CN219653738U - 一种边坡柔性生态支护结构 - Google Patents

Abstract

一种边坡柔性生态支护结构，通过在坡面上铺设复合土工膜并回填一层土后，再铺设植被保护垫并用U形钉固定，然后在边坡外设置装配式格构梁，在边坡上设置排水管，排水口设置在装配式格构梁横梁上，并通过装配式格构梁横梁上的排水道引导边坡内的水流出汇流到排水沟中，通过锚杆将装配式格构梁固定在边坡表面，最后种植护坡植被。植被保护垫通过与坡面植被紧密结合形成稳定的锚固系统。土工膜与排水管的设置，可以提高坡体抗水毁能力，减少坡面雨水入渗同时将坡体内部入渗后的雨水排出。本实用新型整体结构简单，安装方便，后期维护简单，成本低。

Description

一种边坡柔性生态支护结构

技术领域

本实用新型属于岩土工程领域，具体是一种边坡柔性生态支护结构。

背景技术

由于红砂岩土、砂性土极易风化及遇水软化崩解，而在南方降雨充沛的地区，在降雨造成坡面软崩解后，坡面会产生大量的冲沟，冲沟的产生会进一步造成大规模水土流失、失稳破坏，造成当地生态破坏严重及易发生坍塌的风险。而对于膨胀土、红黏土在雨季会经历剧烈的干湿循环。在夏季炎热的情况下，膨胀土、红黏土会产生很多干缩裂隙，产生降低了土体的强度的同时，加快了雨水入渗对坡体稳定性的破坏。如没有采取合理的防护形式，对于砂性土、膨胀土、红黏土、红砂岩土为主的地段修筑的路堑和路堤边坡，具有强度低、抗风化能力差、塑性变形大的特点，且受降雨、气温等外界风化因素的影响很大，而目前主要的支护措施有刚性支护、柔性支护和生态护坡技术。

刚性支护结构对于红砂岩、砂性岩边坡的自然环境破坏较大，未解决坡面沉降问题，且在夏季长时间降雨过后，产生的大量冲沟坡面水毁严重，造成植被根系存活率不高。由于膨胀土、红黏土自身的膨胀、变形较大的特性，更不适合刚性支护结构。现有柔性支护技术如土工格栅、土工袋等存在施工工序复杂、后期维护费用高、耐久性不良、长期支护效果不理想等问题。此外，上述两种支护方法仍会造成红砂岩边坡表层水土流失，坡面防护和生态治理效果差强人意。

现有的生态护坡技术是利用根系与土体紧密生长，最终形成锚固系统对边坡表层进行防护，虽与当地保护生态环境，但存在很多缺陷。如红砂岩土质，由于易水毁及易崩解的特性，导致边坡还未形成密集的锚固系统就已被破坏，起不到防护效果。

实用新型内容

本实用新型针对砂性土、膨胀土、红黏土、红砂岩土特殊类型边坡的存在的水土流失、失稳垮塌和整体稳定差的问题，提供一种边坡柔性生态支护结构，以有效地降低坡面沉降、水毁及坡体变形，恢复生态环境，提高边坡稳定性。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下的技术手段：

本实用新型所述的一种边坡柔性生态支护结构，包括复合土工膜、植被保护垫、U形钉、截水沟、排水沟、装配式格构梁、锚杆、排水管、透水土工布、护坡植被；复合土工膜平铺在边坡土层内表面且与土体互相贴合；植被保护垫平铺在各个格构单元内的边坡表面并与土体互相贴合，并通过U形钉固定在边坡上；截水沟设置在边坡的顶部以及底部，排水沟设置在边坡两侧；装配式格构梁设置在边坡表面，装配式格构梁将边坡分割成数个格构单元；锚杆包括杆体、锚垫板和螺母，杆体的一端深入边坡内，杆体的另一端露出边坡外，杆体外露端设有螺纹，螺母与杆体外露端通过螺纹对应连接，锚垫板设置在螺母与植被防护垫或者螺母与装配式格构梁之间；排水管的出口设在装配式格构梁的横梁的排水口内，排水管深于边坡，排水管具有排水段、截水段、钻超段，排水段部分得用土紧密压实，透水土工布包裹在排水管上；护坡植被种植在格构单元内的植被保护垫内。

所述植被保护垫具有波浪形的粗糙表面，为长纤维的尼龙丝缠绕高韧性聚酯土工格栅或由韧性聚酯丝线编织而成的具有周期性凹凸起伏的密网。

所述植被保护垫至少具有30％以上的网孔空间。

所述锚垫板为厚度大于10mm的钢板。

所述装配式格构梁使用H型钢部件实现格构梁之间的连接，装配式格构梁上部设有排水口、排水口下部为排水道。

所述植被保护垫与植被保护垫相连处至少重叠150mm，重叠部分用所述U形钉固定。

所述锚杆间距为1～2m，锚杆与水平面的倾角为15°～25°。

所述U形钉的锚固长度≥30cm。

所述复合土工膜在坡顶处设置沟槽锚固。

所述边坡柔性生态支护结构的设置方法，包括以下步骤：

(1)对边坡进行预处理：将需要处理范围内的树木、树根、腐殖土、有机土、种植土和垃圾进行清理，平整坡面；

(2)铺设复合土工膜：首先在坡顶处设置沟槽锚固，然后将复合土工膜铺设在边坡表面，待复合土工膜铺设完后，回填一层土，且厚度不少于20cm并夯实；

(3)测量放线、钻孔定位：根据具体边坡的工程情况，调整钻机的位置，使钻孔的位置、倾斜角度、孔径大小满足设计的要求，便于排水管及装配式格构梁的吊装与安放；

(4)安装排水管：按照格构单元设计进行布置，采取仰斜式排水管，对坡体内丰富的地下水及地表渗入过程中的雨水排出；仰斜式排水管长度为2.5m以上，倾角为8°～15°，其中截水段需有1.5m以上，且截水段中设有孔洞；排水段用土紧密压实，钻超段为20cm以上，排水管外部用透水土工布包裹严实；

(5)安装锚杆：锚杆按照格构单元设计进行布置，从坡底开始，将锚孔使锚杆穿过格构单元中心，并通过锚具实现锚杆与格构单元之间固定；将排水管穿过格构单元横梁中预留的排水孔，并将排水管所排水通过排水道最终汇流到排水沟中；格构梁末端选取H型钢预埋，防止连接受力过程中对混凝土结构造成破坏，选取的H型钢在末端预埋时外露长度为内埋置深度一半，再通过H型钢之间的螺栓与拼接板，完成对格构梁与格构梁间的连接，最后在外露部分的H型钢上安置一个抬高垫板；

(6)铺设植被保护垫，并在边坡坡脚处开挖截/排水沟：将植被保护垫平整地铺设在各个格构单元内边坡表面，用U形钉加以固定，植被保护垫与保护垫相连处至少重叠150mm，重叠部分用所述U形钉固定；

(7)将锚杆与格构单元中心紧密贴合，并用标准螺母固定，在植被保护垫表面均匀摊铺一层耕植土，并喷洒水来湿润耕植土；

(8)耕植土种植植被：喷播种植植被，选取无纺布盖在边坡表面，待植被生长3cm后移去无纺布；

(9)开挖截水沟和排水沟。

本实用新型获得的有益效果是：

1、植被保护垫能减缓暴雨后的坡面水毁情况，通过与坡面植被紧密结合，形成稳定的锚固系统，植被保护垫凹凸起伏的表面，增大了坡面的粗糙程度，结合护坡植被茎叶可以减弱雨水的冲击能有效地缓解坡面冲沟的产生及水土流失，同时由于植被保护垫平铺在边坡表面，能有效地降低坡面沉降，避免坡面失稳坍塌。

2、装配式格构梁上的排水孔与排水管连接来降低雨水入渗及约束坡体变形。装配式格构梁并不用现场浇筑，减少对当地环境的破坏，且该结构具有造价低、便于施工、缩短工期的特点。特别是能通过施工现场的条件，能够在工厂就能对格构梁的构件的预制，通过施工时直接安放预制好的格构梁构件。配合锚杆对坡体主动约束以及格构梁对坡体整体的稳固，有效地限制住坡体的位移，实现了坡体的整体稳定。

3、土工膜与排水管组合使用，提高坡体抗水毁能力通过减少坡面雨水入渗的同时将坡体内部入渗后的雨水排出。土工膜在边坡防护的初期是降低冲刷、入渗，提高植被存活率，再利用植被在客土生长，随着时间的推移，植物根系会进一步发育生长，慢慢穿透土工膜而扎入土壤内，形成密布的锚固系统，且锚固作用会越来越强，从而起到固土护坡及绿化环保的作用。

4、截/排水沟上部制作常规截/排水沟，用于拦截和排除坡顶、坡面的雨水，防止雨水冲刷坡面和渗入坡体内，减弱土层遇水崩解、坍塌对边坡带来的损害。

5、边坡加设锚杆、预制式格构梁对坡体提高了整体稳定性后，再使用植被保护垫、排水管和土工膜共同对坡体在固土防冲刷、减少入渗和及时排水三个方面，来解决红砂岩边坡防护所面临的问题。护坡植被具有优良的再生能力，所以植被保护垫、排水管和土工膜使用的是难降解，耐腐蚀，耐久性好，可实现长期防护，能满足边坡工程长期防护要求。

6、整体结构简单，安装便捷、后期维护简单；结构的各零件质量较轻、均可大批量生产、生产成本低，有着较大的经济效益和广阔的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型所述的边坡柔性生态支护结构布置示意图。

图2为本实用新型所述的边坡柔性生态支护结构的锚杆结构示意图。

图3为本实用新型所述的边坡柔性生态支护结构的排水管结构示意图。

图4为本实用新型所述的边坡柔性生态支护结构的装配式格构梁结构示意图。

图5为实用新型所述的边坡柔性生态支护结构的装配式格构梁俯视结构示图。

图6为实用新型所述的边坡柔性生态支护结构的装配式格构梁连接结构示意图。

图中标记为：植被保护垫1、U形钉2、装配式格构梁3、H型钢4、抬高垫板5、螺栓6、拼接板7、排水道8、排水口9、锚杆10、杆体11、锚垫板12、标准螺母13、水泥砂浆14、排水管15、排水段16、截水段17、钻超段18、透水土工布19、复合土工膜20、截水沟21、排水沟22、护坡植被23、土层24、格构梁横梁25、格构梁竖梁26。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行描述。

如图1至图5所示，本实用新型所述的边坡柔性生态支护结构，包括植被保护垫1、U形钉2、装配式格构梁3、锚杆10、排水管15、透水土工布19、复合土工膜20、截水沟21、排水沟22、护坡植被23。

复合土工膜20平铺在边坡土层表面以下20cm且与土体互相贴合。植被保护垫1平铺在各个格构单元内的边坡表面并与土体互相贴合，并通过U形钉2固定在边坡上。复合土工膜在坡顶处设置沟槽锚固效果更好。

截水沟设置在边坡的顶部以及底部，排水沟设置在边坡两侧。

装配式格构梁3设置在边坡表面，装配式格构梁3将边坡分割成数个格构单元，装配式格构梁3上部设有排水口9、排水口下部为排水道8。装配式格构梁3之间通过H型钢4连接。装配式格构梁的作用不仅仅是分割边坡成数个格构单元，而且还提供排水的通道，将排水管流出的水通过装配式格构梁排走，避免水流冲刷边坡。

锚杆包括杆体、锚垫板和螺母，杆体的一端深入边坡内，杆体的另一端露出边坡外，杆体外露端设有螺纹，螺母与杆体外露端通过螺纹对应连接。锚垫板设置在螺母与植被防护垫或者螺母与装配式格构梁之间，锚垫板为厚度大于10mm的钢板。锚杆的作用是将装配式格构梁以及植被保护垫固定在边坡上。锚杆间距为1～2m，锚杆与水平面的倾角为15°～25°，锚杆深度超过边坡滑动面或边坡深度1m。植被保护垫至少具有30％以上的网孔空间，植被保护垫具有波浪形的粗糙表面，为长纤维的尼龙丝缠绕高韧性聚酯土工格栅或由韧性聚酯丝线编织而成的具有周期性凹凸起伏的密网。

植被保护垫与植被保护垫相连处至少重叠150mm，重叠部分用所述U形钉固定。U形钉的锚固长度≥30cm，可以实现更好的锚固效果。

排水管的出口设在装配式格构梁的横梁的排水口内，排水管深于边坡，排水管具有排水段、截水段、钻超段，排水段部分得用土紧密压实，透水土工布包裹在排水管上。护坡植被种植在格构单元内的植被保护垫内。

所述边坡柔性生态支护结构的设置方法，按以下进行：

1、对边坡进行预处理：将需要处理范围内的树木、树根、腐殖土、有机土、种植土和垃圾进行清理，平整坡面。

2、铺设复合土工膜：首先在坡顶处设置沟槽锚固，然后将复合土工膜铺设在边坡表面，注意铺设时不要有折皱悬空。待复合土工膜铺设完后，回填一层土，且厚度不少于20cm并夯实，在夯实过程中，注意勿要损害复合土工膜。

3、测量放线、钻孔定位：根据具体边坡的工程情况，调整钻机的位置，使钻孔的位置、倾斜角度、孔径大小满足设计的要求，便于排水管及装配式格构梁的吊装与安放。

排水管长度为2.5m以上，倾角为8°～15°，且具有排水段16、截水段17、钻超段18，其中截水段17需有1.5m以上，且截水段17中设有孔洞，每5mm设一个，错位排布布满截水段17，排水段16部分得用土紧密压实，钻超段18为20cm以上，排水管外部得用透水土工布19包裹严实，避免沙石堵塞排水管。

锚杆的杆体深度比当地边坡滑动面或者边坡深度1m以上后灌注水泥砂浆14，锚杆按照矩阵型进行布置，锚杆间距为1～2m，锚孔倾角为15°～25°，杆体11在坡面上设有螺纹杆，将锚垫板12压实在植被保护垫1的表面后再用标准螺母9扭紧，将植被保护垫1与锚杆3紧密结合在一起，稳固边坡。

4、安装排水管：按照格构单元设计进行布置，采取仰斜式排水管，对坡体内丰富的地下水及地表渗入过程中的雨水排出；仰斜式排水管长度为2.5m以上，倾角为8°～15°，其中截水段需有1.5m以上，且截水段中设有孔洞；排水段用土紧密压实，钻超段为20cm以上，排水管外部用透水土工布包裹严实。

装配式格构梁3，首先通过锚孔定位，测量出所述锚杆10以及排水管15位置，并预先安置所述排水管15，使用锚具与排水管将格构单元固定。格构梁单元间设有排水道8，便于排水管15排水。格构梁末端选取H型钢预埋，防止连接受力过程中对混凝土结构造成破坏，选取的H型钢在末端预埋时外露长度为内埋置深度一半，再通过格构梁之间的螺栓与拼接板，完成对格构梁末端外露的H型钢之间的连接。

5、安装锚杆：锚杆按照格构单元设计进行布置，从坡底开始，将锚孔使锚杆穿过格构单元中心，并通过锚具实现锚杆与格构单元之间固定；将排水管穿过格构梁横梁25预留的排水口9，并将排水管所排水通过排水道最终汇流到排水沟中；格构梁末端选取H型钢4预埋，防止连接受力过程中对混凝土结构造成破坏，选取的H型钢4在末端预埋时外露长度为内埋置深度一半，再通过H型钢4之间的螺栓与拼接板，完成对格构梁末端外露的H型钢4之间的连接，最后在外露部分的H型钢上安置一个抬高垫板。

(6)铺设植被保护垫，并在边坡坡脚处开挖截/排水沟：将植被保护垫平整地铺设在各个格构单元内边坡表面，用U形钉2加以固定，植被保护垫与保护垫相连处至少重叠150mm，重叠部分用所述U形钉2固定。植被保护垫1具有规律性波浪形起伏的粗糙表面能有效抵抗坡面降雨冲刷，保证护坡植被23生长发育；U形钉2用于将固定植被保护垫1在边坡坡面上；植被保护垫1重叠部分与植被保护垫1相连处至少重叠150mm，在重叠部分用所述U形钉2加以固定；

(7)将锚杆10与格构单元中心紧密贴合，并用标准螺母固定，在植被保护垫表面均匀摊铺一层耕植土，并喷洒水来湿润耕植土。

(8)耕植土种植植被：喷播种植植被，选取无纺布盖在边坡表面，待植被生长3cm后移去无纺布。植被保护垫表面上覆盖一层均匀摊铺一层耕植土，并喷洒水来湿润耕植土；种植护坡植被，待植被生长成型后，根系能扎破土工膜与其形成相应的锚固系统，从而起到固土护坡及绿化环保的作用。

(9)开挖截水沟和排水沟：在边坡防护外缘开挖截水沟和排水沟，用于拦截和排除坡顶、坡面的雨水，防止雨水冲刷坡面和渗入坡体内，减弱土层遇水崩解、坍塌对边坡带来的损害。

本实用新型的具体实施方式详述，可供岩土工程专业的技术人员理解本实用新型，但本实用新型不限于该具体实施方式的范围，对岩土工程的技术人员来讲，各种变化所附的权利要求和确定的本实用新型的精神和范围内，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。

Claims (9)

1.一种边坡柔性生态支护结构，其特征是，包括复合土工膜、植被保护垫、U形钉、截水沟、排水沟、装配式格构梁、锚杆、排水管、透水土工布、护坡植被；复合土工膜平铺在边坡土层内表面且与土体互相贴合；植被保护垫平铺在各个格构单元内的边坡表面并与土体互相贴合，并通过U形钉固定在边坡上；截水沟设置在边坡的顶部以及底部，排水沟设置在边坡两侧；装配式格构梁设置在边坡表面，装配式格构梁将边坡分割成数个格构单元；锚杆包括杆体、锚垫板和螺母，杆体的一端深入边坡内，杆体的另一端露出边坡外，杆体外露端设有螺纹，螺母与杆体外露端通过螺纹对应连接，锚垫板设置在螺母与植被防护垫或者螺母与装配式格构梁之间；排水管的出口设在装配式格构梁的横梁的排水口内，排水管深于边坡，排水管具有排水段、截水段、钻超段，排水段部分得用土紧密压实，透水土工布包裹在排水管上；护坡植被种植在格构单元内的植被保护垫内。

2.根据权利要求1所述的边坡柔性生态支护结构，其特征是，所述植被保护垫具有波浪形的粗糙表面，为长纤维的尼龙丝缠绕高韧性聚酯土工格栅或由韧性聚酯丝线编织而成的具有周期性凹凸起伏的密网。

3.根据权利要求1所述的边坡柔性生态支护结构，其特征是，所述植被保护垫至少具有30％以上的网孔空间。

4.根据权利要求1所述的边坡柔性生态支护结构，其特征是，所述锚垫板为厚度大于10mm的钢板。

5.根据权利要求1所述的边坡柔性生态支护结构，其特征是，所述装配式格构梁使用H型钢部件实现格构梁之间的连接。

6.根据权利要求1所述的边坡柔性生态支护结构，其特征是，所述植被保护垫与植被保护垫相连处至少重叠150mm，重叠部分用所述U形钉固定。

7.根据权利要求1所述的边坡柔性生态支护结构，其特征是，所述锚杆间距为1～2m，锚杆与水平面的倾角为15°～25°。

8.根据权利要求1所述的边坡柔性生态支护结构，其特征是，所述U形钉的锚固长度≥30cm。

9.根据权利要求1所述的边坡柔性生态支护结构，其特征是，所述复合土工膜在坡顶处设置沟槽锚固。