CN109440791A - 一种节水生态型护坡结构及其施工和节水方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种节水生态型护坡结构及其施工和节水方法，结构包括在横、纵向排水渠交叉口设有呈间隔距离分布的左分水坝和右分水坝，左、右分水坝为弧形坝体，左、右分水坝的前端位于纵向排水渠内且将纵向排水渠的进水横断面分为中间排洪口和左、右节水道进口，左、右分水坝的后端分别位于排水渠交叉口左、右两侧的横向排水渠内。方法包括对混凝土挡板和混凝土浇铸地面进行去碱化处理。本发明能有效利用天然水资源提供适合植物生长的环境，具有结构设计合理，方法简便实用,使用寿命长和稳定护坡效果好的优点。

Description

一种节水生态型护坡结构及其施工和节水方法

技术领域

本发明属于一种节水生态型护坡结构及其施工和节水方法。

背景技术

在公路、铁路路基护坡中，为稳定倾斜的护坡通常用现场浇铸混凝土挡板将护坡面分砌成矩形格栅网状面，每个格栅内面积为5～25m²，每个格栅内形成苗圃，在格栅内种植固土植物，以防止护坡水土流失。因此，混凝土挡板要求是即能达到耐久、稳定的护坡，又能适应多种植生方式，满足生态环境的设计要求。但混凝土因水泥水化反应，硬化后其表面会生成氢氧化钙、高碱度水化硅酸钙等碱性物质，导致其内部水环境成碱性，无法满足植物生长环境的PH值要求。为保证混凝土植物根系能穿过混凝土层，需要其孔隙率较大且孔径合理，同时不影响其自身强度，现有混凝土的施工无法满足要求。将护坡面分砌成矩形格栅网状面无法利用天然水资源对格栅内的植物进行有效灌溉和排洪，大雨冲毁护坡、小雨格栅内的植物缺水枯死的现象经常发生。

发明内容

本发明的目的是提供一种节水生态型护坡结构及其施工和节水方法，能有效利用天然水资源提供适合植物生长的环境，具有结构设计合理，方法简便实用, 使用寿命长和稳定护坡效果好的优点。

为此，本发明的节水生态型护坡结构, 由混凝土挡板所构成。混凝土挡板将护坡面分砌成矩形格栅网状面。相邻的混凝土挡板之间呈间隔距离设置，位于矩形格栅网外侧相邻的混凝土挡板之间的地面为混凝土浇铸地面。横向相邻的混凝土挡板之间与混凝土浇铸地面围成的凹槽空间形成横向排水渠。纵向相邻的混凝土挡板之间与混凝土浇铸地面围成的凹槽空间形成纵向排水渠。在横、纵向排水渠交叉口设有呈间隔距离分布的左分水坝和右分水坝。左、右分水坝为弧形坝体。左、右分水坝的前端位于纵向排水渠内且将纵向排水渠的进水横断面分为中间排洪口和左、右节水道进口，左、右分水坝的后端分别位于排水渠交叉口左、右两侧的横向排水渠内。位于中间排洪口地面的高度高于节水道进口地面的高度。位于横向排水渠下端的混凝土挡板上呈间隔距离设有数个进水口，位于横向排水渠上端的混凝土挡板上呈间隔距离设有数个出水口。

浇铸的混凝土挡板和混凝土浇铸地面的材料重量比为：水泥∶16～31.5mm粒径骨料∶二氧化硅∶聚羟酸盐=300∶750∶6∶5。

所述的左、右分水坝的前端两侧边设有分水坝凹槽，与分水坝凹槽对应的纵向排水渠壁上设有渠壁凹槽，分水坝凹槽或分水坝凹槽与对应的渠壁凹槽内能根据调水需要设置挡水板。

所述的中间排洪口的宽度占纵向排水渠长横断面宽度的60％。所述的进水口的下端面与横向排水渠的下端面平行。所述的中间排洪口地面的高度高于节水道进口地面1～2cm。所述的挡水板能为彼此相叠的数块矩形板构成。所述的左、右分水坝呈八字形分布。

一种节水生态型护坡结构的施工和节水方法,包括如下步骤：

(1)施工准备：根据所施工地的天气部门提供的资料掌握施工地的年平均降水量。根据年平均降水量设计护坡面分砌成矩形格栅网内的面积、混凝土挡板的深度和纵、横向排水渠宽度，年平均降水量与矩形格栅网内的面积成反比。年平均降水量与混凝土挡板的深度和纵、横向排水渠宽度成正比。

依：浇铸的混凝土挡板和混凝土浇铸地面的材料重量比为：水泥∶16～31.5mm粒径骨料∶二氧化硅∶聚羟酸盐=300∶750∶6∶5的量备料。

(2)施工完成由混凝土挡板在护坡面分砌成矩形格栅网:先在护坡面上依设计要求挖混凝土挡板基坑。在基坑上端两侧设模板。模板上端面高出坡面15～30cm。按设计的施工配合比要求配制混凝土挡板和混凝土浇铸地面的原料；水和原料重量比为0.4。先在搅拌机中投入16～31.5mm粒径的骨料、再加入50%的水，预拌0.5～1分钟，使骨料表面完全湿润。然后加入水泥搅拌1～2分钟，再将剩余部分的水逐渐加入，同时加入二氧化硅和聚羟酸盐，再继续搅拌3～5分钟。使骨料表面发亮、浆体均匀，无流态浆体出现。而后浇筑完成混凝土挡板和混凝土浇铸地面，待浇筑完成混凝土挡板达到设定强度后，拆模。

(3)对混凝土挡板和混凝土浇铸地面进行去碱化处理：用含有0.3～0.8％硫酸的水对混凝土挡板和混凝土浇铸地面进行喷洒，次数5～7次，间隔时间6～10小时。

(4)在每个格栅内形成的苗圃土中加入10～15％的腐殖土，其中位于混凝土挡板内侧的腐殖土中含有硫酸根。

(5)在苗圃内植入固土植物，浇水养护。

(6)在横、纵向排水渠交叉口设有呈间隔距离分布的左分水坝和右分水坝，左、右分水坝为弧形坝体，左、右分水坝的前端位于纵向排水渠内且将纵向排水渠的进水横断面分为中间排洪口和左、右节水道进口，左、右分水坝的后端分别位于排水渠交叉口左、右两侧的横向排水渠内，位于中间排洪口地面的高度高于节水道进口地面的高度，位于横向排水渠下端的混凝土挡板上呈间隔距离设有数个进水口，位于横向排水渠上端的混凝土挡板上呈间隔距离设有数个出水口。

左、右分水坝的前端两侧边设有分水坝凹槽，与分水坝凹槽对应的纵向排水渠壁上设有渠壁凹槽，分水坝凹槽或分水坝凹槽与对应的渠壁凹槽内能根据调水需要设置挡水板。

(7) 当年降雨量处于低位时，中间排洪口地面的高度高于节水道进口地面1～2cm，进入纵向排水渠内的雨水在左、右分水坝的作用下从左、右节水道进口进入位于排水渠交叉口左、右两侧的横向排水渠内，再从位于横向排水渠下端的混凝土挡板上的数个进水口进入苗圃内对苗圃内土壤补水，植物吸收。

当年降雨量处于高位时，通过在分水坝凹槽或分水坝凹槽与对应的渠壁凹槽内设置挡水板封闭左、右节水道进口，或通过设置不同高度的挡水板，使位于左、右节水道进口内的挡水板的高度低于中间排洪口内的挡水板的高度，将纵向排水渠内多数水从中间排洪口排至护坡底。

所述的腐殖土由占重量份40％的桔杆粉、占重量份30％的枯叶和占重量份30％枯草杆菌经发酵而成。

所述的混凝土挡内板侧的腐殖土中含有硫酸根是在腐殖土中用含有0.8～1％硫酸的水喷淋，使腐殖土含水量达30％。

上述结构和方法达到了本发明的目的。

本发明能有效利用天然水资源提供适合植物生长的环境，具有结构设计合理，方法简便实用, 使用寿命长和稳定护坡效果好的优点。

本发明与已有技术相比具有以下优点和积极效果：

（1）本发明能有效利用天然水资源提供适合植物生长的环境，本发明的分水坝，在降雨量处于低位时，能够将雨水引入苗圃中对其内植物进行有效灌溉，在降雨量处于高位又能有效排洪，防止雨水冲毁护坡和淹没植物。从而节省了大量的维修和养护成本。且植物生长茂盛。

（2）本发明能在效克服水泥硬化体表面碱性物质对植物生长的不利影响，除碱效果好，利于植物生长。

（3）本发明结构和施工方法简便实用，材料就地取材，养护成本较仅是传统的养护成本的40％，但有较好的使用效果。

附图说明

图1是本发明的节水生态型护坡结构的示意图。

图2是本发明的节水生态型护坡结构的局部结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种节水生态型护坡结构由混凝土挡板6所构成。混凝土挡板将护坡面分砌成矩形格栅网状面，每个格栅内形成苗圃3。相邻的混凝土挡板之间呈间隔距离设置，位于矩形格栅网外侧相邻的混凝土挡板之间的地面为混凝土浇铸地面。横向相邻的混凝土挡板之间与混凝土浇铸地面围成的凹槽空间形成横向排水渠5。纵向相邻的混凝土挡板之间与混凝土浇铸地面围成的凹槽空间形成纵向排水渠9。

在横、纵向排水渠交叉口8设有呈间隔距离分布的左分水坝4和右分水坝7。左、右分水坝为弧形坝体。左、右分水坝的前端位于纵向排水渠内且将纵向排水渠的进水横断面分为中间排洪口14和左节水道进口13及右节水道进口12，左分水坝的后端位于排水渠交叉口左侧的横向排水渠内。右分水坝的后端位于排水渠交叉口右侧的横向排水渠内。所述的左、右分水坝呈八字形分布。所述的中间排洪口的宽度占纵向排水渠长横断面宽度的60％。

位于中间排洪口地面的高度高于节水道进口地面的高度。所述的中间排洪口地面的高度高于节水道进口地面1～2cm。

位于横向排水渠下端的混凝土挡板上呈间隔距离设有数个进水口1，所述的进水口的下端面与横向排水渠的下端面平行，以方便从左、右分水坝引入的雨水能从进水口引入苗圃中对其内植物进行有效灌溉。进水口的内径为2～3cm即可。

位于横向排水渠上端的混凝土挡板上呈间隔距离设有数个出水口2，即出水口位于苗圃下侧的混凝土挡板上，以便于苗圃内排出多余的水。

浇铸的混凝土挡板和混凝土浇铸地面的材料重量比为：水泥∶16～31.5mm粒径骨料∶二氧化硅∶聚羟酸盐=300∶750∶6∶5。

所述的左、右分水坝的前端两侧边设有分水坝凹槽10，与分水坝凹槽对应的纵向排水渠壁上设有渠壁凹槽15。位于左、右分水坝之间的分水坝凹槽内能根据调水需要设置挡水板11。位于左、右节水道进口两侧的分水坝凹槽与对应的渠壁凹槽内能根据调水需要设置挡水板。所述的挡水板能为彼此相叠的数块矩形板构成。所述的挡水板为水泥条板。

一种节水生态型护坡结构的施工和节水方法,包括如下步骤：

(1)施工准备：根据所施工地的天气部门提供的资料掌握施工地的年平均降水量。根据年平均降水量设计护坡面分砌成矩形格栅网内的面积、混凝土挡板的深度和纵、横向排水渠宽度。年平均降水量与矩形格栅网内的面积成反比，即年平均降水量越高则矩形格栅网内的面积越小，以巩固护坡。年平均降水量较高地区。每个格栅内面积为4～6m²。

年平均降水量与混凝土挡板的深度和纵、横向排水渠宽度成正比。即年平均降水量越高混凝土挡板的深度越深，纵、横向排水渠宽度越宽，以利于巩固护坡和排水。

依：浇铸的混凝土挡板和混凝土浇铸地面的材料重量比为：水泥∶16～31.5mm粒径骨料∶二氧化硅∶聚羟酸盐=300∶750∶6∶5的量备料。

(2)施工完成由混凝土挡板在护坡面分砌成矩形格栅网:先在护坡面上依设计要求挖混凝土挡板基坑。在基坑上端两侧设模板。模板上端面高出坡面15～30cm。按设计的施工配合比要求配制混凝土挡板和混凝土浇铸地面的原料。水和原料重量比为0.4。先在搅拌机中投入16～31.5mm粒径的骨料、再加入50%的水，预拌0.5～1分钟，使骨料表面完全湿润。然后加入水泥搅拌1～2分钟，再将剩余部分的水逐渐加入，同时加入二氧化硅和聚羟酸盐，再继续搅拌3～5分钟。使骨料表面发亮、浆体均匀，无流态浆体出现。而后浇筑完成混凝土挡板和混凝土浇铸地面，待浇筑完成混凝土挡板达到设定强度后，拆模。

(3)对混凝土挡板和混凝土浇铸地面进行去碱化处理：用含有0.3～0.8％硫酸的水对混凝土挡板和混凝土浇铸地面进行喷洒，次数5～7次，间隔时间6～10小时。喷洒结束后，测试其表面酸碱度呈中性，利于植物生长。

(4)在每个格栅内形成的苗圃土中加入10～15％的腐殖土，混均。所述的腐殖土由占重量份40％的桔杆粉、占重量份30％的枯叶和占重量份30％枯草杆菌经发酵而成。即将上述比例的原料置入发酵池中、加水混均、使其含水量达20～25％，用草帘履盖发酵池面，30～38Ｃ°环境下，发酵7～8天。

其中位于混凝土挡板内侧的腐殖土中含有硫酸根，即苗圃中位于混凝土挡板内侧的腐殖土，混凝土挡板内侧的腐殖土的厚度为4～6cm。所述的混凝土挡内板侧的腐殖土中含有硫酸根是在腐殖土中用含有0.8～1％硫酸的水喷淋，使喷淋后的腐殖土含水量达30％。

(5)在苗圃内植入固土植物，浇水养护。

(6)在横、纵向排水渠交叉口设有呈间隔距离分布的左分水坝和右分水坝，左、右分水坝为弧形坝体，左、右分水坝的前端位于纵向排水渠内且将纵向排水渠的进水横断面分为中间排洪口和左、右节水道进口，左、右分水坝的后端分别位于排水渠交叉口左、右两侧的横向排水渠内，位于中间排洪口地面的高度高于节水道进口地面的高度，位于横向排水渠下端的混凝土挡板上呈间隔距离设有数个进水口，位于横向排水渠上端的混凝土挡板上呈间隔距离设有数个出水口。

左、右分水坝的前端两侧边设有分水坝凹槽，与分水坝凹槽对应的纵向排水渠壁上设有渠壁凹槽，分水坝凹槽或分水坝凹槽与对应的渠壁凹槽内能根据调水需要设置挡水板。

(7) 当年降雨量处于低位时，由于中间排洪口地面的高度高于节水道进口地面1～2cm，进入纵向排水渠内的雨水在左、右分水坝的作用下从左、右节水道进口进入位于排水渠交叉口左、右两侧的横向排水渠内，再从位于横向排水渠下端的混凝土挡板上的数个进水口进入苗圃内对苗圃内土壤补水，植物吸收。

当年降雨量处于高位时，通过在分水坝凹槽或分水坝凹槽与对应的渠壁凹槽内设置挡水板封闭左、右节水道进口，或通过设置不同高度的挡水板，使位于左、右节水道进口内的挡水板的高度低于中间排洪口内的挡水板的高度，将纵向排水渠内多数水从中间排洪口排至护坡底。显然，用启闭左、右节水道进口或中间排洪口可人为实现对进入纵向排水渠内的雨水进行分配控制。

所述的混凝土挡内板侧的腐殖土中含有硫酸根是在腐殖土中用含有0.8～1％硫酸的水喷淋，使腐殖土含水量达30％。

总之，本发明能有效利用天然水资源提供适合植物生长的环境，具有结构设计合理，方法简便实用, 使用寿命长和稳定护坡效果好的优点。

Claims (10)

1.一种节水生态型护坡结构, 由混凝土挡板所构成，其特征在于：混凝土挡板将护坡面分砌成矩形格栅网状面，相邻的混凝土挡板之间呈间隔距离设置，位于矩形格栅网外侧相邻的混凝土挡板之间的地面为混凝土浇铸地面，横向相邻的混凝土挡板之间与混凝土浇铸地面围成的凹槽空间形成横向排水渠，纵向相邻的混凝土挡板之间与混凝土浇铸地面围成的凹槽空间形成纵向排水渠，在横、纵向排水渠交叉口设有呈间隔距离分布的左分水坝和右分水坝，左、右分水坝为弧形坝体，左、右分水坝的前端位于纵向排水渠内且将纵向排水渠的进水横断面分为中间排洪口和左、右节水道进口，左、右分水坝的后端分别位于排水渠交叉口左、右两侧的横向排水渠内，位于中间排洪口地面的高度高于节水道进口地面的高度，位于横向排水渠下端的混凝土挡板上呈间隔距离设有数个进水口，位于横向排水渠上端的混凝土挡板上呈间隔距离设有数个出水口；

浇铸的混凝土挡板和混凝土浇铸地面的材料重量比为：水泥∶16～31.5mm粒径骨料∶二氧化硅∶聚羟酸盐=300∶750∶6∶5。

2.根据权利要求1所述的一种节水生态型护坡结构，其特征在于：所述的左、右分水坝的前端两侧边设有分水坝凹槽，与分水坝凹槽对应的纵向排水渠壁上设有渠壁凹槽，分水坝凹槽或分水坝凹槽与对应的渠壁凹槽内能根据调水需要设置挡水板。

3.根据权利要求1所述的一种节水生态型护坡结构,其特征在于：所述的中间排洪口的宽度占纵向排水渠长横断面宽度的60％。

4.根据权利要求1所述的一种节水生态型护坡结构,其特征在于：所述的进水口的下端面与横向排水渠的下端面平行。

5.根据权利要求1所述的一种节水生态型护坡结构,其特征在于：所述的中间排洪口地面的高度高于节水道进口地面1～2cm。

6.根据权利要求1所述的一种节水生态型护坡结构,其特征在于：所述的左、右分水坝呈八字形分布。

7.根据权利要求2所述的一种节水生态型护坡结构,其特征在于：所述的挡水板能为彼此相叠的数块矩形板构成。

8.一种实现权利要求1所述的一种节水生态型护坡结构的施工和节水方法,其特征在于，包括如下步骤：

(1)施工准备：根据所施工地的天气部门提供的资料掌握施工地的年平均降水量；根据年平均降水量设计护坡面分砌成矩形格栅网内的面积、混凝土挡板的深度和纵、横向排水渠宽度，年平均降水量与矩形格栅网内的面积成反比，年平均降水量与混凝土挡板的深度和纵、横向排水渠宽度成正比；

依：浇铸的混凝土挡板和混凝土浇铸地面的材料重量比为：水泥∶16～31.5mm粒径骨料∶二氧化硅∶聚羟酸盐=300∶750∶6∶5的量备料；

(2)施工完成由混凝土挡板在护坡面分砌成矩形格栅网:先在护坡面上依设计要求挖混凝土挡板基坑，在基坑上端两侧设模板，模板上端面高出坡面15～30cm，按设计的施工配合比要求配制混凝土挡板和混凝土浇铸地面的原料；水和原料重量比为0.4，先在搅拌机中投入16～31.5mm粒径的骨料、再加入50%的水，预拌0.5～1分钟，使骨料表面完全湿润；然后加入水泥搅拌1～2分钟，再将剩余部分的水逐渐加入，同时加入二氧化硅和聚羟酸盐，再继续搅拌3～5分钟；使骨料表面发亮、浆体均匀，无流态浆体出现；而后浇筑完成混凝土挡板和混凝土浇铸地面，待浇筑完成混凝土挡板达到设定强度后，拆模；

(3)对混凝土挡板和混凝土浇铸地面进行去碱化处理：用含有0.3～0.8％硫酸的水对混凝土挡板和混凝土浇铸地面进行喷洒，次数5～7次，间隔时间6～10小时；

(4)在每个格栅内形成的苗圃土中加入10～15％的腐殖土，其中位于混凝土挡板内侧的腐殖土中含有硫酸根；

(5)在苗圃内植入固土植物，浇水养护；

(6)在横、纵向排水渠交叉口设有呈间隔距离分布的左分水坝和右分水坝，左、右分水坝为弧形坝体，左、右分水坝的前端位于纵向排水渠内且将纵向排水渠的进水横断面分为中间排洪口和左、右节水道进口，左、右分水坝的后端分别位于排水渠交叉口左、右两侧的横向排水渠内，位于中间排洪口地面的高度高于节水道进口地面的高度，位于横向排水渠下端的混凝土挡板上呈间隔距离设有数个进水口，位于横向排水渠上端的混凝土挡板上呈间隔距离设有数个出水口；

左、右分水坝的前端两侧边设有分水坝凹槽，与分水坝凹槽对应的纵向排水渠壁上设有渠壁凹槽，分水坝凹槽或分水坝凹槽与对应的渠壁凹槽内能根据调水需要设置挡水板；

(7) 当年降雨量处于低位时，中间排洪口地面的高度高于节水道进口地面1～2cm，进入纵向排水渠内的雨水在左、右分水坝的作用下从左、右节水道进口进入位于排水渠交叉口左、右两侧的横向排水渠内，再从位于横向排水渠下端的混凝土挡板上的数个进水口进入苗圃内对苗圃内土壤补水，植物吸收；

当年降雨量处于高位时，通过在分水坝凹槽或分水坝凹槽与对应的渠壁凹槽内设置挡水板封闭左、右节水道进口，或通过设置不同高度的挡水板，使位于左、右节水道进口内的挡水板的高度低于中间排洪口内的挡水板的高度，将纵向排水渠内多数水从中间排洪口排至护坡底。

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于：所述的腐殖土由占重量份40％的桔杆粉、占重量份30％的枯叶和占重量份30％枯草杆菌经发酵而成。

10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于：所述的混凝土挡内板侧的腐殖土中含有硫酸根是在腐殖土中用含有0.8～1％硫酸的水喷淋，使腐殖土含水量达30％。