CN203939035U - 一种改扩建高速公路炭质软岩边坡抗震生态防护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种改扩建高速公路炭质软岩边坡抗震生态防护系统，边坡至少分为二级边坡，在每一级边坡上均固定有挂网锚杆(1)，摩擦消能器(2)的一端与挂网锚杆(1)连接，镀锌钢丝网(3)固定在摩擦消能器(2)的另一端；植生基材(4)覆盖在镀锌钢丝网(3)以及边坡之上；碎落台(5)设置在相邻两级边坡之间；坡顶截水沟(6)沿边坡走向设置在边坡顶部；坡脚边沟(7)沿边坡走向设置在边坡底部；深层排水管(8)设置在岩质边坡内部；排水沟(9)连接坡顶截水沟(6)与坡脚边沟(7)。本实用新型是一种在保证边坡稳定的前提下，能有效抵抗雨水冲刷，长期发挥生态防护作用的改扩建高速公路炭质软岩边坡抗震生态防护系统。

Description

一种改扩建高速公路炭质软岩边坡抗震生态防护系统

技术领域

本实用新型涉及一种边坡防护系统，特别是涉及一种改扩建高速公路炭质软岩边坡抗震生态防护系统。

背景技术

对易有松散岩石坠落的软岩质边坡的防护治理，现行方案主要分为工程防护和生态防护两大类，工程防护主要是利用材料的物理力学性质来达到岩质边坡的稳定，但这种方案往往会留下大量的人工痕迹，破坏了自然生态平衡，而常用的生态防护往往短期绿化效果好，改善环境作用有限，更不能解决从根本上解决边坡的稳定问题。因此，找到一种可以长期发挥作用的抗震生态防护方案，并与工程防护方案相结合，对高速公路改扩建工程边坡防护具有重要的意义。

植生基材是边坡生态防护中一个常用的材料名称，植生基材指的植物生长所需要的基材，其实质和厚层基材是一个意义，只是称呼有所不同。其定义如下：植生基材是由多种功能材料组成的植物生长基质，是植物出苗的载体，也是植物生长发育的肥源和水分的直接供体。把胶结材料、植生基材、添加剂与植物种子均匀混合喷射到边坡坡而，形成植物生长的基层，发挥其对边坡防护与绿化的功能，该基层需要有一定的强度，不龟裂、抗冲刷、能稳定附着在坡而上。工程实践表明，同一种植生基材用在不同的工程项目中效果并不完全相同。经过前人的反复试验研究发现，所述的植生基材由土壤、有机质、肥料、保水剂、粘结剂、胶结料、草种组成，喷混植生用的植生基材必须因地制宜进行配比，即根据不同的工程项目情况，选出适合当地地形(坡度)、降雨等气候情况的基材，制定不同的配比，这样才能充分发挥基材的作用和取得最大限度的护坡绿化效果。因此，植生基材原材料配比采用针对性配方、针对性加工生产的原则(见文：植生基材的配合比设计与性能试验，第一作者李刚)。

相关文献如下：

(1)黄滔，陈永安，唐红，刘长红.新型生物植生基材在边坡生态防护中的应用研究[J].农业与技术，2013.2期

(2)刘长红，杨骏，陈永安.新型生物植生基材技术研究.湖南林业科技，2012.4期

(3)李刚，张娜.植生基材的配合比设计与性能试验.交通标准化，2010，23期

(4)刘飞.岩质边坡喷射植被混凝土植生基材研究.重庆交通大学(硕士学位论文)，2009年

(5)高小虎.植生基材在喷射技术中的应用研究.北京林业大学(硕士学位论文)，2008年

(6)章梦涛，李天安，邱金淡，苗鑫.有机植生基材在岩质坡面快速绿化技术中的开发应用.生态环境，2003,2期。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种在保证边坡稳定的前提下，能有效抵抗雨水冲刷，长期发挥生态防护作用的改扩建高速公路炭质软岩边坡抗震生态防护系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的改扩建高速公路炭质软岩边坡抗震生态防护系统，边坡至少分为二级边坡，在每一级边坡上均固定有挂网锚杆，摩擦消能器的一端与所述的挂网锚杆裸露在软岩外部的一部分连接，镀锌钢丝网固定在所述的摩擦消能器的另一端；植生基材覆盖在所述的镀锌钢丝网以及边坡之上；碎落台设置在相邻两级边坡之间；坡顶截水沟沿边坡走向设置在边坡顶部；坡脚边沟沿边坡走向设置在边坡底部；采用软质透水管制作的深层排水管设置在岩质边坡内部，微向下倾斜以便于将软岩质边坡内部地下水排出；排水沟连接所述的坡顶截水沟与所述的坡脚边沟。

所述的碎落台采用浆砌片石制作。

所述的坡顶截水沟距边坡顶部的所述的植生基材的距离为0.8m～1m。

所述的排水沟具体宽度由工程实际决定，采用浆砌片石制作。

所述的深层排水管的端部露在所述的植生基材之外，处于二级边坡内的所述的深层排水管的长度较处于一级边坡内的所述的深层排水管的长度短。

采用上述技术方案的改扩建高速公路炭质软岩边坡抗震生态防护系统，挂网锚杆打入软岩边坡，可以在一定程度上提高边坡稳定性。在挂网锚杆裸露一端放置摩擦消能器，摩擦消能器一端与镀锌钢丝网固定，摩擦消能器可以在一定程度上缓解软岩遇水崩解形成的碎石以及地震时产生的落石对钢丝网产生的冲击，防止挂网锚杆与铁丝网之间出现断裂。植生基材喷播在软岩边坡以及镀锌钢丝网之上，起到防止软岩边坡被雨水冲刷的作用，同时使边坡更加美观，边坡沿线生态系统恢复的更快。两级边坡之间的碎落台可以防止小块碎石滚落对公路交通的影响。在边坡顶部距离植生基材0.8m-1m处设置坡顶截水沟，防止强降雨作用下坡顶的水流对软岩边坡以及植生基材的冲刷。坡脚处设置边沟，可以及时排除路面以及坡面水流对坡脚的冲刷。在软岩质边坡内部设置透水软管制作的深层排水管，以便于将软岩质边坡内部地下水排出，二级边坡内排水管长度较短，一级边坡内排水管长度较长。设置排水沟连接坡顶截水沟与坡脚边沟，将坡顶处积水导流至坡脚边沟排出。

所述的镀锌钢丝网由镀锌铁丝制成，耐腐蚀，能阻挡边坡坡顶落石，具有被动防护作用。

所述的植生基材由土壤、有机质、肥料、保水剂、粘结剂、胶结料、草种组成，其关键是在改扩建高速公路边坡上具备一定的强度保护坡面和抵抗雨水冲刷，并具有足够的空隙率和肥力保证植物生长。

所述的坡顶截水沟设置在距离所述的多级边坡坡体的坡顶0.8m～1.2m处，与所述的多级边坡坡体的坡顶之间形成有长带。

镀锌钢丝网的上端系固在所述的挂绳锚杆上且所述的镀锌钢丝网沿所述的多级边坡坡体的坡面从上至下铺盖。

所述的深层排水管由透水软管制成，孔径、长度以及倾角均由工程实际决定，二级边坡内排水管长度较短，一级边坡内排水管长度较长。

本实用新型所采用镀锌钢丝网能够提高边坡的防护能力，并能阻挡落石的下落速度，从而降低对边坡坡体的冲击，植生基材上的植物能够提高边坡的稳定性，并提高边坡的生态防护效果，所采用的挂绳锚杆能够对边坡进行加固，提高边坡的稳定性，所采用的摩擦耗能器能够在地震中产生的危岩落石与镀锌钢丝网作用时减少落石冲击力，防止镀锌钢丝网与挂绳锚杆间出现迅速断裂，从而降低地震损害程度，增强边坡抗震稳定性。所采用的深层排水管可有效排出软岩坡体内部地下水，大幅提高边坡稳定性。

综上所述，本实用新型解决了改扩建高速公路炭质边坡稳定性不足、美观不足、易被雨水冲刷及被落石损坏的问题，是一种安全可靠、减少工期、提高防雨水冲刷能力、降低地震损失，并能美化环境的改扩建高速公路炭质软岩边坡抗震生态防护系统。

附图说明

图1是改扩建高速公路炭质软岩边坡抗震生态防护系统的侧面示意图。

图2是改扩建高速公路炭质软岩边坡抗震生态防护系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

参见图1和图2，边坡至少分为二级边坡，坡顶截水沟6沿边坡走向横向设置在多级边坡坡体的顶部距离植生基材4的距离为0.8m～1.2m，坡脚边沟7沿边坡走向设置在距离多级边坡坡脚一定距离处，根据工程实际确定，同时取决于植生基材4的喷薄厚度；挂绳锚杆1根据工程计算采用锚杆机以一定角度打入边坡岩体，外露部分与摩擦消能器2相连接；镀锌钢丝网3的节点与挂绳锚杆1端部的摩擦消能器2相连接，由边坡从上至下铺设，通过摩擦消能器2与挂网锚杆1紧密结合；植生基材4喷播在多级边坡土体的坡面上，覆盖住边坡坡体、挂绳锚杆1、摩擦消能器2以及镀锌钢丝网3，植生基材由土壤、有机质、肥料、保水剂、粘结剂、胶结料、草种组成，其关键是在改扩建高速公路边坡上具备一定的强度保护坡面和抵抗雨水冲刷，并具有足够的空隙率和肥力保证植物生长，在植生基材4上种植有适宜当地生长环境的植物。碎落台5设置在两级边坡之间，碎落台5采用浆砌片石制作，根据工程实际确定其宽度；针对软岩边坡较破碎，软岩边坡内部设置透水软管制成的深层排水管8，深层排水管8的孔径尺寸以及长度根据具体工程实际确定，微向下倾斜以便于将软岩质边坡内部地下水排出，其外露部分伸出植生基材4之外将边坡内部水排出。处于二级边坡内的深层排水管8的长度较处于一级边坡内的深层排水管8的长度短。排水沟9连接坡顶截水沟6与坡脚边沟7，将坡顶截水沟6的积水导流至坡脚边沟7排出，排水沟9的具体宽度由工程实际决定，可采用浆砌片石制作。

参见图1和图2，挂网锚杆1裸露在岩石外一端部分应设置于摩擦消能器2连接的接头，镀锌钢丝网3的固定处应设置与摩擦消能器2相连接的接头，从上至下铺设，应根据软岩边坡破碎程度来确定镀锌钢丝网3的具体强度。

参见图1和图2，挂网锚杆1在提高边坡稳定性的同时为镀锌钢丝网3提供支撑，镀锌钢丝网3在软岩边坡碎落时加固碎石，防止对沿线交通造成影响；摩擦消能器2在地震时消耗一部分软岩边坡碎石作用在镀锌钢丝网3上的能量，防止镀锌钢丝网3与挂网锚杆1连接处由于韧性不足而发生断裂；植生基材4喷播在软岩边坡与镀锌钢丝网3上方，为改扩建公路边坡生态环境恢复提供基础，同时还可以提高公路沿线的美观性；碎落台5防止小粒径碎石落到公路上；坡顶截水沟6以及坡脚边沟7可以有效防止地表径流对软岩边坡的冲刷。采用软质透水管制作的深层排水管8，二级边坡内排水管长度较短，一级边坡内排水管长度较长，可深入岩质边坡内部存在地下水的区域，有效降低边坡内部水位，提高边坡稳定性。排水沟9可以将坡顶截水沟6的水排到坡脚边沟7中。

参见图1和图2，本实用新型采用的改扩建高速公路炭质软岩边坡抗震生态防护系统的施工方法是：

(1)采用适用于软岩边坡极限平衡法或者数值分析方法对改扩建高速公路边坡稳定性进行分析，算出保证边坡稳定所需要的锚固力，根据计算所得的锚固力，确定挂绳锚杆1的类型、直径、长度、数量与布置方式；根据工程实际计算确定所需镀锌钢丝网的尺寸；根据工程实际计算深层排水管的数量、孔径、长度以及倾角。

(2)人工清理多级边坡坡体：将凹凸不平处尽量削平，同时清除碎石和易松落的石头，不能清理的进行加固处理；

(3)基础施工：首先在多级边坡坡体的坡顶横向设置坡顶截水沟6，然后用挖掘机械进行多级边坡坡面的梯形开挖同时预留碎落台5的位置，开挖完成后在软岩边坡上打孔布设深层排水管8。然后制作排水沟9然后将坡体整理清平，开挖边坡坡脚处的坡脚边沟7。

(4)布设锚杆：在软岩边坡上布设挂绳锚杆1；布设挂绳锚杆1完成后在挂绳锚杆1外露的端部安装摩擦消能器2。

(5)布设镀锌钢丝网3：镀锌钢丝网3由边坡顶部从上至下铺设，挂绳锚杆1与摩擦消能器2的一端固定连接，镀锌钢丝网3的节点与摩擦消能器2的另一端固定连接。

(6)喷射植生基材4：用专用设备将植生基材4喷薄到多级边坡坡体上；在植生基材4上种植有适宜当地生长环境的植物。

Claims (5)

1.一种改扩建高速公路炭质软岩边坡抗震生态防护系统，其特征是：边坡至少分为二级边坡，在每一级边坡上均固定有挂网锚杆(1)，摩擦消能器(2)的一端与所述的挂网锚杆(1)裸露在软岩外部的一部分连接，镀锌钢丝网(3)固定在所述的摩擦消能器(2)的另一端；植生基材(4)覆盖在所述的镀锌钢丝网(3)以及边坡之上；碎落台(5)设置在相邻两级边坡之间；坡顶截水沟(6)沿边坡走向设置在边坡顶部；坡脚边沟(7)沿边坡走向设置在边坡底部；采用软质透水管制作的深层排水管(8)设置在岩质边坡内部，微向下倾斜以便于将软岩质边坡内部地下水排出；排水沟(9)连接所述的坡顶截水沟(6)与所述的坡脚边沟(7)。

2.根据权利要求1所述的改扩建高速公路炭质软岩边坡抗震生态防护系统，其特征是：所述的碎落台(5)采用浆砌片石制作。

3.根据权利要求1或2所述的改扩建高速公路炭质软岩边坡抗震生态防护系统，其特征是：所述的坡顶截水沟(6)距边坡顶部的所述的植生基材(4)的距离为0.8m～1m。

4.根据权利要求1或2所述的改扩建高速公路炭质软岩边坡抗震生态防护系统，其特征是：所述的排水沟(9)具体宽度由工程实际决定，采用浆砌片石制作。

5.根据权利要求1或2所述的改扩建高速公路炭质软岩边坡抗震生态防护系统，其特征是：所述的深层排水管(8)的端部露在所述的植生基材(4)之外，处于二级边坡内的所述的深层排水管(8)的长度较处于一级边坡内的所述的深层排水管(8)的长度短。