，锚坝、恒阻装置、地锚和缓冲网片，其中：

锚坝1，为坝体结构，固定于地面。具体的，在本申请的一个实施例中：所述锚坝的结构为钢筋混凝土结构，其中混凝土强度不低于C25。锚坝上预留的NPR锚孔间距视坝体宽度而定。在本申请中，NPR锚孔最小间距为1.5m，最大间距不超过5m。NPR锚孔尺寸设计为73cm-150cm，NPR锚孔内设置钢管100，用于后续更好的固定锚索。钢管外径为60.3mm-139.70mm，钢管壁厚为4mm-5mm。

恒阻装置2，依据锚坝的设计，至少在锚坝上设置两个恒阻装置2；所述恒阻装置等距排列，且每个恒阻装置设置相同的布设角度。具体的，为了使缓冲网片3能够受力更加均匀，以便可以承载更多的冲击力，需要将恒阻装置等距排列在锚坝上。同时因为锚坝与地锚存在高度差，为了让恒阻装置2产生的拉力更有效地作用于缓冲网片3上，则每个恒阻装置2需与地面设置相同的布设角度，保证恒阻装置2置于同一平面上。在本申请的一个实施例中，在锚坝1上设置4个恒阻装置2。恒阻装置的横向布置间距为1.5m-4m。恒阻装置2通过锚坝1预留的锚固孔与地锚张拉固定。

如图3所示，恒阻装置包括：

恒阻装置锚墩9，为中心设置通孔的柱体；所述恒阻装置锚墩9的第一面与所述锚坝1的背面相贴；所述背面为所述锚坝背对泥石流流体冲击的一面；恒阻装置锚墩9的形状不限，以达到用于连接、并将钢绞线锚索8与锚坝1固定的目的即可。恒阻装置锚墩9可以为圆柱体、四棱柱，在本申请中，采用的是圆台结构。

锚垫板10，采用NPR锚垫板，相贴于所述锚墩的第二面；

钢绞线锚索8，同时穿过所述恒阻装置锚墩9和所述锚垫板10、与所述地锚4连接。

恒阻套管11，同轴设于所述钢绞线锚索8外，为钢制管状体，能够包裹住钢绞线锚索8；所述恒阻套管11包括同轴设于其内部的恒阻体20，以及设于其外部的力学传感器12。

具体的，如图6所示，钢绞线锚索8采用NPR锚索；其中恒阻套管11为钢制，内径比在NPR锚孔内设置的钢管100小1mm-5mm，以便安装；恒阻体20为钢质锥台状构件恒阻体20的小径端的径向尺寸略小于恒阻套管11的内径，便于恒阻体20的安装。恒阻体3的大径端的径向尺寸略大于恒阻套管11的内径，以实现NPR效应。恒阻体3上设有多个贯通轴向的安装孔(图示未示出)，以便后续穿过每一根钢绞线。恒阻体20长度以实际情况设计为准。钢绞线锚索8的一端穿过所述恒阻装置锚墩9和所述锚垫板10，同时穿过并与所述恒阻体20固定；钢绞线锚索8的另一端与所述地锚连接。钢绞线锚索8使用1×7直径为9.5mm、12.7mm、15.2mm或17.8mm钢绞线从而构成NPR锚索，即为由7根钢绞线绞合成1股锚索。待钢绞线锚索8张拉完成后，恒阻套管11将力学传感器12通过锚垫板10紧密贴合于锚墩9上。具体为：所述力学传感器12对应套接在所述恒阻套管11外部。在所述恒阻套管11伸出所述NPR锚孔的一端设置螺纹，并装配有螺帽，在紧固螺帽时，所述螺帽能够将所述力学传感器挤压在所述NPR锚孔的孔口处。

所述恒阻装置还包括：数据采集发射装置13，通过数据连接至所述力学传感器，以采集所述力学传感器的受力数据，并将所述受力数据通过无线网络发出。外部电力设备提供电力给数据采集发射装置13，优选的，采用太阳能板将热能转化为电能储蓄至数据采集发射装置13的电池中，以便用于充放电能。

地锚，所述地锚固定于地面，与所述锚坝间隔设置，且与所述锚坝具有高度差；具体的，在本申请的一个实施例中，地锚与锚坝的间隔是根据地形和坝体高度设置的，一般间隔10m-30m。对于高度的设定，地锚出露地表的高度大约为1m-1.5m，锚坝高度需以实际情况进行设计，至少6m以上高度。

如图5、图6和图7所示，本申请实施例中采用的地锚包括：

地锚锚墩16：设置于于地表，使用钢筋混凝土结构；所述地锚锚墩16包括设置于其顶部的钢制构件；锚墩顶部预埋钢制构件，用于与后续消力环连接。

地锚基础：设置于地底；

锚杆14：所述锚杆14为预应力螺纹钢筋；从所述地锚锚墩内部穿过所述地锚基础延伸至地底；

消力缓冲环19：为钢质高强度环形结构，与所述锚杆14焊接，连接至所述钢制构件上。

地锚锚垫板17，为板状物；所述地锚锚垫板17的上表面与所述地锚锚墩16的下表面相贴，同时所述地锚锚垫板17的下表面与地面相贴；并通过4个螺栓18连接将地锚锚垫板17与地锚基础固定；

钢制套管15，为套筒结构，同轴设置于所述地锚锚杆外部；从所述地锚锚墩内部垂直穿过所述地锚锚垫板17以及所述地锚基础延伸至地底。

所述钢制套管15与所述锚杆14之间采用压力灌浆处理，注浆体抗压强度大于20MPa，浆体保护层厚度不小于20mm；

所述地锚锚垫板17的底面通过水泥砂浆找平后紧贴沟道地面；

所述锚杆14使用Ⅰ级别防护保护构造设计，为直径18mm-50mm的预应力螺纹钢筋。

在上述地锚结构中，地锚锚墩16及其锚墩基础使用钢筋混凝土结构。锚杆14使用直径15mm-50mm精轧螺纹钢筋，使用Ⅰ级防护保护构造设计，在工程建设中，所述Ⅰ级防护保护构造设计为一种规范规定，本领域技术人员将依此进行施工建设。在锚杆14外设置的钢制套管15与锚杆14之间采用压力灌浆处理，注浆体抗压强度大于20MPa，浆体保护层厚度不小于20mm。地锚锚墩16顶部预埋环形钢制构件。地锚锚垫板17为厚度不小于10mm钢板，底面通过M20水泥砂浆找平后紧贴沟道底面，顶部与锚墩16的底面贴紧，并通过4个螺栓固定于地锚基础。

为了通过设置在锚坝上部的数根NPR锚索与位于迎水面一定距离的地锚4进行连接，所述地锚4的钻孔深度应深入中(弱)风化基岩层1-2m。其中，迎水面即为：泥石流冲击坝体的一面。

缓冲网片，如图4所示，缓冲网片3是由多个单一网状体相互拼接形成的网，所述单一网状物为用多股钢丝编织形成的封闭环形网。通过所述恒阻装置2将所述缓冲网片3的第一端连接至所述锚坝1上，将所述缓冲网片的第二端固定连接至所述地锚4上。

缓冲网片3通过缝合绳5、支撑绳6及钢环7与钢绞线锚索8绑扎固定。

所述缓冲网片还包括：

支撑绳6，所述支撑绳6平行设置在所述缓冲网片上；所述支撑绳6与所述钢绞线锚索8交叉设置；

钢环7，所述支撑绳6和所述钢绞线锚索8均穿过所述钢环7固定在网面上；

缝合绳5，为钢绳；所述缝合绳将所述支撑绳6绑扎至所述缓冲网片上。

缓冲网片3通过缝合绳5、及钢环7与NPR恒阻结构的钢绞线锚索8绑扎固定。

本申请提供的实施例采用的缓冲网片为钢丝绳网片，先由高强度防腐钢丝编织形成独立网片，再通过缝合绳5从独立网片边缘依次进行缝合拼接。缝合时，需要同时将钢绞线锚索8固定在缓冲网上，固定位置不限，可以将钢绞线锚索8缝合在独立网片拼接处，也可将钢绞线锚索8缝合至独立网片中央，达到与网片固定的效果即可。

为了更好的达到缓冲网片的支撑效果，本申请中还设置支撑绳6，与钢绞线锚索8交叉设置，交叉角度不限，以达到支撑效果即可。优选的，在本申请的一个实施例中，支撑绳6与钢绞线锚索8呈90°设置。由缝合绳5从独立网片边缘进行缝合连接。

为了将缓冲网片3、支撑绳6和钢绞线锚索8缝合得更加紧密，本申请在支撑绳6和钢绞线锚索8的相交处还设置钢环7，缝合时将支撑绳6和钢绞线锚索8穿过钢环7，用缝合绳5将缓冲网片3、支撑绳6和钢绞线锚索8进行连接。缝合结束进行收尾绑扎工作时应可以采用专用于缓冲网片且厚度不小于2mm的钢丝绳十字卡扣，如图10所示，在缝合绳5和支撑绳6的十字交叉点采用上述钢丝绳十字卡扣加以固定。优选的，还可以采用真空渗锌的工艺，在卡扣表层形成锌铁合金保护涂层。

缓冲网片平整厚度约16mm，规格视NPR锚索横向间距及铺设长度而定，一般单延米纵向抗破断拉力不小于10kN，所述单延米为缓冲网片的在计算价格时的长度计量习惯方式，用于表示长度的一个计量单位。钢丝直径不小于3mm，单丝强度不小于1770N/mm²，采用锌铝稀土合金防腐工艺。缝合绳5需符合GB/T20118钢丝绳标准的规定，其钢丝强度不应低于1770MPa，热镀锌等级不低于AB级，缝合绳使用直径为8mm钢绳。

如图9所示，在钢绞线锚索8的末端进行对折，设置成套圈形状并用2-3个绳卡进行绑扎，便于与地锚4上的消力缓冲环19连接；锚索布设角度为15-25°。当泥石流流体冲击时，缓冲网片可以阻挡并缓冲沙石的下落。

本申请还涉及一种泥石流拦挡坝加固方法，其改进之处在于，所述方法包括：

步骤S1：进行锚坝设置处的地形及工程地质条件勘察，划定锚坝1工程布设范围；具体为：根据坝体所在的泥石流灾害发育特征及工程地质条件，划定建设区域进行放线。锚坝基础的设计需满足泥石流拦挡坝的抗倾覆抗滑移要求，并根据坝体宽度设计及NPR锚孔布设数量、锚索布设角度及位置，同时确定相应的地锚数量及基础埋置深度。

步骤S2：清除工程范围内的沟道底部松散堆积物；具体为：清除工程范围内的沟道底部松散堆积物，并对锚坝轴线、地锚轴线进行放线定位。

步骤S3：完成地锚4的钻孔及锚坝1的基础开挖；具体为：进行锚坝、地锚的基础开挖，对地锚的锚杆钻孔；并预制缓冲网片、NPR锚索、地锚锚墩16、锚杆14及地锚锚垫板17。

步骤S4：完成锚坝4的砌筑工作，砌筑时预留钢绞线锚索8孔位，即预留NPR锚索孔位；具体为：按照坝体设计要求进行锚坝砌筑，预埋钢管至NPR锚索孔位。

步骤S5：进行地锚锚杆的安装，同步布设缓冲消力环；具体为：将地锚锚杆注浆并锚固于孔位，现浇地锚基础至地底，并通过四个螺栓将地锚垫板与地锚基础固定；绑扎锚墩钢筋，现浇完成地表锚墩构件，完成地锚锚杆、锚垫板及锚垫的施工。

步骤S6：将NPR锚索的第一端与消力环固定，第一端与穿过坝体预留锚固孔，并完成钢绞线与恒阻器、力学传感器的安装；具体为：将NPR锚索恒阻套筒安装至预留钢管内；将NPR锚索与恒阻体连接后套接安装至恒阻套筒内；NPR锚索一端通过高强度钢质卡口与地锚预留构建连接，另一端通过夹片与NPR锚墩连接固定。

步骤S7：将缓冲网片通过钢丝绳缝合绑扎固定于NPR锚索。具体为：在缓冲网与锚坝1连接处安装支撑绳6作为缓冲网片的边界绳，张拉后两端分别用2-4个绳卡与NPR锚索固定连接；

从上至下安装独立网片，两张独立网片的充电宽度不小于20cm；使用钢绳对独立网片进行缝合构成缓冲网片，并使用绳卡将缓冲网片与NPR锚索固定连接。

步骤S8：完成NPR锚索的预应力张拉及缓冲网片的张拉安装，完成锚固端的浇筑封锚。具体为：放松NPR锚索夹片，使用锚具对NPR锚索进行张拉并施加预应力，同时调整缓冲网片保证其平整度；张拉完成后，将NPR锚索、锚垫板与力学传感器固定于锚墩，同时浇筑混凝土封锚。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种泥石流拦挡坝加固装置，其特征在于，所述装置包括：

锚坝，为坝体结构，固定于地面；

恒阻装置，至少在所述锚坝上设置两个所述恒阻装置；所述恒阻装置等距排列，且每个恒阻装置设置相同的布设角度；

地锚，所述地锚固定于地面、与所述恒阻装置对应设置，且与所述锚坝具有高度差；

缓冲网片，为网状物；所述缓冲网片的第一端通过所述恒阻装置连接至所述锚坝上，所述缓冲网片的第二端固定连接至所述地锚上；

当受到泥石流流体冲击时，所述缓冲网片能够缓冲并阻挡沙石的下落；

所述恒阻装置包括：

恒阻装置锚墩，为中心设置通孔的柱状体；所述恒阻装置锚墩的第一面与所述锚坝的背面相贴；所述背面为所述锚坝背对泥石流流体冲击的一面；

锚垫板，为中心设置通孔的板状物，相贴于所述恒阻装置锚墩的第二面；

钢绞线锚索，同时穿过所述恒阻装置锚墩和所述锚垫板、与所述地锚连接；

所述缓冲网片还包括：

支撑绳，平行设置在所述缓冲网片上；所述支撑绳与所述钢绞线锚索交叉设置；

钢环，所述支撑绳和所述钢绞线锚索均穿过所述钢环固定在网面上；

缝合绳，为钢绳；所述缝合绳将所述支撑绳绑扎至所述缓冲网片上；

所述绑扎使用钢丝绳十字卡扣，厚度不小于2mm。

2.如权利要求1所述的泥石流拦挡坝加固装置，其特征在于，所述恒阻装置还包括：

恒阻套管，同轴设于所述钢绞线锚索外；所述恒阻套管为钢制管状体，所述恒阻套管包括同轴设于其内部的恒阻体，以及同轴设于其外部的力学传感器。

3.如权利要求2所述的泥石流拦挡坝加固装置，其特征在于，所述恒阻装置还包括：数据采集发射装置，通过数据连接至所述力学传感器，以便采集所述力学传感器的受力数据，并将所述受力数据通过无线网络发出。

4.如权利要求1所述的泥石流拦挡坝加固装置，其特征在于，所述地锚包括：

地锚锚墩：地锚锚墩设置于地表，为钢筋混凝土结构；所述地锚锚墩包括设置于其顶部的钢制构件；

地锚基础：设置于地底；

地锚锚杆：所述地锚锚杆为预应力螺纹钢筋；从所述地锚锚墩内部垂直穿过所述地锚基础延伸至地底；

消力缓冲环：为钢质高强度环形结构，与所述地锚锚杆焊接，连接至所述钢制构件上。

5.如权利要求4所述的泥石流拦挡坝加固装置，其特征在于，所述地锚还包括：

地锚锚垫板，为板状物；所述锚垫板的上表面与所述地锚锚墩的下表面相贴，同时所述锚垫板的下表面与地面相贴，并通过螺栓连接将所述锚垫板与地锚基础固定；

钢制套管，为套筒结构，同轴设置于所述地锚锚杆外部；从所述地锚锚墩内部垂直穿过所述地锚锚垫板以及所述地锚基础延伸至地底。

6.如权利要求5所述的泥石流拦挡坝加固装置，其特征在于，所述钢制套管与所述地锚锚杆之间采用压力灌浆处理，注浆体抗压强度大于20MPa，浆体保护层厚度不小于20mm；

所述锚垫板的底面通过水泥砂浆找平后紧贴沟道地面；

所述地锚锚杆采用直径18mm-50mm的预应力螺纹钢筋。

7.一种应用于权利要求4-6任一项泥石流拦挡坝加固装置的泥石流拦挡坝加固方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1：进行坝体设置处的地形及工程地质条件勘察，划定锚坝工程布设范围；

步骤S2：清除工程范围内的沟道底部松散堆积物；

步骤S3：完成地锚的钻孔及锚坝的基础开挖；

步骤S4：完成锚坝的砌筑工作，砌筑时预留钢绞线锚索孔位；

步骤S5：进行地锚锚杆的安装，同步布设缓冲消力环；

步骤S6：将NPR锚索的第一端与所述消力环固定连接，第二端与穿过坝体预留锚固孔，并完成钢绞线与恒阻器、力学传感器的安装；

步骤S7：将缓冲网片通过钢丝绳缝合绑扎固定于NPR锚索；

步骤S8：完成所述NPR锚索的预应力张拉及网片的张拉安装，完成锚固端的浇筑封锚。