CN108951667A - 一种绿色生态边坡一体化加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绿色生态边坡一体化加固方法，包括以下技术步骤:在边坡上钻孔埋设锚杆或锚钉，并用膨胀水泥砂浆加固；钻入吸水式生态植被孔；在锚杆或锚钉在边坡上的预留段上挂FRP支护网，并通过锚杆或锚钉固定在边坡上；将制作好的植物容器管插入吸水式生态植被孔中,充填营养土、植物种子或根系；配置墨绿色水泥砂浆，并喷射覆盖整个边坡表面；天然降雨或通过人工给水使土体里面的植物根系或种子发芽、生长，最终形成绿色生态的边坡。本发明减轻了边坡面负重，增大了边坡面净空，边坡孔洞利用效率提高，获得了环保、适用性、牢固性、耐久性明显提高的绿色防护体系，实现了边坡排水、加固、绿化一体化。

Description

一种绿色生态边坡一体化加固方法

技术领域

本发明属于岩土边坡防护技术领域，特别涉及一种绿色生态边 坡一体化加固方法。

背景技术

我国西部地区多为山区，覆盖土层较浅，大量的工程建设使土 石方边坡的开挖破坏了原有的植被覆盖，造成大量岩石边坡的裸露。 岩石边坡长期裸露在空气中，经过长时间的暴晒、雨水冲刷等因素 循环作用，使岩石风化，可能造成岩石，碎石岩屑发生跌落，对线 路工程中过往的人员及交通工具造成伤害，导致边坡安全度降低。 同时，裸露的石质或土质边坡与周边绿色的山体颜色极不协调，影 响美观；若在公路工程的边坡中，边坡绿化防护不佳，也会造成驾 驶员的视觉疲劳，带来心理上的压抑感。因此，边坡的防护与绿化关系着线路工程的安全度与使用的舒适性。

在本发明之前，喷锚支护是一种边坡防护的常用方法。一般借 用高压喷射水泥混凝土和打入岩层中的金属锚杆来加固边坡岩体。 使锚杆、混凝土喷层和围岩形成共同作用的体系，防止岩体松动、 分离。当岩体比较破碎时，可利用丝网拉挡锚杆之间的小岩块，辅助喷锚支护。但传统的喷锚支护的缺点在于：采用普通水泥混凝土， 喷射后边坡呈灰色，与边坡周围植被的绿色不协调；且混凝土材料 表面难以生长植被，容易引起视觉上的审美疲劳。基于传统喷锚支 护的边坡难以生长植物绿化的现状，技术人员主要提出了两种方法。一种方法为边坡上直接喷涂绿色油漆来替代植被，然而喷涂油漆的 色彩较单一，与生态植被的视觉效果相差较大，且油漆容易老化， 具有一定毒性，对生态环境具有危害。另一种方法为向边坡喷洒种 子、纸浆纤维、肥料及粘结剂等混合物来实现边坡的绿化。然而， 实际效果表明，该方法喷涂层的厚度有限、喷洒造成了大量种子及 辅助生长的其它物质的浪费；随时间的增长，粘结剂的强度会发生 降低、水溶性的肥料也随着雨水而流失，喷洒护坡法成本高，质量 不理想。此外，传统方法中，边坡绿化与排水相分离，生长的植物 及营养土增大了边坡面负重，营养土也大量占用边坡净空面积。

发明内容

本发明的目的是提供一种绿色生态边坡一体化加固方法，其特 征在于，包括以下技术步骤:

1〕人工清理边坡体表面，使其平整。

2〕在边坡体表面打入若干加固或锚固孔、排水孔、吸水式生 态植被孔。

所述生态植被孔为向上反倾孔。

所述排水孔是下倾孔。即排水孔的轴线是向下倾斜的。

3〕所述锚固孔内插入锚杆或锚钉，锚杆或锚钉一端嵌固在岩 石内部，另一端伸出边坡表面，便于后续挂网。锚固孔内锚固段位 置灌满膨胀混凝土砂浆。

4〕利用锚杆或锚钉伸出边坡段作为支护网结点，悬挂支护网。

5〕制作插入所述生态植被孔的植被生长管。

所述植被生长管两端均开口，一端为插入生态植被孔的管底、 另一端为露在外部的管口。所述植被生长管的管底端面为平面，即 管底端面与管径垂直。

所述植被生长管的管口端面为斜面。在所述植被生长管插入生 态植被孔后，植被生长管整体倾斜，其管口端面平行于水平面。植 被生长管周围灌满水泥浆，牢固嵌入边坡中。

6〕所述植被生长管放入进出水管。所述进出水管倾斜地靠在 植被生长管的管壁。在放入进出水管后，于植被生长管底部设置反 滤层。

7〕将植物种子或植物根系和入营养土后，充填进植被生长管 内。植被生长管的上端管口采用管盖封堵。

8〕配置墨绿色水泥砂浆，并将绿色水泥砂浆喷射到边坡表面， 使水泥砂浆覆盖整个边坡表面的支护网以及植被生长管的表面。

9〕去掉植被生长管上端管盖，利用天然降雨或人工给水润湿 营养土，待土体内植物根系或种子发芽、生长。

进一步，生态植被孔中植物生长的水分部分由岩石裂缝渗入补 给，边坡内过多水分借助进出水管渗出边坡，植物生长自给水与边 坡排水相结合。

进一步，锚杆锚固段发挥防渗腐及增大承载力作用的膨胀混凝 土砂浆的配比为：

进一步，所述植被生长管为制作材料是防腐劣化的PVC材料或 FRP材料等非金属硬质管。

进一步，植被生长管在边坡表面的支护网上呈均匀分布的梅花 形排列。

进一步，植被生长管壁下侧放入的小尺寸进出水管为侧壁具有 孔眼的硬质材料管，插入反滤层中，并在反滤层位置的管口处设置 过滤塞。

进一步，设置的反滤层可依据水流在植被生长管中水流往返的 主方向设置成单向反滤层或双向反滤层。

进一步，支护网为不易劣化的FRP材料网。

进一步，所述墨绿色水泥砂浆配比是

进一步，绿色植物根系或种子在在富水环境下是耐淹的,对应的 绿色植物体覆盖面积大。

在干旱地区或干旱季节人工给水润湿营养土时，可以利用小尺 寸进出水管节水与防止水分蒸发，滴灌直达植物根系或种子。

本发明实现了边坡排水、加固、绿化一体化，其技术效果是毋 庸置疑的，优点和效果在于：

(1)植物生长容器的一端插入到坡体中，自然吸收了坡体里面 的水分，促进植物生长。

(2)采用不含污染材料且耐老化的绿色喷锚支护系统和植物繁 殖生长系统这两个系统，二者相辅相承、形成了环保、适用性强的 绿色防护体系。

(3)锚杆与围岩间灌满膨胀混凝土砂浆，进一步提高了锚杆的 耐锈蚀能力及锚固力，兼具挂网节点的锚杆伸出端采用网格对角线 强化的FRP材料网代替易锈蚀钢丝网，防护体系牢固性、耐久性提 高。

(4)采用伸入边坡且不会锈蚀的植被生长管培植边坡植物，提 高了营养土的利用效率，边坡面负重大幅减少，净空更大；生态植 被孔可代替部分边坡排水孔，提高了孔洞、空间利用效率。

(5)植被生长管内部设置了反滤层及进出水两用硬质管，边坡 排水与植物生长自给水相结合，可有效防止营养土流失，雨旱兼用， 增强了植物培养体系的适用性、耐久性。

附图说明

图1为本发明三维示意图；

图2为图1A-A位置剖面图；

图3为植被生长管示意图。

图4为膨胀混凝土砂浆与锚杆间作用示意图。

图5为进出水管工作原理示意图。

图中：边坡体(1)、支护网(2)、锚固点(3)、植被生长管(4)、 排水孔(5)、绿色水泥砂浆(6)、植物幼苗(7)、锚杆或锚钉(8)、 植物种子(9)、营养土(10)、管盖(11)、进出水管(12)、反滤层 (13)、膨胀混凝土砂浆(14)、管壁孔(15)。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本 发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思 想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换 和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

一种绿色生态边坡一体化加固方法，其特征在于，包括以下技 术步骤:

1〕人工清理边坡体1表面，清除边坡表面松动岩土体及杂物， 使其平整。可以采用挂线定位的方法确保边坡表面较平整。

2〕在边坡体1表面打入若干加固或锚固孔、排水孔5、吸水式 生态植被孔。

所述生态植被孔为向上反倾孔。即生态植被孔的轴线是向上倾 斜的，倾角一般为30°～60°，孔径10～15cm，嵌入边坡深度8～ 15cm。

所述排水孔5是下倾孔。即排水孔5的轴线是向下倾斜的，

加固或锚固孔、排水孔5和吸水式生态植被孔的数量、形状、 大小及排列形式依据设计需要确定。

3〕所述锚固孔内插入锚杆或锚钉8，锚杆或锚钉8一端嵌固在 岩石内部，另一端伸出边坡表面，便于后续挂网。锚固孔内锚固段 位置灌满膨胀混凝土砂浆14。

4〕利用锚杆或锚钉伸出边坡段作为支护网结点，悬挂支护网2， 支护网2形状可以为正方形或长方形，在正方形或长方形网格对角 线方向加一道结构稳定化网线。

5〕制作插入所述生态植被孔的植被生长管4。

所述植被生长管4两端均开口，一端为插入生态植被孔的管底、 另一端为露在外部的管口。所述植被生长管4的尺寸与生态植被孔 相配套。所述植被生长管4的管底端面为平面，即管底端面与管径 垂直。

所述植被生长管4的管口端面为斜面。在所述植被生长管4插 入生态植被孔后，植被生长管4整体倾斜，其管口端面平行于水平 面。植被生长管4周围灌满水泥浆，牢固嵌入边坡中。

6〕所述植被生长管4放入进出水管12。所述进出水管12倾斜 地靠在植被生长管4的管壁。在放入进出水管12后，于植被生长管 4底部设置反滤层13。

7〕将植物种子或植物根系和入营养土后，充填进植被生长管4 内。植被生长管4的上端管口采用管盖11封堵。

8〕配置墨绿色水泥砂浆，并将绿色水泥砂浆喷射到边坡表面， 使水泥砂浆覆盖整个边坡表面的支护网2以及植被生长管4的表面， 粘结使得支护网、植被生长管、边坡成一个整体。

9〕去掉植被生长管4上端管盖11，利用天然降雨或人工给水 润湿营养土10，待土体内植物根系或种子发芽、生长。

实施例2：

如图1所示，施工前先准备好所需的材料，并运送到现场。在 边坡1的表面搭建施工平台。人工清理边坡体1表面，采用挂线定 位的方法确保边坡表面较平整，清除边坡表面松动岩土体及杂物。

依据设计需要确定边坡表面钻孔的数量、形状、大小及排列形 式；在边坡1的表面钻孔，钻孔分为边坡加固或锚固孔、排水孔5、 及本发明中的吸水式生态植被孔3种；如图2所示，钻入吸水式生 态植被孔，该类孔用于放入植被生长管4。本发明中的生态植被孔为向上反倾孔。倾角为30°-60°，孔径10-15cm,嵌入边坡深度为8-15 cm。排水孔5位于边坡底部，孔径5-10cm,正倾倾角5-15°，嵌入 边坡体。

边坡加固或锚固孔深入岩体内部稳固岩层，打孔后放入锚杆8。 如图4所示；将水、砂、硅酸盐水泥、II型混凝土膨胀剂按比例混 合搅拌，得到膨胀混凝土砂浆14，并锚杆8锚固端周围灌满膨胀混 凝土砂浆，相比于一般水泥砂浆，膨胀混凝土砂浆硬化过程中发生膨胀，一方面充分填塞了岩石内部裂隙，起到对锚杆8的阻水作用， 有利于防止锚杆8腐蚀，另一方面膨胀混凝土砂浆硬化过程产生对 岩体及锚杆8的挤压作用，锚杆8与钻孔间的摩阻力更大，可提供 更大的抗拉作用力。锚杆8或锚钉的一端伸出边坡表面3-4cm，作为 锚固点3。采用不易劣化的FRP材料网作为防护网2，铺设到边坡表 面。在锚固点3的位置将防护网2和锚杆8或锚钉固定，可通过铁 丝绑扎固定。所述的网格形状可以为正方形或长方形，并在正方形 或长方形的对角线方向加一道网线，使结构更加稳定。防护网2采 用FRP材料替代钢丝网，可避免钢丝网锈蚀的问题。

如图3所示，采用PVC材料或FRP材料等非金属硬质管材批量 制作插入生态植被孔的植被生长管4，植被生长管4上下端均开口， 尺寸与生态植被孔相配套。管底部端口与管径垂直；管轴线按照生 态植被孔倾角放置后，植被生长管顶部端口恰好与水平面平行，植被生长管在边坡表面的支护网上呈均匀的梅花形排列。

向上倾斜插入植被生长管4于生态植被孔底部，植被生长管壁 下侧放入小尺寸硬质进出水管12；植被生长管周围灌满水泥浆，牢 固嵌入边坡中。如图5所示，所述的下侧小尺寸进出水管上端成开 口状态，深入边坡内部的一端的管侧壁布满管壁孔15，发挥类似于花盆底孔通风换气的作用、利于根系生长，亦可方便多余的水分沿 着图5所示左侧边坡体1的岩石裂缝渗入营养土中，给植物补充水 分，过多的水分则会沿着进出水管12渗出边坡(虚线箭头所示)， 生态植被孔部分兼具排水孔作用，可减少排水孔数量；同时，在干 旱地区或干旱季节人工给水润湿营养土时，可以利用小尺寸进出水 管节水与防止水分蒸发，滴灌直达植物根系或种子(实线箭头所示)。

向植被生长管4内部充填营养土10，所述营养土内部混有长成 后充分覆盖边坡的藤蔓或枝叶繁茂的植物种子或植物根系9，所述的 营养土采用耕植土，为植物生长提供足够养分。用于常年含水量较 大的边坡时，所培植的植物应耐水，营养土底部亦可依据水流在植 被生长管中水流往返的主方向设置成单向反滤层或双向反滤层13； 进出水管12插入反滤层中，并在反滤层位置的管口处设置过滤塞。

容器管上部水平开口处采用管盖11进行封堵。采用对环境无污 染的氧化铁绿、氧化铁黑、普通硅酸盐水泥、中细沙以及水几种材 料混合后配置墨绿色水泥砂浆6，将绿色水泥砂浆6喷射到边坡表 面，使水泥砂浆覆盖整个边坡表面的支护网以及植被生长管表面，使支护网、边坡、植被生长管粘合成一个整体，整个边坡呈现墨绿 色。

去掉植被生长管上端开口处的管盖，利用天然降雨或通过人工 喷淋使土容器里面的营养土湿润，土体里面的植物根系或种子发芽 生长；值得说明的是每隔一定的时间进行一次喷水湿润，使土体内 的植物根系或种子发芽生长；在雨水充沛地区可利用天然雨水保障 植物生产的水分；在炎热的干旱地区边坡可以利用预埋在植被生长 管下侧的小尺寸管滴灌，大大节省用水量。对于水库或河道边坡， 还可以在河道中利用船只上安装的喷水系统，将河流里面的水通过 水泵增压后喷射到边坡表面。

培植植物根系或种子一段时间后，待边坡表面被绿色植物覆盖，形 成绿色生态的边坡。

Claims (10)

1.一种绿色生态边坡一体化加固方法，其特征在于，包括以下技术步骤:

1〕人工清理所述边坡体(1)表面，使其平整；

2〕在边坡体(1)表面打入若干加固或锚固孔、排水孔(5)、吸水式生态植被孔；

所述生态植被孔为向上反倾孔。

所述排水孔(5)是下倾孔；即排水孔(5)的轴线是向下倾斜的；

3〕所述锚固孔内插入锚杆或锚钉(8)，锚杆或锚钉(8)一端嵌固在岩石内部，另一端伸出边坡表面，便于后续挂网；锚固孔内锚固段位置灌满膨胀混凝土砂浆(14)。

4〕利用锚杆或锚钉伸出边坡段作为支护网结点，悬挂支护网(2)。

5〕制作插入所述生态植被孔的植被生长管(4)；

所述植被生长管(4)两端均开口，一端为插入生态植被孔的管底、另一端为露在外部的管口；所述植被生长管(4)的管底端面为平面；

所述植被生长管(4)的管口端面为斜面；在所述植被生长管(4)插入生态植被孔后，植被生长管(4)整体倾斜，其管口端面平行于水平面；植被生长管(4)周围灌满水泥浆，牢固嵌入边坡中。

6〕所述植被生长管(4)放入进出水管(12)；在放入进出水管(12)后，于植被生长管(4)底部设置反滤层(13)；

7〕将植物种子或植物根系和入营养土后，充填进植被生长管(4)内。

8〕配置墨绿色水泥砂浆，并将绿色水泥砂浆喷射到边坡表面，使水泥砂浆覆盖整个边坡表面的支护网(2)以及植被生长管(4)的表面。

9〕去掉植被生长管(4)上端管盖(11)，利用天然降雨或人工给水润湿营养土(10)，待土体内植物根系或种子发芽、生长。

2.根据权利要求1所述的一种绿色生态边坡一体化加固方法，其特征在于:生态植被孔中植物生长的水分部分由岩石裂缝渗入补给，边坡内过多水分借助进出水管渗出边坡，植物生长自给水与边坡排水相结合。

3.根据权利要求1或2所述的一种绿色生态边坡一体化加固方法，其特征在于膨胀混凝土砂浆的配比为：水、砂、硅酸盐水泥和混凝土膨胀剂。

4.根据权利要求1或3所述的一种绿色生态边坡一体化加固方法，其特征在于:所述植被生长管为制作材料是防腐劣化的PVC材料或FRP材料等非金属硬质管。

5.根据权利要求1或3所述的一种绿色生态边坡一体化加固方法，其特征在于:植被生长管在边坡表面的支护网上呈均匀分布的梅花形排列。

6.根据权利要求1或3所述的一种绿色生态边坡一体化加固方法，其特征在于:植被生长管壁下侧放入的小尺寸进出水管为侧壁具有孔眼的硬质材料管，插入反滤层中，并在反滤层位置的管口处设置过滤塞。

7.根据权利要求1或3所述的一种绿色生态边坡一体化加固方法，其特征在于:设置的反滤层可依据水流在植被生长管中水流往返的主方向设置成单向反滤层或双向反滤层。

8.根据权利要求1或3所述的一种绿色生态边坡一体化加固方法，其特征在于:支护网为不易劣化的FRP材料网。

9.根据权利要求1或3所述的一种绿色生态边坡一体化加固方法，其特征在于:所述墨绿色水泥砂浆由对环境无污染的氧化铁绿、氧化铁黑、普通硅酸盐水泥、中细沙混合而成。

10.根据权利要求1或3所述的一种绿色生态边坡一体化加固方法，其特征在于:绿色植物根系或种子在富水环境下是耐淹的,对应的绿色植物体覆盖面积大；

在干旱地区或干旱季节人工给水润湿营养土时，可以利用小尺寸进出水管节水与防止水分蒸发，滴灌直达植物根系或种子。