CN113174970A - 预埋滴灌的截水沟与格构梁的生态护坡系统及构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了预埋滴灌的预埋滴灌的截水沟与格构梁的生态护坡系统及构建方法，它包括位于边坡顶部用于截流的上部截水系统；所述上部截水系统与用于滴灌的预埋滴灌系统相连，且所述预埋滴灌系统位于上部截水系统的下游位置；所述预埋滴灌系统的下游边坡设置有用于护坡的格构梁系统；所述格构梁系统的底端设置有用于排水的底部排水沟。此系统能够保证格构梁内生态护坡基材的水分及肥力供给，做到浇灌与生态修复持续性的有机结合。
Description
技术领域
本发明涉及预埋滴灌的截水沟与格构梁的生态护坡系统及构建方法，属于边坡防护与生态修复领域。
背景技术
随着国家工程建设的全方位展开，公路、铁路、隧道、矿山等的不断修建以及开采，伴随着大量裸露边坡的形成，即影响美观又容易造成水土流失、边坡崩塌，遭遇强降雨时还容易形成泥石流，危害人民的生命财产安全，造成巨大经济损失。为减少因工程建设带来的环境破坏与预防灾害发生，一大批边坡修复技术如客土喷播、植被混凝土、植生袋、植生槽、格构梁等应运而生。其中对于大角度边坡，单独的格构梁仅可满足边坡修复的强度要求而无法做到与生态修复措施相结合，因此需将其与其他修复措施相结合，在满足强度要求的同时又可达到生态修复的效果。
传统格构梁将边坡分为无数小框格，彼此之间相互独立，且格构梁一般用于大角度边坡修复的强度支撑，因其竖向投影面相对较小，在降雨时单位时间内承接的雨水较少且较易顺坡体流走，无法保证雨水充分入渗；格构梁截留水分能力不足，导致格构梁内留存水分少，无法为生态修复措施中的植物与微生物生长提供充足的水源；格构把边坡分割成多个独立的小生态系统，基质肥力可持续性与生态系统自我维持能力差。因此需寻找一种与格构梁相结合的灌溉与施肥一体化措施，既可保证格构梁内留存充足水分，又可为植物与微生物生长提供生长所需养分，维持其生态修复的长效持续性，做到工程措施与生态修复措施的有机结合。
发明内容
本发明的目的是提供预埋滴灌的截水沟与格构梁的生态护坡系统及构建方法，此系统能够保证格构梁内生态护坡基材的水分及肥力供给，做到浇灌与生态修复持续性的有机结合。
为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：预埋滴灌的截水沟与格构梁的生态护坡系统，它包括位于边坡顶部用于截流的上部截水系统；所述上部截水系统与用于滴灌的预埋滴灌系统相连，且所述预埋滴灌系统位于上部截水系统的下游位置；所述预埋滴灌系统的下游边坡设置有用于护坡的格构梁系统；所述格构梁系统的底端设置有用于排水的底部排水沟。
所述上部截水系统由两部分组成，分别为截水沟和缓释槽；所述截水沟的沟底截面为锯齿状，每个锯齿状沟底设置有出水口，出水口内填充透水材料层，透水材料层外端与引水管相连；所述缓释槽采用上部能够开口且闭合后具密闭性的钢槽结构形式；所述缓释槽内填充缓释肥料，缓释槽顶部低于截水沟底部，以确保水可以流入缓释槽；所述缓释槽底部铺设有透水材料层，缓释槽上部通过引水管与截水沟相连，下部通过引水管与预埋滴灌系统相连。
所述预埋滴灌系统包括两部分，分别为预埋管道和单向止回阀，所述预埋管道的顶部与上部截水系统相连；所述预埋管道的中部横管设置有多个均布的滴灌头，所述预埋管道下部设置有出水管；所述单向止回阀设置于两横管之间的竖管上以及管道最底部。
所述格构梁系统为现浇式格构梁，包括两个部分，分别为格构梁框体和框内填充护坡基材，格构梁框体上设置有位于框底的多个排水口，所述护坡基材为生态护坡基材，能够满足生态护坡需求。
所述底部排水沟在靠近格构梁系统一侧的角度与格构梁系统相同，其与格构梁系统相连，确保格构梁系统内多余水分和预埋滴灌系统内水分排出时不至冲刷坡体。
所述预埋管道预埋在格构梁系统的格构梁框体内部，采用PVC管，并在格构梁框体浇筑前预先定位埋设；所述预埋管道包括横管和竖管，所述横管顶部与缓释槽底部相连，中间各横管上均设置有滴灌头。
所述滴灌头为埋设到基材内与横管相连的的定制滴灌头，滴灌头上加工有若干小孔来保证基材均匀浇灌，滴灌头铺设位置布设于基材中层。
所述单向止回阀为压力式单向止回阀，不同高度的单向止回阀根据格构梁系统的高度由上至下依次分为一级、二级，并依次类推，越靠近构梁系统顶端的单向止回阀，开启压力越小，保证当上部管道供水时首先保证第一级框格浇灌，当供水压力越来越大超过一级单向止回阀压力时开始二级框格浇灌，以此类推，当供水压力大于最后一级单向止回阀承载压力时，底部止回阀打开，排出多余水分。
所述生态护坡基材为素土、植被混凝土和植生袋技术中一种或几种结合。
所述预埋滴灌的截水沟与格构梁的生态护坡系统的构建方法，包括以下步骤：
步骤一：对边坡进行坡面定位与坡面整理；
步骤二：进行截水沟的布置与锯齿状截水沟沟底铺设，在铺设过程中将透水材料层布置于靠格构梁系统的一侧；
步骤三：将缓释槽固定于低于截水沟底部的位置，在缓释槽底部铺设透水材料层与缓释肥料，并用管道与截水沟透水材料层外端相连，缓释槽底部预留管道与下部预埋滴灌系统相连；
步骤四：进行预埋滴灌系统的铺设与连接，后进行格构梁框体模板支护，并预留出格构梁上所需排水口所需孔洞；
步骤五：进行格构梁框体与底部排水沟的浇筑与施工；
步骤六：待格构梁框体拆模后进行生态护坡基材的喷射与养护。
本发明有如下有益效果：
1、锯齿状截水沟底可以充分截留水分，水流较小直接用于预埋滴灌系统灌溉，通过底部设置的透水材料层将截留水分用于格构梁灌溉，实现自动灌溉功能，水流较大时一部分用于灌溉，一部分通过排水沟排走。
2、缓释槽中充斥着大量缓释肥料，当截水沟中水分流入缓释槽时可带走其中养分，为生态护坡基材中的植物和微生物生长提供源源不断的养分支撑；
3、通过预埋滴灌系统可以对格构梁进行充分浇灌，改善了降雨时格构梁内水分只停留在生态护坡基材表层而无法充分入渗，导致基材留存水分较少无法维持其长久生长所需供水问题，而在格构梁框体底部预留排水管可解决充分浇灌之后多余水分留存对生态护坡基材强度的降低；
4、通过在预埋浇灌管道上设置压力式单向止回阀来实现自动控制灌溉功能，需要指出当一级止回阀上部压力小于极限承载水压时止回阀关闭，只进行一级框格内基材浇灌，当上部水压大于极限承载水压时，止回阀打开，进入二级止回阀进行二级框格浇灌，依次类推，当进行到最后一级框格浇灌之后，水压再大时既通过最后一级单向止回阀排出多余水分；
6、通过连接于浇灌系统横管上的滴灌头进行浇灌可确保浇灌均匀，滴灌头上有丰富的小孔，目的是使水流速度不至于过快而导致破坏基材本身的强度又可保证水分从基材顶部均匀下渗。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明实施例的总体布置图。
图2为本发明实施例的结构正视图。
图3为本发明实施例的结构侧视图。
图4为本发明实施例的截水沟纵切面示意图。
图5为本发明实施例的滴灌系统示意图。
图6为本发明实施例的滴灌头截面图。
图中：1-截水沟；2-透水材料层；3-引水管；4-缓释槽；5-出水管；6-格构梁系统；7-预埋管道；8-滴灌头；9-单向止回阀；10-排水口；11-底部排水沟。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例1：
参见图1-6，预埋滴灌的截水沟与格构梁的生态护坡系统，它包括位于边坡顶部用于截流的上部截水系统；所述上部截水系统与用于滴灌的预埋滴灌系统相连，且所述预埋滴灌系统位于上部截水系统的下游位置；所述预埋滴灌系统的下游边坡设置有用于护坡的格构梁系统6；所述格构梁系统6的底端设置有用于排水的底部排水沟11。通过采用上述结构的生态护坡系统其能够保证格构梁内生态护坡基材的水分及肥力供给，做到浇灌与生态修复持续性的有机结合。具体使用过程中，通过上部截水系统能够用于对雨水进行截留，并通过预埋滴灌系统用于灌溉，通过格构梁系统6增强了边坡的稳定性，通过底部排水沟11用于多余水分的排出。
进一步的，所述上部截水系统由两部分组成，分别为截水沟1和缓释槽4；所述截水沟1的沟底截面为锯齿状，每个锯齿状沟底设置有出水口，出水口内填充透水材料层2，透水材料层2外端与引水管3相连；所述缓释槽4采用上部能够开口且闭合后具密闭性的钢槽结构形式；所述缓释槽4内填充缓释肥料，缓释槽4顶部低于截水沟1底部，以确保水可以流入缓释槽4；所述缓释槽4底部铺设有透水材料层2，缓释槽4上部通过引水管3与截水沟1相连，下部通过引水管3与预埋滴灌系统相连。
进一步的，所述截水沟1由两块侧边与垂直于侧边的锯齿状沟底组成，其中靠近格构梁系统6一侧的侧边上有对应于锯齿状沟底齿尖位置的孔道，其内填充有透水材料层2，锯齿状沟底可保证截水沟内留存足够的灌溉用水，水流较小时用于灌溉，水流较大时沟底截留水用于灌溉，多余水排走。
进一步的，所述透水材料层2为选择性透水材料层，即可保证水分透过，又可将容易堵塞管道的杂质阻挡在外，确保浇灌系统供水充足而又不致因沟底杂质太多造成管道堵塞。
进一步的，所述缓释肥料可为工业生产的缓释肥、动物粪便、腐殖质等；且可定期填充。
进一步的，所述预埋滴灌系统包括两部分，分别为预埋管道7和单向止回阀9，所述预埋管道7的顶部与上部截水系统相连；所述预埋管道7的中部横管设置有多个均布的滴灌头8，所述预埋管道7下部设置有出水管5；所述单向止回阀9设置于两横管之间的竖管上以及管道最底部。
进一步的，所述格构梁系统6为现浇式格构梁，包括两个部分，分别为格构梁框体和框内填充护坡基材，格构梁框体上设置有位于框底的多个排水口10，所述护坡基材为生态护坡基材，能够满足生态护坡需求。
进一步的，所述底部排水沟11在靠近格构梁系统6一侧的角度与格构梁系统6相同，其与格构梁系统6相连，确保格构梁系统6内多余水分和预埋滴灌系统内水分排出时不至冲刷坡体。
进一步的，所述预埋管道7预埋在格构梁系统6的格构梁框体内部，采用PVC管，并在格构梁框体浇筑前预先定位埋设；所述预埋管道7包括横管和竖管，所述横管顶部与缓释槽4底部相连，中间各横管上均设置有滴灌头8。PVC管具有耐腐蚀、耐老化、使用年限久等特点的管道，延长了其使用寿命。
进一步的，所述滴灌头8为埋设到基材内与横管相连的的定制滴灌头，滴灌头上加工有若干小孔来保证基材均匀浇灌，滴灌头8铺设位置布设于基材中层。
进一步的，所述单向止回阀9为压力式单向止回阀，不同高度的单向止回阀9根据格构梁系统6的高度由上至下依次分为一级、二级，并依次类推，越靠近构梁系统6顶端的单向止回阀9，开启压力越小，保证当上部管道供水时首先保证第一级框格浇灌，当供水压力越来越大超过一级单向止回阀压力时开始二级框格浇灌，以此类推，当供水压力大于最后一级单向止回阀承载压力时，底部止回阀打开，排出多余水分。此处不需加水大排走，因最底部止回阀只是在排水系统内水压过大时才会打开排走多余水分，而水流大小对进入排水系统的水无影响，水大水小进的是同体积的水。
进一步的，所述生态护坡基材为素土、植被混凝土和植生袋技术中一种或几种结合。
进一步的，所述底部排水沟11靠近格构梁一侧与格构梁系统6相连，以确保格构梁系统6内多余水分与浇灌系统内多余水分排出时坡体不被冲刷，影响美观与格构梁系统6强度。
实施例2：
所述预埋滴灌的截水沟与格构梁的生态护坡系统的构建方法，包括以下步骤：
步骤一：对边坡进行坡面定位与坡面整理；
步骤二：进行截水沟1的布置与锯齿状截水沟沟底铺设，在铺设过程中将透水材料层布置于靠格构梁系统6的一侧；
步骤三：将缓释槽4固定于低于截水沟1底部的位置，在缓释槽4底部铺设透水材料层与缓释肥料，并用管道与截水沟1透水材料层外端相连，缓释槽底部预留管道与下部预埋滴灌系统相连；
步骤四：进行预埋滴灌系统的铺设与连接，后进行格构梁框体模板支护，并预留出格构梁上所需排水口所需孔洞；
步骤五：进行格构梁框体与底部排水沟的浇筑与施工；
步骤六：待格构梁框体拆模后进行生态护坡基材的喷射与养护。
Claims (10)
1.预埋滴灌的截水沟与格构梁的生态护坡系统，其特征在于：它包括位于边坡顶部用于截流的上部截水系统；所述上部截水系统与用于滴灌的预埋滴灌系统相连，且所述预埋滴灌系统位于上部截水系统的下游位置；所述预埋滴灌系统的下游边坡设置有用于护坡的格构梁系统（6）；所述格构梁系统（6）的底端设置有用于排水的底部排水沟（11）。
2.根据权利要求1所述预埋滴灌的截水沟与格构梁的生态护坡系统，其特征在于：所述上部截水系统由两部分组成，分别为截水沟（1）和缓释槽（4）；所述截水沟（1）的沟底截面为锯齿状，每个锯齿状沟底设置有出水口，出水口内填充透水材料层（2），透水材料层（2）外端与引水管（3）相连；所述缓释槽（4）采用上部能够开口且闭合后具密闭性的钢槽结构形式；所述缓释槽（4）内填充缓释肥料，缓释槽（4）顶部低于截水沟（1）底部，以确保水可以流入缓释槽（4）；所述缓释槽（4）底部铺设有透水材料层（2），缓释槽（4）上部通过引水管（3）与截水沟（1）相连，下部通过引水管（3）与预埋滴灌系统相连。
3.根据权利要求1所述预埋滴灌的截水沟与格构梁的生态护坡系统，其特征在于：所述预埋滴灌系统包括两部分，分别为预埋管道（7）和单向止回阀（9），所述预埋管道（7）的顶部与上部截水系统相连；所述预埋管道（7）的中部横管设置有多个均布的滴灌头（8），所述预埋管道（7）下部设置有出水管（5）；所述单向止回阀（9）设置于两横管之间的竖管上以及管道最底部。
4.根据权利要求1所述预埋滴灌的截水沟与格构梁的生态护坡系统，其特征在于：所述格构梁系统（6）为现浇式格构梁，包括两个部分，分别为格构梁框体和框内填充护坡基材，格构梁框体上设置有位于框底的多个排水口（10），所述护坡基材为生态护坡基材，能够满足生态护坡需求。
5.根据权利要求1所述预埋滴灌的截水沟与格构梁的生态护坡系统，其特征在于：所述底部排水沟（11）在靠近格构梁系统（6）一侧的角度与格构梁系统（6）相同，其与格构梁系统（6）相连，确保格构梁系统（6）内多余水分和预埋滴灌系统内水分排出时不至冲刷坡体。
6.根据权利要求3所述预埋滴灌的截水沟与格构梁的生态护坡系统，其特征在于：所述预埋管道（7）预埋在格构梁系统（6）的格构梁框体内部，采用PVC管，并在格构梁框体浇筑前预先定位埋设；所述预埋管道（7）包括横管和竖管，所述横管顶部与缓释槽（4）底部相连，中间各横管上均设置有滴灌头（8）。
7.根据权利要求3所述预埋滴灌的截水沟与格构梁的生态护坡系统，其特征在于：所述滴灌头（8）为埋设到基材内与横管相连的的定制滴灌头，滴灌头上加工有若干小孔来保证基材均匀浇灌，滴灌头（8）铺设位置布设于基材中层。
8.根据权利要求3所述预埋滴灌的截水沟与格构梁的生态护坡系统，其特征在于：所述单向止回阀（9）为压力式单向止回阀，不同高度的单向止回阀（9）根据格构梁系统（6）的高度由上至下依次分为一级、二级，并依次类推，越靠近构梁系统（6）顶端的单向止回阀（9），开启压力越小，保证当上部管道供水时首先保证第一级框格浇灌，当供水压力越来越大超过一级单向止回阀压力时开始二级框格浇灌，以此类推，当供水压力大于最后一级单向止回阀承载压力时，底部止回阀打开，排出多余水分。
9.根据权利要求4所述预埋滴灌的截水沟与格构梁的生态护坡系统，其特征在于：所述生态护坡基材为素土、植被混凝土和植生袋技术中一种或几种结合。
10.权利要求1-9任意一项所述预埋滴灌的截水沟与格构梁的生态护坡系统的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：对边坡进行坡面定位与坡面整理；
步骤二：进行截水沟（1）的布置与锯齿状截水沟沟底铺设，在铺设过程中将透水材料层布置于靠格构梁系统（6）的一侧；
步骤三：将缓释槽（4）固定于低于截水沟（1）底部的位置，在缓释槽（4）底部铺设透水材料层与缓释肥料，并用管道与截水沟（1）透水材料层外端相连，缓释槽底部预留管道与下部预埋滴灌系统相连；
步骤四：进行预埋滴灌系统的铺设与连接，后进行格构梁框体模板支护，并预留出格构梁上所需排水口所需孔洞；
步骤五：进行格构梁框体与底部排水沟的浇筑与施工；
步骤六：待格构梁框体拆模后进行生态护坡基材的喷射与养护。
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