CN114855834B - 一种岩土工程边坡加固装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种岩土工程边坡加固装置及其使用方法，涉及岩土工程设备领域，该岩土工程边坡加固装置，对边坡本体进行加固，边坡本体顶部开设有沟槽，包括塔接杆，所述塔接杆放置在沟槽内，塔接杆顶部铰接有多个搭杆，多个搭杆等距离排列。该岩土工程边坡加固装置，通过搭接杆、搭杆和扣合组件形成框架，框架压在边坡上，在边坡上开设有沟槽内，搭接杆嵌在沟槽内，使得框架紧紧压住边坡坡面，起到定型的效果。设立绿植种植槽，借助种植绿化减少水土流失，降低因水土流失导致发生滑坡的几率。通过U型导电板、细绳和导电球，用于检测边坡状况，当边坡滑坡严重时，启动电机将弹性兜布向上拉起，从而起到阻拦岩石、土块继续下滑。

Description

一种岩土工程边坡加固装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及岩土工程设备技术领域，具体为一种岩土工程边坡加固装置及其使用方法。

背景技术

随着经济高速发展，建设规模不断扩大，工程边坡、自然斜坡及滑坡在工程项目中大量出现，而边坡滑塌会对人民群众的生命和财产造成巨大危害，因而边坡加固治理成为工程中必须解决重大问题。

在道路、水利、建筑施工等领域的岩土工程中，普通土质边坡通常采取放坡、支挡或者两者结合的防护方式，以保证边坡的稳定性。如在中国专利网中已经公开了“一种岩土工程边坡加固装置及加固方法”（CN201911015447.5）。

现有的边坡加固装置，多直接采用在坡体表面贴敷并浇筑混凝土的形式进行，这样的结构在长期受到外力时容易出现松散情况。或者虽然采用了锚杆等加固方式，但由于坡体整体坡面倾斜的应力作用，坡体长时间后也容易出现下滑，而这种加固方式难以应对坡体出现下滑的情况。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种岩土工程边坡加固装置及其使用方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种岩土工程边坡加固装置，对边坡本体进行加固，边坡本体顶部开设有沟槽，包括塔接杆，所述塔接杆放置在沟槽内，塔接杆顶部铰接有多个搭杆，多个搭杆等距离排列，搭杆与塔接杆相互垂直，所述搭杆贴附在边坡本体坡面上，所述边坡本体底部设有混泥土基座，搭杆下端插入混泥土基座内，所述边坡本体坡面上预埋有箱体，箱体内设有压力检测模块，箱体顶部设有扣合组件，扣合组件用于固定搭杆。

所述混泥土基座顶部堆叠有弹性兜布，弹性兜布位于相邻两个搭杆之间，当边坡本体内部应力发生巨大变化时，弹性兜布上端沿搭杆迅速爬升，弹性兜布展开罩住边坡本体坡面。

优选的，所述箱体顶部与边坡本体坡面相平齐，压力检测模块对称连接有两个施力杆，施力杆远离压力检测模块一端延伸至箱体外，所述箱体内壁底部连接有U型导电板，U型导电板位于压力检测模块下方，压力检测模块底部连接有细绳，细绳下端延伸至U型导电板内，细绳下端连接有导电球。

优选的，所述箱体内设有单片机，单片机分别与压力检测模块、U型导电板和导电球电性连接，所述箱体内固定安装有GPS定位模块，GPS定位模块与单片机电线连接。

优选的，所述搭杆上端连接有中空的滑杆，滑杆与搭杆相互平行，滑杆下端与混泥土基座连接，弹性兜布与滑杆滑动配合，搭杆顶部连接有电机，电机传动轴连接有钢丝，钢丝与弹性兜布连接。

优选的，所述滑杆杆身套有滑环一、滑环二，所述滑环一位于滑环二上方，弹性兜布侧边与滑环一、滑环二连接，滑环二固定镶嵌在混泥土基座顶部，滑杆朝向边坡本体一侧开设有通槽，滑环一内壁设有延伸的凸起，凸起穿过通道延伸至滑杆内，钢丝下端延伸至滑杆内，并与滑环一的凸起连接。

优选的，所述扣合组件放置在箱体顶部，所述扣合组件由横杆一、横杆二组成，横杆一与横杆二相互平行，所述横杆一、左挡板与搭杆空间垂直，横杆一连接有左挡板，左挡板连接有螺杆，横杆二连接有右挡板，右挡板上端设有钩子，所述左挡板与右挡板夹持住搭杆，螺杆贯穿搭杆和右挡板，并连接有螺母。

优选的，相邻两个搭杆之间连接有连杆，连杆设有绿植种植槽，绿植种植槽开设有贯穿的孔洞，绿植种植槽背面连接有固定锚，绿植种植槽底部连接用于和连杆铰接的弧形卡扣，所述固定锚插入边坡本体内。

优选的，所述固定锚杆身开设有嵌槽，嵌槽内铰接有分支，分支与嵌槽内壁之间连接有弹簧，嵌槽内壁固定粘接有纸环，分支贯穿纸环。

优选的，所述塔接杆由两个半圆铲斗和多个基座组成，两个半圆铲斗上端之间连接有铰接块，铰接块上连接有多个基座，基座与搭杆铰接。

一种岩土工程边坡加固装置的使用方法，其特征在于：

步骤一，先在边坡本体顶部开设有沟槽，开挖沟槽的大部分泥土填充至塔接杆内，将塔接杆放置与沟槽内，再将剩余泥土掩埋住塔接杆，再将箱体预先埋在坡面上，箱体倾斜，使得箱体顶部与坡面相平齐。

步骤二，在箱体顶部放置横杆一和横杆二，横杆一与横杆二相互错开，令左挡板与右挡板之间预留空隙。

步骤三，将塔接杆放入沟槽内，并放下搭杆，令搭杆紧贴在坡面上，将搭杆放置于左挡板与右挡板之间，接着同时移动横杆一、横杆二，钩子钩住搭杆，螺杆贯穿搭杆和右挡板，使得左挡板与右挡板夹持住搭杆，再在螺杆上螺纹连接上螺母，从而将搭杆锁住。

步骤四，在边坡本体底部用混泥土浆浇筑好混泥土基座，浇筑过程中混泥土浆覆盖住搭杆下端，等待混泥土浆凝固后，在相邻两个搭杆之间焊接上连杆。

步骤五，将绿植种植槽铰接在连杆上，翻转绿植种植槽使其贴附在坡面上，令固定锚插入边坡本体内，再在绿植种植槽内种植上绿植。

步骤六，边坡本体土块会对施力杆施加压力，通过施力杆将压力传递给压力检测模块，压力检测模块测得数值后反馈给单片机，测得数值低于预设值时，单片机及时通知维护人员。

步骤七，当边坡本体出现严重塌陷、滑坡现象时，箱体整体发生倾斜，导电球与U型导电板触碰，单片机接收到信号控制电机旋转，电机传动轴卷绕钢丝，钢丝拉拽滑环一，滑环一沿滑杆向上爬升，从而将弹性兜布拉起展开，弹性兜布阻拦继续下滑的岩石、土块，同时单片机及时通知维护人员。

(三)有益效果

本发明提供了一种岩土工程边坡加固装置及其使用方法。具备以下有益效果：

1、该岩土工程边坡加固装置，通过塔接杆、搭杆和扣合组件形成框架，框架压在边坡上，在边坡上开设有沟槽内，塔接杆嵌在沟槽内，使得框架紧紧压住边坡坡面，起到定型的效果。设立绿植种植槽，借助种植绿化减少水土流失，降低因水土流失导致发生滑坡的几率。通过U型导电板、细绳和导电球，用于检测边坡状况，当边坡滑坡严重时，启动电机将弹性兜布向上拉起，从而起到阻拦岩石、土块继续下滑。

附图说明

图1为本发明结构工作示意图；

图2为本发明图1中A处结构放大图；

图3为本发明结构立体图；

图4为本发明图3中B处结构放大图；

图5为本发明塔接杆结构示意图；

图6为本发明箱体结构剖视图；

图7为本发明箱体内部结构展示图；

图8为本发明扣合组件结构示意图；

图9为本发明滑杆结构示意图；

图10为本发明固定锚内部结构展示图。

图中：1塔接杆、11半圆铲斗、12基座、2搭杆、21电机、22钢丝、23连杆、3混泥土基座、4箱体、41压力检测模块、42施力杆、43 U型导电板、44细绳、45导电球、46单片机、5扣合组件、51横杆一、52左挡板、521螺杆、53横杆二、54 右挡板、541钩子、6绿植种植槽、61孔洞、62弧形卡扣、7滑杆、71滑环一、72滑环二、8弹性兜布、9固定锚、91嵌槽、92分支、93弹簧、94纸环、10边坡本体、101沟槽。

具体实施方式

本发明实施例提供一种岩土工程边坡加固装置，如图1-10所示，对边坡本体10进行加固，边坡本体10顶部开设有沟槽101。包括塔接杆1，塔接杆1放置在沟槽101内。塔接杆1顶部铰接有多个搭杆2。塔接杆1由两个半圆铲斗11和多个基座12组成，两个半圆铲斗11上端之间铰接有铰接块，铰接块上连接有焊接多个基座12，基座12与搭杆2铰接。

两个半圈铲斗11底部通过螺钉固定在一起。从而避免塔接杆1内填充的土漏出。以此增加塔接杆1的重量，从而令整个装置紧贴在边坡斜面上。

多个搭杆2等距离排列，搭杆2与塔接杆1相互垂直，搭杆2贴附在边坡本体10坡面上。边坡本体10底部浇筑有混泥土基座3，搭杆2下端插入混泥土基座3内。边坡本体10坡面上预埋有箱体4，箱体4内设有压力检测模块41，箱体4顶部设有扣合组件5，扣合组件5用于固定搭杆2。

混泥土基座3顶部堆叠有弹性兜布8，弹性兜布8布置在相邻两个搭杆2之间。

工作时，由于箱体4埋于边坡内。箱体4埋于边坡内，故边坡的岩石、土块会对箱体4造成挤压。箱体4内的压力检测模块41用于监测箱体4受到的压力。当边坡本体10内部应力发生巨大变化时，弹性兜布8上端沿搭杆2迅速爬升，将弹性兜布8展开罩住边坡本体10坡面。

若边坡发生滑坡，坡面岩石、土块掉落，利用弹性兜布8拦住，以此防止岩石、土块继续下滑。

结合附图6，箱体4顶部与边坡本体10坡面相平齐，为此需要将箱体4倾斜放置。箱体4顶部呈圆弧形。压力检测模块41工作端对称固定安装有两个施力杆42。施力杆42远离压力检测模块41一端延伸至箱体4外，箱体4内壁底部焊接有U型导电板43，U型导电板43位于压力检测模块41下方。

压力检测模块41底部固定捆绑有细绳44，细绳44下端延伸至U型导电板43内，细绳44下端固定捆绑有导电球45。

箱体4内固定安装有单片机46，单片机46分别与压力检测模块41、U型导电板43和导电球45电性连接。箱体4内固定安装有GPS定位模块，GPS定位模块与单片机46电线连接。

工作时，边坡出现滑坡时，箱体4上方岩石、土块下滑，进而导致箱体4上方的压力减轻。当测得压力值低于压力检测模块41预设值。单片机46借助无线传输技术反馈给维护人员。向维护人员反应此处边坡可能存在滑坡现象。

正常状态上如附图7所示，导电球45不与U型导电板43接触。边坡滑坡严重时由于岩石、土块流失严重。由于土块流失会导致箱体4失衡，使得箱体4向后倾斜，导致导电球45与U型导电板43接触。电回路闭合单片机46接收到信息，此时操控弹性兜布8上升展开。并通知维护人员前来修复。

搭杆2上端焊接有中空的滑杆7，滑杆7与搭杆2相互平行，滑杆7下端与混泥土基座3固定安装在一起。弹性兜布8与滑杆7滑动配合，搭杆2顶部固定安装有电机21，电机21传动轴焊接有钢丝22，钢丝22与弹性兜布8连接。电机21与单片机46电性连接。

滑杆7杆身套有滑环一71、滑环二72。滑环一71位于滑环二72上方，弹性兜布8侧边与滑环一71、滑环二72固定捆绑，滑环二72固定镶嵌在混泥土基座3顶部，并用混凝土将覆盖住滑环二72。从而进一步增强滑环二72的固定效果。

滑杆7朝向边坡本体10一侧开设有通槽，滑环一71内壁设有延伸的凸起。滑环一71与凸起一体制成。凸起穿过通道延伸至滑杆7内，钢丝22下端延伸至滑杆7内，并与滑环一71的凸起固定捆绑。

通过电机21旋转，将钢丝22收卷，钢丝22拽动滑环一71移动，滑环一71沿滑杆7向上爬升，从而将弹性兜布8展开。

扣合组件5放置在箱体4顶部。扣合组件5由横杆一51、横杆二53组成，横杆一51与横杆二53相互平行。横杆一51、横杆二53与搭杆2空间垂直。

横杆一51顶部焊接有左挡板52，左挡板52焊接有螺杆521，横杆二53焊接有右挡板54，右挡板54上端焊有钩子541。

工作时，横杆一51向右滑，横杆二53向左滑，使得左挡板52与右挡板54相互靠近，从而夹持住搭杆2。此时螺杆521贯穿搭杆2和右挡板54，接着在螺杆521上螺纹固定螺母。从而将搭杆2锁住。通过扣合组件5将多个搭杆2合并连接在一起，从而组成框架压在坡面上。达到对坡面定型的作用。

相邻两个搭杆2之间焊接有连杆23，连杆23设有绿植种植槽6，绿植种植槽6开设有贯穿的孔洞61，绿植种植槽6背面焊接有固定锚9。绿植种植槽6底部焊接有用于和连杆23铰接的弧形卡扣62。固定锚9插入边坡本体10内。

在绿植种植槽6内种上绿植内，绿植的根系通过孔洞61延伸至边坡土壤内。利用植株降低水土流失，加强边坡土壤的稳固。

固定锚9杆身开设有嵌槽91，嵌槽91内铰接有分支92，分支92与嵌槽91内壁之间焊接有弹簧93，嵌槽91内壁固定粘接有纸环94，分支92贯穿纸环94。

结合附图10，工作时，固定锚9插入土壤内，对绿植浇水后，水分渗入土壤导致纸环湿润，纸环湿润后变得脆弱，且纸环容易被分解。故分支92失去固定点，在弹性作用下分支92弹出嵌槽91，以此加强固定锚9的插入土壤后的固定效果。

一种岩土工程边坡加固装置的使用方法，其特征在于：

步骤一，先在边坡本体10顶部开设有沟槽101，开挖沟槽101的大部分泥土填充至塔接杆1内，将塔接杆1放置与沟槽101内，再将剩余泥土掩埋住塔接杆1，再将箱体4预先埋在坡面上，箱体4倾斜，使得箱体4顶部与坡面相平齐。

步骤二，在箱体4顶部放置横杆一51和横杆二53，横杆一51与横杆二53相互错开，令左挡板52与右挡板54之间预留空隙。

步骤三，将塔接杆1放入沟槽101内，并放下搭杆2，令搭杆2紧贴在坡面上，将搭杆2放置于左挡板52与右挡板54之间，接着同时移动横杆一51、横杆二53。令横杆一51与横杆二53相互靠近。

右挡板54贴着搭杆2右侧，钩子541钩住搭杆2，左挡板52贴着搭杆2左侧，螺杆521贯穿搭杆2和右挡板54，使得左挡板52与右挡板54夹持住搭杆2。再在螺杆521上螺纹连接上螺母，从而将搭杆2锁住。

步骤四，在边坡本体10底部用混泥土浆浇筑好混泥土基座3，浇筑过程中混泥土浆覆盖住搭杆2下端，等待混泥土浆凝固后，在相邻两个搭杆2之间焊接上连杆23。

步骤五，将绿植种植槽6铰接在连杆23上，翻转绿植种植槽6使其贴附在坡面上，令固定锚9插入边坡本体10内，再在绿植种植槽6内种植上绿植。

步骤六，边坡本体10土块会对施力杆42施加压力，通过施力杆42将压力传递给压力检测模块41，压力检测模块41测得数值后反馈给单片机46，测得数值低于预设值时，单片机46及时通知维护人员。

步骤七，当边坡本体10出现严重塌陷、滑坡现象时，箱体4整体发生倾斜，导电球45与U型导电板43触碰，单片机46接收到信号控制电机21旋转，电机21传动轴卷绕钢丝22，钢丝22拉拽滑环一71，滑环一71沿滑杆7向上爬升，从而将弹性兜布8拉起展开，弹性兜布8阻拦继续下滑的岩石、土块，同时单片机46及时通知维护人员。

综上所述，该岩土工程边坡加固装置，通过塔接杆1、搭杆2和扣合组件5形成框架，框架压在边坡上，在边坡上开设有沟槽101内，塔接杆1嵌在沟槽101内，使得框架紧紧压住边坡坡面，起到定型的效果。设立绿植种植槽6，借助种植绿化减少水土流失，降低因水土流失导致发生滑坡的几率。通过U型导电板43、细绳44和导电球45，用于检测边坡状况，当边坡滑坡严重时，启动电机21将弹性兜布8向上拉起，从而起到阻拦岩石、土块继续下滑。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种岩土工程边坡加固装置，对边坡本体（10）进行加固，边坡本体（10）顶部开设有沟槽（101），其特征在于：包括塔接杆（1），所述塔接杆（1）放置在沟槽（101）内，塔接杆（1）顶部铰接有多个搭杆（2），多个搭杆（2）等距离排列，搭杆（2）与塔接杆（1）相互垂直，所述搭杆（2）贴附在边坡本体（10）坡面上，所述边坡本体（10）底部设有混泥土基座（3），搭杆（2）下端插入混泥土基座（3）内，所述边坡本体（10）坡面上预埋有箱体（4），箱体（4）内设有压力检测模块（41），箱体（4）顶部设有扣合组件（5），扣合组件（5）用于固定搭杆（2）；

所述混泥土基座（3）顶部堆叠有弹性兜布（8），弹性兜布（8）位于相邻两个搭杆（2）之间，当边坡本体（10）内部应力发生巨大变化时，弹性兜布（8）上端沿搭杆（2）迅速爬升，弹性兜布（8）展开罩住边坡本体（10）坡面。

2.根据权利要求1所述的一种岩土工程边坡加固装置，其特征在于：所述箱体（4）顶部与边坡本体（10）坡面相平齐，压力检测模块（41）对称连接有两个施力杆（42），施力杆（42）远离压力检测模块（41）一端延伸至箱体（4）外，所述箱体（4）内壁底部连接有U型导电板（43），U型导电板（43）位于压力检测模块（41）下方，压力检测模块（41）底部连接有细绳（44），细绳（44）下端延伸至U型导电板（43）内，细绳（44）下端连接有导电球（45）。

3.根据权利要求2所述的一种岩土工程边坡加固装置，其特征在于：所述箱体（4）内设有单片机（46），单片机（46）分别与压力检测模块（41）、U型导电板（43）和导电球（45）电性连接，所述箱体（4）内固定安装有GPS定位模块，GPS定位模块与单片机（46）电线连接。

4.根据权利要求3所述的一种岩土工程边坡加固装置，其特征在于：所述搭杆（2）上端连接有中空的滑杆（7），滑杆（7）与搭杆（2）相互平行，滑杆（7）下端与混泥土基座（3）连接，弹性兜布（8）与滑杆（7）滑动配合，搭杆（2）顶部连接有电机（21），电机（21）传动轴连接有钢丝（22），钢丝（22）与弹性兜布（8）连接。

5.根据权利要求4所述的一种岩土工程边坡加固装置，其特征在于：所述滑杆（7）杆身套有滑环一（71）、滑环二（72），所述滑环一（71）位于滑环二（72）上方，弹性兜布（8）侧边与滑环一（71）、滑环二（72）连接，滑环二（72）固定镶嵌在混泥土基座（3）顶部，滑杆（7）朝向边坡本体（10）一侧开设有通槽，滑环一（71）内壁设有延伸的凸起，凸起穿过通道延伸至滑杆（7）内，钢丝（22）下端延伸至滑杆（7）内，并与滑环一（71）的凸起连接。

6.根据权利要求5所述的一种岩土工程边坡加固装置，其特征在于：所述塔接杆（1）由两个半圆铲斗（11）和多个基座（12）组成，两个半圆铲斗（11）上端之间连接有铰接块，铰接块上连接有多个基座（12），基座（12）与搭杆（2）铰接。

7.根据权利要求1所述的一种岩土工程边坡加固装置，其特征在于：相邻两个搭杆（2）之间连接有连杆（23），连杆（23）设有绿植种植槽（6），绿植种植槽（6）开设有贯穿的孔洞（61），绿植种植槽（6）背面连接有固定锚（9），绿植种植槽（6）底部连接用于和连杆（23）铰接的弧形卡扣（62），所述固定锚（9）插入边坡本体（10）内。

8.根据权利要求7所述的一种岩土工程边坡加固装置，其特征在于：所述固定锚（9）杆身开设有嵌槽（91），嵌槽（91）内铰接有分支（92），分支（92）与嵌槽（91）内壁之间连接有弹簧（93），嵌槽（91）内壁固定粘接有纸环（94），分支（92）贯穿纸环（94）。

9.根据权利要求1所述的一种岩土工程边坡加固装置，其特征在于：所述扣合组件（5）放置在箱体（4）顶部，所述扣合组件（5）由横杆一（51）、横杆二（53）组成，横杆一（51）与横杆二（53）相互平行，所述横杆一（51）、左挡板（52）与搭杆（2）空间垂直，横杆一（51）连接有左挡板（52），左挡板（52）连接有螺杆（521），横杆二（53）连接有右挡板（54），右挡板（54）上端设有钩子（541），所述左挡板（52）与右挡板（54）夹持住搭杆（2），螺杆（521）贯穿搭杆（2）和右挡板（54），并连接有螺母。

10.根据权利要求1-9所述的一种岩土工程边坡加固装置的使用方法，其特征在于：

步骤一，先在边坡本体（10）顶部开设有沟槽（101），开挖沟槽（101）的大部分泥土填充至塔接杆（1）内，将塔接杆（1）放置与沟槽（101）内，再将剩余泥土掩埋住塔接杆（1），再将箱体（4）预先埋在坡面上，箱体（4）倾斜，使得箱体（4）顶部与坡面相平齐；

步骤二，在箱体（4）顶部放置横杆一（51）和横杆二（53），横杆一（51）与横杆二（53）相互错开，令左挡板（52）与右挡板（54）之间预留空隙；

步骤三，将塔接杆（1）放入沟槽（101）内，并放下搭杆（2），令搭杆（2）紧贴在坡面上，将搭杆（2）放置于左挡板（52）与右挡板（54）之间，接着同时移动横杆一（51）、横杆二（53），钩子（541）钩住搭杆（2），螺杆（521）贯穿搭杆（2）和右挡板（54），使得左挡板（52）与右挡板（54）夹持住搭杆（2），再在螺杆（521）上螺纹连接上螺母，从而将搭杆（2）锁住；

步骤四，在边坡本体（10）底部用混泥土浆浇筑好混泥土基座（3），浇筑过程中混泥土浆覆盖住搭杆（2）下端，等待混泥土浆凝固后，在相邻两个搭杆（2）之间焊接上连杆（23）；

步骤五，将绿植种植槽（6）铰接在连杆（23）上，翻转绿植种植槽（6）使其贴附在坡面上，令固定锚（9）插入边坡本体（10）内，再在绿植种植槽（6）内种植上绿植；

步骤六，边坡本体（10）土块会对施力杆（42）施加压力，通过施力杆（42）将压力传递给压力检测模块（41），压力检测模块（41）测得数值后反馈给单片机（46），测得数值低于预设值时，单片机（46）及时通知维护人员；

步骤七，当边坡本体（10）出现严重塌陷、滑坡现象时，箱体（4）整体发生倾斜，导电球（45）与U型导电板（43）触碰，单片机（46）接收到信号控制电机（21）旋转，电机（21）传动轴卷绕钢丝（22），钢丝（22）拉拽滑环一（71），滑环一（71）沿滑杆（7）向上爬升，从而将弹性兜布（8）拉起展开，弹性兜布（8）阻拦继续下滑的岩石、土块，同时单片机（46）及时通知维护人员。