CN110984193A - 一种严寒山区公路路堑边坡生态防护系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种严寒山区公路路堑边坡生态防护系统，包括设置在边坡上的固定防护结构和设置在固定防护结构上的活动防护结构；所述固定防护结构包括设置在边坡上呈阶梯形的混凝土墙体以及锚固在边坡内的锚杆，所述混凝土墙体下端与路基之间形成排水沟，所述锚杆端部从混凝土墙体表面伸出；所述活动防护结构包括沿混凝土墙体每阶平面布置的石笼带，所述锚杆伸出的部分与石笼带连接，所述混凝土墙体的立侧面间隔设置有若干凸棱，所述石笼带由若干个石笼组成，所述石笼嵌入到相邻的两个凸棱之间。本发明的防护系统能够适用于山区高边坡、陡边坡的地形，并且对泥石流和冰冻破坏具有很好的抗性。

Description

一种严寒山区公路路堑边坡生态防护系统

技术领域

本发明涉及道路边坡防护的技术领域，尤其是涉及一种严寒山区公路路堑边坡生态防护系统。

背景技术

随着国民经济水平的不断提高，人们的出行需求不断提升，对高速公路需求显的尤其重要，我国的高速公路修建不乏岩石陡峭区域，公路两侧边坡的存在也较为多见。随着高烈度严寒山区的公路建设也越来越成熟。高烈度严寒山区公路路堑施工形成的陡边坡对防护提出了更高的要求。

高寒山区公路路堑施工对高寒山区薄弱的生态环境造成了极大破坏，因此在对边坡修建防护措施的过程中需采取一定的措施恢复高寒山区薄弱的生态，避免生态环境继续恶化，雨季来临时泥石流等灾害发生。高寒山区公路路堑施工形成的陡边坡具有坡度陡峭、雨季水流流速大、冲蚀严重的特点，对修建好的公路路堤稳定造成极大威胁。

传统的护坡措施主要以石块和水泥砂浆构筑的石块砌体结构作为重力式挡土墙对边坡进行支挡防护。这种防护结构仅从平面应力的力学角度进行防护，并未考虑空间分布及对生态环境的影响，并且这种形式的重力式挡土墙并不适合山区高边坡、陡边坡的地形防护。在雨季来临时，生态系统薄弱的高寒山区易形成高流量流速大的泥石流，这种刚性的挡土墙容易受瞬时冲击而发生破坏。此外，这种重力式挡土墙排水性能不能适应突如其来的山洪泥石流，易在墙背后积蓄，不断抬升水位增加静水压力威胁挡土墙的稳定。在高寒山区冰冻季节，这类挡土墙容易发生冻胀破坏或者冻融循环破坏。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种严寒山区公路路堑边坡生态防护系统，能够适用于山区高边坡、陡边坡的地形，并且对泥石流和冰冻破坏具有很好的抗性。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种严寒山区公路路堑边坡生态防护系统，包括设置在边坡上的固定防护结构和设置在固定防护结构上的活动防护结构；

所述固定防护结构包括设置在边坡上呈阶梯形的混凝土墙体以及锚固在边坡内的锚杆，所述混凝土墙体下端与路基之间形成排水沟，所述锚杆端部从混凝土墙体表面伸出；

所述活动防护结构包括沿混凝土墙体每阶平面布置的石笼带，所述锚杆伸出的部分与石笼带连接。

通过采用上述技术方案，固定防护结构与边坡结构直接接触，能够保护住边坡结构，避免边坡处出现坍塌，活动防护结构设置在固定防护结构外侧，对固定防护结构起到一定的支撑和保护作用，增强了固定防护结构对边坡的支护能力；固定防护结构采用混凝土墙体，能够保持边坡处的水土，增强了边坡处的冰冻抗性；活动防护结构采用石笼带，石笼带具有很好的透水能力，石笼带内的碎石间隙较大，能够通过沙石，泥石流能够通过石笼带流到排水沟中，减小了对泥石流对护坡结构的破坏，同时石笼带孔隙较大，不会存留积水，也不会受到高寒地区冰冻的影响，石笼带采用锚杆固定在边坡上，使其固定的更牢固，抗泥石流冲击能力更强；固定防护结构和活动防护结构采用阶梯式设置，逐渐减缓泥石流对整体结构的冲击，减小泥石流对路基的破坏。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述混凝土墙体的立侧面间隔设置有若干凸棱，所述石笼带由若干个石笼组成，所述石笼嵌入到相邻的两个凸棱之间。

通过采用上述技术方案，混凝土墙体上设置凸棱，能够增强混凝土墙体的结构强度，石笼带由多个石笼组成，通过凸棱将石笼隔开，降低石笼之间的联系紧密性，当某个石笼发生坍塌时，不会影响到其他的石笼，避免护坡出现大面积坍塌的情况，石笼嵌入到相邻的凸棱之间，能够将石笼安装的更稳固，抗冲击性能更强，减小了石笼向外伸出的长度，减小了护坡整体的水平宽度，适用于高边坡、陡边坡的地形。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述锚杆包括长锚杆和短锚杆；所述长锚杆设置在相邻的两个凸棱之间，穿过石笼至外侧面，与所述石笼固定；所述短锚杆从凸棱的外侧面伸出，并与两侧的石笼连接。

通过采用上述技术方案，长锚杆穿过石笼，将石笼与混凝土墙体连为一体，增强了石笼的连接强度，使石笼在护坡上更稳定，抗冲击能力更强，短锚杆连接在两侧的石笼上，既能够将相邻的两个石笼联系起来，又不至于使相邻的石笼形成连带，通过长锚杆和短锚杆的配合，将石笼的三个方向与混凝土墙体连接，使石笼连接的更牢固。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述石笼内横向穿设有连接筋，所述连接筋两端从石笼的两侧穿出，连接在石笼两侧的短锚杆上。

通过采用上述技术方案，连接筋横向穿过石笼，将石笼兜住连在短锚杆上，能够增加对石笼的受力点，降低石笼的变形量，使石笼安装的更牢固稳定。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述长锚杆穿过石笼的一端连接有防脱架，所述防脱架固定在石笼的外侧面上。

通过采用上述技术方案，防脱架的设置，能够增加长锚杆对石笼的施力面积，将石笼固定的更牢，降低泥石流对石笼的挤压变形。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述石笼带的高度与混凝土墙体单个阶梯的立侧面高度相同，上层的石笼带搭接在下层的石笼带上。

通过采用上述技术方案，上下层的石笼带之间能够抵接，使下层石笼带能够承担上层石笼带的压力，将压力进行分散，减少混凝土墙体的压力，保护固定护坡结构。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述凸棱顶部开设有种植槽，所述种植槽内种植有护坡绿植，所述护坡绿植采用攀爬类植物。

通过采用上述技术方案，种植槽和护坡绿植的设置，能够增强护坡的生态防护能力，起到道路两旁绿化的作用，护坡绿植采用攀爬类植物，能够沿着石笼带向上攀爬，更好的保持护坡的水土。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述锚杆垂直于混凝土墙体的立侧面锚固在边坡中，所述锚杆位于混凝土墙体中的部分设置有棘杆。

通过采用上述技术方案，锚杆上设置的棘杆，使锚杆锚固在护坡内的结构更牢固，抗拉强度更高，锚杆与混凝土结构连接为一体，更好的将石笼带进行固定。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述排水沟内也设置有石笼带，所述排水沟的深度小于石笼带的高度。

通过采用上述技术方案，排水沟内的石笼带能够保护排水沟，避免排水沟被堵塞，保证排水沟的正常排水，石笼带受到的压力也能够通过排水沟的底部传递到路基下。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述排水沟底部设置有引水槽，所述引水槽沿排水沟的布设方向设置。

通过采用上述技术方案，当排水沟堆积泥沙时，泥沙可以通过引水槽由流水冲走，避免泥沙被石笼带挡住而导致排水沟被堵塞。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.本发明的边坡生态防护系统采用固定防护结构和活动防护结构的形式，固定防护结构能够边坡结构进行加护和加固，避免边坡出现滑坡的情况，活动防护结构则固定在固定防护结构的外侧，既能够支撑保护固定防护结构，有能够抵抗边坡上发生山石滑落和泥石流，对路面和行驶车辆起到保护的目的。

2.本发明中活动防护结构采用石笼带的形式，石笼带的孔隙较大，便于水流和粒度较小的沙石通过，不会影响道路两侧的排水，当发生泥石流时，会对石笼带造成冲击，利用石笼带中碎石之间的间隙变化，来抵消泥石流中大石块的冲击，减小泥石流对路基造成的伤害。

3.石笼带中石笼与混凝土墙体多点进行固定，将石笼固定的更牢固，抗冲击能力更强，不同高度的石笼采用层层叠放的排布方式，下层承担上层的压力，同时混凝土墙体也会承担一部分压力，使整个边坡防护结构受到的压力分别传递给边坡和路基，分散压力。

4.本发明中的石笼单独设置，一个石笼发生损坏或者破裂，可以直接进行更换，不需要影响其他石笼的正常工作，石笼更换维护方便。

附图说明

图1是本发明防护系统的整体结构示意图。

图2是本发明防护系统的断面结构示意图。

图中，1、混凝土墙体，100、边坡，11、凸棱，12、种植槽，2、锚杆，200、路基，21、长锚杆，22、短锚杆，23、棘杆，3、石笼带，300、排水沟，301、引水槽，31、石笼，32、连接筋，33、防脱架。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1和2，为本发明公开的一种严寒山区公路路堑边坡生态防护系统，设置于公路两旁的边坡100上，边坡为斜面，下端延伸到路基200的两侧，边坡100与路基200之间形成沿道路延伸方向设置的排水沟300，排水沟300的底面高度小于路基200的高度。防护系统包括设置在边坡100上的固定防护结构和设置在固定防护结构上的活动防护结构。

固定防护结构包括设置在边坡100上呈阶梯形布置的混凝土墙体1以及锚固在边坡100内的锚杆2。混凝土墙体1从边坡100顶部向下层层设置，每一级都包括立侧面和平面，混凝土墙体1的最下端一级与路基200之间设置为排水沟300，排水沟300的底面高度小于路基200的表面高度，为了方便排水沟300的排水，排水沟300底部设置有引水槽301，引水槽301的宽度小于排水沟300，引水槽301沿排水沟300的延伸布设方向设置，将进入到排水沟300中的水流和泥沙进一步汇聚起来进行排走。

锚杆2在每一级的混凝土墙体1上均布置多个，并且每个锚杆2的端部从混凝土墙体1的立侧面表面伸出，并且位于边坡100内的长度较大，锚杆2垂直于混凝土墙体1的立侧面锚固。锚杆2位于混凝土墙体1中的部分设置有棘杆23，棘杆23为沿径向焊接在锚杆2上的金属杆体，使锚杆2通过棘杆23更好的卡在混凝土墙体1中，棘杆23随锚杆2一起浇筑在混凝土墙体1中。

参照图1，每级混凝土墙体1的立侧面上均间隔设置有若干凸棱11，凸棱11的横截面为矩形，高度与混凝土墙体1的立侧面高度相同，相邻两个凸棱11之间形成凹槽，凹槽的宽度大于凸棱11的宽度。不同层级的混凝土墙体1上设置的凸棱11的上下位置相对应。锚杆2分两种，包括长锚杆21和短锚杆22，均用于活动防护结构的固定；长锚杆21设置在相邻两个凸棱11之间的凹槽中间并且伸出的长度较大，短锚杆22从凸棱11的中间位置向外侧面伸出，并且伸出的长度较小。

凸棱11的顶部开设有种植槽12，种植槽12的宽度大于凸棱11向外凸出的宽度，种植槽12呈矩形，内部为土壤层，种植有护坡绿植，为了跟好的起到生态护坡作用，护坡绿植采用攀爬类植物，本实施例中护坡绿植采用爬山虎，爬山虎向上层的石笼带3上攀爬，将石笼带3进行覆盖，能够增强护坡的生态防护能力，起到道路两旁绿化的作用。

活动防护结构包括沿混凝土墙体1每阶平面布置的石笼带3，石笼带3的高度与混凝土墙体31单个阶梯的立侧面高度相同，混凝土墙体1阶梯平面的宽度为石笼带3宽度的一半，石笼带3放置在混凝土墙体1上时，上层的石笼带3一部分搭接在混凝土墙体1的平面上，另一部分搭接在下层的石笼带3上，向下层层搭接，直至最下层石笼带3设置在排水沟300中，搭接好之后的石笼带3之间可以用钢丝绑扎固定。锚杆2伸出的部分则与石笼带3连接，将石笼带3固定在混凝土墙体1上，使石笼带3牢固安装。

每一层的石笼带3均由若干个石笼31组成，石笼31整体呈矩形，石笼31内填充有碎石，本实施例中的碎石采用集中回收利用路堑施工废弃残留的石料，具有绿色经济，取材方便的特点。石笼31的宽度等于两个相邻凸棱11之间的宽度，使石笼31能够恰好卡在相邻的两个凸棱11之间，相邻的石笼31之间不直接接触，以短锚杆22作为中间媒介，通过连接筋32进行连接，连接筋32是在石笼31内横向穿设钢筋，连接筋32两端从石笼31的两侧穿出，分别连接在石笼31两侧相邻的短锚杆22上。

本实施例的实施原理为：结合附图1和2，本发明的防护系统在安装建造时，先确定锚杆2的锚固点，按照长锚杆21和短锚杆22交替进行的顺序，将长锚杆21和短锚杆22锚固在边坡100中，层层向下锚固；以长锚杆21和短锚杆22作为定位在边坡100上浇筑出阶梯式的混凝土墙体1和每级混凝土墙体1上的凸棱11，保证长锚杆21和短锚杆22足够的穿出长度；待混凝土墙体1硬化养护好之后，从下向上层层安装石笼带3，先将最下层石笼带3安装在排水沟300中，铺满排水沟300之后，向石笼31中灌满碎石；在混凝土墙体1的相邻凸棱11之间安装石笼31，使长锚杆21端部穿过石笼31，并从石笼31外侧穿出，将长锚杆21多余的部分进行弯折，贴在石笼外侧，以长锚杆21弯折的部分为基础，在石笼31外侧面焊接十字型的防脱架33，将防脱架33与石笼31绑扎；将连接筋32平行于凸棱11的外侧面从石笼31中穿过，连接筋32的两端分别焊接在相邻的两个短锚杆22上；将石笼31与长锚杆21和短锚杆22分别固定之后，向石笼31中装填碎石，然后层层往上布设石笼带3。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种严寒山区公路路堑边坡生态防护系统，其特征在于：包括设置在边坡（100）上的固定防护结构和设置在固定防护结构上的活动防护结构；

所述固定防护结构包括设置在边坡（100）上呈阶梯形的混凝土墙体（1）以及锚固在边坡（100）内的锚杆（2），所述混凝土墙体（1）下端与路基（200）之间形成排水沟（300），所述锚杆（2）端部从混凝土墙体（1）表面伸出；

所述活动防护结构包括沿混凝土墙体（1）每阶平面布置的石笼带（3），所述锚杆（2）伸出的部分与石笼带（3）连接。

2.根据权利要求1所述的一种严寒山区公路路堑边坡生态防护系统，其特征在于：所述混凝土墙体（1）的立侧面间隔设置有若干凸棱（11），所述石笼带（3）由若干个石笼（31）组成，所述石笼（31）嵌入到相邻的两个凸棱（11）之间。

3.根据权利要求2所述的一种严寒山区公路路堑边坡生态防护系统，其特征在于：所述锚杆（2）包括长锚杆（21）和短锚杆（22）；所述长锚杆（21）设置在相邻的两个凸棱（11）之间，穿过石笼（31）至外侧面，与所述石笼（31）固定；所述短锚杆（22）从凸棱（11）的外侧面伸出，并与两侧的石笼（31）连接。

4.根据权利要求3所述的一种严寒山区公路路堑边坡生态防护系统，其特征在于：所述石笼（31）内横向穿设有连接筋（32），所述连接筋（32）两端从石笼（31）的两侧穿出，连接在石笼（31）两侧的短锚杆（22）上。

5.根据权利要求3所述的一种严寒山区公路路堑边坡生态防护系统，其特征在于：所述长锚杆（21）穿过石笼（31）的一端连接有防脱架（33），所述防脱架（33）固定在石笼（31）的外侧面上。

6.根据权利要求1所述的一种严寒山区公路路堑边坡生态防护系统，其特征在于：所述石笼带（3）的高度与混凝土墙体（1）单个阶梯的立侧面高度相同，上层的石笼带（3）搭接在下层的石笼带（3）上。

7.根据权利要求2所述的一种严寒山区公路路堑边坡生态防护系统，其特征在于：所述凸棱（11）顶部开设有种植槽（12），所述种植槽（12）内种植有护坡绿植，所述护坡绿植采用攀爬类植物。

8.根据权利要求1所述的一种严寒山区公路路堑边坡生态防护系统，其特征在于：所述锚杆（2）垂直于混凝土墙体（1）的立侧面锚固在边坡（100）中，所述锚杆（2）位于混凝土墙体（1）中的部分设置有棘杆（23）。

9.根据权利要求1所述的一种严寒山区公路路堑边坡生态防护系统，其特征在于：所述排水沟（300）内也设置有石笼带（3），所述排水沟（300）的深度小于石笼带（3）的高度。

10.根据权利要求9所述的一种严寒山区公路路堑边坡生态防护系统，其特征在于：所述排水沟（300）底部设置有引水槽（301），所述引水槽（301）沿排水沟（300）的布设方向设置。

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