CN107435333B - 土基边坡的一次成型施工方法及成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土基边坡的一次成型施工方法及成型装置，该施工方法利用压实设备，在压实设备的压实头上设置与边坡支架沟槽相对应形状的沟槽凸块，从而在边坡成型过程中，一次成型夯实层及支架沟槽，之后在支架沟槽内铺设护坡支架，最终形成土基边坡。本发明在边坡成型过程中，可以一次同时获得表面夯实层、支架沟槽等，避免传统施工方法中挖槽、挖植被种植孔等作业所产生的易被雨水冲刷破坏的松脆土壤断面边缘结构，提高边坡的整体强度。

Description

土基边坡的一次成型施工方法及成型装置

技术领域

本发明涉及一种土基边坡的一次成型施工方法及成型装置，属于边坡施工的技术领域。

背景技术

边坡一般包括土基边坡和石基边坡，常见于道路、桥梁、铁道等基础交通设施的单侧或双侧，多为人工建设而成。边坡与平坡或者缓坡不同，边坡的基本要求是必须具有一定的强度，且能够保持土壤不在降雨和地表水流作用下发生流失和坍塌。石基边坡建设施工相对简单，一般采用水泥砂浆喷涂表面层和覆盖防护网的形式，但无法有效种植绿化植被。相比而言，土基边坡更为普遍，且大量存在。

现有土基边坡一般采用土木工程建设方案，其可在原有土壤中开挖出坡面，也可由其他地方运送过来的土壤堆积而成，后者一般还需采用专用设备进行夯实。坡面加工平整后，需进一步开挖沟槽，用于铺设石块或浇筑钢筋水泥砂浆以形成固定防护支架。最后，在土面层种植植被，达到绿化和水土保持的目的。

土基边坡在建设施工时，存在的主要问题是：需先后经过坡面加工夯实、开槽、在槽内铺设防护支架、回填支架边缘土壤、挖种植孔洞、植被种植等工序，这些工序多依靠人工作业，劳动强度大，效率低下。而且，在开槽和挖孔洞过程中容易使夯实的坡面形成松脆、易开裂的土壤断面边缘，这些土壤断面边缘往往是雨水冲刷破坏并形成水土流失源头的潜在诱因，大大降低了边坡的强度和可靠性。此外，土质边坡一般没有设置专门的集排水通道，水流只能沿着坡面或者防护支架一层层滑落，这加快了支架边缘土壤被冲坏的可能性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种土基边坡的一次成型施工方法及成型装置，其在边坡成型过程中，可以一次同时获得表面夯实层、支架沟槽等，避免传统施工方法中挖槽、挖植被种植孔等作业所产生的易被雨水冲刷破坏的松脆土壤断面边缘结构，提高边坡的整体强度。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：

一种土基边坡的一次成型施工方法，利用压实设备，在压实设备的压实头上设置与边坡支架沟槽相对应形状的沟槽凸块，从而在边坡成型过程中，一次成型夯实层及支架沟槽，之后在支架沟槽内铺设防护支架，最终形成土基边坡。

优选地，所述的压实头上设置若干用于成型植被种植孔的凸台，从而在边坡成型过程中，一次成型夯实层、支架沟槽及植被种植孔。

优选地，所述的防护支架为集水槽管，其安装时，通过钢钉穿过集水槽管固定到边坡的土壤深层，从而形成集水型固定防护支架。

一种土基边坡的一次成型施工方法，包括如下步骤：

步骤一，根据土基边坡的防护支架形状与位置，在滚压筒的筒面上设置对应形状的沟槽凸块；

步骤二，将步骤一制作好的滚压筒安装于滚压式压实设备上；

步骤三，操作滚压式压实设备，使其滚压筒以设定压力从上向下对毛坯坡面进行滚压作用，获得硬质化的坡面，使坡面一次滚压成型同时获得夯实层及支架沟槽；

步骤四，在步骤三成型的支架沟槽内铺设防护支架。

优选地，所述步骤一中，进一步根据植被情况在该滚压筒的筒面上设置若干凸台；所述步骤三中，所述坡面还一次成型有植被种植孔；进一步包括步骤五，在步骤三成型的植被种植孔内种植植被。

优选地，所述步骤四中，所述的防护支架为集水槽管，该集水槽管的铺设方式是通过钢钉穿过集水槽管固定到边坡的土壤深层，这样即形成了集水型固定防护支架。

一种土基边坡的成型装置，包括边坡滚压成型总成、机械臂总成和车身，该边坡滚压成型总成安装于机械臂总成前端，该机械臂总成安装于车身上；该边坡滚压成型总成包括滚压筒、支架以及对滚压筒进行施压的加压机构；该滚压筒轴接于支架上，其筒面上设置有用于滚压成型边坡支架沟槽的沟槽凸块。

优选地，所述的滚压筒筒面设置有若干用于滚压成型植被种植孔的凸台。

优选地，所述的沟槽凸块包括右凸环条、中凸环条和左凸环条；该中凸环条垂直于滚压筒的轴心线并安装于滚压筒的中部；该右凸环条和左凸环条都为螺旋形状，两者外侧端分别与滚压筒外侧面平齐，两者内侧端分别与中凸环条相交，两者首端和末端的连线都与滚压筒的轴心线平行，即二者分别缠绕滚压筒外表面一周，且右凸环条和左凸环条应对于中凸环条两侧对称设置。

优选地，所述滚压筒旋转时，其上右凸环条、中凸环条和左凸环条对坡面滚压出的支架沟槽为直线。

采用上述方案后，本发明在边坡成型过程中，可以同时获得表面夯实层和支架沟槽，或者同时获得植被种植孔洞，避免传统施工方法中挖槽、挖植被孔洞等作业所产生的易被雨水冲刷破坏的松脆土壤断面边缘结构，提高了土质边坡的整体强度。

此外，本发明还具有如下有益效果：

1．本发明可以在支架沟槽内直接铺设硬质水管形成嵌入式防护支架，而硬质水管则成为集水槽，施工上无需另外铺设石块或浇筑钢筋水泥砂浆，且形成一定强度的固定防护支架的同时，还可以用于收集边坡坡面的降水。

2．本发明能够对边坡进行一次滚压夯实成型，压力可根据边坡土壤的松软程度由加压油缸调整，作业灵活性好，施工效率高。

3．本发明所成型的边坡坡面避免了夯实成型后的开槽、铺设防护支架、回填支架边缘土壤、挖种植孔洞等环节，可以有效避免开槽和挖孔洞等过程中形成松脆、易开裂的土壤断面边缘，边坡的强度大、质量好、可靠度高。

总之，本发明装置结构简单，成本低；施工灵活，效率高；建设的边坡质量好，不易破坏，可靠性高。

附图说明

图1是本发明所述成型装置的结构示意图；

图2是本发明所述边坡滚压成型总成的结构示意图；

图3是本发明所述滚压筒滚滚压一圈获得的边坡坡面单元结构示意图；

图4是本发明所述集水槽管结构及安装示意图。

实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。

本发明所揭示的是一种土基边坡的一次成型施工方法，其利用压实设备，在压实设备的压实头上设置与边坡支架沟槽相对应形状的沟槽凸块，从而在边坡成型过程中，一次成型夯实层及支架沟槽，之后在支架沟槽内铺设防护支架，最终形成土基边坡。

更具体地，该土基边坡的一次成型施工方法包括如下步骤：

步骤一，制作压实头。

本发明可以采用滚压式压实设备，滚压式压实设备的压实头为滚压筒。配合图2所示，根据土质边坡的防护支架形状与位置，在滚压筒31的筒面上设置对应形状的沟槽凸块，图中实施例沟槽凸块包括中凸环条33、右凸环条32和左凸环条34。

如果需要种植植被，可以进一步根据植被的种植位置与形状，在该滚压筒31的筒面上设置若干凸台35，该凸台35可以采用圆形截面。

步骤二，将步骤一制作好的滚压筒31安装于滚压式压实设备上。

步骤三，坡面成型。

操作滚压式压实设备，使其滚压筒31以设定压力从上向下对毛坯坡面进行滚压作业，获得硬质化的平整坡面44，配合图3所示，使坡面一次成型夯实层及支架沟槽，获得硬质化的坡面，使坡面一次滚压成型同时获得夯实层及支架沟槽；图中实施例，成型的支架沟槽包括竖向支架沟槽43、左斜向支架沟槽41及右斜向支架沟槽45。

对于设置有凸台35的滚压筒31来说，可以一次成型夯实层、支架沟槽以及植被种植孔42。

步骤四，铺设防护支架。

在步骤三成型的支架沟槽内铺设防护支架，铺设方式可以采用传统的铺设方式。如图4所示，所述的防护支架可以为集水槽管，图中实施例包括左集水管51、竖向集水管52和右集水管53，各集水管可以采用半圆管，相应的，所述的右凸环条32、中凸环条33和左凸环条34都采用半圆形截面。此外，左集水管51和右集水管53的截面直径可以一致，且可以小于竖向集水管52的截面直径。铺设集水槽管时，通过钢钉54穿过集水槽管固定到边坡的土壤深层，从而形成集水型固定防护支架。

步骤五，种植植被。

在步骤三成型的植被种植孔42内种植植被，具体地于植被种植孔42中播撒种子或种植苗木，并覆盖适量的营养土层，浇水养护。

根据上述施工方法，本发明还揭示一种土基边坡的成型装置，即所述的压实设置，如图1及图2所示，为本发明所述成型装置的较佳实施例。所述的成型装置主要包括边坡滚压成型总成3、机械臂总成2和车身1。其中：

所述的边坡滚压成型总成3安装于机械臂总成2前端，并由机械臂总成2保证运动轨迹。

所述的机械臂总成2安装于车身1上。车身1对整车进行操控控制。

所述的边坡滚压成型总成3主要包括滚压筒31、支架36以及加压机构。该滚压筒31轴接于支架36上，其筒面上设置有沟槽凸块；具体地，在该滚压筒31的表面分别安装着右凸环条32、中凸环条33和左凸环条34，各凸环条即为所述的沟槽凸块。此外，滚压筒31在旋转时，其上的右凸环条32、中凸环条33和左凸环条34对坡面滚压出的支架沟槽可以为直线。并可以进一步在滚压筒31筒面设置若干凸台35，具体地，在滚压筒35整个表面区域均匀分散安装众多凸台35，该凸台35可以采用圆形截面。所述的滚压筒31可以为中空结构，以减少工作装置的重量。所述的加压机构用于对所述的滚压筒31施加一定的预压力以达到夯实的目的，其可以由加压油缸37、导向套筒38和导向柱39组成。该加压油缸37两端分别通过铰链连接支架36和导向套筒38。导向柱39与支架36焊接或螺纹连接成为一体。导向柱39嵌入导向套筒38之中，二者可形成轴向滑动。导向套筒38通过铰链与机械臂总成2连接。

本实施例中：所述的中凸环条33垂直于滚压筒31的轴心线并安装于滚压筒31的中部；所述的右凸环条32和左凸环条34都为螺旋形状，两者外侧端分别与滚压筒31外侧面平齐，两者内侧端分别与中凸环条33相交，两者首端和末端的连线都与滚压筒31的轴心线平行，即二者分别缠绕滚压筒31外表面一周，且右凸环条32和左凸环条34应对于中凸环条33两侧对称安装。

采用上述成型装置，对土质边坡进行施工的方法为：

第一步，操控机械臂总成2，使边坡滚压成型总成3的滚压筒31接触毛坯坡面的欲成型最高点。

第二步，操控加压油缸37，使滚压筒31以给定的压力作用于毛坯坡面。

第三步，操控机械臂总成2，使滚压筒31在给定压力不变的前提下，自欲成型坡面最高点斜线向下滚压运动直至欲成型坡面的最低点，构建成型边坡坡面。通过一次滚压作业实现对毛坯坡面的夯实，获得硬质化的平整坡面44，于此同时，分别利用左凸环条34压塑出左斜向支架沟槽41，利用右凸环条32压塑出右斜向支架沟槽45，利用中凸环条33压塑出竖向支架沟槽43，利用凸台35压塑出弥散分布的植被种植孔42。

本实施例中，所述滚压筒31滚转一圈后获得的边坡坡面单元结构如图3所示的。通过改变左凸环条34或右凸环条32或中凸环条33的几何参数以及其在滚压筒31表面的安装位置，可以获得不同几何特征的坡面单元结构。通过改变凸台35的几何参数、个数以及其在滚压筒31表面的安装位置可获得不同几何特征的、稀疏程度可调的、不同分布特性的植被种植孔42。

第四步，安装防护支架。所述的防护支架可以采用集水槽管，形成一定强度的固定防护支架的同时，还可以用于收集边坡坡面的降水。配合图4所示，安装时，优先将竖向集水管52装入成型边坡的竖向支架沟槽43内，并用钢钉54固定到边坡的土壤深层。将左集水管51装入成型边坡的左斜向支架沟槽41内，并用钢钉54固定到边坡的土壤深层。将右集水管53装入成型边坡的右斜向支架沟槽45内，并用钢钉54固定到边坡的土壤深层。应使得左集水管51和右集水管53的下端置于竖向集水管52的上缘。左集水管51和右集水管53的安装顺序不分先后。竖向集水管52、左集水管51和右集水管53的管截面尺寸应分别与竖向支架沟槽43、左斜向支架沟槽41和右斜向支架沟槽45的截面尺寸一致；本实施例中，所述的右凸环条32、中凸环条33和左凸环条34都采用半圆形截面，相应的左集水管51、竖向集水管52和右集水管53采用半圆管。此外，左集水管51和右集水管53的截面直径可以一致，且可以小于竖向集水管52的截面直径。钢钉54应具有一定的长度，以起到良好的固定效果。

当发生降水时，边坡坡面的雨水在重力作用下往下流动，并分别汇聚于左集水管51和右集水管53内，并进一步由竖向集水管52导流向路面的排水沟，从而避免了雨水因继续在重力作用下，沿边坡表面层向下加速流动而对边坡表面层土壤形成较大的冲刷作用，同时也避免过多的雨水渗透入边坡的土壤中而导致边坡内部积水过大。由于竖向集水管52、左集水管51和右集水管53都嵌入边坡表面层土壤一定的深度并采用了钢钉54固定，将形成一定强度的防护支架，与传统边坡施工方法中铺设石块或浇筑钢筋水泥砂浆的作用相同，但安装简单、施工效率高。

第五步，于植被种植孔42中播撒种子或种植苗木，并覆盖适量的营养土层，浇水养护。

以上五步可完成一次与滚压筒31宽度相等的边坡的施工建设作业。利用车身1移动设备，可进行持续建设，直至坡面全部施工完成。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。

Claims (10)

1.一种土基边坡的一次成型施工方法，其特征在于：利用压实设备，在压实设备的压实头上设置与边坡防护支架的支架沟槽相对应形状的沟槽凸块，从而在边坡成型过程中，一次成型夯实层及夯实的支架沟槽，之后在支架沟槽内铺设防护支架，最终形成土基边坡；所述压实头包括滚压筒（31），所述的沟槽凸块包括右凸环条（32）、中凸环条（33）和左凸环条（34）；该中凸环条（33）垂直于滚压筒（31）的轴心线并安装于滚压筒的中部；该右凸环条（32）和左凸环条（34）都为螺旋形状，两者外侧端分别与滚压筒（31）外侧面平齐，两者内侧端分别与中凸环条（33）相交，两者首端和末端的连线都与滚压筒的轴心线平行，即二者分别缠绕滚压筒外表面一周，且右凸环条和左凸环条应对于中凸环条两侧对称设置。

2.根据权利要求1所述的土基边坡的一次成型施工方法，其特征在于：所述的压实头上设置若干用于成型植被种植孔的凸台，从而在边坡成型过程中，一次成型夯实层、夯实的支架沟槽及夯实的植被种植孔。

3.根据权利要求1或2所述的土基边坡的一次成型施工方法，其特征在于：所述的防护支架为集水槽管，其安装时，通过钢钉穿过集水槽管固定到边坡的土壤深层，从而形成集水型固定防护支架。

4.根据权利要求1所述的土基边坡的一次成型施工方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一，根据土基边坡的防护支架形状与位置，在滚压筒的筒面上设置对应形状的沟槽凸块；

步骤二，将步骤一制作好的滚压筒安装于滚压式压实设备上；

步骤三，操作滚压式压实设备，使其滚压筒以设定压力从上向下对毛坯坡面进行滚压作业，获得硬质化的坡面，使坡面一次滚压成型同时获得夯实层及夯实的支架沟槽；

步骤四，在步骤三成型的支架沟槽内铺设防护支架。

5.根据权利要求4所述的土基边坡的一次成型施工方法，其特征在于：所述步骤一中，进一步根据植被情况在该滚压筒的筒面上设置若干凸台；所述步骤三中，所述坡面还一次成型有夯实的植被种植孔；进一步包括步骤五，在步骤三成型的植被种植孔内种植植被。

6.根据权利要求4或5所述的土基边坡的一次成型施工方法，其特征在于：所述步骤四中，所述的防护支架为集水槽管，该集水槽管的铺设方式是通过钢钉穿过集水槽管固定到边坡的土壤深层，这样即形成了集水型固定防护支架。

7.基于权利要求4所述的土基边坡的一次成型施工方法的一种土基边坡的成型装置，其特征在于：包括边坡滚压成型总成（3）、机械臂总成（2）和车身（1），该边坡滚压成型总成安装于机械臂总成前端，该机械臂总成安装于车身上；该边坡滚压成型总成（3）包括滚压筒（31）、支架（36）以及对滚压筒进行施压的加压机构；该滚压筒（31）轴接于支架（36）上，其筒面上设置有用于滚压成型边坡支架沟槽的沟槽凸块。

8.根据权利要求7所述的土基边坡的成型装置，其特征在于：所述的滚压筒（31）筒面设置有若干用于滚压成型植被种植孔（42）的凸台（35）。

9.根据权利要求7或8所述的土基边坡的成型装置，其特征在于：所述的沟槽凸块包括右凸环条（32）、中凸环条（33）和左凸环条（34）；该中凸环条（33）垂直于滚压筒（31）的轴心线并安装于滚压筒的中部；该右凸环条（32）和左凸环条（34）都为螺旋形状，两者外侧端分别与滚压筒（31）外侧面平齐，两者内侧端分别与中凸环条（33）相交，两者首端和末端的连线都与滚压筒的轴心线平行，即二者分别缠绕滚压筒外表面一周，且右凸环条和左凸环条应对于中凸环条两侧对称设置。

10.根据权利要求9所述的土基边坡的成型装置，其特征在于：所述滚压筒（31）旋转时，其上右凸环条（32）、中凸环条（33）和左凸环条（34）对坡面滚压出的支架沟槽为直线。

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