CN110714470A - 一种土质边坡的边坡防护系统及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种土质边坡的边坡防护系统及其施工方法，土质边坡坡底设有排水沟，包括自坡面向外铺设的有机质层、铁丝网层、营养泥层和无纺布层，还包括均匀间隔布设在坡面上的锚杆和泄水管，锚杆为L型，竖部插入土质边坡锚杆钻孔的长度不小于锚杆横部和竖部总长度的95%，锚杆钻孔内、锚杆外侧填充有水泥砂浆保护层，坡面上、铁丝网层的上方和下方分别设有钢垫板和砼垫圈，所述坡面上每隔1m设置一个有机质层厚度控制桩。本发明能够有效提高边坡的整体稳定性，且相对传统的施工方案施工难度较小，工期较短，且具有良好的经济效益与环境效益。

Description

一种土质边坡的边坡防护系统及其施工方法

技术领域

本发明属于地基与基础工程领域，具体属于一种土质边坡的边坡防护系统及其施工方法。

背景技术

现阶段路基边坡施工过程中，路基土质、地质构造（路堑）及水文条件等均是影响边坡稳定的重要因素，所以边坡防护处理不当会造成滑坡、坍塌，对行车安全造成隐患。目前，护坡施工处理常用的方案有框架格构梁防护、干砌片石护坡、浆砌片石护坡等方法；传统的方案一般施工难度相对较大，成本相对较高，观赏性较差，而且所需要花费的工期较长。

发明内容

本发明的目的是提供于一种土质边坡的边坡防护系统及其施工方法，要解决现有技术施工难度大的技术问题；并解决现有技术施工工期长的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种土质边坡的边坡防护系统，所述土质边坡坡底设有排水沟，其特征在于：包括自坡面向外铺设的有机质层、铁丝网层、营养泥层和无纺布层，还包括均匀间隔布设在坡面上的锚杆和泄水管，所述锚杆为L型，竖部插入土质边坡锚杆钻孔的长度不小于锚杆横部和竖部总长度的95%，所述锚杆钻孔内、锚杆外侧填充有水泥砂浆保护层，所述坡面上、铁丝网层的上方和下方分别设有用于固定锚杆的钢垫板和砼垫圈，所述坡面上每隔1m设置一个有机质层厚度控制桩。

进一步优选地，所述锚杆均由HRB400螺纹钢制作而成，所述锚杆横部、自坡面到横部的竖部、以及自坡面向内延伸的50mm的竖部均涂刷有沥青涂层，所述锚杆包括间隔布设的直径为18mm的固网构造锚杆和直径为20mm的长受力锚杆。

进一步地，所述长受力锚杆杆体上、插入锚杆钻孔的杆体上均匀间隔设有若干组对中支架，相邻对中支架间距1200~2000mm，每组所述对中支架包括至少四个均匀间隔焊接固定在杆体外壁上的对中杆，对中杆为一体成型的等腰梯形杆或弧形杆，所述等腰梯形杆或弧形杆两端均设有用于和杆体焊接固定的钢筋段。

进一步地，所述泄水管包括插入泄水管钻孔内的软式排水管、插入软式排水管的PVC排水管和包裹在PVC排水管外壁上的无纺土工布，所述PVC排水管管壁上均匀间隔布设有间距为10~12cm的排水孔，伸出坡面的长度不小于75cm，距坡面1000cm的PVC排水管与软式排水管之间的钻孔内通过水泥浆进行封堵。

进一步地，所述PVC排水管向下倾斜，与水平面夹角为10°。

进一步地，所述锚杆向上倾斜，与水平面夹角为15°。

进一步地，所述水泥砂浆保护层的水灰比0.45～0.5。

此外，所述铁丝网层由网孔规格为5cm×5cm的14#的镀锌铁丝网，网间搭接长度为10cm，搭接处通过土工绳按Z字型连接绑扎，铁丝网层与坡面间距80mm~100mm，位于土质边坡边缘的铁丝网层上加设间距和深度均为0.5m的封闭锚杆。

更加优选地，所述有机质层的厚度为80cm，营养泥层厚度为20cm，所述砼垫圈的高度与有机质层的厚度相同。

一种土质边坡的边坡防护系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，钻孔：根据图纸在边坡上的孔位搭设脚手架，满层铺设木跳板作为操作人员的工作平台，钻机平台搭设好后，将钻机放于孔位处，校正主轴倾角，从而保证钻孔倾斜度，移动钻机，使主轴中心对准孔位，固定钻机，防止钻机在钻进过程中钻机移动；钻孔完成后用高压风将孔内粉尘和杂物吹出；

步骤二，泄水孔施工：先在钻孔插入软式排水管，之后在软式排水管内插入PVC排水管，距孔口1m的软式排水管之间PVC排水管用水泥浆进行封堵；

步骤三，安装锚杆：安放长受力锚杆时，应防止扭曲和弯曲，注浆管的出浆口插入距孔底300～500mm处，浆液自下而上连续灌注，注浆压强0.2-0.3Mpa，一次注浆待孔口溢浆，即可停止注浆，浆体硬化后不能充满锚固体时，应进行补浆；构造锚杆注浆采用孔底注浆，砂浆采用M30砂浆，注浆压强0.2-0.3MPa，注浆时将注浆管插入距孔底5-10cm处，随水泥砂浆的注入缓慢均匀拔出，直到注满为止；注浆完成后安装砼垫圈；

在坡面上满铺铁丝网层，挂网完成后安装钢垫板；

步骤四，营养泥层铺设：在坡面每隔1m设置一个厚度控制桩，之后在坡面上喷射有机质层，厚度为8cm，之后在机质层喷射营养泥层，厚度为2cm，在营养泥层覆盖无纺布以防止雨水冲刷，自此，土质边坡的边坡防护系统施工完成。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本发明采用的护坡技术，针对土质边坡及其他不良地质条件的护坡施工，采用泄水管、锚杆注浆、挂网、喷射基材组合的方式对土质边坡进行加固，能够有效提高边坡的整体稳定性，且相对传统的施工方案施工难度较小，工期较短，且具有良好的经济效益与环境效益，同时较传统方案更加美观，有很好的推广和实用价值，广泛的推广应用后会产生良好的经济效益。

附图说明

图1为本发明一种土质边坡的边坡防护系统施工完成后的结构示意图；

图2为本发明涉及的锚杆及泄水管与坡面的位置关系结构示意图；

图3为本发明涉及的边坡防护系统的细部构造图；

图4为本发明涉及的固网构造锚杆的结构示意图；

图5为本发明涉及的长受力锚杆的结构示意图；

图6为本发明涉及的长受力锚杆与对中支架的位置关系结构示意图；

图7为本发明设计的铁丝网层的结构示意图；

图8为本发明涉及的泄水管的结构示意图。

附图标记：1-坡面；2-有机质层；3-铁丝网层；4-营养泥层；5-无纺布层；6-排水沟；7-锚杆；71-固网构造锚杆；72-长受力锚杆；8-泄水管；9-砼垫圈；10-钢垫板；11-水泥砂浆保护层；12-对中杆；13-软式排水管；14-PVC排水管；15-无纺土工布；16-排水孔；17-水泥浆；18-沥青涂层；19-土工绳。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步说明。

在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

一种土质边坡的边坡防护系统，如图1和2所示，土质边坡坡底设有排水沟6，如图3所示，包括自坡面1向外铺设的有机质层2、铁丝网层3、营养泥层4和无纺布层5，有机质层2的厚度为80cm，营养泥层4厚度为20cm，砼垫圈9的高度与有机质层2的厚度相同，还包括均匀间隔布设在坡面1上的锚杆7和泄水管8，泄水管8间距为2*2m，锚杆7为L型，竖部插入土质边坡锚杆钻孔的长度不小于锚杆7横部和竖部总长度的95%，锚杆钻孔内、锚杆7外侧填充有水泥砂浆保护层11，水泥砂浆保护层11的水灰比0.45～0.5，坡面1上、铁丝网层3的上方和下方分别设有钢垫板10和砼垫圈9，坡面1上每隔1m设置一个有机质层2厚度控制桩。

锚杆7均由HRB400螺纹钢制作而成，锚杆7横部、自坡面到横部的竖部、以及自坡面向内延伸的50mm的竖部均涂刷有沥青涂层18，如图4和5所示，锚杆7包括间隔布设的直径为18mm的固网构造锚杆71和直径为20mm的长受力锚杆72，长受力锚杆72和固网构造锚杆7间距2.1m*0.75m交错布置，锚杆7竖向间距2.1m，水平间距0.75m，如图6所示，长受力锚杆72杆体上、插入锚杆钻孔的杆体上均匀间隔设有若干组对中支架，相邻对中支架间距1200~2000mm，每组对中支架包括至少四个均匀间隔焊接固定在杆体外壁上的对中杆12，对中杆12为一体成型的等腰梯形杆或弧形杆，等腰梯形杆或弧形杆两端均设有用于和杆体焊接固定的钢筋段, 长受力锚杆72的注浆管采用一次注浆管选用PVC纤维软管，长度不宜小于锚杆体长度，注浆的同时应将PVC纤维软管拔出。

如图8所示，泄水管8包括插入泄水管钻孔内的软式排水管13、插入软式排水管13的PVC排水管14和包裹在PVC排水管14外壁上的无纺土工布15，PVC排水管14管壁上均匀间隔布设有间距为10~12cm的排水孔16，伸出坡面1的长度不小于75cm，距坡面1000cm的PVC排水管14与软式排水管13之间的钻孔内通过水泥浆17进行封堵。

PVC排水管14向下倾斜，与水平面夹角为10°，锚杆7向上倾斜，与水平面夹角为15°。

如图7所示，铁丝网层3由网孔规格为5cm×5cm的14#的镀锌铁丝网，网间搭接长度为10cm，搭接处通过土工绳19按Z字型连接绑扎，铁丝网层3与坡面间距80mm~100mm，采用不同厚度的混凝土垫圈来调节，本发明优选采用铁丝网层3与坡面间距80mm，位于土质边坡边缘的铁丝网层3上加设间距和深度均为0.5m的封闭锚杆。

一种土质边坡的边坡防护系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，钻孔：根据图纸在边坡上的孔位搭设脚手架，满层铺设木跳板作为操作人员的工作平台，钻机平台搭设好后，将钻机放于孔位处，校正主轴倾角，从而保证钻孔倾斜度，移动钻机，使主轴中心对准孔位，固定钻机，防止钻机在钻进过程中钻机移动；钻孔完成后用高压风将孔内粉尘和杂物吹出；

步骤二，泄水孔施工：先在钻孔插入软式排水管13，之后在软式排水管13内插入PVC排水管14，距孔口1m的软式排水管13之间PVC排水管14用水泥浆进行封堵，PVC排水管14上梅花型设置排水孔，间距10cm，端头及管上排水小孔均用无纺土工布扎紧；

步骤三，安装锚杆7：安放长受力锚杆72时，应防止扭曲和弯曲，注浆管的出浆口插入距孔底300～500mm处，浆液自下而上连续灌注，注浆压强0.2-0.3Mpa，一次注浆待孔口溢浆，即可停止注浆，浆体硬化后不能充满锚固体时，应进行补浆；构造锚杆71注浆采用孔底注浆，砂浆采用M30砂浆，注浆压强0.2-0.3MPa，注浆时将注浆管插入距孔底5-10cm处，随水泥砂浆的注入缓慢均匀拔出，直到注满为止；注浆完成后安装砼垫圈9；在坡面1上满铺铁丝网层3，挂网完成后安装钢垫板10；

步骤四，营养泥层4铺：在坡面1每隔1m设置一个厚度控制桩，之后在坡面1上喷射有机质层2，厚度为8cm，有机质层2由本地混合土、草纤维或木纤维、粘合剂、缓效肥和保水剂混合而成；之后在机质层2喷射营养泥层4，厚度为2cm，营养泥层4由本地土、草纤维或木纤维、粘合剂、复合肥、保水剂和草种子混合而成，在营养泥层4覆盖无纺布以防止雨水冲刷，自此，土质边坡的边坡防护系统施工完成。

本发明适用于土质边坡防护，其技术思路关键在于边坡土体加固与边坡面防护，其创新点在于将锚杆注浆、泄水孔以及挂网喷射厚层基材有效组合应用于土质边坡加固与坡面防护。

（1）土质边坡加固：一是采用长锚杆注浆深层加固地层；二是增加泄水孔，排出边坡地层中的地下水，增加边坡稳定性；三是增加构造锚杆挂网喷射厚层有机基材，覆盖开挖面，保护坡面不被雨水冲刷，保持边坡稳定。

（2）坡面防护：采用在土质边坡喷射厚层有机基材（有机质层）+营养泥相结合，一是对边坡坡面进行封闭，防止边坡被雨水冲刷；二是有机基材中含有草籽，迅速生根发芽，复绿边坡，稳固边坡，防止水土流失。

（3）有机基材组成采用本地混合土、草纤维或木纤维、粘合剂、缓效肥、保水剂等。营养泥组成采用本地土、草纤维或木纤维、粘合剂、复合肥、保水剂、草种子等。具体配比根据现场试验确定。

（4）对比常规锚杆或锚索框架梁、锚网喷混凝土坡面防护，可以减少甚至不采用混凝土，减小对既有生态环境的破坏，同时边坡复绿速度快，快速恢复当地生态系统。

二、方案的实施

（一）施工工艺流程图

1、钻孔（锚杆孔及泄水孔）

（1）根据图纸在边坡上的孔位搭设脚手架，满层铺设木跳板，作为操作人员的工作平台。

（2）钻机平台搭设好后，将钻机放于孔位处，校正主轴倾角，从而保证钻孔倾斜度。然后移动钻机，使主轴中心对准孔位，固定钻机，防止钻机在钻进过程中钻机移动。

（3）钻孔完成后用高压风将孔内粉尘和杂物吹出。

2、泄水孔施工

钻孔完成后，先插入直径100mm软式排水管，管内再插入直径75mmPVC排水管，PVC管上梅花型设置排水孔，间距10cm，端头及管上排水小孔均用无纺土工布扎紧，PVC管伸出坡面不小于75mm，孔口1m用水泥浆进行封堵。

3、锚杆施工

（1）长受力锚杆采用HRB400螺纹钢，制作前，钢筋应平直、除油和除锈。锚杆制作时，沿杆体轴线方向每隔1.5m设置一个对中支架，对中支架与锚杆杆体焊接牢固，注浆管与锚杆绑扎牢固；构造锚杆采用Φ18（HRB400）钢筋。

（2）安放长受力锚杆时，应防止扭曲和弯曲。杆体与注浆管一同放入钻孔内，杆体放入孔内应与钻孔角度保持一致，杆体保护层厚度不小于2cm，同时，杆体插入孔内的深度不小于锚杆长度的95%。构造锚杆锚杆杆体插入孔内长度不得短于设计长度的95%。

（3）长受力锚杆注浆采用水泥净浆，水灰比0.45～0.5，必要时可加入外加剂。注浆时，注浆管的出浆口插入距孔底300～500mm处，浆液自下而上连续灌注，注浆压强0.2-0.3MPa。一次注浆待孔口溢浆，即可停止注浆，浆体硬化后不能充满锚固体时，应进行补浆。

构造锚杆注浆采用孔底注浆，砂浆采用M30砂浆，注浆压强0.2-0.3MPa。注浆时将注浆管插入距孔底5-10cm处，随水泥砂浆的注入缓慢均匀拔出，直到注满为止。

4、安装C30混凝土垫圈。

5、在坡面上铺14#镀锌铁丝网，网孔规格为5cm×5cm。镀锌铁丝网铺设时要拉紧，网间搭接宽度10cm，并采用不同厚度的混凝土垫圈来调节，使铁丝网与坡面的距离保持在80mm，搭接处用土工绳按Z字型连接绑扎固定。

6、挂网完成后，安装垫板，垫板尺寸90×90×9mm。

7、喷射种植基材前在坡面上每隔1m设置一个厚度控制桩，喷射厚度为8cm。然后将营养泥直接喷射在种植基材表面上，喷射厚度为2cm。

8、为防止雨水冲刷、防止水分蒸发过快和保温利于种子发芽，采用无纺布(30g/m2)覆盖以防止雨水冲刷。

9、喷播后如未下雨则每天浇水以保持土壤湿润，一天浇水养护两次（早晚各一次）。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种土质边坡的边坡防护系统，所述土质边坡坡底设有排水沟（6），其特征在于：包括自坡面（1）向外铺设的有机质层（2）、铁丝网层（3）、营养泥层（4）和无纺布层（5），还包括均匀间隔布设在坡面（1）上的锚杆（7）和泄水管（8），所述锚杆（7）为L型，竖部插入土质边坡锚杆钻孔的长度不小于锚杆（7）横部和竖部总长度的95%，所述锚杆钻孔内、锚杆（7）外侧填充有水泥砂浆保护层（11），所述坡面（1）上、铁丝网层（3）的上方和下方分别设有用于固定锚杆（7）的钢垫板（10）和砼垫圈（9），所述坡面（1）上每隔1m设置一个有机质层（2）厚度控制桩。

2.如权利要求1所述的一种土质边坡的边坡防护系统，其特征在于：所述锚杆（7）均由HRB400螺纹钢制作而成，所述锚杆（7）横部、自坡面到横部的竖部、以及自坡面向内延伸的50mm的竖部均涂刷有沥青涂层（18），所述锚杆（7）包括间隔布设的直径为18mm的固网构造锚杆（71）和直径为20mm的长受力锚杆（72）。

3.如权利要求2所述的一种土质边坡的边坡防护系统，其特征在于：所述长受力锚杆（72）杆体上、插入锚杆钻孔的杆体上均匀间隔设有若干组对中支架，相邻对中支架间距1200~2000mm，每组所述对中支架包括至少四个均匀间隔焊接固定在杆体外壁上的对中杆（12），对中杆（12）为一体成型的等腰梯形杆或弧形杆，所述等腰梯形杆或弧形杆两端均设有用于和杆体焊接固定的钢筋段。

4.如权利要求2所述的一种土质边坡的边坡防护系统，其特征在于：所述泄水管（8）包括插入泄水管钻孔内的软式排水管（13）、插入软式排水管（13）的PVC排水管（14）和包裹在PVC排水管（14）外壁上的无纺土工布（15），所述PVC排水管（14）管壁上均匀间隔布设有间距为10~12cm的排水孔（16），伸出坡面（1）的长度不小于75cm，距坡面1000cm的PVC排水管（14）与软式排水管（13）之间的钻孔内通过水泥浆（17）进行封堵。

5.如权利要求1所述的一种土质边坡的边坡防护系统，其特征在于：所述PVC排水管（14）向下倾斜，与水平面夹角为10°。

6.如权利要求1所述的一种土质边坡的边坡防护系统，其特征在于：所述锚杆（7）向上倾斜，与水平面夹角为15°。

7.如权利要求4所述的一种土质边坡的边坡防护系统，其特征在于：所述水泥砂浆保护层（11）的水灰比0.45～0.5。

8.如权利要求1所述的一种土质边坡的边坡防护系统，其特征在于：所述铁丝网层（3）由网孔规格为5cm×5cm的14#的镀锌铁丝网，网间搭接长度为10cm，搭接处通过土工绳（19）按Z字型连接绑扎，铁丝网层（3）与坡面间距80mm~100mm，位于土质边坡边缘的铁丝网层（3）上加设间距和深度均为0.5m的封闭锚杆。

9.如权利要求1所述的一种土质边坡的边坡防护系统，其特征在于：所述有机质层（2）的厚度为80cm，营养泥层（4）厚度为20cm，所述砼垫圈（9）的高度与有机质层（2）的厚度相同。

10.如权利要求1~9任意一项所述的一种土质边坡的边坡防护系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，钻孔：根据图纸在边坡上的孔位搭设脚手架，满层铺设木跳板作为操作人员的工作平台，钻机平台搭设好后，将钻机放于孔位处，校正主轴倾角，从而保证钻孔倾斜度，移动钻机，使主轴中心对准孔位，固定钻机，防止钻机在钻进过程中钻机移动；钻孔完成后用高压风将孔内粉尘和杂物吹出；

步骤二，泄水孔施工：先在钻孔插入软式排水管（13），之后在软式排水管（13）内插入PVC排水管（14），距孔口1m的软式排水管（13）之间PVC排水管（14）用水泥浆进行封堵；

步骤三，安装锚杆（7）：安放长受力锚杆（72）时，应防止扭曲和弯曲，注浆管的出浆口插入距孔底300～500mm处，浆液自下而上连续灌注，注浆压强0.2-0.3Mpa，一次注浆待孔口溢浆，即可停止注浆，浆体硬化后不能充满锚固体时，应进行补浆；构造锚杆（71）注浆采用孔底注浆，砂浆采用M30砂浆，注浆压强0.2-0.3MPa，注浆时将注浆管插入距孔底5-10cm处，随水泥砂浆的注入缓慢均匀拔出，直到注满为止；注浆完成后安装砼垫圈（9）；在坡面（1）上满铺铁丝网层（3），挂网完成后安装钢垫板（10）；

步骤四，营养泥层（4）铺：在坡面（1）每隔1m设置一个厚度控制桩，之后在坡面（1）上喷射有机质层（2），厚度为8cm，有机质层（2）由本地混合土、草纤维或木纤维、粘合剂、缓效肥和保水剂混合而成；之后在机质层（2）喷射营养泥层（4），厚度为2cm，营养泥层（4）由本地土、草纤维或木纤维、粘合剂、复合肥、保水剂和草种子混合而成，在营养泥层（4）覆盖无纺布以防止雨水冲刷，自此，土质边坡的边坡防护系统施工完成。

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