CN112431213B - 人工边坡半刚性支护生态综合处治结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人工边坡半刚性支护生态综合处治结构及其施工方法，包括锚固系统、绿化系统、排补储水系统，多个锚固系统分别一一对应竖直固定于每级开挖成台阶状的人工边坡的每个台阶上，每个锚固系统和与其对应的人工边坡的台阶形成绿化系统容纳腔；所述绿化系统设置于锚固系统与人工边坡形成的绿化系统容纳腔内，对人工边坡进行综合生态防治；所述排补储水系统从人工边坡的坡顶延伸至坡底，且排补储水系统与每个绿化系统容纳腔双向连通，排出每个绿化系统容纳腔内部水的同时，能够存储水，并能够在干旱时向绿化系统容纳腔内部补水。不仅能有效排出雨水，且能同时兼顾蓄水、补水，防止边坡表层岩石风化崩解，降低了植被养护成本。

Description

人工边坡半刚性支护生态综合处治结构及其施工方法

技术领域

本发明属于边坡处治技术领域，涉及一种用于不良地质岩土体的人工边坡半刚性支护生态综合处治结构及其施工方法。

背景技术

不良地质岩土体边坡内部岩土体一般具有遇水易崩解软化、蠕变变形大等特性，在我国南方地区，不良地质岩土体人工边坡分布极其广泛，如：炭质泥岩、粉砂质泥岩边坡，在南方地区湿热环境长期作用下，土体抗剪强度迅速降低，经多次干湿循环后边坡内部岩土体会崩解成块状、粒状，对不良地质岩土体人工边坡的稳定性产生重大影响。

裸露不良地质岩土体人工边坡与自然背景山体的颜色形成强烈反差，并且由于不良地质岩土体人工边坡保水性差且土壤相对贫瘠，缺少植物生长的必要条件，对美观效果和水土保持都产生了极为不利的影响。目前，常用的护坡方法主要有：喷射混凝土、砌石护坡、锚杆支护、植生混凝土、抗滑桩等。虽然上述方法均能在一定程度上提高边坡稳定性，但是难以满足生态护坡的要求；使用格构技术护坡时，虽然可在框格之内种植花草达到水土保持、增强美观的效果，但是在边坡防排水、格构间岩土体稳固方面仍存在一定缺陷。

上述护坡方法除了在绿化方面存在一定缺陷之外，在边坡排、补、储水方面也未有较好的处理方式。边坡表面积水若不能及时排出，将导致不良地质岩土体人工边坡表层岩石崩落，土质边坡表层失稳，对边坡的稳定性造成隐患。此外，在工程施工、运营期间，由于边坡开挖、下雨导致积水等因素，不良地质岩土体人工边坡浅层失稳频繁，严重影响工程建设进度与安全运营。

公开号为CN107143019A的发明专利公开了一种岩质边坡景观排水装置及其施工方法，该发明涉及用于岩质边坡的排水和绿化，但在边坡加固和边坡蓄、补水方面没有提出较好的技术指导；公开号为CN110777822A的发明专利公开了一种易风化岩质边坡裂隙涌水的集排系统，该发明能有效实现岩体裂隙涌水的集中排出，防止坡面冲刷，增加边坡持久稳定性的易风化岩质边坡裂隙涌水的集排系统，但在边坡绿化、加固方面未提出解决措施。

现有的不良地质岩土体人工边坡加固方法普遍存在以下几个问题：

1、对边坡进行加固的同时，在边坡排水方面未有较好的处理措施，在南方湿热条件下，边坡表层岩石经多次干湿循环后边坡内部岩体会崩解成粒状，即使对边坡进行了加固措施，边坡稳定性仍然会受到较大影响；

2、现有边坡处治技术在边坡种植植被后，遇上干旱季节植被需进行人工洒水，增加养护成本；

3、边坡表层岩石的风化崩解是无法完全避免的，在施工、运营期间，由于降雨等自然因素导致边坡表层岩石风化崩解，边坡浅层失稳频繁，严重影响工程建设进度与安全运营。

发明内容

本发明的目的在于提供一种人工边坡半刚性支护生态综合处治结构，以解决现有边坡处治技术易发生边坡表层岩石风化崩解、边坡植被养护成本好的问题。

本发明实施例的另一目的在于提供一种人工边坡半刚性支护生态综合处治结构的施工方法。

为解决上述技术问题，本发明实施例所采用的技术方案是：人工边坡半刚性支护生态综合处治结构，包括锚固系统、绿化系统、排补储水系统，多个锚固系统分别一一对应竖直固定于每级开挖成台阶状的人工边坡的每个台阶上，每个锚固系统和与其对应的人工边坡的台阶形成绿化系统容纳腔；所述绿化系统设置于锚固系统与人工边坡形成的绿化系统容纳腔内，对人工边坡进行综合生态防治；所述排补储水系统从人工边坡的坡顶延伸至坡底，且排补储水系统与每个绿化系统容纳腔双向连通，排出每个绿化系统容纳腔内部水的同时，能够存储水，并能够在干旱时向绿化系统容纳腔内部补水。

本发明实施例所采用的另一技术方案是：人工边坡半刚性支护生态综合处治结构的施工方法，按照以下步骤进行：

步骤S1、整理边坡，清除边坡表面杂物；

步骤S2、从坡顶自上而下分级进行坡面的梯级开挖形成人工边坡，每级人工边坡间设边坡平台，每级人工边坡的边坡平台上开挖一条排水沟；每级人工边坡表面开挖呈台阶状，且每级人工边坡的水平方向按照一定坡度开挖；

步骤S3、在人工边坡上规划好每一块预制混凝土挡板的位置并对其进行安装，预制混凝土挡板整体呈梅花形排列；安装好预制混凝土挡板后在预制混凝土挡板上部和预制混凝土挡板中部靠近绿化系统容纳腔的一侧，以及混凝土受力板位于绿化系统容纳腔内的两个竖直侧面均铺设一层防水土工布；

步骤S4、穿过预制混凝土挡板上的混凝土受力板以及预制混凝土挡板上部中心预留的孔洞，在垂直于不良地质岩土体的人工边坡的方向上打锚孔，上下两个锚孔间隔两块预制混凝土挡板；

步骤S5、穿过混凝土受力板、预制混凝土挡板上部以及锚孔在垂直于人工边坡的方向上打入锚杆，打入锚杆后对其锚固段进行注浆，当锚固体达到设计强度后，对锚杆施加预应力，并拧紧混凝土受力板外侧上的螺丝将锚杆固定以加固人工边坡；

步骤S6、水平方向上每间隔一定数量的预制混凝土挡板开挖一条从人工边坡顶部延伸至其底部的纵向排水通道，并使排水沟与纵向排水通道连通；然后在纵向排水通道处每上下间隔一定数量的预制混凝土挡板开挖一个蓄水池，蓄水池位于纵向排水通道正下方并与纵向排水通道连通，蓄水池开挖好以后用混凝土进行护壁支护，在蓄水池内壁上喷涂防水材料使其不渗水、不漏水；

步骤S7、将预制混凝土挡板上的集水槽与蓄水池通过尼龙绳连通，在相邻两条纵向排水通道之间的预制混凝土挡板上的预留通道处铺设水平方向的尼龙绳，每根水平方向的尼龙绳连接相邻两块预制混凝土挡板，每根水平方向的尼龙绳一端连接前一预制混凝土挡板的集水槽的进水口，其另一端连接后一预制混凝土挡板的集水槽出水口处的隔水挡板内侧，形成水平逐级吸水的补水系统，且靠近每条纵向排水通道的预制混凝土挡板上的水平方向的尼龙绳延伸至侧边的蓄水池底部；相邻两条纵向排水通道之间位于左右两端的预制混凝土挡板上还设有纵向的尼龙绳，纵向的尼龙绳纵向连接与其对应的纵向排水通道下的每一个蓄水池，形成纵向逐级吸水的补水系统，并将水平方向的尼龙绳与纵向的尼龙绳相连，铺设好尼龙绳后用建筑胶粉将其与预制混凝土挡板固定；

步骤S8、在预制混凝土挡板中部上铺厚度为15~20cm的碎石，再在碎石上铺一层厚度为10~20cm的植生土），在植生土表层靠近预制混凝土挡板上部处放置排水管，最后在植生土上种植金边阔叶麦冬或花叶冬青等常绿的植物。

本发明实施例的有益效果是：

1.共设有四处排水装置，其中位于预制混凝土挡板处的集水槽和边坡纵向排水通道能及时排出边坡表层的雨水，同时还能排出边坡内部裂隙水，位于边坡平台的排水沟和植生土处的排水管可快速排出坡面积水，可以最大程度上排出边坡表面、内部的水分，这种排水方式兼顾了排出坡面水、排出坡体裂隙水，从而减少了坡面水在边坡岩土体表面的径流长度，大幅降低坡面水对坡面的冲刷作用，并能够防止坡面溢水裂隙附近岩土体软化，再通过├型预制混凝土挡板中的集水槽防止下渗水，进一步能够防止坡面附近岩土体因干湿循环出现表层崩解剥落的现象，解决了现有边坡处治技术易发生边坡表层岩石风化崩解的问题。

2.本发明不仅能有效排出雨水，且能同时兼顾蓄水、补水。位于集水槽出水口处的隔水挡板，可分段在集水槽内储存部分水分，同时边坡上挖有蓄水池，储存的水分不仅可以为边坡植被的生长提供水分，同时可以溶解空气、养料，为边坡植被提供良好的生长环境。设置在预制混凝土挡板上的尼龙绳，可通过尼龙绳和植物根尖的毛细现象分段自动吸水，避免因土壤干旱导致需要频繁进行人工洒水，甚至边坡表面植被出现凋亡，节省了大量劳动力，降低了植被养护成本，保证了绿化效果，解决了现有边坡处治技术的边坡植被养护成本好的问题。

3.采用一种半刚性新型组合支护结构，能在兼顾排、补、储水的同时，起到防止边坡表面块石滚落、浅层失稳的作用。本发明实施例中使用到的├型预制混凝土挡板能够与预应力锚杆结合共同作用防止浅层失稳，这种半刚性支护方式能有效地发挥岩体自承能力，允许岩体有一定变形而不被破坏，甚至同被加固的岩体作整体运动时仍能保证相当大支护抗力，即可以允许边坡向外产生一定变形，提高坡面附近岩体的正应力，还可以边开挖边支护，防止边坡表面块石滚落、浅层失稳。此外├型预制混凝土挡板一半埋入土中，暴露于空气中的长度较短，降低了坡面复绿时对植物高度的要求，预制混凝土挡板之间通过边缘锯齿状结构连接，通过预制混凝土挡板间产生的摩擦力紧密相连，在打入锚杆的预制混凝土挡板打入锚杆处设有一块混凝土受力板，该混凝土受力板与梯形的混凝土嵌型板形成嵌套式结构，梯形的混凝土嵌型板紧靠上方的预制混凝土挡板的竖直板，通过混凝土受力板和混凝土嵌型板的组合不仅可以承受锚杆的力，还可以使预制混凝土挡板与锚杆形成一个整体，有利于整体分担局部├型预制混凝土挡板受力过大而产生的变形与破坏，当上方局部├型预制混凝土挡板产生较大变形时，其可以通过混凝土嵌型板将力传递到下方的预制混凝土挡板，下方的预制混凝土挡板再将力传递到其上的锚杆上，能有效防止边坡表层岩土体局部失稳时，局部├型预制混凝土挡板受力过大而破坏。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例人工边坡半刚性支护生态综合处治结构的侧视图。

图2是本发明实施例人工边坡半刚性支护生态综合处治结构的预制混凝土挡板的侧视图。

图3是本发明实施例人工边坡半刚性支护生态综合处治结构的俯视图。

图4是本发明实施例人工边坡半刚性支护生态综合处治结构的预制混凝土挡板的俯视图。

图5是本发明实施例人工边坡半刚性支护生态综合处治结构的正视图。

图6是本发明实施例人工边坡半刚性支护生态综合处治结构的打入锚杆的预制混凝土挡板的正视图。

图7是本发明实施例人工边坡半刚性支护生态综合处治结构的打入锚杆的预制混凝土挡板的俯视图。

图8是本发明实施例人工边坡半刚性支护生态综合处治结构的混凝土板的侧视图。

图9是本发明实施例人工边坡半刚性支护生态综合处治结构的混凝土板的俯视图。

图10是本发明实施例人工边坡半刚性支护生态综合处治结构的预制混凝土挡板的竖板的配筋三视图。

图11是本发明实施例人工边坡半刚性支护生态综合处治结构的预制混凝土挡板中部的配筋三视图。

图12是本发明实施例人工边坡半刚性支生态综合处治结构的混凝土受力板配筋图。

图13是本发明实施例人工边坡半刚性支护生态综合处治结构的尼龙绳与蓄水池的连接示意图。

图14是本发明实施例人工边坡半刚性支护生态综合处治结构的排水管示意图。

图中，1.预制混凝土挡板，1-1.预制混凝土挡板上部，1-2.预制混凝土挡板下部，1-3.预制混凝土挡板中部，2.锚杆，3.植生土，4.碎石，5.排水沟，6.蓄水池，7.排水管，8.集水槽，9.隔水挡板，10.植物，11.人工边坡，12.边坡平台，13.纵向排水通道，14.混凝土受力板，15.混凝土嵌型板，16.尼龙绳，17.铁质垫板，18.吊装孔，19.螺丝。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1~7所示，本实施例提供一种用于不良地质岩土体的人工边坡半刚性支护生态综合处治结构，包括锚固系统、绿化系统、排补储水系统3个部分，多个锚固系统分别一一对应竖直固定于每级人工开挖成台阶状的人工边坡11的每个台阶上，每个锚固系统和与其对应的人工边坡11的台阶形成绿化系统容纳腔；所述绿化系统设置于锚固系统与人工边坡11形成的绿化系统容纳腔内，对人工边坡11进行综合生态防治；所述排补储水系统从人工边坡11的坡顶延伸至坡底，且排补储水系统与每个绿化系统容纳腔双向连通，排出每个绿化系统容纳腔内部水的同时，能够存储水，并能够在干旱时向绿化系统容纳腔内部补水。

具体的，所述锚固系统包括预制混凝土挡板1和锚杆2，预制混凝土挡板1呈“├”型，其由竖直设置的预制混凝土挡板上部1-1、预制混凝土挡板下部1-2和水平设置的预制混凝土挡板中部1-3组成，预制混凝土挡板上部1-1和预制混凝土挡板下部1-2上下对应形成一条竖板，该竖板与预制混凝土挡板中部1-3垂直连接；预制混凝土挡板上部1-1、预制混凝土挡板下部1-2和水平设置的预制混凝土挡板中部1-3可一体成型。预制混凝土挡板下部1-2的高度小于预制混凝土挡板上部1-1的高度，锚杆2从预制混凝土挡板上部1-1的外侧中心处垂直打入人工边坡11中，将预制混凝土挡板中部1-3与其所在的人工边坡11的台阶固定连接，此时预制混凝土挡板上部1-1、预制混凝土挡板中部1-3和和其所在的人工边坡11的台阶共同形成绿化系统容纳腔，预制混凝土挡板1的竖板的配筋结构如图10所示，预制混凝土挡板1的预制混凝土挡板中部1-3的配筋结构如图11所示，配筋可依据实际需求进行调整。所述预制混凝土挡板中部1-3和预制混凝土挡板上部1-1靠近绿化系统容纳腔的一侧铺设有防水土工布。

所述绿化系统由植生土3、碎石4和植物10组成，碎石4和植生土3从下到上依次设置于绿化系统容纳腔中，植物10种植于植生土3中。

所述排补储水系统由排水沟5、蓄水池6、排水管7、集水槽8、纵向排水通道13和尼龙绳16组成，蓄水池6位于人工边坡11上，且蓄水池6设置有多个，人工边坡11上上下以及左右均间隔一定数量的预制混凝土挡板1设置一个蓄水池6，且上下对应的蓄水池6通过一条从人工边坡11的顶部延伸至其底部的纵向排水通道13连通，具体的，本实施例为保证补水效果，在工边坡11上上下每间隔四块预制混凝土挡板1置一个蓄水池6，左右每间隔五块预制混凝土挡板1设置一个蓄水池6，因此在人工边坡11上左右每间隔五块预制混凝土挡板1设置一条纵向排水通道13。所有蓄水池6在距纵向排水通道13的下方开挖，本实施例在纵向排水通道13下方0.3m处开挖蓄水池6，保证从纵向排水通道13排出的水优先储存在蓄水池6中，当蓄水池6蓄满水后再通过纵向排水通道13排出边坡。集水槽8设置在预制混凝土挡板中部1-3上表面内，且集水槽8沿预制混凝土挡板中部1-3的长度方向设置，距集水槽8出水口0.05m处设有隔水挡板9，隔水挡板9在允许排出水的同时可以储存部分水于集水槽8中，用于植物的生长；集水槽8通过尼龙绳16与附近的蓄水池6连通，具体的，相邻两条纵向排水通道13之间的预制混凝土挡板1上的预留通道处铺设水平方向的尼龙绳16，每根水平方向的尼龙绳16连接相邻两块预制混凝土挡板1，具体的，每根水平方向的尼龙绳16一端连接前一块预制混凝土挡板1的集水槽8的进水口，其另一端连接后一预制混凝土挡板1的集水槽8处的隔水挡板9内侧（集水槽8一端为进水口，另一端为出水口，隔水挡板9设置于集水槽8的出水口，隔水挡板9内侧即为隔水挡板9靠近进水口的一侧），形成水平逐级吸水的补水系统，如图4所示，且靠近每条纵向排水通道13的预制混凝土挡板1上的水平方向的尼龙绳16延伸至侧边的蓄水池6底部；相邻两条纵向排水通道13之间位于左右两端的预制混凝土挡板1上还设有纵向的尼龙绳16，纵向的尼龙绳16纵向连接与其对应的纵向排水通道13下的每一个蓄水池6，形成纵向逐级吸水的补水系统，如图13所示，且水平方向的尼龙绳16与纵向的尼龙绳16相连。这样设置是利于尼龙绳16从集水槽8和蓄水池6中吸水供养植被，且这样设置不会阻碍排水，本实施例中尼龙绳16还可替换为其他具有良好的吸水性（利用毛细现象吸水）和不易降解的特性的绳子。

排水沟5横向设置于与其对应的人工边坡11顶部的边坡平台12上，用于快速排出坡面积水，排水沟5和与其对应的人工边坡11上的所有纵向排水通道13连通；排水管7位于绿化系统的植生土3表层，相邻两条纵向排水通道13之间的处于同一水平高度上的预制混凝土挡板1相接使得其内的排水管7连通形成第一水平排水通道，并使得其内的集水槽8连通形成第二水平排水通道，第一水平排水通道和第二水平排水通道均与其左右两侧的纵向排水通道13连通，排水管7连通形成的第一水平排水通道用于排出坡面表层雨水，防止雨水下渗；集水槽8连通形成第二水平排水通道用于排出边坡内部裂隙水，同时可以储存部分水用于植物的生长。所述排补储水系统的排水管7的上半部分设有排水小孔，如图14所示，以便雨水流入排水管7中从而能更加快速的排水。所述锚固系统的预制混凝土挡板中部1-3位于绿化系统容纳腔底部的部分的上表面前后两侧向中间的集水槽8方向倾斜3°~5°，以便于集水，本实施例的集水槽8尺寸可设置为宽0.06m、深0.05米，可在距集水槽8的出水口0.05m处设置高0.05m、宽0.06m的隔水挡板9，如图5所示。

具体的，所述预制混凝土挡板1的左右边缘呈锯齿状，如图3~4所示，相邻两条纵向排水通道13之间左右相邻的两个预制混凝土挡板1通过其左右边缘的锯齿交叉连接并通过沥青进行接缝处理。

所述锚固系统的打入锚杆2的预制混凝土挡板1上设置有一块混凝土板，该混凝土板是由混凝土受力板14和混凝土嵌型板15两部分组成的嵌套式结构，如图8~9所示，所述混凝土嵌型板15固定于上一预制混凝土挡板1的预制混凝土挡板下部1-2外侧，所述混凝土受力板14固定于当前的打入锚杆2的预制混凝土挡板1的预制混凝土挡板上部1-1外侧中心位置，且混凝土受力板14一端穿过与其固定连接的预制混凝土挡板1的预制混凝土挡板上部1-1后嵌于混凝土嵌型板15上对应的凹槽内，混凝土受力板14与混凝土嵌型板15通过混凝土嵌型板15上的凹槽嵌套为一体，混凝土受力板14的配筋图如图12所示，其配筋可依据实际需求进行调整。锚杆2依次经混凝土受力板14和预制混凝土挡板1的预制混凝土挡板上部1-1后从预制混凝土挡板上部1-1的中心处垂直打入人工边坡11中，并通过位于混凝土受力板14外侧的螺丝19锁紧锚杆2。

由于边坡的破坏是从上往下、向外膨胀破坏的，本发明实施例预制混凝土挡板1和混凝土受力板14、混凝土嵌型板15的存在，能够将预制混凝土挡板1和锚杆2形成一个整体，当上侧局部的“├”型的预制混凝土挡板1产生较大变形时，该可以预制混凝土挡板1通过混凝土嵌型板15将力传递到下侧的预制混凝土挡板1，下侧的预制混凝土挡板1再将力传递到锚杆2上。通过向下传递力的作用，传递到锚杆2共同抵抗破坏力的作用，适应边坡表层的破坏。除此之外，混凝土受力板14和混凝土嵌型板15能承担部分打入锚杆2时的作用力，当锚杆2打入后施加锚固力时，该由混凝土受力板14和混凝土嵌型板15嵌合组成的混凝土板也会承受部分力，防止预制混凝土挡板1因承受过大的力而产生变形，防止因锚杆2的力太大且所有作用力均作用于预制混凝土挡板1导致预制混凝土挡板1开裂。当施加锚固力时，混凝土受力板14会因受力而向前移动，此时便会紧贴混凝土嵌型板15，从而形成一个嵌套结构。混凝土嵌型板15上的凹槽与混凝土受力板14同宽，其高度为可以嵌入混凝土受力板14即可，可根据实际情况进行调整。

混凝土受力板14外侧打入锚杆2的位置处设有一块铁质垫板17，如图10所示，铁质垫板17用于传递应力，改善端部受力，增强加固效果，方便施加预应力。铁质垫板17、混凝土受力板14以及与其对应的预制混凝土挡板上部1-1的中心设置有一个贯穿三者的孔洞，该孔洞用于打入锚杆2，本实施例中该孔洞的孔径设置为0.1m。所述锚杆2可以是端部扩大头型锚杆或者连续球型锚杆，应根据不同地质的边坡选择不同类型的锚杆。预制混凝土挡板1呈梅花型分布于人工边坡11上，即上下行的预制混凝土挡板1错位设置，如图3以及图5所示，同一水平高度上，每块预制混凝土挡板皆打入锚杆2，上下两根锚杆2间隔两块预制混凝土挡板1设置，如图1及图5所示。

本实施例中，所述锚固系统的预制混凝土挡板保护层厚度为0.025m，预制混凝土挡板保护层是指预制混凝土挡板1的中起到保护钢筋、避免钢筋直接裸露的那一部分混凝土，其主要起到保护钢筋、保证混凝土与钢筋之间的握裹力，确保结构受力性能和承载力的作用。预制混凝土挡板1的总高为0.5m，长为3m；预制混凝土挡板上部1-1厚为0.15m，高为0.3m，长为3m；预制混凝土挡板下部1-2厚为0.15m，高为0.2m，长为3m；预制混凝土挡板中部1-3厚为0.15m，长为3m，宽为0.5m；预制混凝土挡板1、锚杆2和混凝土受力板14配筋皆为φ16，间距0.15m*0.15m；混凝土受力板14厚为0.3m；锚杆2直径为0.1m，长为7m；尼龙绳16的直径为0.03m；排水沟5的宽为0.3m，深为0.3m；排水管7的直径为0.1m；纵向排水通道13的宽为0.3m，深为0.3m；蓄水池6的长为0.5m，宽为0.5m，深为0.5m；铁质垫板17的长为0.1m，宽为0.1m，厚为0.015m。本实施例的这些尺寸可根据实际需求调整。

实施例2

将锚杆2分为自由段和锚固段，锚杆2作为深入地层的受拉构件，其自由段是指将锚杆头处的拉力传至锚固体区域，自由段的功能是对锚杆2施加预应力；其锚固段是指水泥浆体将预应力筋与土层粘结的区域；锚固段的功能是将锚固体与土层的粘结摩擦作用增大，增加锚固体的承压作用，将自由段的拉力传至土体深处。图1分界线以上靠近边坡处为自由段，分界线以下为锚固段。

本实施例提供一种用于不良地质岩土体人工边坡半刚性支护生态综合处治结构的施工方法，按照以下步骤进行：

步骤S1、整理边坡，清除边坡表面杂物；

步骤S2、用挖掘机从坡顶自上而下分级进行坡面的梯级开挖形成人工边坡11，每级人工边坡11间设边坡平台12，每级人工边坡11的边坡平台12上开挖一条排水沟5；每级人工边坡11表面开挖呈台阶状，且每级人工边坡11的水平方向按照一定坡度开挖；本实施例中的人工边坡11每8m为一级，设置边坡平台12的宽度为1m，每级人工边坡11的边坡平台12上开挖一条宽0.3m、深0.3m的排水沟5；每级人工边坡11表面开挖呈台阶状，开挖宽度为0.5m，开挖高度为0.5m，每级人工边坡11的水平方向开挖坡度为1°；

步骤S3、在人工边坡11上规划好每一块预制混凝土挡板1的位置并对其进行安装，预制混凝土挡板1在工厂制作好以后运输到施工现场，将吊车开至吊装指定区域后，以距预制混凝土挡板上部1-1上边缘两端四分之一处和距离预制混凝土挡板中部1-3外侧两个角点四分之一处为吊装点设置吊装孔18，如图7所示，将预制混凝土挡板1通过吊装孔18用吊装螺丝固定好以后按照设计路线吊至指定位置，对准标记位置后垂直下降，安装好后将吊装孔18用混凝土填充密实，用沥青浇筑相邻两块预制混凝土挡板1之间的接缝，预制混凝土挡板1整体呈梅花形排列，如图3所示；安装好预制混凝土挡板1后在预制混凝土挡板上部1-1、预制混凝土挡板中部1-3靠近绿化系统容纳腔的一侧，以及混凝土受力板14位于绿化系统容纳腔内的两个竖直侧面均铺设一层防水土工布。

步骤S4、穿过预制混凝土挡板1上的混凝土受力板14以及预制混凝土挡板上部1-1中心预留的孔洞，在垂直于不良地质岩土体的人工边坡11的方向上打锚孔（洞），上下两个锚孔（洞）间隔两块预制混凝土挡板1；

步骤S5、穿过混凝土受力板14、预制混凝土挡板上部1-1以及锚孔在垂直于人工边坡11的方向上打入锚杆2，锚固系统的锚杆2直径位0.1m，长位6~8m；打入锚杆2后对锚固段进行注浆，当锚固体达到设计强度后，对锚杆2施加预应力，预应力大小为设计锚固力的60%-70%，并拧紧螺丝19将锚杆2固定以加固人工边坡11；打入锚杆2处的预制混凝土挡板1有一块混凝土受力板14和混凝土嵌型板15，本实施例的混凝土受力板14厚0.3m，混凝土受力板14和混凝土嵌型板15形成嵌套式结构；

注浆就是打入锚杆2后，将水泥浆压入锚孔中以形成锚固段，待水泥浆凝固后对锚杆2进行固定，防止钢拉杆的腐蚀，充填岩层的裂隙及土层的孔隙。当锚固体在锚杆2的尾部，通过锚固体和岩土之间的相互作用，将力传递给地层，它的功用是将来自拉杆的力通过摩擦抵抗力或支承抵抗力传递给稳固的地层，锚固体的可靠性直接决定着整个锚固工程的可靠程度达到设计强度后，对锚杆2施加预应力，保证岩体与锚杆2共同作用，避免岩体与锚杆2被各个击破，从而提高加固体的抗拉、抗弯与抗剪能力，防止岩质边坡过早的出现裂缝和滑移，避免岩体迅速弱化，提高岩质边坡加固体的刚度。施加预应力的一般过程为：①锚筋张拉时，锚斜托台的承压面应平整，并与锚筋的轴线方向垂直。②锚具安装应与锚垫板和千斤顶密贴对中，千斤顶轴线与锚孔及锚筋体轴线 在同一直线上，不得弯压或偏折锚头，确保承载均匀同轴，必要时可用钢质垫片 调整。③锚固体与台座混凝土强度均达到设计强度的80%以上时，方可进行张拉。④锚筋正式张拉之前，应取设计张拉力值的10%〜20%对锚筋进行1〜2次预张拉，以确保锚固体各部分接触密贴，锚筋体顺布平直。⑤严格按照设计要求进行张拉作业。锚筋张拉至设定最大张拉荷载值之后， 应持荷10〜15分钟，然后卸荷锁定。若发现明显的预应力损失，应及时进行补偿张拉。

步骤S6、水平方向上每间隔一定数量的预制混凝土挡板1开挖一条从人工边坡11顶部延伸至其底部的纵向排水通道13，并使排水沟5与纵向排水通道13连通，本实施例以五块预制混凝土挡板1为一个单位，每间隔五块预制混凝土挡板1开挖一条从人工边坡11顶部延伸至其底部的纵向排水通道13；然后在纵向排水通道13处每上下间隔一定数量的预制混凝土挡板1开挖一个蓄水池6，蓄水池6低于纵向排水通道13并与纵向排水通道13连通，本实施例在纵向排水通道13处每上下间隔四块预制混凝土挡板1开挖一个长、宽、深各为0.5m的蓄水池6，本实施例中低于蓄水池6低于纵向排水通道13的尺寸为0.3m，蓄水池6开挖好以后用混凝土进行护壁支护（在蓄水池6内壁上喷射混凝土），并在蓄水池6内壁上喷涂防水材料使其不渗水、不漏水；

步骤S7、将预制混凝土挡板1上的集水槽8与蓄水池6通过尼龙绳16连通，在相邻两条纵向排水通道13之间的预制混凝土挡板1上的预留通道处铺设水平方向的尼龙绳16，每根水平方向的尼龙绳16连接相邻两块预制混凝土挡板1，每根水平方向的尼龙绳16一端连接前一预制混凝土挡板1的集水槽8的进水口，其另一端连接后一预制混凝土挡板1的集水槽8处的隔水挡板9内侧，形成水平逐级吸水的补水系统，且靠近每条纵向排水通道13的预制混凝土挡板1上的水平方向的尼龙绳16延伸至侧边的蓄水池6底部；相邻两条纵向排水通道13之间位于左右两端的预制混凝土挡板1上还设有纵向的尼龙绳16，纵向的尼龙绳16纵向连接与其对应的纵向排水通道13下的每一个蓄水池6，形成纵向逐级吸水的补水系统，并将水平方向的尼龙绳16与纵向的尼龙绳16相连，铺设好尼龙绳16后用建筑胶粉将其与预制混凝土挡板1固定；

步骤S8、在预制混凝土挡板中部1-3铺厚度为15~20cm的碎石4，再在碎石4上铺一层厚度为10~20cm的植生土3，在植生土3表层靠近预制混凝土挡板上部1-1处放置排水管7，最后在植生土3上种植金边阔叶麦冬或花叶冬青等常绿的植物10。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.人工边坡半刚性支护生态综合处治结构，其特征在于，包括锚固系统、绿化系统、排补储水系统，多个锚固系统分别一一对应竖直固定于每级开挖成台阶状的人工边坡（11）的每个台阶上，每个锚固系统和与其对应的人工边坡（11）的台阶形成绿化系统容纳腔；所述绿化系统设置于锚固系统与人工边坡（11）形成的绿化系统容纳腔内，对人工边坡（11）进行综合生态防治；所述排补储水系统从人工边坡（11）的坡顶延伸至坡底，且排补储水系统与每个绿化系统容纳腔双向连通，排出每个绿化系统容纳腔内部水的同时，能够存储水，并能够在干旱时向绿化系统容纳腔内部补水；

所述锚固系统包括预制混凝土挡板（1）和锚杆（2），所述预制混凝土挡板（1）由竖直设置的预制混凝土挡板上部（1-1）、预制混凝土挡板下部（1-2）和水平设置的预制混凝土挡板中部（1-3）组成；

所述排补储水系统包括蓄水池（6）、集水槽（8）和纵向排水通道（13）；

所述蓄水池（6）位于人工边坡（11）上，且蓄水池（6）设置有多个；

所述集水槽（8）设置在预制混凝土挡板中部（1-3）上表面内，集水槽（8）沿预制混凝土挡板中部（1-3）的长度方向设置，集水槽（8）的出水口处设有隔水挡板（9），隔水挡板（9）在允许排出水的同时可以储存部分水于集水槽（8）中；

所述集水槽（8）与附近的蓄水池（6）通过尼龙绳（16）连通，相邻两条纵向排水通道（13）之间的预制混凝土挡板（1）上的预留通道处铺设水平方向的尼龙绳（16），每根水平方向的尼龙绳（16）连接相邻两块预制混凝土挡板（1），每根水平方向的尼龙绳（16）一端连接前一块预制混凝土挡板（1）的集水槽（8）的进水口，其另一端连接后一预制混凝土挡板（1）的集水槽（8）处的隔水挡板（9）内侧，形成水平逐级吸水的补水系统，且靠近每条纵向排水通道（13）的预制混凝土挡板（1）上的水平方向的尼龙绳（16）延伸至侧边的蓄水池（6）底部；相邻两条纵向排水通道（13）之间位于左右两端的预制混凝土挡板（1）上还设有纵向的尼龙绳（16），纵向的尼龙绳（16）纵向连接与其对应的纵向排水通道（13）下的每一个蓄水池（6），形成纵向逐级吸水的补水系统，且水平方向的尼龙绳（16）与纵向的尼龙绳（16）相连。

2.根据权利要求1所述的人工边坡半刚性支护生态综合处治结构，其特征在于，所述预制混凝土挡板上部（1-1）和预制混凝土挡板下部（1-2）上下对应形成一条竖板，该竖板与预制混凝土挡板中部（1-3）垂直连接形成├型的预制混凝土挡板（1）；所述预制混凝土挡板中部（1-3）与其所在的人工边坡（11）的台阶固定连接，预制混凝土挡板上部（1-1）、预制混凝土挡板中部（1-3）和其所在的人工边坡（11）的台阶共同形成绿化系统容纳腔；

所述锚杆（2）从预制混凝土挡板上部（1-1）的外侧中心处垂直打入人工边坡（11）中。

3.根据权利要求2所述的人工边坡半刚性支护生态综合处治结构，其特征在于，所述预制混凝土挡板（1）呈梅花型分布于人工边坡（11）上，且同一水平高度上的每个预制混凝土挡板（1）上均打入锚杆（2），上下两根锚杆（2）间隔两块预制混凝土挡板（1）设置；

所述预制混凝土挡板上部（1-1）、预制混凝土挡板下部（1-2）和水平设置的预制混凝土挡板中部（1-3）一体成型。

4.根据权利要求1所述的人工边坡半刚性支护生态综合处治结构，其特征在于，在人工边坡（11）上，上下以及左右均分别间隔一定数量的预制混凝土挡板（1）设置一个蓄水池（6），上下对应的蓄水池（6）通过一条从人工边坡（11）的顶部延伸至其底部的纵向排水通道（13）连通，且蓄水池（6）均设置于与其连通的纵向排水通道（13）的正下方，从纵向排水通道（13）排出的水优先储存在蓄水池（6）中；

相邻两条纵向排水通道（13）之间的处于同一水平高度上的预制混凝土挡板（1）相接使得其内的集水槽（8）连通形成第二水平排水通道，第二水平排水通道均与其左右两侧的纵向排水通道（13）连通。

5.根据权利要求4所述的人工边坡半刚性支护生态综合处治结构，其特征在于，在人工边坡（11）上，上下每间隔四块预制混凝土挡板（1）设置一个蓄水池（6），左右每间隔五块预制混凝土挡板（1）设置一个蓄水池（6）；

所述排补储水系统还包括排水沟（5），所述排水沟（5）横向设置于与其对应的人工边坡（11）顶部的边坡平台（12）上，且排水沟（5）与和与其对应的人工边坡（11）上的所有纵向排水通道（13）连通；

所述排补储水系统还包括排水管（7），所述排水管（7）的上半部分设有排水小孔，排水管（7）位于绿化系统的植生土（3）表层，相邻两条纵向排水通道（13）之间的处于同一水平高度上的预制混凝土挡板（1）相接使得其内的排水管（7）连通形成第一水平排水通道，第一水平排水通道与其左右两侧的纵向排水通道（13）连通。

6.根据权利要求4所述的人工边坡半刚性支护生态综合处治结构，其特征在于，所述预制混凝土挡板中部（1-3）和预制混凝土挡板上部（1-1）靠近绿化系统容纳腔的一侧铺设有防水土工布；

所述预制混凝土挡板（1）的左右边缘呈锯齿状，相邻两条纵向排水通道（13）之间左右相邻的两个预制混凝土挡板（1）通过其左右边缘的锯齿交叉连接并通过沥青进行接缝处理；

所述锚固系统的预制混凝土挡板中部（1-3）位于绿化系统容纳腔底部的部分的上表面前后两侧向中间的集水槽（8）方向倾斜3°~5°。

7.根据权利要求2~6任一项所述的人工边坡半刚性支护生态综合处治结构，其特征在于，所述锚固系统的打入锚杆（2）的预制混凝土挡板（1）上设置有一块混凝土板，该混凝土板是由混凝土受力板（14）和混凝土嵌型板（15）两部分组成的嵌套式结构；所述混凝土嵌型板（15）固定于上一预制混凝土挡板（1）的预制混凝土挡板下部（1-2）外侧，所述混凝土受力板（14）固定于当前的打入锚杆（2）的预制混凝土挡板（1）的预制混凝土挡板上部（1-1）外侧中心位置，且混凝土受力板（14）一端穿过与其固定连接的预制混凝土挡板（1）的预制混凝土挡板上部（1-1）后嵌于混凝土嵌型板（15）上对应的凹槽内，混凝土受力板（14）与混凝土嵌型板（15）通过混凝土嵌型板（15）上的凹槽嵌套为一体；

所述锚杆（2）依次经混凝土受力板（14）和预制混凝土挡板（1）的预制混凝土挡板上部（1-1）后从预制混凝土挡板上部（1-1）的中心处垂直打入人工边坡（11）中，并通过位于混凝土受力板（14）外侧的螺丝（19）锁紧锚杆（2）。

8.根据权利要求1~6任一项所述的人工边坡半刚性支护生态综合处治结构，其特征在于，所述绿化系统由植生土（3）、碎石（4）和植物（10）组成，碎石（4）和植生土（3）从下到上依次设置于绿化系统容纳腔中，植物（10）种植于植生土（3）中。

9.如权利要求1~6任一项所述的人工边坡半刚性支护生态综合处治结构的施工方法，其特征在于，按照以下步骤进行：

步骤S1、整理边坡，清除边坡表面杂物；

步骤S2、从坡顶自上而下分级进行坡面的梯级开挖形成人工边坡（11），每级人工边坡（11）间设边坡平台（12），每级人工边坡（11）的边坡平台（12）上开挖一条排水沟（5）；每级人工边坡（11）表面开挖呈台阶状，且每级人工边坡（11）的水平方向按照一定坡度开挖；

步骤S3、在人工边坡（11）上规划好每一块预制混凝土挡板（1）的位置并对其进行安装，预制混凝土挡板（1）整体呈梅花形排列；安装好预制混凝土挡板（1）后在预制混凝土挡板上部（1-1）和预制混凝土挡板中部（1-3）靠近绿化系统容纳腔的一侧，以及混凝土受力板（14）位于绿化系统容纳腔内的两个竖直侧面均铺设一层防水土工布；

步骤S4、穿过预制混凝土挡板（1）上的混凝土受力板（14）以及预制混凝土挡板上部（1-1）中心预留的孔洞，在垂直于不良地质岩土体的人工边坡（11）的方向上打锚孔，上下两个锚孔间隔两块预制混凝土挡板（1）；

步骤S5、穿过混凝土受力板（14）、预制混凝土挡板上部（1-1）以及锚孔在垂直于人工边坡（11）的方向上打入锚杆（2），打入锚杆（2）后对其锚固段进行注浆，当锚固体达到设计强度后，对锚杆（2）施加预应力，并拧紧混凝土受力板（14）外侧上的螺丝（19）将锚杆（2）固定以加固人工边坡（11）；

步骤S6、水平方向上每间隔一定数量的预制混凝土挡板（1）开挖一条从人工边坡（11）顶部延伸至其底部的纵向排水通道（13），并使排水沟（5）与纵向排水通道（13）连通；然后在纵向排水通道（13）处每上下间隔一定数量的预制混凝土挡板（1）开挖一个蓄水池（6），蓄水池（6）位于纵向排水通道（13）正下方并与纵向排水通道（13）连通，蓄水池（6）开挖好以后用混凝土进行护壁支护，在蓄水池（6）内壁上喷涂防水材料使其不渗水、不漏水；

步骤S7、将预制混凝土挡板（1）上的集水槽（8）与蓄水池（6）通过尼龙绳（16）连通，在相邻两条纵向排水通道（13）之间的预制混凝土挡板（1）上的预留通道处铺设水平方向的尼龙绳（16），每根水平方向的尼龙绳（16）连接相邻两块预制混凝土挡板（1），每根水平方向的尼龙绳（16）一端连接前一预制混凝土挡板（1）的集水槽（8）的进水口，其另一端连接后一预制混凝土挡板（1）的集水槽（8）出水口处的隔水挡板（9）内侧，形成水平逐级吸水的补水系统，且靠近每条纵向排水通道（13）的预制混凝土挡板（1）上的水平方向的尼龙绳（16）延伸至侧边的蓄水池（6）底部；相邻两条纵向排水通道（13）之间位于左右两端的预制混凝土挡板（1）上还设有纵向的尼龙绳（16），纵向的尼龙绳（16）纵向连接与其对应的纵向排水通道（13）下的每一个蓄水池（6），形成纵向逐级吸水的补水系统，并将水平方向的尼龙绳（16）与纵向的尼龙绳（16）相连，铺设好尼龙绳（16）后用建筑胶粉将其与预制混凝土挡板（1）固定；

步骤S8、在预制混凝土挡板中部（1-3）上铺厚度为15~20cm的碎石（4），再在碎石（4）上铺一层厚度为10~20cm的植生土（3），在植生土（3）表层靠近预制混凝土挡板上部（1-1）处放置排水管（7），最后在植生土（3）上种植常绿的植物（10）。

10.根据权利要求9所述的人工边坡半刚性支护生态综合处治结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S1中每级人工边坡（11）的水平方向开挖坡度为1°；

所述步骤S3安装预制混凝土挡板（1）时，以距预制混凝土挡板上部（1-1）上边缘两端四分之一处和距离预制混凝土挡板中部（1-3）外侧两个角点四分之一处为吊装点设置吊装孔（18），将预制混凝土挡板（1）通过吊装孔（18）用吊装螺丝固定好以后按照设计路线吊至指定位置，对准标记位置后垂直下降，安装好后将吊装孔（18）用混凝土填充密实，用沥青浇筑相邻两块预制混凝土挡板（1）之间的接缝；

所述步骤S5中，对锚杆（2）施加预应力时预应力大小为设计锚固力的60%-70%；

所述步骤S6~S7中的尼龙绳（16）能够替换为其他具有良好的吸水性和不易降解特性的绳子。

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