CN113789795A - 一种公路边坡防护结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种公路边坡防护结构及其施工方法，包括：混凝土框架，沿所述纵梁长度方向设置有集水管，所述集水管位于纵梁朝向边坡顶部侧；水隔离层，所述水隔离层铺设于所述种植区内且用于减少雨水向边坡内部渗入，所述集水管位于纵梁和水隔离层之间形成的区域内；种植土壤层，所述种植土壤层铺设于水隔离层上方，所述集水管位于种植土壤层内，所述种植土壤层的厚度小于纵梁背离边坡侧距离水隔离层的距离；表面防护层，所述表面防护层包括防护网，所述防护网铺设于种植土壤层上方，所述防护网上设置有若干网孔，保证边坡在长时间使用时也不易出现落石、坍塌等情况，安全隐患较少。
Description
技术领域
本申请涉及公路边坡施工的领域，尤其是涉及一种公路边坡防护结构及其施工方法。
背景技术
基于国家和汽车工业的发展，公路建设里程在快速的增加，尤其是一些公路会跨越山区、河流等特殊路段，随着特殊路段的增加，在公路使用过程中也会暴露出一些问题。
目前，在修建公路过程中，为保证特殊路段的公路稳定，在公路两侧做成具有一定坡度的坡面，在使用中，由于大规模的开挖施工，会导致坡面的土壤结构遭到破坏，坡面在使用一段时间后容易出现落石、坍塌等情况，存在较大的安全隐患。
发明内容
为了降低公路边坡处的安全隐患，本申请提供一种公路边坡防护结构及其施工方法。
第一方面，本申请提供的一种公路边坡防护结构采用如下的技术方案：
一种公路边坡防护结构，包括：
混凝土框架，所述混凝土框架包括若干沿边坡横向设置的横梁和若干沿边坡纵向设置的纵梁，横梁和纵梁将边坡分割成若干种植区，沿所述纵梁长度方向设置有集水管，所述集水管位于纵梁朝向边坡顶部侧，所述集水管位于种植区内的部分设置有渗水孔，所述渗水孔位于集水管朝向边坡顶部侧，沿横梁长度方向设置有与集水管连通的导水管，所述导水管位于边坡底部侧设置有出水口；
水隔离层，所述水隔离层铺设于所述种植区内且用于减少雨水向边坡内部渗入，所述集水管位于纵梁和水隔离层之间形成的区域内；
种植土壤层，所述种植土壤层铺设于水隔离层上方，所述集水管位于种植土壤层内，所述种植土壤层的厚度小于纵梁背离边坡侧距离水隔离层的厚度；
表面防护层，所述表面防护层包括防护网，所述防护网铺设于种植土壤层上方，所述防护网上设置有若干网孔。
通过采用上述技术方案，通过混凝土框架将边坡进行稳固，使得边坡在使用中不易出现大面积坍塌等，通过水隔离层能够有效抵挡雨水向边坡内部渗入，控制边坡土壤的含水率，避免边坡土壤含水量太高时出现坍塌，通过种植土壤层能够从表面上防护边坡，有效防止边坡在风吹日晒下出现风化等，种植土壤层能够种植植物，通过植被避免水土流失和加固种植土壤层，而通过最外层的防护网层，能够极大地保证边坡的稳定，植物生长时，会与防护网缠绕交叉在一起，因此会在边坡表面形成一张透气、透水且防护效果好并且能够自然修复的防护网，保证边坡在长时间使用时也不易出现落石、坍塌等情况，安全隐患较少。
优选的，所述纵梁朝向边坡顶部侧设置有导流槽，所述导流槽沿着纵梁的长度方向设置，所述导流槽与导水管连通，所述导流槽设置在纵梁位于种植土壤层外的部分。
通过采用上述技术方案，当雨水较大时，来不及渗入种植土壤层中时，雨水会沿着种植土壤层表面流入导流槽内，并沿着导流槽进入导水管后排出，能够保证雨水快速排放，避免种植土壤长时间浸入雨水中时使得大量雨水渗入边坡内的情况出现。
优选的，位于种植区处的集水管外包裹有土工布层。
通过采用上述技术方案，通过土工布层能够保护渗水孔不易被土壤堵塞，也能够使得进入集水管中的雨水更加清澈。
优选的，所述集水管内部设置有溢流板，所述溢流板位于集水管与导水管连通处，所述溢流板与集水管朝向边坡底部侧形成集水槽，所述溢流板与集水管朝向边坡顶部侧形成供水通过的开口。
通过采用上述技术方案，雨天时，可在集水槽内储存部分雨水，当种植土壤干燥时，集水槽内的水会沿着渗水孔向种植土壤层中挥发，使得种植土壤能够在干旱时保持一定的含水率，提高种植土壤层中植物的存活率；当下雨时，通过种植土壤层的雨水会渗入到水隔离层和种植土壤层之间，由于边坡是倾斜的且水隔离层的透水性较差，因此位于水隔离层和种植土壤层之间的雨水会沿着边坡倾斜方向流动至集水管处，并沿着渗水孔渗入集水管中，当集水管中的雨水高于溢流板时，雨水将排入导水管中排走。
优选的，所述导水管内滑动设置有用于将导水管隔成集水部和排水部的负压活塞，所述集水部位于负压活塞朝向边坡顶部侧，所述排水部位于负压活塞朝向边坡底部侧，所述导水管与负压活塞之间设置有弹性件，所述弹性件的弹力方向由边坡底部朝向边坡底部，所述出水口位于排水部上，所述负压活塞可在集水部中雨水作用下滑动至出水口位于边坡底部侧。
通过采用上述技术方案，通过负压活塞能够雨水较少时将部分雨水储存在导水管中，在旱季时，能够一定程度上向土壤挥发部分水分，一定程度上提高植物存活率；同时，当雨水较多时，随着雨水在集水部的堆积，会使得负压活塞受到的压力越来越大，并使得负压活塞逐渐向出水口处移动，当负压活塞移动至出水口下方位置时，出水口将与集水部导通，此时集水部中的雨水将通过出水口排出，当雨水排出时，负压活塞受到的雨水压力小于弹性件的弹力时，负压活塞将向集水部侧运动，如此循环，使得负压活塞会在雨水作用下做间歇式往复运动，在此过程中，会在集水部处间歇性产生一定的负压，加速雨水从导流槽中向导水管中运动，也一定程度上加速种植土壤层中的雨水渗入集水管中，提高排水效率。
优选的，所述导水管朝向边坡底部端设置有安装口，所述导水管位于安装口处的内壁上螺纹旋接有调节盘，所述弹性件一端与负压活塞连接，另一端与调节盘连接。
通过采用上述技术方案，通过安装口能够快速安装负压活塞和弹性件，而且在弹性件或负压活塞出现故障时，能够通过安装口快速维修。
优选的，所述集水管朝向边坡底部侧预埋于纵梁内，且集水管距离纵梁背离边坡侧的厚度小于集水管距离纵梁朝向边坡侧的厚度。
通过采用上述技术方案，集水管一侧预埋在纵梁内，因此集水管在使用中能够得到有效的支撑，提高集水管的使用寿命，使得集水管在使用中不易受损，将集水管预埋于纵梁背离边坡侧，使得集水管更易受到外界热量，在炎热的夏天，使得集水管内的水分容易挥发至种植土壤中，提高植物的存活率。
优选的，所述横梁和纵梁位于种植区侧设置有挂钩，所述防护网四周可拆卸设置于挂钩上。
通过采用上述技术方案，通过挂钩能够方便的安装与拆卸防护网，当防护网受损时方便快速更换，同时不同种植区的防护网相互不干扰，使得个别防护网受损时仅需要更换受损的部分就行，不需要大面积更换，节约维护成本。
优选的，所述水隔离层包括黏土层，所述黏土层均布在边坡上。
通过采用上述技术方案，黏土在雨水后透水性较差，同时也能够增加种植土壤层与边坡之间的结合强度，满足减少透水的同时增加了边坡强度。
第二方面，本申请提供一种公路边坡防护结构施工方法，采用如下的技术方案：
一种公路边坡防护结构施工方法，用于建造上述技术方案所述的一种公路边坡结构，包括如下步骤：
步骤一：沿边坡横向和纵向开设沟槽，横向开设的沟槽和纵向开设的沟槽交合处连通；
步骤二：在沟槽内捆扎钢筋骨架，并将钢筋骨架通过锚杆连接于边坡上；
步骤三：在横向沟槽内的钢筋骨架上沿横向沟槽的长度方向固定导水管；在纵向沟槽内沿纵向沟槽的长度方向安装有集水管，并使得导水管和集水管在交汇处导通；
步骤四：在集水管朝向边坡顶部侧开设渗水孔且在导水管上包覆土工布；
步骤五：在沟槽内浇筑混凝土，且在浇筑时将开设有渗水孔的集水管处浇筑于混凝土外，在浇筑时沿纵向沟槽内的混凝土长度方向设置有导流槽，且导流槽与导水管导通；
步骤六：待浇筑的混凝土凝固干透后形成混凝土框架，在种植区内依次铺设水隔离层、种植土壤层和表面防护层。
通过采用上述技术方案，能够快速施工并建造出防护效果好的防护结构，尤其是具有较强的排水能力和储水能力，极大的提高边坡上的植物存活率，保证边坡整体结构稳定。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
该防护结构能够保证边坡在长时间使用时也不易出现落石、坍塌等情况，安全隐患较少；
该防护结构能够在雨天快速排放雨水的同时将部分雨水收集，使得种植土壤能够在干旱时保持一定的含水率，提高种植土壤层中植物的存活率。
附图说明
图1是本申请实施例的结构示意图。
图2是本申请实施例的种植区的截面示意图。
图3是本申请实施例的主视图。
图4是图3中B-B的截面视图。
图5是图4中C处的局部放大图。
图6是本申请实施例的纵梁的截面视图。
图7是图1中A处的局部放大图。
附图标记说明：1、混凝土框架；111、横梁；112、纵梁；2、种植区；3、集水管；4、导水管；41、集水部；42、排水部；5、渗水孔；6、出水口；7、水隔离层；8、种植土壤层；9、表面防护层；10、导流槽；11、土工布层；12、溢流板；13、集水槽；14、开口；15、负压活塞；16、弹性件；17、安装口；18、调节盘；19、挂钩。
具体实施方式
以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种公路边坡防护结构，如图1、2所示，包括：混凝土框架1、水隔离层7、种植土壤层8和表面防护层9，其中，混凝土框架1包括若干沿边坡横向设置的横梁111和若干沿边坡纵向设置的纵梁112，横梁111和纵梁112将边坡分割成若干种植区2，水隔离层7、种植土壤层8和表面防护层9均依次铺设于种植区2，水隔离层7铺设于边坡上，用于减少雨水向边坡内部渗入；种植土壤层8位于水隔离层7上，用于供植物生长，减少水土流失；表面防护层9包括防护网，防护网铺设于种植土壤层8上方，且防护网上设置有若干网孔，防护网用于提高边坡的稳定性。
其中，如图3、4所示，沿着横梁111的长度方向设置有导水管4，导水管4位于边坡底部侧设置有出水口6，导水管4位于边坡顶部侧封口设置，横梁111完全浇筑于横梁111内，可以起到保护导水管4避免导水管4破损。
如图4、5所示，在导水管4内滑动设置有负压活塞15，负压活塞15将导水管4隔成集水部41和排水部42，集水部41位于负压活塞15朝向边坡顶部侧，排水部42位于负压活塞15朝向边坡底部侧；其中，导水管4朝向边坡底部端设置有安装口17，安装口17内螺纹旋接有调节盘18，在调节盘18上设置有若干通孔，通过通孔方便安装调节盘18，在调节盘18与负压活塞15之间设置有弹性件16，本实施例中弹性件16为弹簧，弹簧一端与负压活塞15连接，弹簧另一端与调节盘18连接，使用中，弹簧具有从边坡底部向边坡顶部方向的弹力；其中出水口6位于排水部42上，且出水口6位于导水管4的侧面，当负压活塞15在集水部41中雨水的作用下移动时，出水口6将逐渐与集水部41导通，当集水部41与出水口6导通时，集水部41中的雨水将从出水口6排出。
如图6、7所示，沿着纵梁112的长度方向设置有集水管3，集水管3与导水管4连通，在种植区2处的集水管3朝向边坡顶部侧设置有渗水孔5，在纵梁112上沿纵梁112的长度方向设置有弧形凹槽，弧形凹槽与集水管3表面贴合，弧形凹槽的深度与集水管3的半径相同，当集水管3安装好时，集水管3一半位于纵梁112内，能够起到保护集水管3的效果，其中，弧形凹槽距离纵梁112背离边坡侧的厚度小于弧形凹槽距离纵梁112朝向边坡侧的厚度；为了避免泥土将渗水孔5堵塞，在种植区2处的集水管3外包裹有土工布层11，土工布透水性好且能够过滤泥土，为了能够让种植土壤层8中的雨水从渗水孔5中进入，将集水管3设置于种植土壤层8内，且让集水管3靠近水隔离层7设置，如此沿着水隔离层7流动至纵梁112处的雨水能够方便进入渗水孔5内。
其中，如图4、7所示，集水管3被横梁111分割为多段，每段集水管3的两端均与导水管4连通，由此进入集水管3中的雨水能够向每段集水管3的两端流动并进入导水管4中，为了在每段集水管3中存留一部分雨水，在每段集水管3的两端位置处设置有溢流板12，通过溢流板12在集水管3底部处形成储水的集水槽13，在溢流板12与集水管3顶部侧形成供雨水流出的开口14，当集水管3中雨水的高度小于溢流板12的高度时，雨水将不会向导水管4内流动，当集水管3中雨水的高度大于溢流板12的高度时，雨水将从溢流板12顶部的开口14处溢流而出，进而进入导水管4中，每当雨季时，能够在集水管3内储存部分雨水，以备干旱时使用。
其中，种植土壤层8的厚度小于纵梁112背离边坡侧距离水隔离层7的厚度，且在纵梁112位于种植土壤层8外的部分设置有导流槽10，导流槽10位于纵梁112朝向边坡顶部侧，导流槽10沿着纵梁112的长度方向设置，导流槽10与导水管4连通。
其中，水隔离层7包括黏土层，且在横梁111和纵梁112位于种植区2侧设置有挂钩19，防护网四周可拆卸设置于挂钩19上。
雨天时，雨水落在种植土壤层8上，部分雨水随着种植土壤层8渗入内部且在水隔离层7处形成汇集，汇集在水隔离层7和种植土壤层8之间的雨水顺着边坡流动至集水管3处，并透过土工布沿着渗水孔5渗入集水管3内，进入集水管3中的雨水将在集水槽13中汇集，当集水槽13中雨水高于溢流板12高度时，雨水将溢出集水槽13并进入导流管内；而落在土壤层上的另外一部分雨水会沿着土壤层表面流动至导流槽10内，位于导流槽10内的雨水将通过导流槽10进入导水管4内；进入导水管4中的雨水会在集水部41中汇聚，当集水部41中的雨水重量逐渐增大时，负压活塞15将逐渐压缩弹簧并向出水口6处移动，直至集水部41与出水口6导通，此时雨水将通过出水口6排出，当雨水排出时，集水部41中雨水重量减轻，在弹簧弹力作用下集水部41将向边坡顶部侧滑动，由此将出水口6封闭，继续汇集雨水，如此循环就可以不断排水、集水，最终会在集水管3和集水槽13内存留部分雨水，旱季时，这部分存留的雨水能够一定程度上保证植物存活。
本申请实施例还公开一种公路边坡防护结构施工方法，用于建造上述技术方案的一种公路边坡结构，包括如下步骤：
步骤一：沿边坡横向和纵向开设沟槽，横向开设的沟槽和纵向开设的沟槽交合处连通；
步骤二：在沟槽内捆扎钢筋骨架，并将钢筋骨架通过锚杆连接于边坡上；
步骤三：在横向沟槽内的钢筋骨架上沿横向沟槽的长度方向固定导水管4；在纵向沟槽内沿纵向沟槽的长度方向安装有集水管3，并使得导水管4和集水管3在交汇处导通；
步骤四：在集水管3朝向边坡顶部侧开设渗水孔5且在导水管4上包覆土工布；
步骤五：在沟槽内浇筑混凝土，且在浇筑时将开设有渗水孔5的集水管3处浇筑于混凝土外，在浇筑时沿纵向沟槽内的混凝土长度方向设置有导流槽10，且导流槽10与导水管4导通；
步骤六：待浇筑的混凝土凝固干透后形成混凝土框架1，在种植区2内依次铺设水隔离层7、种植土壤层8和表面防护层9。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种公路边坡防护结构，其特征在于：包括：
混凝土框架(1)，所述混凝土框架(1)包括若干沿边坡横向设置的横梁(111)和若干沿边坡纵向设置的纵梁(112)，横梁(111)和纵梁(112)将边坡分割成若干种植区(2)，沿所述纵梁(112)长度方向设置有集水管(3)，所述集水管(3)位于纵梁(112)朝向边坡顶部侧，所述集水管(3)位于种植区(2)内的部分设置有渗水孔(5)，所述渗水孔(5)位于集水管(3)朝向边坡顶部侧，沿横梁(111)长度方向设置有与集水管(3)连通的导水管(4)，所述导水管(4)位于边坡底部侧设置有出水口(6)；
水隔离层(7)，所述水隔离层(7)铺设于所述种植区(2)内且用于减少雨水向边坡内部渗入，所述集水管(3)位于纵梁(112)和水隔离层(7)之间形成的区域内；
种植土壤层(8)，所述种植土壤层(8)铺设于水隔离层(7)上方，所述集水管(3)位于种植土壤层(8)内，所述种植土壤层(8)的厚度小于纵梁(112)背离边坡侧距离水隔离层(7)的厚度；
表面防护层(9)，所述表面防护层(9)包括防护网，所述防护网铺设于种植土壤层(8)上方，所述防护网上设置有若干网孔。
2.根据权利要求1所述的一种公路边坡防护结构，其特征在于：所述纵梁(112)朝向边坡顶部侧设置有导流槽(10)，所述导流槽(10)沿着纵梁(112)的长度方向设置，所述导流槽(10)与导水管(4)连通，所述导流槽(10)设置在纵梁(112)位于种植土壤层(8)外的部分。
3.根据权利要求1所述的一种公路边坡防护结构，其特征在于：位于种植区(2)处的集水管(3)外包裹有土工布层(11)。
4.根据权利要求1所述的一种公路边坡防护结构，其特征在于：所述集水管(3)内部设置有溢流板(12)，所述溢流板(12)位于集水管(3)与导水管(4)连通处，所述溢流板(12)与集水管(3)朝向边坡底部侧形成集水槽(13)，所述溢流板(12)与集水管(3)朝向边坡顶部侧形成供水通过的开口(14)。
5.根据权利要求2所述的一种公路边坡防护结构，其特征在于：所述导水管(4)内滑动设置有用于将导水管(4)隔成集水部(41)和排水部(42)的负压活塞(15)，所述集水部(41)位于负压活塞(15)朝向边坡顶部侧，所述排水部(42)位于负压活塞(15)朝向边坡底部侧，所述导水管(4)与负压活塞(15)之间设置有弹性件(16)，所述弹性件(16)的弹力方向由边坡底部朝向边坡底部，所述出水口(6)位于排水部(42)上，所述负压活塞(15)可在集水部(41)中雨水作用下滑动至出水口(6)位于边坡底部侧。
6.根据权利要求5所述的一种公路边坡防护结构，其特征在于：所述导水管(4)朝向边坡底部端设置有安装口(17)，所述导水管(4)位于安装口(17)处的内壁上螺纹旋接有调节盘(18)，所述弹性件(16)一端与负压活塞(15)连接，另一端与调节盘(18)连接。
7.根据权利要求1所述的一种公路边坡防护结构，其特征在于：所述集水管(3)朝向边坡底部侧预埋于纵梁(112)内，且集水管(3)距离纵梁(112)背离边坡侧的厚度小于集水管(3)距离纵梁(112)朝向边坡侧的厚度。
8.根据权利要求1所述的一种公路边坡防护结构，其特征在于：所述横梁(111)和纵梁(112)位于种植区(2)侧设置有挂钩(19)，所述防护网四周可拆卸设置于挂钩(19)上。
9.根据权利要求1所述的一种公路边坡防护结构，其特征在于：所述水隔离层(7)包括黏土层，所述黏土层均布在边坡上。
10.一种公路边坡防护结构施工方法，其特征在于：用于建造权利要求2~9任意一项所述的一种公路边坡结构，包括如下步骤：
步骤一：沿边坡横向和纵向开设沟槽，横向开设的沟槽和纵向开设的沟槽交合处连通；
步骤二：在沟槽内捆扎钢筋骨架，并将钢筋骨架通过锚杆连接于边坡上；
步骤三：在横向沟槽内的钢筋骨架上沿横向沟槽的长度方向固定导水管(4)；在纵向沟槽内沿纵向沟槽的长度方向安装有集水管(3)，并使得导水管(4)和集水管(3)在交汇处导通；
步骤四：在集水管(3)朝向边坡顶部侧开设渗水孔(5)且在导水管(4)上包覆土工布；
步骤五：在沟槽内浇筑混凝土，且在浇筑时将开设有渗水孔(5)的集水管(3)处浇筑于混凝土外，在浇筑时沿纵向沟槽内的混凝土长度方向设置有导流槽(10)，且导流槽(10)与导水管(4)导通；
步骤六：待浇筑的混凝土凝固干透后形成混凝土框架，在种植区(2)内依次铺设水隔离层(7)、种植土壤层(8)和表面防护层(9)。
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