CN104818734B - 防治全风化花岗岩边坡水毁破坏防排水系统及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防治全风化花岗岩边坡水毁破坏防排水系统及其施工方法。防排水系统以拟自然台阶式路堑边坡坡型为基础，通过设置防渗平台(12)、平台边沟(9)、截渗盲沟(11)及坡面三维植草(10)而成。本发明提供的所述防排水系统可消除路堑边坡范围降雨引起的大部分冲刷作用和入渗量，具有成本低、施工简单、防排水效率高、环保性好等显著优势，尤其适用于对厚层风化花岗岩的路堑边坡深层水毁及其诱发的浅层滑坡破坏的防治。

Description

防治全风化花岗岩边坡水毁破坏防排水系统及其施工方法

技术领域

本发明涉及到一种边坡的防排水系统，特别是涉及到一种防治全风化花岗岩边坡水毁破坏防排水系统。本发明还涉及该防治全风化花岗岩边坡水毁破坏防排水系统的施工方法。

背景技术

南方的湿热气候条件常可形成厚度达10m～20m的花岗岩全风化层，该风化层以松散砂粒为主，透水性强，粘聚力低，受构造、土质、雨水、气温等影响，大量发育水土流失，形成锯齿状、勺状、陡坎状等山坡坡面水土流失地貌。厚层花岗岩全风化层的公路路堑边坡在多雨气候条件下极易因降雨入渗形成的局部上层滞水而引发深层(深达2m～5m)水毁破坏，并进而发展成浅层滑坡破坏。

目前，常用的边坡防排水系统主要由坡面结构物排水系统和坡面防护系统两大部分组成：坡面结构物排水系统主要包括坡顶截水沟、平台边沟、急流槽及路基边沟；坡面防护系统主要有骨架+植草防护(可有拱形骨架、菱形骨架等)、土工格栅+植草防护、浆砌片石全封闭和挂网喷浆全封闭等。对于一般边坡的坡表冲刷及浅层(1m～2m)水损害破坏来说，常用的防排水系统是一种低费用、高效率的边坡防排水系统。当降雨入渗可在路堑边坡形成局部上层滞水时，支撑渗沟、截水渗沟及水平排水孔等排水结构物是常用的截、排水结构物。

现有的坡面结构物排水系统和坡面防护系统成本低，能有效防治厚层风化花岗岩边坡的坡面水土流失破坏，但无法防治局部上层滞水形成的深层水毁破坏；支撑渗沟、截水渗沟及水平排水孔等能有效排除边坡中局部上层滞水等地下水，防治深层水毁破坏，但由于降雨入渗引起的局部上层滞水渗流在厚层风化花岗岩边坡的分布情况难以查明，设计与施工难度大、成本高，尤其是边坡高度大于20米时还需采取一定的支挡措施，进一步加大了边坡加固与防护的成本。

边坡坡面水土流失破坏与降雨入渗产生的深层水毁破坏两者的根源是降雨入渗和雨水冲刷作用，如果能打破现有防护设置思路，开发一种能将边坡大部分降雨都通过平台边沟排走，这将大大降低降雨引起的入渗量和坡面冲刷强度，也就降低了深层水毁及其诱发的浅层滑坡破坏的防治难度，从而设计出防排水效率高、成本低的新型边坡水毁破坏的防排水系统。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种降低降雨引起的入渗量和坡面冲刷强度且防排水效率高、成本低的防治全风化花岗岩边坡水毁破坏防排水系统。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种该防治全风化花岗岩边坡水毁破坏防排水系统的施工方法。

为了解决上述第一个技术问题，本发明提供的防治全风化花岗岩边坡水毁破坏的防排水系统，采用拟自然台阶式路堑边坡坡型，所述的拟自然台阶式路堑边坡坡型的结构是：具有用统计方法按不同风化程度分层求得厚层风化花岗岩的自然边坡坡率的平均值以及现场厚层风化花岗岩冲蚀陡坎部位的陡坡坡率的平均值、并分别以自然边坡坡率的平均值作为厚层风化花岗岩路堑边坡的总坡率，具有以冲蚀陡坎部位的陡坡坡率的平均值作为单级路堑边坡的坡率，具有的平台宽度为2.8米～3.2米和单级路堑边坡高度不超过5米；在所述的平台上设有反向坡率为4.8％～5.2％的台阶，在所述的台阶上铺设有一层防渗土工布，在所述的防渗土工布上填筑28cm～32cm厚的黏土层，形成防渗平台；在所述的台阶靠坡顶边坡的坡脚处开挖有一个48cm～52cm宽、1.8m～2.2m深的截渗盲沟，在所述的截渗盲沟靠所述的平台的一侧、沟底及靠坡顶的一侧的底部25cm～35cm铺设有一层防渗土工布，在所述的截渗盲沟靠坡顶的一侧的底部25cm～35cm以上的部位固定铺设有一层透水土工布，在所述截渗盲沟的底部设有软式透水管，在所述的截渗盲沟的底部45cm～55cm填筑有碎石层，在所述截渗盲沟的底部的所述的碎石层的上部填筑有开挖的风化花岗岩层；在所述的截渗盲沟的顶部砌筑有浆砌片石平台边沟；在坡面设置有三维植草。

所述的坡率在1:0.3～1：0.5之间。

所述的平台宽度为3米。

所述的台阶的反向坡率为5％。

所述的黏土层的厚度为30cm

所述的截渗盲沟为50cm宽、2m深。

所述的截渗盲沟靠坡顶的一侧的底部30cm铺设有一层所述的防渗土工布。

在所述的截渗盲沟靠坡顶的一侧的底部30cm以上的部位固定铺设有一层透水土工布。

在所述的截渗盲沟的底部50cm填筑有所述的碎石层。

为了解决上述第二个技术问题，本发明提供的施工防治全风化花岗岩边坡水毁破坏防排水系统的方法，按如下步骤进行施工：

(一)、确定路堑边坡的总坡率和单级路堑边坡的坡率及坡型设计：

用统计方法按不同风化程度分层求得厚层风化花岗岩的自然边坡坡率的平均值以及现场厚层风化花岗岩冲蚀陡坎部位的陡坡坡率的平均值，并分别以自然边坡坡率的平均值作为厚层风化花岗岩路堑边坡的总坡率，以冲蚀陡坎部位的陡坡坡率的平均值作为单级路堑边坡的坡率，并按平台宽度2.8米～3.2米和单级路堑边坡高度不超过5米的要求进行拟自然台阶式路堑边坡坡型的设计；

(二)、按常规做好坡顶截水沟、防渗平台、截渗盲沟和坡面三维植草的施工；

(三)、进行坡顶第二级边坡的施工：

(1)、按设计好的拟自然台阶式路堑边坡坡型预留48cm～52cm厚挖好坡顶下的第一级个平台；

(2)、在平台上修好反向坡率4.8％～5.2％的台阶，并在所述台阶上铺设一层防渗土工布，在所述防渗土工布上填筑28cm～32cm厚的黏土层，形成防渗平台；

(3)、在台阶靠坡顶边坡的坡脚处开挖一个48cm～52cm宽、1.8m～2.2m深的截渗盲沟；

(4)、在所述截渗盲沟靠平台的一侧、沟底及靠坡顶的一侧的底部25cm～35cm铺设一层防渗土工布，在所述截渗盲沟靠坡顶的一侧的底部25cm～35cm以上的部位铺设一层透水土工布，用钉将其固定，将软式透水管置于所述截渗盲沟的底部，再在所述截渗盲沟底部45cm～55cm填筑碎石层，最后，在截渗盲沟底部的碎石层的上部填筑开挖的风化花岗岩层；

(5)、在所述的截渗盲沟的顶部砌筑浆砌片石平台边沟；

(6)、在坡面设置三维植草；

(四)、按第3步施工余下的各级路堑边坡。

采用上述技术方案的防治全风化花岗岩边坡水毁破坏防排水系统及其施工方法，打破了每8米或10米高设置一个2米宽平台的传统公路路堑边坡坡型设置思维，采用拟自然台阶式路堑边坡坡型。拟自然台阶式路堑边坡坡型是指采用地质类比方法分别按厚层风化花岗岩的自然边坡坡率确定路堑边坡的总坡率、按厚层风化花岗岩冲蚀陡坎部位的陡坡坡率(通常在1:0.3～1：0.5之间)确定单级路堑边坡的坡率，形成一种单级高度不超过5米、台阶宽度为2.8米～3.2米的台阶式陡路堑边坡坡型。

本发明提供的拟自然台阶式路堑边坡坡型可将单级平台的宽度与单级路堑边坡的高度之比从传统的20％～25％提高到60％以上，并且当单级路堑边坡坡率大于1：0.5时，平台所占平面长度大于坡面投影的平面长度，从而通过在具有反向坡率5％的台阶上铺设一层防渗土工布，并在土工布上填筑30cm厚的黏土层，然后在台阶内侧设置平台边沟，就可实现将拟自然台阶式路堑边坡坡型的降雨冲刷强度和入渗量比传统路堑边坡减少50％以上的作用；其次，由于本发明所采用的单级路堑边坡的平台高度在5米以下，降低至传统路堑边坡高度的37.5％～50％，且本发明所采用的单级路堑边坡的坡率(通常在1:0.3～1：0.5之间)比传统的单级路堑边坡的坡率要陡，因此，本发明通过在坡面设置三维植草防护就可实现再将余下的不到50％的坡面范围降雨引起的冲刷强度和入渗量比传统路堑边坡减少50％的作用；再者，本发明通过在平台边沟下设置一个截渗盲沟，可进一步减少降雨入渗量对路堑边坡的影响。因此，本发明提供的以拟自然台阶式路堑边坡坡型为基础，通过设置防渗平台、平台边沟、截渗盲沟及坡面三维植草所形成的高效防排水系统，可实现对厚层风化花岗岩的路堑边坡深层水毁及其诱发的浅层滑坡破坏的防治。

综上所述，本发明提供的以拟自然台阶式路堑边坡坡型为基础，通过设置防渗平台、平台边沟、截渗盲沟及坡面三维植草所形成的高效防排水系统可通过平台及边沟截排路堑边坡范围的大部分降雨，通过矮陡边坡的坡面三维植草及截渗盲沟减少大部分坡面降雨引起的冲刷作用、入渗量及其排除部分入渗地下，实现对厚层风化花岗岩的路堑边坡深层水毁及其诱发的浅层滑坡破坏的防治。因此，本发明提供的防排水系统具有成本低、施工简单、防排水效率高、环保性好等显著优势。

综上所述，本发明是一种降低降雨引起的入渗量和坡面冲刷强度且防排水效率高、成本低的防治全风化花岗岩边坡水毁破坏防排水系统及其施工方法。

附图说明

图1是一种防治全风化花岗岩边坡水毁破坏的防排水系统的大样图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

参见图1，本发明提供的防治全风化花岗岩边坡水毁破坏的防排水系统，采用拟自然台阶式路堑边坡坡型，拟自然台阶式路堑边坡坡型的结构是：具有用统计方法按不同风化程度分层求得厚层风化花岗岩的自然边坡坡率的平均值以及现场厚层风化花岗岩冲蚀陡坎部位的陡坡坡率的平均值、并分别以自然边坡坡率的平均值作为厚层风化花岗岩路堑边坡的总坡率1，具有以冲蚀陡坎部位的陡坡坡率的平均值作为单级路堑边坡的坡率2，优选地，坡率2在1:0.3～1：0.5之间，具有的平台3宽度为2.8米～3.2米和单级路堑边坡高度4不超过5米；优选地，平台3宽度为3米。在平台3上设有反向坡率为4.8％～5.2％的台阶6，优选地，台阶6的反向坡率为5％；在台阶6上铺设有一层防渗土工布7，在防渗土工布7上填筑28cm～32cm厚的黏土层8，形成防渗平台12，优选地，黏土层8的厚度为30cm；在台阶6靠坡顶边坡的坡脚处开挖有一个48cm～52cm宽、1.8m～2.2m深的截渗盲沟11，优选地，截渗盲沟11为50cm宽、2m深，在截渗盲沟11靠平台3的一侧、沟底及靠坡顶的一侧的底部25cm～35cm铺设有一层防渗土工布13，优选地，截渗盲沟11靠坡顶的一侧的底部30cm铺设有一层所述的防渗土工布13。在截渗盲沟11靠坡顶的一侧的底部25cm～35cm以上的部位固定铺设有一层透水土工布14，优选地，在截渗盲沟11靠坡顶的一侧的底部30cm以上的部位固定铺设有一层透水土工布14。在截渗盲沟11的底部设有软式透水管15，在截渗盲沟11的底部45cm～55cm填筑有碎石层17，优选地，在截渗盲沟11的底部50cm填筑有碎石层17。在截渗盲沟11的底部的碎石层17的上部填筑有开挖的风化花岗岩层16；在截渗盲沟11的顶部砌筑有浆砌片石平台边沟9；在坡面设置有三维植草10。

参见图1，防治全风化花岗岩边坡水毁破坏的防排水系统的施工方法，按如下步骤进行施工：

1、确定路堑边坡的总坡率和单级路堑边坡的坡率及坡型设计：

用统计方法按不同风化程度分层求得厚层风化花岗岩的自然边坡坡率的平均值以及现场厚层风化花岗岩冲蚀陡坎部位的陡坡坡率的平均值，并分别以自然边坡坡率的平均值作为厚层风化花岗岩路堑边坡的总坡率1，以冲蚀陡坎部位的陡坡坡率的平均值作为单级路堑边坡的坡率2，并按平台4宽度2.8米～3.2米和单级路堑边坡高度4不超过5米的要求进行拟自然台阶式路堑边坡坡型的设计；

2、按常规做好坡顶截水沟、防渗平台、截渗盲沟和坡面三维植草的施工；

3、进行坡顶第二级边坡的施工：

(1)、按设计好的拟自然台阶式路堑边坡坡型预留48cm～52cm厚挖好坡顶下的第一级个平台3；

(2)、按图1在平台3上修好反向坡率4.8％～5.2％的台阶6，并在台阶6上铺设一层防渗土工布7，在防渗土工布7上填筑28cm～32cm厚的黏土层8，形成防渗平台12；

(3)、在台阶6靠坡顶边坡的坡脚处开挖一个48cm～52cm宽、1.8m～2.2m深的截渗盲沟11；

(4)、在截渗盲沟11靠平台3的一侧、沟底及靠坡顶的一侧的底部25cm～35cm铺设一层防渗土工布13，在截渗盲沟11靠坡顶的一侧的底部25cm～35cm以上的部位铺设一层透水土工布14，用钉将其固定，将软式透水管置15于截渗盲沟11的底部，再在截渗盲沟11底部45cm～55cm填筑碎石层17，最后，在截渗盲沟11底部的碎石层17的上部填筑开挖的风化花岗岩层16；

(5)、在截渗盲沟11的顶部砌筑浆砌片石平台边沟9；

(6)、在坡面设置三维植草10；

4、按第3步施工余下的各级路堑边坡。

参见图1，本发明提供的拟自然台阶式路堑边坡坡型可将单级平台3的宽度与单级路堑边坡的高度4之比从传统的20％～25％提高到60％以上，并且当单级路堑边坡坡率大于1：0.5时，平台所占平面长度3大于坡面投影的平面长度5，从而通过在具有反向坡率5％的台阶6上铺设一层防渗土工布7，并在土工布上填筑30cm厚的黏土层8，然后在台阶6内侧设置平台边沟9，就可实现将拟自然台阶式路堑边坡坡型的降雨冲刷强度和入渗量比传统路堑边坡减少50％以上的作用；其次，由于本发明所采用的单级路堑边坡的平台高度4在5米以下，降低至传统路堑边坡高度的37.5％～50％，且本发明所采用的单级路堑边坡的坡率2(通常在1:0.3～1：0.5之间)比传统的单级路堑边坡的坡率要陡，因此，本发明通过在坡面设置三维植草10防护就可实现再将余下的不到50％的坡面范围降雨引起的冲刷强度和入渗量比传统路堑边坡减少50％的作用；再者，本发明通过在平台边沟下设置一个截渗盲沟11，可进一步减少降雨入渗量对路堑边坡的影响。因此，本发明提供的以拟自然台阶式路堑边坡坡型为基础，通过设置防渗平台12、平台边沟9、截渗盲沟11及坡面三维植草10所形成的高效防排水系统，可实现对厚层风化花岗岩的路堑边坡深层水毁及其诱发的浅层滑坡破坏的防治。

Claims (1)

1.一种防治全风化花岗岩边坡水毁破坏的防排水系统的施工方法，采用拟自然台阶式路堑边坡坡型，所述的拟自然台阶式路堑边坡坡型的结构是：具有用统计方法按不同风化程度分层求得厚层风化花岗岩的自然边坡坡率的平均值以及现场厚层风化花岗岩冲蚀陡坎部位的陡坡坡率的平均值、并分别以自然边坡坡率的平均值作为厚层风化花岗岩路堑边坡的总坡率(1)，具有以冲蚀陡坎部位的陡坡坡率的平均值作为单级路堑边坡的坡率(2)，具有的平台(3)宽度为2.8米～3.2米和单级路堑边坡高度(4)不超过5米；在所述的平台(3)上设有反向坡率为4.8％～5.2％的台阶(6)，在所述的台阶(6)上铺设有一层防渗土工布(7)，在所述的防渗土工布(7)上填筑28cm～32cm厚的黏土层(8)，形成防渗平台(12)；在所述的台阶(6)靠坡顶边坡的坡脚处开挖有一个48cm～52cm宽、1.8m～2.2m深的截渗盲沟(11)，在所述的截渗盲沟(11)靠所述的平台(3)的一侧、沟底及靠坡顶的一侧的底部25cm～35cm铺设有一层防渗土工布(13)，在所述的截渗盲沟(11)靠坡顶的一侧的底部25cm～35cm以上的部位固定铺设有一层透水土工布(14)，在所述截渗盲沟(11)的底部设有软式透水管(15)，在所述的截渗盲沟(11)的底部45cm～55cm填筑有碎石层(17)，在所述截渗盲沟(11)的底部的所述的碎石层(17)的上部填筑有开挖的风化花岗岩层(16)；在所述的截渗盲沟(11)的顶部砌筑有浆砌片石平台边沟(9)；在坡面设置有三维植草(10)，其特征是：按如下步骤进行施工：

(一)、确定路堑边坡的总坡率和单级路堑边坡的坡率及坡型设计：

用统计方法按不同风化程度分层求得厚层风化花岗岩的自然边坡坡率的平均值以及现场厚层风化花岗岩冲蚀陡坎部位的陡坡坡率的平均值，并分别以自然边坡坡率的平均值作为厚层风化花岗岩路堑边坡的总坡率(1)，以冲蚀陡坎部位的陡坡坡率的平均值作为单级路堑边坡的坡率(2)，并按平台(3)宽度2.8米～3.2米和单级路堑边坡高度(4)不超过5米的要求进行拟自然台阶式路堑边坡坡型的设计；

(二)、按常规做好坡顶截水沟、防渗平台、截渗盲沟和坡面三维植草的施工；

(三)、进行坡顶第二级边坡的施工：

(1)、按设计好的拟自然台阶式路堑边坡坡型预留48cm～52cm厚挖好坡顶下的第一级个平台(3)；

(2)、在所述的平台(3)上修好反向坡率4.8％～5.2％的台阶(6)，并在所述台阶上铺设一层防渗土工布(7)，在所述防渗土工布(7)上填筑28cm～32cm厚的黏土层(8)，形成防渗平台(12)；

(3)、在台阶靠坡顶边坡的坡脚处开挖一个48cm～52cm宽、1.8m～2.2m深的截渗盲沟(11)；

(4)、在所述截渗盲沟(11)靠平台的一侧、沟底及靠坡顶的一侧的底部25cm～35cm铺设一层防渗土工布(13)，在所述截渗盲沟靠坡顶的一侧的底部25cm～35cm以上的部位铺设一层透水土工布(14)，用钉将其固定，将软式透水管(15)置于所述截渗盲沟(11)的底部，再在所述截渗盲沟(11)底部45cm～55cm填筑碎石层(17)，最后，在截渗盲沟(11)底部的碎石层(17)的上部填筑开挖的风化花岗岩层(16)；

(5)、在所述的截渗盲沟(11)的顶部砌筑浆砌片石平台边沟(9)；

(6)、在坡面设置三维植草(10)；

(四)、按第3步施工余下的各级路堑边坡。