CN106192896A - 一种高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统，包括：第一防护装置，其设置在路基与边坡之间的排水槽内，所述第一防护装置由多个沿所述排水槽的纵向延伸方向依次排列的填充有石块的石笼网箱组成；第二防护装置，其固设在所述第一防护装置的上方，所述第二防护装置由多个石笼柱以及连接相邻两个石笼柱的石笼墙组成，且石笼柱与部分插入所述边坡内的锚杆相连接，以使得所述第一防护装置和所述第二防护装置与所述边坡柔性连接。本发明还公开了一种高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护方法。本发明提供的生态防护系统和方法适用于高烈度地震地区，可还原严寒山区薄弱的生态，具有透水性好、因地制宜、施工简便、结构体系合理的优点。

Description

一种高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统及方法

技术领域

本发明涉及边坡防护技术领域，更具体地说，本发明涉及一种高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统及生态防护方法。

背景技术

随着交通运输事业的发展，高烈度严寒山区的公路建设也越来越成熟。高烈度严寒山区公路路堑施工形成的陡边坡对防护提出了更高的要求。

高寒山区公路路堑施工对高寒山区薄弱的生态环境造成了极大破坏，因此在对边坡修建防护措施的过程中需采取一定的措施恢复高寒山区薄弱的生态，避免生态环境继续恶化，雨季来临时泥石流等灾害发生。高寒山区公路路堑施工形成的陡边坡具有坡度陡峭、雨季水流流速大、冲蚀严重的特点，对修建好的公路路堤稳定造成极大威胁。高烈度地震区域当地震来临时会造成滑坡和土石散落，边坡有较大振动，甚至产生较大形变。

传统的护坡措施主要以石块和水泥砂浆构筑的石块砌体结构作为重力式挡土墙对边坡进行支挡防护。这种防护结构仅从平面应力的力学角度进行防护，并未考虑空间分布及对生态环境的影响，并且这种形式的重力式挡土墙并不适合山区高边坡、陡边坡的地形防护。在雨季来临时，生态系统薄弱的高寒山区易形成高流量流速大的泥石流，这种刚性的挡土墙容易受瞬时冲击而发生破坏。此外，这种重力式挡土墙排水性能不能适应突如其来的山洪泥石流，易在墙背后积蓄，不断抬升水位增加静水压力威胁挡土墙的稳定。在高寒山区冰冻季节，这类挡土墙容易发生冻胀破坏或者冻融循环破坏。在生态环保日益受到重视的今天，这种传统过时的重力式防土墙与绿色环保的生态理念显得格格不入。高寒山区修建公路后生态环境遭受一定的破坏，迫切的需要人为的采取一定的措施尽快回去生态系统。传统的挡土墙是刚性结构，在高烈度地震地区当地震来临时不能够抵御强烈的地震作用而发生较大破坏。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供了一种高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统，该生态防护系统充分利用了路堑施工废弃的石料，并具有柔性结构，适应性强，能够抵御泥石流冲击和地震破坏作用，具有施工简便、绿色经济、生态环保，因地制宜、透水性好、减压排水的优点。

本发明还有一个目的是提供了一种高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护方法，该生态防护方法能够排水泄水，阻挡泥石，防护边坡和路基，同时能够恢复防护地区的生态。

为了实现上述目的，本发明提供了一种高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统，包括：

第一防护装置，其设置在路基与边坡之间的排水槽内，所述第一防护装置由多个沿所述排水槽的纵向延伸方向依次排列的石笼网箱组成，所述多个石笼网箱内分别填充有石块；

第二防护装置，其固设在所述第一防护装置的上方，所述第二防护装置由多个石笼柱以及连接相邻两个石笼柱的石笼墙组成，所述石笼墙由填充有碎石的双层格宾网上下叠加设置形成，每个石笼柱由填充有碎石的多个格宾网箱竖向叠加相连组成，并形成柱体结构，且所述石笼柱与部分插入所述边坡内的锚杆相连接，以使得所述第一防护装置和所述第二防护装置与所述边坡柔性连接。

本发明因地制宜，集中回收利用路堑施工废弃残留的石料，具有绿色经济，取材方便的特点。通过将石料填充在石笼网箱、格宾网以及格宾网箱内，实现了透气性好、排水减压的特点，在雨季来临时能够排水泄水，阻挡泥石，防护边坡和路基。

本发明中的第一防护装置与第二防护装置和边坡的连接关系为柔性连接，不同于传统的挡土墙在受到局部冲击的时候发生局部破坏，本发明在山洪暴发时，能够在抵御泥石流瞬时冲击的过程中根据受力情况自动调整变形协同受力，很好的发挥第一防护装置和第二防护装置的防护作用，效率较高，且在受冲击变形后可以通过复位的方法修复，简便实用经济易行。同时锚杆的连接方式：一方面可以使第二防护装置在节省材料的情况下不断累积叠加抬高，适应山区高大，陡边坡的工程状况，另一方面可以使第二防护装置与边坡很好的成为一个整体。

本发明在第二防护装置下设置填充巨石的第一防护装置，石块间间隙较大能够将边坡留下的雨水收集排出。此设计具有迅速的排水能力，较传统的挡土墙设置排水沟更适合应对突如其来的瞬时高速大流量山洪泥石流，能够迅速排水，避免挡土墙后水位上升，静水压力增大，破坏挡土墙。同时能够接收路堤边坡流下的雨水，维护其稳定。

本发明在第二防护装置底部设置较大的第一防护装置作为基础，里面填充较大的石块，大石块间具有较大的间隙，供底部水流流动。第二防护装置根据地质条件和受力特性和打进边坡的锚杆相连，为整个防护系统提供抗滑力，对边坡施加主动压力保持稳定。

优选的是，所述的高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统中，所述生态防护系统还包括：

第三防护装置，其填充在所述第二防护装置与所述边坡之间，所述第三防护装置由多个生态袋组成，每个生态袋内装有根茎发达的植物种子。

本发明考虑到严寒山区公路修建对所在地薄弱的生态环境造成了破坏，因此需采取一定的措施恢复生态。本发明在第二防护装置与边坡之间堆填生态袋，对恢复原有生态环境有很大助力。后期生态袋里植物萌芽生根，对边坡的防护作用进一步增强，将后期的边坡防护作用进一步升级。同时生态袋内装的是土壤养分和防护所在地原生的、根茎发达的、易成活的植物种子：此举一方面是防止引入外来物种，打破原有生物链，造成本地生态进一步失衡；另一方面是原有物种更适合防护所在地的高寒山区的生态环境，更容易成活，生根繁殖，对原有生态环境不会干扰，也能防护边坡。但是，在施工过程中需谨慎叠放生态袋，避免生态袋压迫锚杆造成破坏。

优选的是，所述的高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统中，所述生态防护系统还包括：

至少一条排水沟，其设置在所述路基的水稳层之下，所述至少一条排水沟分别与所述排水槽垂直连接，并向所述边坡远离所述路基的一侧延伸。根据所在地的雨季边坡水流量设置排水沟的密度，在山口集中泄水地段加密排水沟的数量，以迅速排水。

优选的是，所述的高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统中，每个石笼柱中的多个格宾网箱之间通过钢丝绑扎在一起。

优选的是，所述的高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统中，所述格宾网箱的长宽高之比为3:2:2。

优选的是，所述的高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统中，所述格宾网箱为多根横向钢丝和多个纵向钢丝焊接形成的矩形结构，且在其中一根纵向钢丝上设置有与锚杆连接的金属圈。

格宾网箱之间采用高强韧性钢丝绑扎，格宾网箱为多根横向钢丝和多个纵向钢丝焊接形成的矩形结构，横向钢丝和纵向钢丝是具有高强度耐腐蚀的钢丝或包裹有PVC的高强度钢丝，且格宾网箱的边框采用适当的防腐蚀钢筋焊接而成。格宾网箱在纵向钢筋上焊接金属圈，以方便与锚杆连接。

本发明还提供了一种高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护方法，包括以下步骤：

步骤一、在边坡和路基之间且沿所述路基的纵向延伸方向开设排水槽，并对所述排水槽的底面和侧壁进行水泥砂浆抹面，然后在所述路基的水稳层之下开设至少一条排水沟，所述至少一条排水沟分别与所述排水槽相垂直连接，并向所述边坡远离所述路基的一侧延伸，同时对所述至少一条排水沟的底面和侧壁进行水泥砂浆抹面；

步骤二、在所述排水槽内且沿所述排水槽的纵向延伸方向依次排列多个填充有石块的石笼网箱，以形成第一防护装置，所述多个石笼网箱之间通过钢丝绑扎在一起；以及

步骤三、向多个格宾网箱内分别填充碎石，将填充有碎石的多个格宾网箱竖向叠加并使用钢丝绑扎在一起，以形成石笼柱，然后将由上下叠加设置的填充有碎石的双层格宾网形成的石笼墙设置在相邻两个石笼柱之间，以将多个石笼柱和多个石笼墙连接在一起，并形成第二防护装置，通过固定在所述边坡上的锚杆与所述多个石笼柱的连接，实现所述第一防护装置和所述第二防护装置与所述边坡的柔性连接。

优选的是，所述的高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护方法中，所述生态防护方法还包括：

步骤四、向所述第二防护装置与所述边坡之间填充多个生态袋，并向每个生态袋内装入根茎发达的植物种子，以形成第三防护装置。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明所述的高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统具有很好的通水排水能力，具有柔性结构，适用于高烈度地震地区陡峭边坡的防护，当地震突发时能够产生较大的变形以抵御地震的破坏作用，保证了在地震发生后依然能够发挥功效，避免发生滑坡，落石等毁坏道路、阻挡交通、阻碍地震救援的现象。

2、本发明所述的高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统具有很好的透水性，当雨季来临时边坡上流下的雨水能够很快释放，避免雨水蓄积，危害第一防护装置和第二防护装置的稳定性。同时对泥沙石头有很好的拦截效果，避免泥石流冲击路堤道路。

3、本发明所述的高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统和生态防护方法中的第一防护装置内填充石块，第二防护装置内填充有碎石，通过较大的石块和碎石的配合，能够很好的应对瞬时泥石流的冲击。在遭受泥石流冲击时能够自动产生形变，协同受力，支挡效果明显提升。且在后期修复过程中只需要复位就能复原。后期维护费用低廉。

4、本发明所述的高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护方法回收利用修建公路留下的废弃石料，使其变废为宝，取材方便，同时不会消耗大量的水泥，绿色环保，施工方便，经济易行。

5、本发明所述的高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护方法中的锚杆与第二防护装置的配合，能够使第二防护装置不断抬高，保持第二防护装置的稳定，为第二防护装置提供抗滑、抗倾覆力，适应高耸陡峭的边坡防护，具有成本低的优点。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明其中一个实施例中所述的高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统的结构示意图；

图2为本发明其中一个实施例中所述的高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统的结构示意图；

图3为本发明其中一个实施例中所述的高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统中格宾网箱加筋加固后的剖面图；

图4为本发明其中一个实施例中所述的高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统中第一防护装置和第二防护装置连接关系的结构示意图；

图5为本发明其中一个实施例中所述的高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统中石笼柱与锚杆连接关系的示意图；

图6为本发明其中一个实施例中所述的高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统的格宾网箱的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1、图4、图5和图6所示，本发明其中一个实施例中提供了一种高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统，包括：

第一防护装置1，其设置在路基2与边坡3之间的排水槽内，所述第一防护装置1由多个沿所述排水槽的纵向延伸方向依次排列的石笼网箱110组成，所述多个石笼网箱110内分别填充有石块；

第二防护装置4，其固设在所述第一防护装置1的上方，所述第二防护装置4由多个石笼柱410以及连接相邻两个石笼柱410的石笼墙420组成，所述石笼墙420由填充有碎石的双层格宾网上下叠加设置形成，每个石笼柱410由填充有碎石的多个格宾网箱411竖向叠加相连组成，以形成柱体结构，且所述石笼柱410与部分插入所述边坡3内的锚杆5相连接，以使得所述第一防护装置1和所述第二防护装置4与所述边坡3柔性连接。

该实施例因地制宜，集中回收利用路堑施工废弃残留的石料，具有绿色经济，取材方便的特点。通过将石料填充在石笼网箱110、格宾网以及格宾网箱411内，实现了透气性好、排水减压的特点，在雨季来临时能够排水泄水，阻挡泥石，防护边坡和路基。

该实施例中的第一防护装置1与第二防护装置4和边坡3的连接关系为柔性连接，不同于传统的挡土墙在受到局部冲击的时候发生局部破坏，该实施例在山洪暴发时，能够在抵御泥石流瞬时冲击的过程中根据受力情况自动调整变形协同受力，很好的发挥整个挡土墙的作用，效率较高，且在受冲击变形后可以通过复位的方法修复，简便实用经济易行。同时锚杆的连接方式：一方面可以使第二防护装置4在节省材料的情况下不断累积叠加抬高，适应山区高大，陡边坡的工程状况，另一方面可以使第二防护装置4与边坡3很好的成为一个整体。

该实施例在第二防护装置4下设置填充巨石的第一防护装置1，石块间间隙较大能够将边坡留下的雨水收集排出。此设计具有迅速的排水能力，较传统的挡土墙设置排水沟更适合应对突如其来的瞬时高速大流量山洪泥石流，能够迅速排水，避免挡土墙后水位上升，静水压力增大，破坏挡土墙。同时能够接收路堤边坡流下的雨水，维护其稳定。

如图2和图3所示，当格宾网箱411的尺寸过大时，例如长度大于70cm时，需要对石笼柱410进行加筋加固，使用石笼网片7。

在其中一个实施例中，所述生态防护系统还包括：

第三防护装置6，其填充在所述第二防护装置4与所述边坡3之间，所述第三防护装置6由多个生态袋组成，每个生态袋内装有根茎发达的植物种子。

该实施例考虑到严寒山区公路修建对所在地薄弱的生态环境造成了破坏，因此需采取一定的措施恢复生态。该实施例在第二防护装置4与边坡3之间堆填生态袋，对恢复原有生态环境有很大助力。后期生态袋里植物萌芽生根，对边坡的防护作用进一步增强，将后期的边坡防护作用进一步升级。同时生态袋内装的是土壤养分和防护所在地原生的、根茎发达的、易成活的植物种子：此举一方面是防止引入外来物种，打破原有生物链，造成本地生态进一步失衡；另一方面是原有物种更适合防护所在地的高寒山区的生态环境，更容易成活，生根繁殖。对原有生态环境不会干扰，也能防护边坡。但是，在施工过程中需谨慎叠放生态袋，避免生态袋压迫锚杆5造成破坏。

在其中一个实施例中，所述生态防护系统还包括：

至少一条排水沟，其设置在所述路基2的水稳层之下，所述至少一条排水沟分别与所述排水槽相垂直连接，并向所述边坡3远离所述路基2的一侧延伸。根据所在地的雨季边坡水流量设置排水沟的密度，在山口集中泄水地段加密排水沟的数量，以迅速排水。

在其中一个实施例中，每个石笼柱410中的多个格宾网箱411之间通过钢丝绑扎在一起。

在其中一个实施例中，所述格宾网箱411的长宽高之比为3:2:2。

在其中一个实施例中，如图5所示，所述格宾网箱411为多根横向钢丝和多个纵向钢丝焊接形成的矩形结构，且在其中一根纵向钢丝上设置有与锚杆连接的金属圈412。

格宾网箱411之间采用高强韧性钢丝绑扎，格宾网箱411为多根横向钢丝和多个纵向钢丝焊接形成的矩形结构，横向钢丝和纵向钢丝是具有高强度耐腐蚀的钢丝或包裹有PVC的高强度钢丝，且格宾网箱411的边框采用适当的防腐蚀钢筋焊接而成。格宾网箱411在纵向钢筋上焊接金属圈412，以方便与锚杆5连接。

本发明还提供了一种高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护方法，包括以下步骤：

步骤一、在边坡3和路基2之间且沿所述路基的纵向延伸方向开设排水槽，并对所述排水槽的底面和侧壁进行水泥砂浆抹面，然后在所述路基2的水稳层之下开设至少一条排水沟，所述至少一条排水沟分别与所述排水槽相垂直连接，并向所述边坡远离所述路基的一侧延伸，同时对所述至少一条排水沟的底面和侧壁进行水泥砂浆抹面；

步骤二、在所述排水槽内且沿所述排水槽的纵向延伸方向依次排列多个填充有石块的石笼网箱110，以形成第一防护装置1，所述多个石笼网箱110之间通过钢丝绑扎在一起；以及

步骤三、向多个格宾网箱411内分别填充碎石，将填充有碎石的多个格宾网箱竖向叠加并使用钢丝绑扎在一起，以形成石笼柱410，然后将由上下叠加设置的填充有碎石的双层格宾网形成的石笼墙420设置在相邻两个石笼柱410之间，以将多个石笼柱410和多个石笼墙420连接在一起，并形成第二防护装置4，通过固定在所述边坡3上的锚杆5与所述多个石笼柱410的连接，实现所述第一防护装置1和所述第二防护装置4与所述边坡3的柔性连接。

在其中一个实施例中，所述生态防护方法还包括：

步骤四、向所述第二防护装置4与所述边坡3之间填充多个生态袋，并向每个生态袋内装入根茎发达的植物种子，以形成第三防护装置6。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统，其特征在于，包括：

第一防护装置，其设置在路基与边坡之间的排水槽内，所述第一防护装置由多个沿所述排水槽的纵向延伸方向依次排列的石笼网箱组成，所述多个石笼网箱内分别填充有石块；

第二防护装置，其固设在所述第一防护装置的上方，所述第二防护装置由多个石笼柱以及连接相邻两个石笼柱的石笼墙组成，所述石笼墙由填充有碎石的双层格宾网上下叠加设置形成，每个石笼柱由填充有碎石的多个格宾网箱竖向叠加相连组成，并形成柱体结构，且所述石笼柱与部分插入所述边坡内的锚杆相连接，以使得所述第一防护装置和所述第二防护装置与所述边坡柔性连接。

2.如权利要求1所述的高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统，其特征在于，还包括：

第三防护装置，其填充在所述第二防护装置与所述边坡之间，所述第三防护装置由多个生态袋组成，每个生态袋内装有根茎发达的植物种子。

3.如权利要求1所述的高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统，其特征在于，还包括：

至少一条排水沟，其设置在所述路基的水稳层之下，所述至少一条排水沟分别与所述排水槽垂直连接，并向所述边坡远离所述路基的一侧延伸。

4.如权利要求1所述的高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统，其特征在于，每个石笼柱中的多个格宾网箱之间通过钢丝绑扎在一起。

5.如权利要求1所述的高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统，其特征在于，所述格宾网箱的长宽高之比为3:2:2。

6.如权利要求1所述的高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统，其特征在于，所述格宾网箱为多根横向钢丝和多个纵向钢丝焊接形成的矩形结构，且在其中一根纵向钢丝上设置有与锚杆连接的金属圈。

7.一种如权利要求1～6任一项所述的高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护系统的生态防护方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在边坡和路基之间且沿所述路基的纵向延伸方向开设排水槽，并对所述排水槽的底面和侧壁进行水泥砂浆抹面，然后在所述路基的水稳层之下开设至少一条排水沟，所述至少一条排水沟分别与所述排水槽垂直连接，并向所述边坡远离所述路基的一侧延伸，同时对所述至少一条排水沟的底面和侧壁进行水泥砂浆抹面；

步骤二、在所述排水槽内且沿所述排水槽的纵向延伸方向依次排列多个填充有石块的石笼网箱，以形成第一防护装置，所述多个石笼网箱之间通过钢丝绑扎在一起；以及

步骤三、向多个格宾网箱内分别填充碎石，将填充有碎石的多个格宾网箱竖向叠加并使用钢丝绑扎在一起，以形成石笼柱，然后将由上下叠加设置的填充有碎石的双层格宾网形成的石笼墙设置在相邻两个石笼柱之间，以将多个石笼柱和多个石笼墙连接在一起，并形成第二防护装置，通过固定在所述边坡上的锚杆与所述多个石笼柱的连接，实现所述第一防护装置和所述第二防护装置与所述边坡的柔性连接。

8.如权利要求7所述的高烈度严寒山区公路路堑陡边坡生态防护方法，其特征在于，还包括：

步骤四、向所述第二防护装置与所述边坡之间填充多个生态袋，并向每个生态袋内装入根茎发达的植物种子，以形成第三防护装置。