一种带横隔板的多层结构生态边坡防护体系及其施工方法与流程

本发明涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种带横隔板的多层结构生态边坡防护体系及其施工方法。

背景技术：

工程建设过程中经常需要进行土石方的开挖和回填，土石方工程往往伴随着大量人工边坡的产生。这类问题实际上同时涉及边坡的稳定性和生态性。如何在工程建设中兼顾力学平衡和生态平衡，成为当代工程技术人员亟需解决的问题。

传统支护设计以边坡强度和边坡稳定性为主，采用抹面、喷浆、浆砌片石护墙、毛石挡土墙、锚喷护坡等技术，以保证边坡的安全。这些灰色防护对降低边坡施工初始阶段的不稳定性和侵蚀性具有重要意义。但是，随着岩石的风化和防护材料的老化，其作用将逐渐降低；同时，灰色防护环境相容性差，导致工程所处的生态环境长期难以恢复。因此，大量兼顾生态平衡的生态边坡防护技术应运而生。目前，人们已经开发出了三维土工网垫植草护坡、生态袋绿化、浆砌片石骨架植草护坡、土工袋护坡、框格梁边坡绿化等一系列适应于不同地质和环境条件的生态防护技术。传统的生态防护一般设置一层土工网或金属网来保持客土的稳定，设置击入式短钉来固定土工网或金属网，仅用于解决浅层稳定问题，不同时考虑边坡的整体稳定问题。

然而，由于边坡的力学平衡和生态平衡问题分属不同学科，实际边坡工程中也往往由不同专业的人士分别完成，边坡防护与绿化脱节的现象长期存在。特别是高陡边坡的客土稳定问题，一直没有得到切实有效的解决。

孙涛在专利号201010543317.1的发明专利中公开了一种采用柔性面层的土钉墙支护体系“柔性面层土钉墙支护体系及其施工方法”。该发明采用新型柔性面层材料代替传统的刚性面层，解决了刚性面层施工速度慢，造价高，受力不均匀，施工工艺复杂且不够环保的问题；土钉和面层的连接采用高强柔性绳索连接型式，加快了施工速度，简化了施工工艺，降低了工程造价。土工布、土工格栅等土工合成材料具有良好的耐久性能，而且作为面层可与后期边坡绿化结合，为解决长期以来支护与绿化脱节的问题奠定了基础。

技术实现要素：

本发明提供一种带横隔板的多层结构生态边坡防护体系及其施工方法，通过一次锚固解决边坡的稳定问题，通过设置横隔板和二次锚固解决客土稳定的问题，目的是提供一种兼顾边坡稳定和客土稳定，可用于高陡边坡的多层结构生态边坡防护体系，该体系具有经济、环保、施工速度快且耐久性好的优点。

本发明提供一种带横隔板的多层结构生态防护体系，其特征在于，包括：多个锚杆、底层筋材结构、多个底层连接结构、多道横隔板、种植基材层、顶层筋材结构、多个顶层连接结构和种子基材层；所述锚杆固设在边坡上开设的钻孔中，所述底层筋材结构覆盖在边坡的表面上；每个所述底层连接结构的一端与所述对应的锚杆固定连接，另一端与所述底层筋材结构固定连接；所述横隔板固定设置在所述锚杆杆体筋预留段上；所述种植基材层设置在所述横隔板和所述底层筋材结构上；所述顶层筋材结构覆盖在所述种植基层的表面上；每个所述顶层连接结构的一端与对应的所述锚杆杆体筋预留段固定连接，另一端与所述顶层筋材结构固定连接；所述种子基材层设置在所述顶层筋材结构和所述顶层连接结构上。

本发明提供的一种带横隔板的多层结构生态边坡防护体系，通过注浆或击入将锚杆杆体筋固定设置在边坡上开设的钻孔中，并通过底层连接结构将底层筋材结构与锚杆连接在一起，底层筋材结构与锚杆连接时可利用底层连接结构适当施加预应力，使底层筋材结构张紧后覆盖在边坡上，实现一次锚固；当边坡出现侧向位移时，底层筋材结构被锚杆牢靠的拉紧以使底层筋材结构能够紧密地贴附在边坡的表面上，此时，边坡位移产生的土压力通过底层筋材结构和底层连接结构传递给锚杆，再通过锚杆传到滑裂面以外的地层中去。底层筋材结构的约束作用和锚杆的加筋作用可以有效限制边坡位移，从而保持边坡的稳定。即，通过一次锚固解决了边坡稳定问题。

如上所述的一种带横隔板的多层结构生态边坡防护体系，还包括加强筋或立柱，所述加强筋或立柱以锚杆为节点通过底层连接结构固设在所述底层筋材结构上。通过设置加强筋和立柱形成一个网状加强结构，不但可以将所有锚杆连接在一起共同受力，而且可以有效扩散应力，防止锚杆在孔口处出现应力集中。设置立柱还可以有效传递坡体竖向分力，利于坡体稳定。

如上所述的一种带横隔板的多层结构生态防护体系，所述横隔板固定设置在所述锚杆杆体筋预留段上，对其上部种植基材层起承托作用。种植基材层的重力作用在横隔板上，再由横隔板传递给锚杆，减少了种植基材层坍塌破坏的可能。

如上所述的一种带横隔板的多层结构生态防护体系，通过顶层连接结构将顶层筋材结构固定设置在锚杆和种植基材层上，实现了二次锚固；进一步降低了种植基材层失稳的可能性。即，通过设置横隔板和二次锚固解决了客土的稳定问题。

如上所述的一种带横隔板的多层结构生态防护体系，所述锚杆杆体筋为金属材料、塑料材料以及其他满足设计要求的材料，通过注浆或击入将锚杆杆体筋固定设置在边坡上开设的钻孔中。

如上所述的一种带横隔板的多层结构生态防护体系，所述底层连接结构、顶层连接结构为金属材料、塑料材料以及其他满足设计要求的材料；

如上所述的一种带横隔板的多层结构生态防护体系，所述底层筋材结构、横隔板、顶层筋材结构为土工织物、土工膜、土工复合材料、土工特种材料、金属材料以及其他满足设计要求的材料。

本发明还提供一种带横隔板的多层结构生态边坡防护体系施工方法，采用如上所述的带横隔板的多层结构生态边坡防护体系，该施工方法的工艺流程包括开挖修坡、成孔、锚杆制作、锚杆安装、浆液制备、锚杆注浆、铺设底层筋材结构、设置加强筋或立柱、安装底层连接结构、安装横隔板、设置种植基材层、铺设顶层筋材结构、安装顶层连接结构、设置种子基材层，开挖下一层土方，修坡并分层分段循环施工至设计基底标高后验收，具体步骤包括：

1）按设计要求开挖工作面至所述第一道锚杆施工标高，修整边坡；

2）按照设计要求的位置在边坡上钻孔；

3）制作所述锚杆杆体钢筋，锚杆杆体钢筋上安装定位支架和注浆管，将锚杆杆体钢筋连同注浆管推送到钻孔内一定深度；

4）制备浆液，通过注浆管向钻孔内注浆；

5）将所述带横隔板的多层结构生态边坡防护体系中的底层筋材结构覆盖在边坡上；

6）以所述锚杆为节点设置所述加强筋或立柱；

7）安装所述底层连接结构；

8）在锚杆杆体筋预留段上安装横隔板；

9）在横隔板和底层筋材结构上设置种植基材层；

10）在种植基材层上铺设顶层筋材结构；

11）安装顶层连接结构，将顶层筋材结构固定在种植基材层上；

12）在顶层连接结构和顶层筋材结构上设置种子基材层；

13）按设计要求开挖工作面至所述下一道锚杆施工标高，修整边坡；

14）重复步骤2）～13）直至开挖到设计基底标高；

15）验收。

与已有的生态边坡防护体系及其施工方法相比，本发明提供的一种带有横隔板的多层结构生态边坡防护体系及其施工方法具有明显优势。

本发明提供一种带横隔板的多层结构生态边坡防护体系及其施工方法，通过一次锚固解决边坡的稳定问题，通过设置横隔板和二次锚固解决客土稳定的问题，是一种兼顾边坡稳定和客土稳定生态边坡防护体系和施工方法；为解决高陡边坡的客土稳定问题提供了解决方案；通过设置加强筋和立柱形成一个网状加强结构，不但可以将所有锚杆连接在一起共同受力，而且可以有效扩散应力，防止锚杆在孔口处出现应力集中，设置立柱还可以有效传递坡体竖向分力，利于坡体稳定；如采用塑料作为锚杆杆体筋和连接结构具有造价低，耐久性好的特点；而锚杆杆体筋为通长螺纹状，底层连接结构和顶层连接结构设计成螺母形状，可以方便地连接且可以施加预应力；采用土工合成材料作为底层筋材结构和顶层筋材结构具有经济、环保、施工速度快且耐久性好的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种带横隔板的多层结构生态边坡防护体系及其施工方法实施例的使用状态参考立面图；

图2为图1中A-A向剖面图；

图3为图2中B区域的局部放大示意图；

图4为本发明一种带横隔板的多层结构生态边坡防护体系及其施工方法实施例的流程图。

图中：1锚杆，2底层筋材结构，3底层连接结构，4横隔板，5种植基材层，6顶层筋材结构，7顶层连接结构，8种子基材层，9锚杆杆体筋，10加强筋或立柱。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明一种带横隔板的多层结构生态边坡防护体系实施例的使用状态参考立面图，图2为图1中A-A向剖面图。如图1、图2和图3所示，本实施例一种带横隔板的多层结构生态边坡防护体系，包括：多个锚杆1、底层筋材结构2、多个底层连接结构3、多道横隔板4、种植基材层5、顶层筋材结构6、多个顶层连接结构7和种子基材层8；所述锚杆1固设在边坡上开设的钻孔中，所述底层筋材结构2覆盖在边坡的表面上；每个所述底层连接结构3的一端与所述对应的锚杆1固定连接，另一端与所述底层筋材结构2固定连接；所述横隔板4固定设置在所述锚杆杆体筋9预留段上；所述种植基材层5设置在所述横隔板4和所述底层筋材结构2上；所述顶层筋材结构6覆盖在所述种植基层5的表面上；每个所述顶层连接结构7的一端与对应的所述锚杆杆体筋9预留段固定连接，另一端与所述顶层筋材结构6固定连接；所述种子基材层8设置在所述顶层筋材结构6和所述顶层连接结构7上。

具体而言，本发明提供的一种带横隔板的多层结构生态边坡防护体系，通过注浆将锚杆杆体筋9固定设置在边坡上开设的钻孔中，并通过底层连接结构3将底层筋材结构2与锚杆1连接在一起，底层筋材结构2与锚杆1连接时可利用底层连接结构3适当施加预应力，使底层筋材结构2张紧后覆盖在边坡上；当边坡出现侧向位移时，底层筋材结构2被锚杆1牢靠的拉紧以使底层筋材结构2能够紧密地贴附在边坡的表面上，此时，边坡位移产生的土压力通过底层筋材结构2和底层连接结构3传递给锚杆1，再通过锚杆1传到滑裂面以外的地层中去。底层筋材结构2的约束作用和锚杆1的加筋作用可以有效限制边坡位移，从而保持边坡的稳定。即，通过一次锚固解决了边坡稳定问题。

基于上述技术方案，可选的，为了增强底层筋材结构2的结构强度，本实施例一种带横隔板的多层结构生态边坡防护体系，还包括加强筋或立柱10，所述加强筋或立柱10以锚杆1为节点通过底层连接结构3固设在所述底层筋材结构2上。通过设置加强筋和立柱10形成一个网状加强结构，不但可以将所有锚杆1连接在一起共同受力，而且可以有效扩散应力，防止锚杆1在孔口处出现应力集中。设置立柱10还可以有效传递坡体竖向分力，利于坡体稳定。

如上所述的一种带横隔板的多层结构生态防护体系，所述横隔板4固定设置在所述锚杆杆体筋9预留段上，对其上部种植基材层5起承托作用。种植基材层5的重力作用在横隔板4上，再由横隔板4传递给锚杆1，减少了种植基材层5坍塌破坏的可能。

如上所述的一种带横隔板的多层结构生态防护体系，通过顶层连接结构7将顶层筋材结构6固定设置在锚杆1和种植基材层5上，进一步降低了种植基材层5失稳的可能性。即通过设置横隔板4和二次锚固解决了客土的稳定问题。

本实施例中所述锚杆杆体筋9可以为为金属材料、塑料材料以及其他满足设计要求的材料，通过注浆或击入将锚杆杆体筋9固定设置在边坡上开设的钻孔中。本实施例中所述底层连接结构3、顶层连接结构7为金属材料、塑料材料以及其他满足设计要求的材料； 本实施例所述底层筋材结构2、横隔板4、顶层筋材结构6为土工织物、土工膜、土工复合材料、土工特种材料、金属材料以及其他满足设计要求的材料。

图4为本发明一种带横隔板的多层结构生态边坡防护体系及其施工方法实施例的流程图。如图4所示，该施工方法的工艺流程包括开挖修坡、成孔、锚杆杆体筋9制作、锚杆杆体筋9安装、浆液制备、锚杆杆体筋9注浆、铺设底层筋材结构2、设置加强筋或立柱10、安装底层连接结构3、安装横隔板4、设置种植基材层5、铺设顶层筋材结构6、安装顶层连接结构7、设置种子基材层8，开挖下一层土方，修坡并分层分段循环施工至设计基底标高后验收，具体步骤包括：

1）按设计要求开挖工作面至所述第一道锚杆1施工标高，修整边坡；

2）按照设计要求的位置在边坡上钻孔；

3）制作所述锚杆杆体筋9，锚杆杆体筋9上安装定位支架和注浆管，将锚杆杆体筋9连同注浆管推送到钻孔内一定深度；

4）制备浆液，通过注浆管向钻孔内注浆；

5）将所述带横隔板的多层结构生态边坡防护体系中的底层筋材结构2覆盖在边坡上；

6）以所述锚杆1为节点设置所述加强筋或立柱10；

7）安装所述底层连接结构3；

8）在锚杆杆体筋9预留段上安装横隔板4；

9）在底层筋材结构2和横隔板4上设置种植基材层5；

10）在种植基材层5上铺设顶层筋材结构6；

11）安装顶层连接结构7，将顶层筋材结构6固定在种植基材层5上；

12）在顶层连接结构7和顶层筋材结构6上设置种子基材层8；

13）按设计要求开挖工作面至所述下一道锚杆1施工标高，修整边坡；

14）重复步骤2）～13）直至开挖到设计基底标高；

15）验收。

与已有的生态边坡防护体系及其施工方法相比，本发明提供的一种带有横隔板的多层结构生态边坡防护体系及其施工方法具有明显优势。

本发明提供一种带横隔板的多层结构生态边坡防护体系及其施工方法，通过一次锚固解决边坡的稳定问题，通过设置横隔板4和二次锚固解决客土稳定的问题，是一种兼顾边坡稳定和客土稳定生态边坡防护体系和施工方法；为解决高陡边坡的客土稳定问题提供了解决方案；通过设置加强筋和立柱10形成一个网状加强结构，不但可以将所有锚杆1连接在一起共同受力，而且可以有效扩散应力，防止锚杆1在孔口处出现应力集中，设置立柱10还可以有效传递坡体竖向分力，利于坡体稳定；如采用塑料作为锚杆杆体筋9和底层连接结构3和顶层连接结构7具有造价低，耐久性好的特点；而锚杆杆体筋9设计为为通长螺纹状，底层连接结构3和顶层连接结构7设计成螺母形状，可以方便地连接且可以施加预应力；采用土工合成材料作为底层筋材结构2和顶层筋材结构6具有经济、环保、施工速度快且耐久性好的特点。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。