CN115354594B - 一种陡坡拦石结构及其构造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种陡坡拦石结构及其构造方法。一种陡坡拦石结构，包括若干竖向设置的受力桩，所有受力桩沿边坡纵向间隔设置在边坡的岩土体中，受力桩顶部露出边坡坡面；竖向成排设置在相邻两个受力桩之间的拉力绳，拉力绳两端锚固在对应受力桩沿边坡的坡向中部；固定连接于所有受力桩靠山侧的受力网，受力网能够覆盖相邻两个受力桩之间的空间；固定连接于受力网和对应拉力绳之间的若干弹性传力结构，所有弹性传力结构沿拉力绳纵向成列并沿竖向成排设置；固定连接受力网靠山侧的消能层，消能层能够覆盖受力网。其静动态稳定性好、防护能级强、防护高度可以自由调整、且利于落石堆积和滚出。

Description

一种陡坡拦石结构及其构造方法

技术领域

本发明涉及一种岩土工程技术领域，特别是一种陡坡拦石结构及其构造方法。

背景技术

艰险山区峡谷高陡地形为其主要地貌结构，峡谷高陡边坡通常危岩落石十分发育、落石冲击能量巨大，传统落石防护主要采用重力式拦石墙、被动防护网、帘式引导网等，传统的防护结构存在以下问题：(1)高陡边坡重力式拦石墙施工困难，挡墙结构采用的混凝土或片石混凝土材料运输困难、陡坡施工模板安装困难、陡坡地形挡墙埋设基础部分的基坑开挖及施工不影响边坡强度的技术要求极高，重力式挡墙防护高度低，易冲切破坏和倾覆破坏故防护能级不高，冲击破坏后墙体也成为危险源；(2)被动防护网落石拦挡后难以清除、过大落石堆积量会导致防护网破坏，防护网设置高度有限，过高的防护高度变形大、支撑立柱无法提供足够的支撑力且安装和固定困难；(3)帘式引导网投资大、坡面植被发育时无法施工、引导后的落石需要拦挡，网底部设置拦石墙、被动防护网拦挡导流后的落石时会存在(1)和(2)出现的问题。

申请号为201921820086.7的中国发明专利提出了一种抵抗陡坡高能落石的组合结构，有效增大了落石的防护能级，专利中把支撑桩顶部做成楔形体解决了吸能装置和刚性承载板在静止状态的稳定性，但受落石冲击后消能装置变形回弹会引起吸能装置和刚性承载板失稳或者发生错位变形，冲击能越大，越易失稳和变形错位，同时楔形体支撑桩也大幅消弱了桩顶的抗冲击能力，且该结构设置高度有限，与现有技术的主要做法一样，该结构设置的吸能装置位于支撑桩的靠山侧，占据了支撑桩与山坡间的落石有效堆积空间，降低了落石的防护和堆积效果，坡体越陡存在的问题更加显著。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有陡坡落石拦挡结构存在的落石冲击后吸能装置动态稳定性较差、落石堆积空间挤占、落石防护能力低和防护高度无法做高等问题，提供一种陡坡拦石结构及其构造方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种陡坡拦石结构，包括：

若干竖向设置的受力桩，所有所述受力桩沿边坡纵向间隔设置在所述边坡的岩土体中，所述受力桩顶部露出所述边坡坡面；

竖向成排设置在相邻两个所述受力桩之间的拉力绳，所述拉力绳两端锚固在对应所述受力桩沿所述边坡的坡向中部；

固定连接于所有所述受力桩靠山侧的受力网，所述受力网能够覆盖相邻两个所述受力桩之间的空间；

固定连接于所述受力网和对应所述拉力绳之间的若干弹性传力结构，所有所述弹性传力结构沿所述拉力绳纵向成列并沿竖向成排设置；

固定连接所述受力网靠山侧的消能层，所述消能层能够覆盖所述受力网。

本方案所述陡坡拦石结构，受力桩下部是埋设于边坡的岩土体中，消能层、受力网、弹性传力结构和拉力绳直接或间接的固定在受力桩露出所述边坡坡面的顶部，借助边坡的岩土体实现陡坡拦石结构的静态稳定；且所述陡坡拦石结构由受力桩和消能层组成桩位受力结构，用于承担落石冲击能，消能层缓冲了落石对受力桩的直接冲击破坏；且消能层能够覆盖所述受力网的靠山侧，能够避免落石将受力网切割破坏，使得受力网能够长时间起作用。

由消能层、受力网、弹性传力结构和拉力绳组成受力桩之间的拦挡落石柔性组合受力结构，落石冲击能通过柔性结构传递给受力桩，即：落石冲击消能层后，因受力网和消能层接触面积较大，落石冲击能够通过消能层直接且全面积受力的传递给受力网，由受力网分散传递至受力桩或者弹性传力结构，弹性传力结构在拉力绳的支撑下能够在受力方向变形耗能，且最终将落石冲击能通过拉力绳的反弹传递给拉力绳两端的受力桩，其通过多条路径的传力方式对落石冲击能进行消耗，最终通过受力桩进行承担；使得柔性组合受力结构具有变形量大、缓冲能力强、拦挡能力强、安装方便、经济性好等优点，既能有效拦挡大能量落石，又能很好地缓冲受力后把落石冲击能传递给受力桩，且拉力绳、受力网、弹性传力结构、消能层在落石冲击下基本上同时受力，使得该柔性组合结构抗冲击能力强。且柔性组合受力结构变形后具有较好的自恢复能力，消能层、受力网、弹性传力结构和拉力绳的变形和回弹始终被受力桩控制，使得其受落石冲击后动态稳定性较好，防护能力较高。且受力桩能够借助柔性组合受力结构配合进行耗能受力，使得其出露地面以上的高度可以自由调整，用于防护不同高度的落石，且能够增加落石的堆积空间。同时受力桩之间的组合受力结构布置位置，充分利用受力桩之间的空间，不占据受力桩与边坡之间的有效落石堆积空间，并利于落石堆积和滚出，边坡越陡，这种功能更加显著。

优选的，所述受力桩为钢筋混凝土结构，相邻所述受力桩间距为5-10m；

所述消能层的厚度为0.3-0.5m，所述消能层的弹性模量为5-10Mpa，从而消能层具有有效的变形量空间和适宜的回弹性能。

采用上述方案，无需像现有技术一样的需要通过大量地增加消能层的厚度和受力桩的截面尺寸来增加抗冲击能力和防护能力，也能够较好的满足抗冲击能力和防护能力，且能够控制消能层的厚度，使得受力桩与边坡之间的有效落石堆积空间更大，更利于落石的堆积和滚出，进一步提高陡坡拦石结构的防护能力。

优选的，所述受力桩为矩形桩，所述受力桩靠山侧的两角处为弧形结构，保证受力网受力变形时不会产生切割破坏。

优选的，所述弹性传力结构为轮胎状，所述弹性传力结构的直径为0.8-1.5m，所述弹性传力结构的直径方向为受力方向，所述弹性传力结构的直径方向的弹性模量为8-15MPa；或

所述弹性传力结构为椭圆环状，所述弹性传力结构的长轴为0.8-1.5m，所述弹性传力结构的长轴方向为受力方向，所述弹性传力结构的长轴方向的弹性模量为8-15Mpa。

采用上述方案，弹性传力结构具有较大的变形空间，利于抗冲击耗能，且能够节省材料。

优选的，当所述边坡为山脊地形时，所有所述受力桩在水平面呈人字形布置，位于所述边坡纵向中部的所述受力桩靠近坡顶设置，位于所述边坡纵向两端的所述受力桩靠近坡脚设置；

当所述边坡为平面坡体时，所有所述受力桩在水平面呈一字型布置，位于所述边坡纵向两端的所述受力桩分别靠近坡顶和坡脚设置。

通过使得受力桩在边坡上跨等高线倾斜大坡度设置，落石可在大坡度陡坡拦石结构的导向作用下自发滚动，有效解决了落石堆积清除困难的技术难题。

优选的，所述一字型布置在坡面上与坡面等高线的夹角为20°-40°，使得落石可在大坡度陡坡拦石结构的导向作用较好的向下滚动，且不会下落速度过快。

优选的，所述受力网分为若干幅，每幅所述受力网的长度对应3-4根所述受力桩的总间距；和/或

相邻两个所述受力桩的相对侧沿竖向间隔设有用于连接所述拉力绳的拉力环，所述受力桩的靠山侧设有用于连接所述受力网的固定环。

受力网分幅，便于运输、施工和更换。拉力环便于固定拉力绳；固定环，便于固定受力网。

优选的，所述消能层由若干块体结构拼接形成，每个所述块体结构的面积大于或等于1m²；或

所述消能层由若干薄层状结构叠铺组成，所述薄层状结构的厚度大于或等于0.1m。

块体结构和薄层状结构非常有利于陡坡条件的安装和材料运输，且每个所述块体结构的面积大于或等于1m²，薄层状结构的厚度大于或等于0.1m，能够满足相应的消能条件。

一种陡坡拦石结构的构造方法，用于构造上述的陡坡拦石结构，包括以下步骤：

S1、根据受力桩的平面定位施工所有所述受力桩；

S2、以所述受力桩为基础安装受力网、拉力绳和弹性传力结构；

S3、以所述受力网为基础安装消能层。

本方案的陡坡拦石结构的构造方法，通过平面定位先施工受力桩，保证受力桩的施工质量，同时为后续受力网、拉力绳的安装提供了条件，保证受力网、拉力绳和弹性传力结构的安装质量，避免出现较大的安装偏差或受力方向的变形，再以安装好的受力网为基础安装消能层，拉力绳、弹性传力结构和受力网整体能够保证消能层的安装方便性和安装质量，且避免了消能层安装后受力网出现较大的变形。本方案将消能层的安装顺序设置在最后，主要是依靠拉力绳、弹性传力结构和受力桩共同稳定的受力网结构，进而避免受力网需要在受力桩上进行过量的安装和连接，且避免消能层安装后受力网出现较大的变形。其安装简单、有序且快速，而且能够控制安装质量，可有效保证施工过程中各部件的顺利高效安装和在安装过程中的稳定性控制。

优选的，所述步骤S2包括以下步骤：

S2A、以所述受力桩为基础安装所述受力网；

S2B、以所述受力网为基础从坡面竖向向上分层安装所述拉力绳和所述弹性传力结构；

相邻两个所述受力桩之间的每层所述拉力绳和所述弹性传力结构的安装顺序如下：

先以所述受力网为基础安装该层的所有所述弹性传力结构，然后在该层的所有所述弹性传力结构的外侧安装该层的所述拉力绳，再将所述拉力绳两端分别连接于对应的所述受力桩。

本方案中，以受力桩为基础安装所述受力网，使得能够为弹性传力结构提供更大的安装面，便于控制弹性传力结构的安装，通过从坡面竖向向上分层安装所述拉力绳和所述弹性传力结构，能够以下层安装来稳定上层的安装，使得重心逐渐上移，保证拉力绳和所述弹性传力结构的安装速率和安装质量，且能够对受力网的变形进行控制。每层所述拉力绳和所述弹性传力结构的安装时，先安装该层的所有所述弹性传力结构，然后在该层的所有所述弹性传力结构的外侧安装该层的所述拉力绳，再将所述拉力绳两端分别连接于对应的所述受力桩，能够通过后安装的拉力绳来控制弹性传力结构的位置以及受力网的变形。其保证了弹性传力结构的便利快速安装，并保证了受力网和弹性传力结构施工过程中的稳定控制。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明所述陡坡拦石结构，通过受力桩借助边坡的岩土体实现陡坡拦石结构的静态稳定；陡坡拦石结构由受力桩和消能层组成桩位受力结构，用于承担落石冲击能，消能层缓冲了落石对受力桩的直接冲击破坏；消能层能够覆盖所述受力网的靠山侧，能够避免落石将受力网切割破坏；由消能层、受力网、弹性传力结构和拉力绳组成受力桩之间的拦挡落石柔性组合受力结构，既能有效拦挡大能量落石，又能很好地缓冲受力后把落石冲击能传递给受力桩，且拉力绳、受力网、弹性传力结构、消能层在落石冲击下基本上同时受力，使得该柔性组合结构抗冲击能力强。柔性组合受力结构变形后具有较好的自恢复能力，消能层、受力网、弹性传力结构和拉力绳的变形和回弹始终被受力桩控制，使得其受落石冲击后动态稳定性较好，防护能力较高。受力桩能够借助柔性组合受力结构配合进行耗能受力，使得其出露地面以上的高度可以自由调整，用于防护不同高度的落石，且能够增加落石的堆积空间。受力桩之间的组合受力结构不占据受力桩与边坡之间的有效落石堆积空间，利于落石堆积和滚出。

2、本发明所述陡坡拦石结构，无需像现有技术一样的需要通过大量地增加消能层的厚度和受力桩的截面尺寸来增加抗冲击能力和防护能力，也能够较好的满足抗冲击能力和防护能力，且能够控制消能层的厚度，使得受力桩与边坡之间的有效落石堆积空间更大，更利于落石的堆积和滚出，进一步提高陡坡拦石结构的防护能力。

3、弹性传力结构为轮胎状且直径方向为受力方向，或弹性传力结构为椭圆环状且长轴方向为受力方向，使得弹性传力结构具有较大的变形空间，利于抗冲击耗能，且能够节省材料。

4、通过使得受力桩在边坡上跨等高线倾斜大坡度设置，落石可在大坡度陡坡拦石结构的导向作用下自发滚动，有效解决了落石堆积清除困难的技术难题。

5、本发明所述陡坡拦石结构的构造方法，其安装简单、有序且快速，而且能够控制安装质量，可有效保证施工过程中各部件的顺利高效安装和在安装过程中的稳定性控制。

附图说明

图1是实施例1中所述陡坡拦石结构的俯视视示意图；

图2是图1中I-I处剖面示意图；

图3是图1中II-II处剖面示意图；

图4是实施例1中所述陡坡拦石结构的受力桩平面大样示意图；

图5是实施例1中受力网的结构示意图；

图6是实施例1中所述陡坡拦石结构的正视示意图。

图7是实施例1中所述陡坡拦石结构在山脊型坡体的平面示意图；

图8是实施例1中所述陡坡拦石结构在平顺型坡体的平面示意图。

图标：1-受力桩；2-拉力绳；3-受力网；4-弹性传力结构；5-消能层；6-边坡。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例提供一种陡坡拦石结构，参见图1-6，包括：

若干竖向设置的受力桩1，所有所述受力桩1沿边坡6纵向间隔设置在所述边坡6的岩土体中，所述受力桩1顶部露出所述边坡6坡面；

竖向成排设置在相邻两个所述受力桩1之间的拉力绳2，所述拉力绳2两端锚固在对应所述受力桩1沿所述边坡6的坡向中部；

固定连接于所有所述受力桩1靠山侧的受力网3，所述受力网3能够覆盖相邻两个所述受力桩1之间的空间；

固定连接于所述受力网3和对应所述拉力绳2之间的若干弹性传力结构4，所有所述弹性传力结构4沿所述拉力绳2纵向成列并沿竖向成排设置；

固定连接所述受力网3靠山侧的消能层5，所述消能层5能够覆盖所述受力网3。

如图1所示，图1的右侧为靠山侧。受力桩1采用钢筋混凝土结构，强度大，抗力大，不易破坏，可以采用各种截面形式，用于承担落石冲击能，桩间距适宜为5-10m，出露地面以上的高度可以自由调整，用于防护不同高度的落石。相邻两个所述受力桩1的相对侧沿竖向间隔预埋有用于连接所述拉力绳2的拉力环，便于固定拉力绳2。所述受力桩1的靠山侧预埋有用于连接所述受力网3的固定环，便于固定受力网3。如图4所示，本实施例的所述受力桩1为矩形桩，所述受力桩1靠山侧的两角处为弧形结构，本实施例中，仅将所述受力桩1地面以上的部分靠山侧的两角处设置成弧形结构，保证受力网3受力变形时不会产生切割破坏，弧形结构的夹角β适宜为30-50°。

本实施例中，如图7所示，当所述边坡6为山脊地形时，所有所述受力桩1在水平面呈人字形布置，所有所述受力桩1顶部出露坡体外的高度相同，位于所述边坡6纵向中部的所述受力桩1靠近坡顶设置，位于所述边坡6纵向两端的所述受力桩1靠近坡脚设置，使得受力桩1在平面上跨边坡6的等高线呈倾斜人字型向下坡方向设置，且受力桩1内侧的落石通道边坡6的倾斜坡度不小于10％，落石受拦后可以在自重作用下顺陡坡地形自动向下坡方向滚动，有效避免了落石的不断积累。

如图8所示，当所述边坡6为平面坡体时，所有所述受力桩1在水平面呈一字型布置，所有所述受力桩1顶部出露坡体外的高度相同，位于所述边坡6纵向两端的所述受力桩1分别靠近坡顶和坡脚设置，使得受力桩1在平面上跨边坡6的等高线呈倾斜一字型向下坡方向设置，且受力桩1内侧的落石通道边坡6的倾斜坡度不小于10％，落石受拦后可以在自重作用下顺陡坡地形自动向下坡方向滚动，有效避免了落石的不断积累。除外，所述一字型布置在坡面上与坡面等高线的夹角适宜为20°-40°，使得落石可在大坡度陡坡拦石结构的导向作用较好的向下滚动，且不会下落速度过快。

图7和图8中的布置方式，通过使得受力桩1在边坡6上跨等高线倾斜大坡度设置，落石可在大坡度陡坡拦石结构的导向作用下自发滚动，有效解决了落石堆积清除困难的技术难题。

本实施例中，拉力绳2、受力网3、弹性传力结构4和消能层5均为轻型、小型结构，具有易运输、易安装、易更换和投资低等特点。

其中，拉力绳2可采用防腐处理的钢绞线制作，竖向设置间距适宜为1.0-2.0m，如图6所示。拉力绳2与弹性传力结构4连接固定后，两端与受力桩1两侧预留的拉力环连接固定；受力网3可采用钢绞线编制形成并防腐处理，正方形网格间距0.2-0.5m，如图5所示。当然，受力网3也可采用被动网结构，用于承担对应的落石冲击，其具有很高的强度和较大的变形能力，从而具有很高的抗落石冲击能力，为网格状柔性结构，质量轻、运输方便、铺装施工方便、快速，可分幅施工或更换，即所述受力网3分为若干幅，每幅所述受力网3的长度对应3-4根所述受力桩1的总间距，即分幅长度为3-4根受力桩1的设置长度。

如图1、图2和图4所示，弹性传力结构4设置在拉力绳2和受力网3之间，可以把受力网3承担的落石冲击能柔性传递给拉力绳2，使得拉力绳2和受力网3可以同时受力，从而系统抗落石能力更强，弹性传力结构4为弹性体，可以避免拉力绳2和受力网3在受力时产生剪切破坏。本实施例中，所述弹性传力结构4可以为轮胎状，所述弹性传力结构4的直径为0.8-1.5m，所述弹性传力结构4的直径方向为受力方向，所述弹性传力结构4的直径方向的弹性模量为8-15MPa；或所述弹性传力结构4为椭圆环状，如图2所示，所述弹性传力结构4的长轴为0.8-1.5m，所述弹性传力结构4的长轴方向为受力方向，所述弹性传力结构4的长轴方向的弹性模量为8-15Mpa。上述形状的弹性传力结构4具有较大的变形空间，利于抗冲击耗能，且能够节省材料。

本实施例中，如图1和图2所示，消能层5固定连接所述受力网3靠山侧，且消能层5能够覆盖所述受力网3。从图2可以看出，消能层5不会连接于边坡6，其主要固定在受力网3上，但基于消能层5的自重，可以将消能层5放置在边坡6上，避免对受力网3造成过多的竖向作用力。消能层5可采用橡胶、其他弹性材料或抗冲切材料制作形成，厚度适宜为0.3-0.5m，弹性模量适宜为5-10MPa，其可以在落石冲击作用下避免受力网3产生切割破坏，并能对受力网3起缓冲作用，提高受力网3的使用寿命、同时避免小块落石从受力桩1之间穿过，可采用整体厚度的块体结构与受力网3安装连接，每个所述块体结构的面积大于或等于1m²；或采用若干薄层状结构叠铺组成，适宜为2-4层薄层状结构，所述薄层状结构的厚度大于或等于0.1m。大面积薄层状结构叠铺固定在受力网3上。块体结构和薄层状结构非常有利于陡坡条件的安装和材料运输。且弹性传力结构4、消能层5的耐久性要求不小于20年。

本实施例所述陡坡拦石结构，受力桩1下部是埋设于边坡6的岩土体中，消能层5、受力网3、弹性传力结构4和拉力绳2直接或间接的固定在受力桩1露出所述边坡6坡面的顶部，借助边坡6的岩土体实现陡坡拦石结构的静态稳定；且所述陡坡拦石结构由受力桩1和消能层5组成桩位受力结构，用于承担落石冲击能，消能层5缓冲了落石对受力桩1的直接冲击破坏；且消能层5能够覆盖所述受力网3的靠山侧，能够避免落石将受力网3切割破坏，使得受力网3能够长时间起作用。

由消能层5、受力网3、弹性传力结构4和拉力绳2组成受力桩1之间的拦挡落石柔性组合受力结构，落石冲击能通过柔性结构传递给受力桩1，即：落石冲击消能层5后，因受力网3和消能层5接触面积较大，落石冲击能够通过消能层5直接且全面积受力的传递给受力网3，由受力网3分散传递至受力桩1或者弹性传力结构4，弹性传力结构4在拉力绳2的支撑下能够在受力方向变形耗能，且最终将落石冲击能通过拉力绳2的反弹传递给拉力绳2两端的受力桩1，其通过多条路径的传力方式对落石冲击能进行消耗，最终通过受力桩1进行承担；使得柔性组合受力结构具有变形量大、缓冲能力强、拦挡能力强、安装方便、经济性好等优点，既能有效拦挡大能量落石，又能很好地缓冲受力后把落石冲击能传递给受力桩1，且拉力绳2、受力网3、弹性传力结构4、消能层5在落石冲击下基本上同时受力，使得该柔性组合结构抗冲击能力强。且柔性组合受力结构变形后具有较好的自恢复能力，消能层5、受力网3、弹性传力结构4和拉力绳2的变形和回弹始终被受力桩1控制，使得其受落石冲击后动态稳定性较好，防护能力较高。且受力桩1能够借助柔性组合受力结构配合进行耗能受力，使得其出露地面以上的高度可以自由调整，用于防护不同高度的落石，且能够增加落石的堆积空间。同时受力桩1之间的组合受力结构布置位置，充分利用受力桩1之间的空间，不占据受力桩1与边坡6之间的有效落石堆积空间，利于落石堆积和滚出，边坡6越陡，这种功能更加显著。

且其无需像现有技术一样的需要通过大量地增加消能层5的厚度和受力桩1的截面尺寸来增加抗冲击能力和防护能力，也能够较好的满足抗冲击能力和防护能力，且能够控制消能层5的厚度，使得受力桩1与边坡6之间的有效落石堆积空间更大，更利于落石的堆积和滚出，进一步提高陡坡拦石结构的防护能力。

实施例2

本实施例提供一种陡坡拦石结构的构造方法，用于构造如实施例1所述的陡坡拦石结构，包括以下步骤：

S1、根据受力桩1的平面定位施工所有所述受力桩1；

S2、以所述受力桩1为基础安装受力网3、拉力绳2和弹性传力结构4；

S3、以所述受力网3为基础安装消能层5。

本方案的陡坡拦石结构的构造方法，通过平面定位先施工受力桩1，保证受力桩1的施工质量，同时为后续受力网3、拉力绳2的安装提供了条件，保证受力网3、拉力绳2和弹性传力结构4的安装质量，避免出现较大的安装偏差或受力方向的变形。

本实施例中，所述步骤S2优选以下步骤：

S2A、以所述受力桩1为基础安装所述受力网3；

S2B、以所述受力网3为基础从坡面竖向向上分层安装所述拉力绳2和所述弹性传力结构4；

相邻两个所述受力桩1之间的每层所述拉力绳2和所述弹性传力结构4的安装顺序如下：

先以所述受力网3为基础安装该层的所有所述弹性传力结构4，然后在该层的所有所述弹性传力结构4的外侧安装该层的所述拉力绳2，再将所述拉力绳2两端分别连接于对应的所述受力桩1。

即以受力桩1为基础安装所述受力网3，使得能够为弹性传力结构4提供更大的安装面，便于控制弹性传力结构4的安装，通过从坡面竖向向上分层安装所述拉力绳2和所述弹性传力结构4，能够以下层安装来稳定上层的安装，使得重心逐渐上移，保证拉力绳2和所述弹性传力结构4的安装速率和安装质量，且能够对受力网3的变形进行控制。每层所述拉力绳2和所述弹性传力结构4的安装时，先安装该层的所有所述弹性传力结构4，然后在该层的所有所述弹性传力结构4的外侧安装该层的所述拉力绳2，再将所述拉力绳2两端分别连接于对应的所述受力桩1，能够通过后安装的拉力绳2来控制弹性传力结构4的位置以及受力网3的变形。其保证了弹性传力结构4的便利快速安装，并保证了受力网3和弹性传力结构4施工过程中的稳定控制。

再以安装好的受力网3为基础安装消能层5，拉力绳2、弹性传力结构4和受力网3整体能够保证消能层5的安装方便性和安装质量，且避免了消能层5安装后受力网3出现较大的变形。本方案将消能层5的安装顺序设置在最后，主要是依靠拉力绳2、弹性传力结构4和受力桩1共同稳定的受力网3结构，进而避免受力网3需要在受力桩1上进行过量的安装和连接，且避免消能层5安装后受力网3出现较大的变形。其安装简单、有序且快速，而且能够控制安装质量，可有效保证施工过程中各部件的顺利高效安装和在安装过程中的稳定性控制。

具体的，可以采用以下步骤进行：

A、受力桩1平面定位，施工受力桩1，在地面以上的受力桩1两侧预埋拉力环、靠山侧预埋固定环、靠山侧的两角处设置成弧形结构；

B、施工受力桩1靠山侧的受力网3，受力网3与受力桩1上的固定环固定连接；

C、在受力桩1之间的受力网3外侧从下部开始安装第一分层弹性传力结构4，并连接固定；

D、在第一分层弹性传力结构4外侧安装第一分层拉力绳2，并连接固定，拉力绳2两端与受力桩1预埋拉力环固定拉紧连接；

E、重复步骤C和D，直到安装完成所有分层弹性传力结构4和拉力绳2；

F、在受力网3靠山侧分块或分层安装消能层5，消能层5与受力网3连接固定；

G、重复步骤F直到完成所有消能层5安装。

上述具体的构造方法具有操作简单、快速、质量可控、步骤清晰，可有效保证施工过程中各部件的顺利高效安装和在安装过程中的稳定性控制。步骤A为后期拉力绳2、受力网3安装提供了基础，受力桩1角点为圆弧形解决了受力网3受力时的切割破坏；步骤B至D保证了弹性传力结构4的便利快速安装和施工过程中的稳定控制；消能层5放置在步骤F，才能保证其安装过程中的稳定性，如果放置在步骤B后，则受力桩1上必须设置数量较多的固定环，同时受力桩1之间较大宽度的受力网3上安装消能层5后，其变形也较大并较难控制，后期其他部件安装较为困难。故提出的构造方法操作性和功能目的性都较强，该方法具有较好的推广应用价值。当然，本实施例的构造方法并不是实施例1中的陡坡拦石结构的唯一实施方法，只是从施工速度、施工质量等方面，其同时具有优越性。

本发明提出的结构形式及在坡面的布置形式均进行了改进，并提出了有效的构造方法，能够实现拦石结构的最大功能发挥并具有长期的静态和动态稳定性，以及结构各组成部分的有效连接和长期稳定。其具有防护高度大、防护能级强、落石堆积小、静动态稳定性好、施工简单、经济性好、环保和利于推广等特点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种陡坡拦石结构，其特征在于，包括：

若干竖向设置的受力桩(1)，所有所述受力桩(1)沿边坡(6)纵向间隔设置在所述边坡(6)的岩土体中，所述受力桩(1)顶部露出所述边坡(6)坡面；

竖向成排设置在相邻两个所述受力桩(1)之间的拉力绳(2)，所述拉力绳(2)两端锚固在对应所述受力桩(1)沿所述边坡(6)的坡向中部；

固定连接于所有所述受力桩(1)靠山侧的受力网(3)，所述受力网(3)能够覆盖相邻两个所述受力桩(1)之间的空间；

固定连接于所述受力网(3)和对应所述拉力绳(2)之间的若干弹性传力结构(4)，所有所述弹性传力结构(4)沿所述拉力绳(2)纵向成列并沿竖向成排设置；

固定连接所述受力网(3)靠山侧的消能层(5)，所述消能层(5)能够覆盖所述受力网(3)。

2.根据权利要求1所述的陡坡拦石结构，其特征在于，所述受力桩(1)为钢筋混凝土结构，相邻所述受力桩(1)间距为5-10m；

所述消能层(5)的厚度为0.3-0.5m，所述消能层(5)的弹性模量为5-10MPa。

3.根据权利要求2所述的陡坡拦石结构，其特征在于，所述受力桩(1)为矩形桩，所述受力桩(1)靠山侧的两角处为弧形结构。

4.据权利要求1所述的陡坡拦石结构，其特征在于，所述弹性传力结构(4)为轮胎状，所述弹性传力结构(4)的直径为0.8-1.5m，所述弹性传力结构(4)的直径方向为受力方向，所述弹性传力结构(4)的直径方向的弹性模量为8-15MPa；或

所述弹性传力结构(4)为椭圆环状，所述弹性传力结构(4)的长轴为0.8-1.5m，所述弹性传力结构(4)的长轴方向为受力方向，所述弹性传力结构(4)的长轴方向的弹性模量为8-15Mpa。

5.根据权利要求1-4任一所述的陡坡拦石结构，其特征在于，当所述边坡(6)为山脊地形时，所有所述受力桩(1)在水平面呈人字形布置，位于所述边坡(6)纵向中部的所述受力桩(1)靠近坡顶设置，位于所述边坡(6)纵向两端的所述受力桩(1)靠近坡脚设置；

当所述边坡(6)为平面坡体时，所有所述受力桩(1)在水平面呈一字型布置，位于所述边坡(6)纵向两端的所述受力桩(1)分别靠近坡顶和坡脚设置。

6.根据权利要求5所述的陡坡拦石结构，其特征在于，所述一字型布置在坡面上与坡面等高线的夹角为20°-40°。

7.根据权利要求1-4任一所述的陡坡拦石结构，其特征在于，所述受力网(3)分为若干幅，每幅所述受力网(3)的长度对应3-4根所述受力桩(1)的总间距；和/或

相邻两个所述受力桩(1)的相对侧沿竖向间隔设有用于连接所述拉力绳(2)的拉力环，所述受力桩(1)的靠山侧设有用于连接所述受力网(3)的固定环。

8.根据权利要求1-4任一所述的陡坡拦石结构，其特征在于，所述消能层(5)由若干块体结构拼接形成，每个所述块体结构的面积大于或等于1m²；或

所述消能层(5)由若干薄层状结构叠铺组成，所述薄层状结构的厚度大于或等于0.1m。

9.一种陡坡拦石结构的构造方法，其特征在于，用于构造如权利要求1-8任一所述的陡坡拦石结构，包括以下步骤：

S1、根据受力桩(1)的平面定位施工所有所述受力桩(1)；

S2、以所述受力桩(1)为基础安装受力网(3)、拉力绳(2)和弹性传力结构(4)；

S3、以所述受力网(3)为基础安装消能层(5)。

10.根据权利要求9所述陡坡拦石结构的构造方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：

S2A、以所述受力桩(1)为基础安装所述受力网(3)；

S2B、以所述受力网(3)为基础从坡面竖向向上分层安装所述拉力绳(2)和所述弹性传力结构(4)；

相邻两个所述受力桩(1)之间的每层所述拉力绳(2)和所述弹性传力结构(4)的安装顺序如下：

先以所述受力网(3)为基础安装该层的所有所述弹性传力结构(4)，然后在该层的所有所述弹性传力结构(4)的外侧安装该层的所述拉力绳(2)，再将所述拉力绳(2)两端分别连接于对应的所述受力桩(1)。

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