CN112854252B - 高边坡植生槽飘板的三维预制及受损山体生态修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高边坡植生槽飘板的三维预制及受损山体生态修复方法，本发明包括根据目标高边坡的三维岩面提取植生槽飘板的贴坡曲线，根据植生槽飘板的贴坡曲线确定植生槽飘板的三维模型数据，根据三维模型数据对高边坡植生槽进行三维预制。本发明采用高边坡植生槽飘板预制施工，解决施工过程中空间制约，将混凝土板在预制场安全预制后运至施工现场安装即可，采用预制方式可不搭设高排架施工，降低工程施工风险，减少了措施项目，节约工程费用；根据目标高边坡的三维岩面提取植生槽飘板的贴坡曲线，可以更好的与山体结合，减小雨水对槽内种植土的冲刷，为后续新的预制工艺，如3D打印等方式的普及提供了数据支持。
Description
技术领域
本发明涉及受损山体生态修复技术，具体涉及一种高边坡植生槽飘板的三维预制及受损山体生态修复方法。
背景技术
在受损山体生态修复过程中坡度大于70°的受损边坡常采用植生槽方式进行复绿修复。植生槽是一种常见的边坡绿化方法，适宜于不利于植物根系嵌入山体、硬度大、坡面平滑、较陡的岩石坡面，在类似条件的坡面中，比厚层基材喷播节省。植生槽混凝土面板（植生槽飘板）通常为现浇结构，在边坡上埋设锚杆，将模板固定在构筑该植生槽所需锚杆的两侧，以锚杆作为槽板纵向钢筋，使模板夹住锚杆后在模板内浇筑混凝土，预留底部排水孔，制成混凝土植生槽。现浇结构的植生槽施工技术存在以下问题：1，主体工程量少，但措施项目较多，通常需要花费大量人力、物力和财力搭设超高排架辅助施工，且高排架施工存在诸多风险因素。2，现浇植生槽通常用木模做吊模施工，施工完成后不拆模，在高边坡上这始终是一个安全隐患。3，高排架施工时间长制约施工进度。4，现浇植生槽结构通常连续施工，局部损坏后缺少补救措施。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种高边坡植生槽飘板的三维预制及受损山体生态修复方法，本发明采用高边坡植生槽飘板预制施工，解决施工过程中空间制约，将混凝土板在预制场安全预制后运至施工现场安装即可，采用预制方式可不搭设高排架施工，降低工程施工风险，减少了措施项目，节约工程费用；根据目标高边坡的三维岩面提取植生槽飘板的贴坡曲线，可以更好的与山体结合，减小雨水对槽内种植土的冲刷，为后续新的预制工艺，如3D打印等方式的普及提供了数据支持。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种高边坡植生槽飘板的三维预制方法，包括：
1）根据目标高边坡的三维岩面提取植生槽飘板的贴坡曲线；
2）根据植生槽飘板的贴坡曲线确定植生槽飘板的三维模型数据；
3）根据三维模型数据对高边坡植生槽进行三维预制。
可选地，步骤1）中的目标高边坡为坡角大于预设阈值的裸漏岩质边坡。
可选地，步骤1）之前还包括获取目标高边坡的三维岩面的步骤：确定无人机的飞行航线；通过无人机根据设定的飞行航线贴近摄影测量获取岩面航片数据；将岩面航片数据通过无人机测绘和摄影测量软件生成目标高边坡的三维岩面。
可选地，所述无人机的飞行航线包括目标高边坡的顶部、底部至少的多条水平航线，且相邻水平航线之间通过过渡航线相连。
可选地，步骤1）中根据目标高边坡的三维岩面提取植生槽飘板的贴坡曲线是指针对目标高边坡的三维岩面采用提取等高线形式提取植生槽飘板的贴坡曲线。
可选地，步骤2）中根据植生槽飘板的贴坡曲线确定植生槽飘板的三维模型数据是指根据植生槽飘板的贴坡曲线确定植生槽飘板的平面面形数据，并确定植生槽飘板的设计厚度，从而得到植生槽飘板的三维模型数据。
可选地，根据植生槽飘板的贴坡曲线确定植生槽飘板的平面面形数据包括：
S1）在植生槽飘板的贴坡曲线L0上确定需要安装植生槽飘板的全局起点M和全局终点N，确定全局起点M和全局终点N之间的距离，将全局起点M和全局终点N之间的距离除以设计长度L后取整得到所需的植生槽飘板数量m；
S2）将贴坡曲线L0上的全局起点M作为当前起点，初始化循环变量i为1；
S3）确定第i块植生槽飘板数量的平面面形数据：在当前起点上生成垂直于全局起点M和全局终点N之间连线、且长度为设计宽度W的第一侧边L3，在第一侧边L3的端点朝全局终点N方向生成垂直于第一侧边L3、且长度为设计长度L的对边L2，在对边L2的端点朝贴坡曲线L0方向生成垂直于对边L2的第二侧边L4，的第二侧边L4与贴坡曲线L0相交于当前终点，若循环变量i小于植生槽飘板数量m，则将贴坡曲线L0上的当前起点、当前终点之间的曲线作为第i块植生槽飘板的贴坡曲线L1，得到第i块植生槽飘板的平面面形数据，将循环变量i加1，将当前终点作为新的当前起点，跳转执行步骤S3）；若循环变量i等于植生槽飘板数量m，则将全局终点N作为新的当前终点，删除原第二侧边L4，在新的当前终点做平行于第一侧边L3的垂线得到新的第二侧边L4，新的第二侧边L4与原对边L2相交，将新的第二侧边L4与原对边L2的交点、原对边L2与第一侧边L3的交点之间的线段作为新的对边L2，将贴坡曲线L0上的当前起点、新的当前终点之间的曲线作为第m块植生槽飘板的贴坡曲线L1，得到第m块植生槽飘板的平面面形数据。
此外，本发明还提供一种所述的高边坡植生槽的三维预制系统，包括相互连接的微处理器和存储器，该微处理器被编程或配置以执行所述高边坡植生槽飘板的三维预制方法的步骤，或者该存储器中存储有被编程或配置以执行所述高边坡植生槽飘板的三维预制方法的计算机程序。
此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行所述高边坡植生槽飘板的三维预制方法的计算机程序。
此外，本发明还提供一种受损山体生态修复的方法，包括：（1）针对目标高边坡采用所述高边坡植生槽飘板的三维预制方法预制植生槽飘板；（2）在目标高边坡上安装预制的植生槽飘板，所述植生槽飘板通过锚杆斜插在目标高边坡上的钻孔中且通过灌注水泥砂浆锚固，所述植生槽飘板和目标高边坡之间通过水泥砂浆勾缝、且外壁通刷素水泥浆，所述植生槽飘板与目标高边坡之间呈45～60°夹角；（3）在植生槽飘板与目标高边坡之间空隙中填充种植土；（4）在种植土的内侧种植上攀爬藤植物、中部种植灌木以及外侧种植下垂爬藤植物。
和现有技术相比，本发明具有下述优点：
1、本发明采用高边坡植生槽飘板预制施工，解决施工过程中空间制约，将混凝土板在预制场安全预制后运至施工现场安装即可，采用预制方式可不搭设高排架施工，降低工程施工风险，减少了措施项目，节约工程费用。
2、本发明根据目标高边坡的三维岩面提取植生槽飘板的贴坡曲线，可以更好的与山体结合，减小雨水对槽内种植土的冲刷，为后续新的预制工艺，如3D打印等方式的普及提供了数据支持。
附图说明
图1为本发明实施例方法的基本流程图。
图2为本发明实施例中提取贴坡曲线的原理示意图。
图3为本发明实施例中提取平面面形数据的原理示意图。
图4为本发明实施例中得到的植生槽飘板的三维模型示意图。
图5为本发明实施例中植生槽飘板的安装剖视结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例高边坡植生槽飘板的三维预制方法包括：
1）根据目标高边坡的三维岩面提取植生槽飘板的贴坡曲线；
2）根据植生槽飘板的贴坡曲线确定植生槽飘板的三维模型数据；
3）根据三维模型数据对高边坡植生槽进行三维预制。
本实施例高边坡植生槽飘板的三维预制方法采用高边坡植生槽飘板预制施工，解决施工过程中空间制约，将混凝土板在预制场安全预制后运至施工现场安装即可，采用预制方式可不搭设高排架施工，降低工程施工风险，减少了措施项目，节约工程费用；本实施例高边坡植生槽飘板的三维预制方法根据目标高边坡的三维岩面提取植生槽飘板的贴坡曲线，可以更好的与山体结合，减小雨水对槽内种植土的冲刷，为后续新的预制工艺，如3D打印等方式的普及提供了数据支持。本实施例高边坡植生槽飘板的三维预制方法提供了植生槽飘板与山体异形接触面的数据获取方法，使施工从现浇到异形预制成为可能，降低施工安全风险，节约了施工成本。
本实施例中，步骤1）中的目标高边坡为坡角大于预设阈值的裸漏岩质边坡。作为一种可选的实施方式，本实施例中预设阈值为70°。一般使用植生槽复绿做生态修复的工程区域为大于70°的岩石高边坡，常规的喷播、植草、种树等方式已无法完成此边坡的复绿工作。所以施工区域一般为高陡的裸漏岩质边坡。
本实施例中，步骤1）之前还包括获取目标高边坡的三维岩面的步骤：确定无人机的飞行航线；通过无人机根据设定的飞行航线贴近摄影测量获取岩面航片数据；将岩面航片数据通过无人机测绘和摄影测量软件（ContextCapture或Pix 4D）生成目标高边坡的三维岩面。
本实施例中，无人机的飞行航线包括目标高边坡的顶部、底部至少的多条水平航线，且相邻水平航线之间通过过渡航线相连。
本实施例中，步骤1）中根据目标高边坡的三维岩面提取植生槽飘板的贴坡曲线是指针对目标高边坡的三维岩面采用提取等高线形式提取植生槽飘板的贴坡曲线。使用无人机贴近摄影扫描边坡岩面获取岩面三维空间尺寸，将植生槽飘板所在的高程岩面以曲线导出，结合植生槽设计高度即可完成植生槽飘板三维预制的数据准备。
贴坡曲线为高边坡植生槽飘板与岩石面贴合的地方，该曲线一般在同一个高程，采用提取等高线形式即可获取贴坡曲线。本实施例中，目标高边坡的三维岩面以三角网形式体现，导入Cass或Civil 3D等软件，使用提取等高线命令，可依据高程信息在对应三角网处自动连接形成等高线，即获取了贴坡曲线，如图2中L0所示。
本实施例中，步骤2）中根据植生槽飘板的贴坡曲线确定植生槽飘板的三维模型数据是指根据植生槽飘板的贴坡曲线确定植生槽飘板的平面面形数据，并确定植生槽飘板的设计厚度，从而得到植生槽飘板的三维模型数据。
本实施例中，根据植生槽飘板的贴坡曲线确定植生槽飘板的平面面形数据包括：
S1）在植生槽飘板的贴坡曲线L0上确定需要安装植生槽飘板的全局起点M和全局终点N，确定全局起点M和全局终点N之间的距离，将全局起点M和全局终点N之间的距离除以设计长度L后取整得到所需的植生槽飘板数量m；
S2）将贴坡曲线L0上的全局起点M作为当前起点，初始化循环变量i为1；
S3）确定第i块植生槽飘板数量的平面面形数据：在当前起点上生成垂直于全局起点M和全局终点N之间连线、且长度为设计宽度W的第一侧边L3，在第一侧边L3的端点朝全局终点N方向生成垂直于第一侧边L3、且长度为设计长度L的对边L2，在对边L2的端点朝贴坡曲线L0方向生成垂直于对边L2的第二侧边L4，的第二侧边L4与贴坡曲线L0相交于当前终点，若循环变量i小于植生槽飘板数量m，则将贴坡曲线L0上的当前起点、当前终点之间的曲线作为第i块植生槽飘板的贴坡曲线L1，得到第i块植生槽飘板的平面面形数据，将循环变量i加1，将当前终点作为新的当前起点，跳转执行步骤S3）；若循环变量i等于植生槽飘板数量m，则将全局终点N作为新的当前终点，删除原第二侧边L4，在新的当前终点做平行于第一侧边L3的垂线得到新的第二侧边L4，新的第二侧边L4与原对边L2相交，将新的第二侧边L4与原对边L2的交点、原对边L2与第一侧边L3的交点之间的线段作为新的对边L2，将贴坡曲线L0上的当前起点、新的当前终点之间的曲线作为第m块植生槽飘板的贴坡曲线L1，得到第m块植生槽飘板的平面面形数据。
如图3所示，当前终点未超过全局终点N时，确定贴坡曲线L0上的当前起点、当前终点之间的贴坡曲线L1，得到第i块植生槽飘板的平面面形数据，其中第二侧边L4为第一侧边L3（设计宽度W）的基础上会增加或减少修正高度h。第i块植生槽飘板的平面面形数据确定植生槽飘板的设计厚度，从而得到植生槽飘板的三维模型，如图4所示。
步骤3）根据三维模型数据对高边坡植生槽进行三维预制时，定制异性模板植生槽飘板是目前可实施的三维预制的一种方法，但大批量的3D打印技术的实施路线和成本在现阶段难以控制。在3D打印技术成熟以后，也可以采用3D打印技术根据三维模型数据对高边坡植生槽进行三维预制。
综上所述，本实施例高边坡植生槽飘板的三维预制方法使用无人机获取高边坡岩体地形数据，直接导出植生槽飘板所在高程的贴坡三维曲线，为植生槽飘板三维预制提供了数据基础。通过此技术让受损山体高边坡岩面生态修复的预制施工方法有了技术上的革新，节省人力、物力、财力，保障了工程施工的安全和质量。
此外，本实施例还提供一种所述的高边坡植生槽的三维预制系统，包括相互连接的微处理器和存储器，该微处理器被编程或配置以执行前述高边坡植生槽飘板的三维预制方法的步骤，或者该存储器中存储有被编程或配置以执行前述高边坡植生槽飘板的三维预制方法的计算机程序。
此外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行前述高边坡植生槽飘板的三维预制方法的计算机程序。
此外，本实施例提供一种受损山体生态修复的方法，包括：（1）针对目标高边坡采用前述高边坡植生槽飘板的三维预制方法预制植生槽飘板；（2）在目标高边坡上安装预制的植生槽飘板，植生槽飘板（如图5中b所示）通过锚杆（如图5中a所示）斜插在目标高边坡上的钻孔中且通过灌注水泥砂浆锚固，所述植生槽飘板和目标高边坡之间通过水泥砂浆勾缝、且外壁通刷素水泥浆，所述植生槽飘板与目标高边坡之间呈45～60°夹角；在目标高边坡上安装预制的植生槽飘板时，可借助吊索或云车等方式完成植生槽飘板的安装工作；（3）在植生槽飘板与目标高边坡之间空隙中填充种植土（如图5中c所示）；（4）在种植土的内侧种植上攀爬藤植物（如图5中d所示）、中部种植灌木（如图5中e所示）以及外侧种植下垂爬藤植物（如图5中f所示）。本实施例受损山体生态修复的方法提供了一种精度高、施工安全、经济性好、便于后期维护的施工方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可读存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种高边坡植生槽飘板的三维预制方法，其特征在于，包括：
1）根据目标高边坡的三维岩面提取植生槽飘板的贴坡曲线；
2）根据植生槽飘板的贴坡曲线确定植生槽飘板的三维模型数据；
3）根据三维模型数据对高边坡植生槽进行三维预制；
步骤2）中根据植生槽飘板的贴坡曲线确定植生槽飘板的三维模型数据是指根据植生槽飘板的贴坡曲线确定植生槽飘板的平面面形数据，并确定植生槽飘板的设计厚度，从而得到植生槽飘板的三维模型数据，根据植生槽飘板的贴坡曲线确定植生槽飘板的平面面形数据包括：
S1）在植生槽飘板的贴坡曲线L0上确定需要安装植生槽飘板的全局起点M和全局终点N，确定全局起点M和全局终点N之间的距离，将全局起点M和全局终点N之间的距离除以设计长度L后取整得到所需的植生槽飘板数量m；
S2）将贴坡曲线L0上的全局起点M作为当前起点，初始化循环变量i为1；
S3）确定第i块植生槽飘板数量的平面面形数据：在当前起点上生成垂直于全局起点M和全局终点N之间连线、且长度为设计宽度W的第一侧边L3，在第一侧边L3的端点朝全局终点N方向生成垂直于第一侧边L3、且长度为设计长度L的对边L2，在对边L2的端点朝贴坡曲线L0方向生成垂直于对边L2的第二侧边L4，的第二侧边L4与贴坡曲线L0相交于当前终点，若循环变量i小于植生槽飘板数量m，则将贴坡曲线L0上的当前起点、当前终点之间的曲线作为第i块植生槽飘板的贴坡曲线L1，得到第i块植生槽飘板的平面面形数据，将循环变量i加1，将当前终点作为新的当前起点，跳转执行步骤S3）；若循环变量i等于植生槽飘板数量m，则将全局终点N作为新的当前终点，删除原第二侧边L4，在新的当前终点做平行于第一侧边L3的垂线得到新的第二侧边L4，新的第二侧边L4与原对边L2相交，将新的第二侧边L4与原对边L2的交点、原对边L2与第一侧边L3的交点之间的线段作为新的对边L2，将贴坡曲线L0上的当前起点、新的当前终点之间的曲线作为第m块植生槽飘板的贴坡曲线L1，得到第m块植生槽飘板的平面面形数据。
2.根据权利要求1所述的高边坡植生槽飘板的三维预制方法，其特征在于，步骤1）中的目标高边坡为坡角大于预设阈值的裸漏岩质边坡。
3.根据权利要求1所述的高边坡植生槽飘板的三维预制方法，其特征在于，步骤1）之前还包括获取目标高边坡的三维岩面的步骤：确定无人机的飞行航线；通过无人机根据设定的飞行航线贴近摄影测量获取岩面航片数据；将岩面航片数据通过无人机测绘和摄影测量软件生成目标高边坡的三维岩面。
4.根据权利要求3所述的高边坡植生槽飘板的三维预制方法，其特征在于，所述无人机的飞行航线包括目标高边坡的顶部、底部至少的多条水平航线，且相邻水平航线之间通过过渡航线相连。
5.根据权利要求1所述的高边坡植生槽飘板的三维预制方法，其特征在于，步骤1）中根据目标高边坡的三维岩面提取植生槽飘板的贴坡曲线是指针对目标高边坡的三维岩面采用提取等高线形式提取植生槽飘板的贴坡曲线。
6.一种所述的高边坡植生槽的三维预制系统，包括相互连接的微处理器和存储器，其特征在于，该微处理器被编程或配置以执行权利要求1～5中任意一项所述高边坡植生槽飘板的三维预制方法的步骤，或者该存储器中存储有被编程或配置以执行权利要求1～5中任意一项所述高边坡植生槽飘板的三维预制方法的计算机程序。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行权利要求1～5中任意一项所述高边坡植生槽飘板的三维预制方法的计算机程序。
8.一种受损山体生态修复的方法，其特征在于，包括：（1）针对目标高边坡采用权利要求1～5中任意一项所述高边坡植生槽飘板的三维预制方法预制植生槽飘板；（2）在目标高边坡上安装预制的植生槽飘板，所述植生槽飘板通过锚杆斜插在目标高边坡上的钻孔中且通过灌注水泥砂浆锚固，所述植生槽飘板和目标高边坡之间通过水泥砂浆勾缝、且外壁通刷素水泥浆，所述植生槽飘板与目标高边坡之间呈45～60°夹角；（3）在植生槽飘板与目标高边坡之间空隙中填充种植土；（4）在种植土的内侧种植上攀爬藤植物、中部种植灌木以及外侧种植下垂爬藤植物。
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