CN109594567A - 一种锚喷防护岩石边坡生态防护结构布置及其方法 - Google Patents

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孙富学
陈钧
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Abstract

本发明涉及一种锚喷防护岩石边坡生态防护结构布置及其方法,一种锚喷防护岩石边坡生态防护结构布置，包括沿着岩石边坡的坡顶边缘做一道压顶防冲梁，插设于岩石边坡上的多根通过注浆加固的锚杆，多根所述锚杆呈阵列设置，在岩石边坡上铺设钢筋网，钢筋网上喷射一层混凝土层，混凝土层设有若干贯穿混凝土层的孔，孔内由喷射生态混凝土填充，在混凝土层外设有钢丝网，钢丝网喷射生态混凝土层。本发明提供一种在岩石边坡上形成植物覆盖，避免产生松动和石块散落的现象，消除安全隐患，适用岩石陡坡的生态防护方法。

Description

一种锚喷防护岩石边坡生态防护结构布置及其方法
技术领域
本发明涉及一种低碳生态环保领域，具体涉及一种锚喷防护岩石边坡生态防护结构布置及其方法。
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，裸露的岩石与周边绿色的山体颜色极不协调，影响美观。传统的岩石边坡通常采用的防护形式：混凝土或浆砌石挡墙，混凝土格构防护和钢筋混凝土喷锚防护。这些传统的护坡形式，因坡体表面岩石裸露，不具备植物生长条件，边坡整体景观效果差；同时，在风雨日照等自然因素作用下，裸露岩石易发生风化剥落等，降低了岩石坡面的安全度。现有边坡绿化技术中，岩石边坡一般采用挂网客土喷播。客土喷播是通过机械喷射的方式，将混有植物种子的种植土喷射于岩石边坡表面，形成一定厚度的植物生长基体，达到边坡绿化的目的。但因客土喷播层强度低，施工完成后一段时间内具有一定流塑性，因此，客土喷播工艺存在边坡坡度较大时施工难度大，喷播层自稳能力差，抗雨水冲刷能力低等特点，导致客土喷播工艺具有一定的适用限制。但是一旦遭遇大雨，水分不能及时从土壤中排出，就会水土俱下，破坏该生态系统。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种岩石边坡生态防护的结构及其方法，本发明将生态混凝土替代客土喷播工艺自稳能力差，抗雨水冲刷能力差，防护层耐久性差的问题。在喷射的第一层常规混凝土层上开若干孔以解决生态混凝土层植物生长根系与山体隔离，以及山体渗流水对植物的水分补给问题，在混凝土喷射层上设置沟槽，以达到生态混凝土层间隔性与岩石坡面直接接触，形成自然山体水分补给的效果。本发明提供一种岩石边坡的绿化结构布置，结合工程手段，提高岩石边坡的绿化成活率及耐久性，使得工程边坡与自然环境更加和谐融洽。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种锚喷防护岩石边坡生态防护结构布置，包括沿着岩石边坡的坡顶边缘做一道压顶防冲梁，插设于岩石边坡上的多根通过注浆加固的锚杆，多根锚杆呈阵列设置，在岩石边坡上铺设钢筋网，钢筋网上喷射混凝土层，混凝土层设有若干贯穿混凝土层的孔，孔内由喷射生态混凝土填充，且锚杆露出混凝土层，在凝固的混凝土层外设有钢丝网，钢丝网与锚杆在交叉点处绑扎固定，钢丝网上喷射混合有种子的生态混凝土层。
通过采用上述技术方案，本发明为提高防护层的整体防护安全性，钢网距离坡面为5cm，锚杆与水平呈一定角度向上倾斜设置插入山体，一定角度能容易地插入山体，且更方便地挂上钢筋网，并具有良好的抗剪切能力。在坡顶边缘设置压顶防冲梁，作用是防止雨水进入混凝土及生态混凝土内部产生冲刷作用。双层网结构使混凝土更好地固定在岩石边坡上，留出植物与岩石联系空间。本发明的生态混凝土，简称植被砼，又名"植被混凝土"、"植生混凝土"、"绿化混凝土"、"生态混凝土"、"生态反滤植生砼"等。普通的挂网客土喷播或液力喷播不能持久稳定在高陡岩石边坡上，而生态混凝土技术是针对大于60度的高陡岩石(混凝土喷锚加固边坡、岩质边坡)边坡生态防护的新技术，本技术是以水泥为粘结剂、加上CBS生态混凝土绿化添加剂AB菌、有机物(纤维+有机质或腐殖质)含量小于20% (体积比),并由沙壤土、植物种子、肥料、水等组成喷射混合料进行护坡绿化的技术。该技术机械化程度高,生产能力大,采用干式喷锚机喷播,喷射距离远,喷射层有一定强度且不易产生龟裂,抗冲刷能力强,特别适用于陡峭岩石边坡。将生态混凝土替换客土，避免客土散落的现象，消除安全隐患，有利于生态环境的保持。
本发明孔的作用是让生态混凝土喷射入混凝土层，增加两层粘结力，植物可以通过孔进入喷射混凝土层与山体联系，提高生态防护层长久稳定性，植物生存更长。同时，孔与孔之间设有联系通孔，将孔在水平方向上联系起来，植物之间可以竖直和水平多方向联系，提高植物粘附力和生命力。
该结构操作简单，适用陡坡的防护。
本发明进一步设置为：所述孔间距为20*20厘米点阵。
通过采用上述技术方案，本发明提供孔间距的适合大部分植物根系穿过混凝土层与山体联系。孔开设角度与坡面垂直，便于植物根系穿过混凝土层与山体联系，使植物更容易在陡坡上生存，实现山体绿化稳固性。
本发明进一步设置为：混凝土层中设有横向和/或竖向贯穿混凝土层的沟槽，沟槽内由喷射生态混凝土填充。
通过采用上述技术方案，本发明混凝土层中设有沟槽可以增加植物与山体岩石边坡的水分沟通和根系伸展空间，改善生态生态混凝土水分补给条件。
本发明进一步设置为：压顶防冲梁与破积层顶部齐平，沿梁长度方向，每2.5米设置一根锚杆。
通过采用上述技术方案，本发明压顶防冲梁与破积层顶部齐平，做顺坡处理，便于排水，并防止防护层顶雨水冲刷。
本发明进一步设置为：混凝土层厚为8-10cm。
通过采用上述技术方案，本发明提供混凝土厚度，为实现混凝土与岩体更好的贴合。
本发明进一步设置为：钢筋网为8毫米的钢筋网，其间距200毫米。
通过采用上述技术方案，本发明提供8毫米的钢筋网，达到边坡安全防护和生态防护要求。
本发明进一步设置为：生态混凝土厚8-10厘米。
通过采用上述技术方案，本发明提供生态混凝土的厚度，是适合植物有较好的生存环境的厚度，且生态混凝土抗冲刷能力强。
本发明进一步设置为：植物种子为狗牙根、马棘、野金菊、高羊茅、紫花苜宿、木豆进行混合。
通过采用上述技术方案，本发明提供植物的种类，狗牙根具发达的根状茎和细长的匍匐茎，匍匐茎扩展能力极强，长可达1-2m，每茎节着地生根，可繁殖成新株。马棘具有抗旱、耐脊生活力强的特点，由其在岩石山、风化石山等偏碱性土壤中生长良好。金菊花的适应性很强，喜凉，较耐寒，生长适温18～21℃，最高32℃，最低10℃，地下根茎耐低温极限一般为-10℃。花期最低夜温17℃，开花期(中、后)可降至15～13℃。喜充足阳光，但也稍耐阴。较耐干，最忌积涝。喜地势高燥，土层深厚、富含腐殖质，轻松肥沃而排水良好的沙壤土。在微酸性到中性的土中均能生长，而以pH6．2～6．7较好。上述几种植物繁殖能力强，根茎发达，植物能很好的穿过孔进入混凝土层与坡体联系，更好地适应改造后植物的生存环境，更好地使岩石边坡的植物覆盖。
为实现上述目的，本发明另提供了如下技术方案：一种锚喷防护岩石边坡生态防护方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）清理岩石边坡的坡面；
2）沿着坡顶边缘做一道压顶防冲梁；
3）在岩石边坡插设多根锚杆并注浆加固，且多根锚杆呈阵列设置；
4）在岩石边坡上铺设钢筋网，钢筋网上喷射混凝土层，混凝土层设有若干贯穿混凝土层的孔，孔内由喷射生态混凝土填充，且锚杆露出混凝土层；
5）在混凝土层外铺设钢丝网，钢丝网与所述锚杆在交叉点处绑扎固定，钢丝网上喷射混合有种子的生态混凝土层。
通过采用上述技术方案，本发明在坡顶边缘设置压顶防冲梁，作用是防止雨水对防护层冲刷，加固混凝土结构。生态混凝土，简称植被砼，又名"植被混凝土"、"植生混凝土"、"绿化混凝土"、"生态反滤植生砼"等。普通的挂网客土喷播或液力喷播不能持久稳定在高陡岩石边坡上，而植被混凝土技术是针对大于60度的高陡岩石(混凝土边坡、硬岩边坡)边坡生态防护的新技术[1999，三峡大学专利，许文年、刘高鹏等文献资料][3],本技术是以水泥为粘结剂、加上CBS植被混凝土绿化添加剂AB菌、有机物(纤维+有机质或腐殖质)含量小于20% (体积比),并由沙壤土、植物种子、肥料、水等组成喷射混合料进行护坡绿化的技术。该技术机械化程度高,生产能力大,采用干式喷锚机喷播,喷射距离远,喷射层有一定强度且不易产生龟裂,抗冲刷能力强,特别适用于陡峭岩石边坡。将生态混凝土替换客土，避免客土散落的现象，消除安全隐患，有利于生态环境的保持。
孔的作用是让生态混凝土喷射入混凝土层，增加两层粘结力，植物可以通过孔进入喷射混凝土层与山体联系，提高生态防护层长久稳定性。同时，孔与孔之间设有联系通孔，植物之间可以竖直和水平多方向联系，提高植物粘附力和生命力。
该方法操作简单，适用岩石陡坡的防护。
本发明进一步设置为：所述孔由直径25毫米钢筋插入混凝土拔出形成的。
通过采用上述技术方案，本发明所述孔由25毫米钢筋形成，在保持混凝土坚固的前提下，让植物更顺畅地进入混凝土层与坡体联系。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。
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性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明态防护层剖面图；
图2为本发明生态防护层剖面放大图；
图3为本发明防护方案布置图（露出部分结构顺序层叠布置图）；
图4为本发明通孔示意图；
图5为本发明混凝土上孔和沟槽分布图。
图中，1-岩石边坡，2-孔，3-防护梁，4-锚杆，5-钢筋网，6-混凝土层，7-沟槽，8-钢丝网，9-生态混凝土层，10-通孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非对本发明保护范围的限制。
如图1-图3所示，一种锚喷防护岩石边坡生态防护结构布置，包括沿着岩石边坡1的坡顶边缘做一道压顶防冲梁3，插设于岩石边坡1上的多根通过注浆加固的锚杆4，多根所述锚杆4呈阵列设置，在所述岩石边坡1上铺设钢筋网5，钢筋网5上喷射混凝土层6，所述混凝土层6设有若干贯穿混凝土层6的孔2，孔2内由喷射生态混凝土9填充，且锚杆4露出混凝土层6，在凝固的混凝土层6外设有钢丝网8，钢丝网8与所述锚杆4在交叉点处绑扎固定，钢丝网8上喷射混合有种子的生态混凝土层9。
通过采用上述技术方案，本发明在坡顶边缘设置压顶防冲梁，作用是防止雨水进入混凝土及生态混凝土内部产生冲刷作用。双层网结构使混凝土更好地固定在岩石边坡上，留出植物与岩石联系空间。本发明的生态混凝土，简称植被砼，又名"植被混凝土"、"植生混凝土"、"绿化混凝土"、"生态混凝土"、"生态反滤植生砼"等。普通的挂网客土喷播或液力喷播不能持久稳定在高陡岩石边坡上，而生态混凝土技术是针对大于60度的高陡岩石(混凝土喷锚加固边坡、岩质边坡)边坡生态防护的新技术，本技术是以水泥为粘结剂、加上CBS生态混凝土绿化添加剂AB菌、有机物(纤维+有机质或腐殖质)含量小于20% (体积比),并由沙壤土、植物种子、肥料、水等组成喷射混合料进行护坡绿化的技术。该技术机械化程度高,生产能力大,采用干式喷锚机喷播,喷射距离远,喷射层有一定强度且不易产生龟裂,抗冲刷能力强,特别适用于陡峭岩石边坡。将生态混凝土替换客土，避免客土散落的现象，消除安全隐患，有利于生态环境的保持。
本发明孔的作用是让生态混凝土喷射入混凝土层，增加两层粘结力，植物可以通过孔进入喷射混凝土层与山体联系，提高生态防护层长久稳定性，植物生存更长。同时，孔与孔之间设有联系通孔，将孔在水平方向上联系起来，植物之间可以竖直和水平多方向联系，提高植物粘附力和生命力。
该结构操作简单，适用陡坡的防护。
本发明进一步设置为：所述孔间距为20*20厘米点阵。
通过采用上述技术方案，本发明提供孔间距的适合大部分植物根系穿过混凝土层与山体联系。孔开设角度与坡面垂直，便于植物根系穿过混凝土层与山体联系，使植物更容易在陡坡上生存，实现山体绿化稳固性。
如图5所示，混凝土层中设有横向和/或竖向贯穿混凝土层的沟槽，沟槽内由喷射生态混凝土填充。
本发明混凝土层中设有沟槽可以可以增加生态混凝土与山体岩石边坡的水分沟通和根系伸展空间，改善生态生态混凝土水分补给条件。
如图4所示，混凝土层6中的孔与孔之间设有通孔10。通孔由模板制成，置于钢筋网上，混凝土喷射包裹模版和钢筋网，在混凝土未凝固时，用直径25毫米钢筋插入混凝土拔出形成孔。
本发明孔与孔之间设有联系通孔，植物之间可以竖直和水平多方向联系，提高植物粘附力和生命力。
本发明提供一种生态混凝土配方种植土：水泥：锯末=20:1:1，以使生态混凝土更适合植物生长且稳固。
本发明喷射混凝土层采用C20混凝土。生态混凝土喷射层内部挂钢丝网一道。喷射混凝土层表面保持喷射毛面，提高两者的结合性能。
本发明锚杆采用全长粘结锚杆，孔径为60mm，锚杆布置水平间距为2.5m，垂直间距为2.5m，杆体采用HRB400钢筋，直径为22mm，孔内灌注水泥砂浆。锚杆孔外露300mm，然后再喷射C20砼。钢筋网片距离坡面不小于40mm。喷射砼面层内布置梅花形泄水孔，泄水孔间距为2.5×2.5m，采用8mmPVC管材，每根长度40cm。
本发明注浆浆液采用M25水泥砂浆，水泥采用普通硅酸盐水泥，注浆压力为1～2MPa，注浆时注浆导管与锚杆主筋同时送入孔底，两者距离孔底100mm。
本发明钻进若塌孔，应加导管护壁，钻孔完毕采用压缩空气吹洗孔，吹清洗孔内残渣。
本发明可根据现场实际情况做出适当调整，但必须保证锚杆有效锚固长度。锚杆极限抗拔力为250kN。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种锚喷防护岩石边坡生态防护结构布置，其特征在于：包括沿着岩石边坡的坡顶边缘做一道压顶防冲梁，插设于岩石边坡上的多根通过注浆加固的锚杆，多根所述锚杆呈阵列设置，在所述岩石边坡上铺设钢筋网，钢筋网上喷射混凝土层，所述混凝土层设有若干贯穿混凝土层的孔，孔内由喷射生态混凝土填充，且所述锚杆露出混凝土层，在凝固的所述混凝土层外设有钢丝网，所述钢丝网与所述锚杆在交叉点处绑扎固定，钢丝网上喷射混合有种子的生态混凝土层。
2.根据权利要求1所述的锚喷防护岩石边坡生态防护结构布置，其特征在于：所述孔间距为20*20厘米点阵。
3.根据权利要求1所述的锚喷防护岩石边坡生态防护结构布置，其特征在于：所述混凝土层中设有横向和/或竖向贯穿混凝土层的沟槽，沟槽内由喷射生态混凝土填充。
4.根据权利要求1-3任一项所述的锚喷防护岩石边坡生态防护结构布置，其特征在于：所述压顶防冲梁与破积层顶部齐平，沿梁长度方向，每2.5米设置一根锚杆。
5.根据权利要求1所述的锚喷防护岩石边坡生态防护结构布置，其特征在于：所述混凝土层厚为8-10厘米。
6.根据权利要求1所述的锚喷防护岩石边坡生态防护结构布置，其特征在于：所述钢筋网为8毫米的钢筋网，其间距200毫米。
7.根据权利要求1所述的锚喷防护岩石边坡生态防护结构布置，其特征在于：所述生态混凝土厚8-10厘米。
8.根据权利要求1所述的锚喷防护岩石边坡生态防护结构布置，其特征在于：所述植物种子为狗牙根、马棘、野金菊、高羊茅、紫花苜宿、木豆进行混合。
9.一种锚喷防护岩石边坡生态防护方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）清理岩石边坡的坡面；
2）沿着坡顶边缘做一道压顶防冲梁；
3）在岩石边坡插设多根锚杆并注浆加固，且多根锚杆呈阵列设置；
4）在岩石边坡上铺设钢筋网，钢筋网上喷射混凝土层，混凝土层设有若干贯穿混凝土层的孔，孔内由喷射生态混凝土填充，且锚杆露出混凝土层；
5）在混凝土层外铺设钢丝网，钢丝网与所述锚杆在交叉点处绑扎固定，钢丝网上喷射混合有种子的生态混凝土层。
10.根据权利要求9所述的锚喷防护岩石边坡生态防护方法，其特征在于：所述孔由直径25毫米钢筋插入混凝土拔出形成的。
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