CN108222036A - 一种生态柔性排水沟及其构筑方法 - Google Patents

一种生态柔性排水沟及其构筑方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种生态柔性排水沟及其构筑方法，涉及边坡防治技术领域，用以解决现有技术中由于高陡边坡中排水沟施工难度大、易变形、破损、导致边坡水体无法正常排出，以及由于地形、长时间降雨等原因导致的坡面水不从排水沟中排出，使排水沟失效的问题。生态柔性排水沟是由复合土工膜、土工格室和三维植被网组成。本发明中排水沟及其构筑方法提高了排水沟的抗压、抗拉和抗剪强度，而且增强了抗渗性能、耐老化性能，最大限度地减小对周边生态的破坏，实现生态恢复。通过铺设复合土工膜、土工格室和三维植被网相结合，组成高陡边坡的排水通道，有效解决了由于高陡边坡雨水冲刷、黄土浸水湿陷导致坡面变形，进而导致排水沟破损、变形的现象。

Description

一种生态柔性排水沟及其构筑方法
技术领域
本发明涉及边坡防治技术领域，特别是涉及一种生态柔性排水沟及其构筑方法。
背景技术
我国黄土分布面积达6.4×105km2，在广袤的黄土高原上分布着700多个重要城镇，居住着我国1/6的人口。近些年，黄土高原地区陆续开展了一大批长、大、高、难的工程项目，其中郑-西、大-西高铁，以及延安、兰州移山填沟的造地工程更是引起世界范围内的广泛关注。
黄土高原地形地貌、地质环境复杂，由于黄土直立性强，黄土地区往往沟深坡陡，黄土路堤边坡也可选择较大的坡率，因此排水沟渠的设计纵坡较大，同时，黄土地区降雨以短历时集中暴雨为主，地表径流集中，排水沟渠中水流速度大，具有较大的冲刷能力。当雨量较大、时间较长时，由于部分地表径流不能归槽，容易产生排水沟渠外侧冲刷，进一步发展会在外侧形成冲沟，使人工沟渠失稳。另一方面，如果坡面压实不足，经雨水入渗，坡面产生不均匀沉降或溜坡，以坡面为基底的急流槽等排水结构物因坡面变形而产生裂缝、断沟等病害。若不及时处理，雨水沿破坏处渗入土体，更加剧了沟渠基底的变形。冲刷使出口处土体不断被带走，形成陡坎，陡坎不断坍塌引起排水结构物损坏。在我国高速公路建设初期易于在全国范围内进行推广简单的圬工明沟排水技术。但是，在当前大力发展“绿水青山”，简单的圬工明沟排水技术易造成植被破坏、水土流失、甚至严重影响到路域内生态系统平衡的缺点日益突出，这类排水技术和设施正逐渐被生态边沟所取代。生态排水沟成为当今及未来的发展趋势，急需一种生态排水沟技术通过改变排水沟的施工方法，控制高陡变坡中由于黄土浸水湿陷导致排水沟破损、变形的现象。
发明内容
本发明实施例提供了一种生态柔性排水沟及其构筑方法，可以解决现有技术中存在的问题。
本发明提供了一种生态柔性排水沟，所述排水沟包括铺设在天然冲沟表面的复合土工膜和土工格室，且复合土工膜紧贴冲沟底面，土工格室铺设在复合土工膜上方，边坡的表面上铺设有三维植被网。
本发明还提供了一种生态柔性排水沟的构筑方法，所述方法包括以下步骤：
(1)剪裁复合土工膜并拼接成符合要求尺寸的块体，搬运到工作面铺设；清除天然冲沟内表层杂物，把剩余的黏土层压实和整平；清理边坡上杂石碎物，将低洼处回填夯实平整，确保坡面平顺；
(2)将复合土工膜铺设于平整后的天然冲沟内，采用波浪形松驰方式铺设，摊开后及时拉平，拉开要求复合土工膜与沟面吻合平整，无突起褶皱，复合土工膜与周边土体连接采用膨胀螺栓和钢板压条锚固；
(3)在天然冲沟顶面铺设土工格室，格室以主受力方向由上向下铺设；充分张开格室组件，并在顶部每格钉入一个钩形铆桩；
(4)将三维植被网沿坡面由上至下铺于坡面上，网与坡面之间保持平顺结合；三维植被网自下而上用U型钢筋将三维植被网固定，三维植被网铺设完毕，将泥土均匀覆盖于三维植被网上，将网包覆盖住；然后将肥料、生长素、粘固剂按一定比例混合均匀，施洒于表层；覆土回填完毕，进行液压喷播，将草籽和促使其生长的附着剂、木纤维、肥料、生长素、保湿剂及水按一定比例混合搅拌，形成均匀混合液，通过液压喷播机均匀喷洒于坡面上。
本发明实施例中的一种生态柔性排水沟及其构筑方法，具有以下有益效果：
本发明中以经济合理的高陡边坡生态柔性排水沟及其施工方法提高了排水沟整体的抗压、抗拉和抗剪强度，而且增强了高填方体的抗震和抗振性能，通过铺设复合土工膜、碎土工格室和三维复合排水网相结合，组成了高陡边坡内部的排水通道，由于较大的抗拉强度和延伸率能够承受较高的土压力和土体的变形，有效的解决了由于高陡边坡中排水沟施工难度大、易变形、破损、导致边坡水体无法正常排出，以及由于地形、长时间降雨导致等原因导致的坡面水不从排水沟中排出，使排水沟失效的问题。通过铺设复合土工膜、土工格室和三维植被网相结合，组成了高陡边坡的排水通道，有效的解决了由于高陡边坡雨水冲刷、黄土浸水湿陷导致坡面变形，进而导致排水沟破损、变形的现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种生态柔性排水沟的正面结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种生态柔性排水沟的切面结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1和图2，本发明实施例提供了一种生态柔性排水沟，所述排水沟包括铺设在天然冲沟表面的复合土工膜100和土工格室300，且复合土工膜100紧贴冲沟底面，土工格室300铺设在复合土工膜100上方，边坡的表面上铺设有三维植被网200，边坡底部为边沟，边沟和边坡之间有绿化平台。
本实施例中，复合土工膜100采用两布一膜的形式，采用厚度为1.5mm的高密度聚乙烯材料膜，单位面积质量为600g/m2，幅宽2m，长度为10-50m。
土工格室300采用TGLG-50-400型号，格室高50mm，格室焊点距离400mm，土工格室300格室片的拉伸屈服强度为23MPa，焊接处抗拉强度为100N/cm，格室组间连接处抗拉强度片中间为120N/cm，格室组间连接处抗拉强度片边缘为200N/cm。
三维植被网200采用EM5型号，单位面积质量大于等于430g/cm2，厚度大于等于16mm，纵向拉伸强度大于等于3.2KN/m，横向拉伸强度大于等于3.2KN/m。
本发明实施例还提供了一种生态柔性排水沟的构筑方法，该方法包括以下步骤：
(1)施工前准备以及平整场地：施工前根据现场需要剪裁复合土工膜，拼接成符合要求尺寸的块体，卷在钢管上，人工搬运到工作面铺设；清除天然冲沟内表层杂物，把剩余的黏土层压实和整平，要保证复合土工膜施工基层平整、坚实、无积水、空洞；清理边坡上杂石碎物，将低洼处回填夯实平整，确保坡面平顺。
(2)铺设复合土工膜：施工现场要求有适宜的施工环境，施工现场应能保持土工膜干燥、整洁为宜，必要时可以采取相应的防风沙措施。复合土工膜铺设于平整后的天然冲沟内，采用波浪形松驰方式铺设，富余度为1.5％，摊开后及时拉平，拉开要求复合土工膜与沟面吻合平整，无突起褶皱，施工人员应穿平底布鞋或软胶鞋，严禁穿钉鞋，以免踩坏土工膜，施工时如发现土工膜损坏，应及时修补；复合土工膜与周边土体连接应采用膨胀螺栓和钢板压条锚固，连接部位要涂刷乳化沥青粘接，以防该处发生渗漏。
(3)铺设土工格室：在天然冲沟顶面铺设土工格室，格室应以主受力方向，由上向下铺设，使格室片材重垂直于基面，绝不可横向铺设；充分张开格室组件，并在顶部每格钉入一个钩形铆桩，要求铆桩的长度为格室本身高度的2倍加30cm；施工完成后，应做好复检工作，对张拉不充分成顶铆桩不结实的应及时返工。
(4)铺设三维植被网：首先将三维植被网沿坡面由上至下铺于坡面上，网与坡面之间保持平顺结合；三维植被网铺于坡顶时需延伸40～80cm，埋于土中并压实；将三维植被网自下而上用直径6mm以上的U型钢筋将三维植被网固定，U型钢筋长15～30cm，宽约8mm，U型钢筋间距约1.5～2.5m，中间用8号U型铁钉或竹钉进行辅助固定；三维植被网铺设完毕，将泥土均匀覆盖于三维植被网上，将网包覆盖住，直至不出现空包，确保三维植被网上泥土厚度不小于12mm；然后将肥料、生长素、粘固剂按一定比例混合均匀，施洒于表层。肥料为氮:磷:钾＝15:15:15或氮:磷:钾＝10:8:7的复合肥及含氮有机质，肥量约为30～50g/m2；覆土回填完毕，进行液压喷播，即将草籽(按每平方米25克左右喷播)和促使其生长的附着剂、木纤维、肥料、生长素、保湿剂及水按一定比例混合搅拌，形成均匀混合液，通过液压喷播机均匀喷洒于坡面上；喷播植草施工完成之后，在边坡表面覆盖无纺布，以保持坡面水分并减少降雨对种子的冲刷，促使种子生长。若温度太高，则无需覆盖，以免病虫害的发生；喷草施工完成之后，必需定期进行养护，直到草坪成坪。待草坪长至5cm左右时，即可揭开无纺布。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种生态柔性排水沟，其特征在于，所述排水沟包括铺设在天然冲沟表面的复合土工膜和土工格室，且复合土工膜紧贴冲沟底面，土工格室铺设在复合土工膜上方，边坡的表面上铺设有三维植被网。
2.如权利要求1所述的生态柔性排水沟，其特征在于，复合土工膜采用两布一膜的形式，采用厚度为1.5mm的高密度聚乙烯材料膜，单位面积质量为600g/m2，幅宽2m，长度为10-50m。
3.如权利要求1所述的生态柔性排水沟，其特征在于，土工格室采用TGLG-50-400型号，格室高50mm，格室焊点距离400mm，土工格室300格室片的拉伸屈服强度为23MPa，焊接处抗拉强度为100N/cm，格室组间连接处抗拉强度片中间为120N/cm，格室组间连接处抗拉强度片边缘为200N/cm。
4.如权利要求1所述的生态柔性排水沟，其特征在于，三维植被网采用EM5型号，单位面积质量大于等于430g/cm2，厚度大于等于16mm，纵向拉伸强度大于等于3.2KN/m，横向拉伸强度大于等于3.2KN/m。
5.一种生态柔性排水沟的构筑方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)剪裁复合土工膜并拼接成符合要求尺寸的块体，搬运到工作面铺设；清除天然冲沟内表层杂物，把剩余的黏土层压实和整平；清理边坡上杂石碎物，将低洼处回填夯实平整，确保坡面平顺；
(2)将复合土工膜铺设于平整后的天然冲沟内，采用波浪形松驰方式铺设，摊开后及时拉平，拉开要求复合土工膜与沟面吻合平整，无突起褶皱，复合土工膜与周边土体连接采用膨胀螺栓和钢板压条锚固；
(3)在天然冲沟顶面铺设土工格室，格室以主受力方向由上向下铺设；充分张开格室组件，并在顶部每格钉入一个钩形铆桩；
(4)将三维植被网沿坡面由上至下铺于坡面上，网与坡面之间保持平顺结合；三维植被网自下而上用U型钢筋将三维植被网固定，三维植被网铺设完毕，将泥土均匀覆盖于三维植被网上，将网包覆盖住；然后将肥料、生长素、粘固剂按一定比例混合均匀，施洒于表层；覆土回填完毕，进行液压喷播，将草籽和促使其生长的附着剂、木纤维、肥料、生长素、保湿剂及水按一定比例混合搅拌，形成均匀混合液，通过液压喷播机均匀喷洒于坡面上。
6.如权利要求5所述的生态柔性排水沟的构筑方法，其特征在于，复合土工膜采用波浪形松驰方式铺设于平整后的天然冲沟内时富余度为1.5％，复合土工膜与周边土体的连接部位涂刷乳化沥青粘接，以防该处发生渗漏。
7.如权利要求5所述的生态柔性排水沟的构筑方法，其特征在于，在土工格室中钉入的铆桩的长度为格室本身高度的2倍加30cm。
8.如权利要求5所述的生态柔性排水沟的构筑方法，其特征在于，三维植被网铺于坡顶时需延伸40～80cm，埋于土中并压实；三维植被网用直径6mm以上的U型钢筋固定，U型钢筋长15～30cm，宽约8mm，U型钢筋间距约1.5～2.5m，中间用8号U型铁钉或竹钉进行辅助固定。
9.如权利要求5所述的生态柔性排水沟的构筑方法，其特征在于，施洒于三维植被网上泥土表层的肥料为氮:磷:钾＝15:15:15或氮:磷:钾＝10:8:7的复合肥及含氮有机质，肥量为30～50g/m2，草籽按每平方米25克喷播。
10.如权利要求5所述的生态柔性排水沟的构筑方法，其特征在于，喷播植草施工完成之后，在边坡表面覆盖无纺布，若温度太高，则无需覆盖；待草坪长至5cm时，即揭开无纺布。
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