一种抗泥石流和落石冲击的棚洞顶部结构的制作方法

本实用新型涉及到公路隧道防护技术领域，更加具体来说是一种抗泥石流和落石冲击的棚洞顶部结构。

背景技术：

公路隧道在崇山峻岭穿梭的过程中，由于受地形条件的限制，不可避免要跨越V型沟谷区域；通常该区域上覆岩体较薄，不易成洞，并且上方有落石存在，需采用棚洞方案对跨沟谷路段进行防护，从而保障隧道交通安全。目前棚洞顶部结构型式主要有以下三种：1.钢筋混凝土板；2.钢筋混凝土板上覆缓冲层；3.金属网罩。当沟谷为泥石流沟时，棚洞顶部既有落石存在，又有泥石流过流，上述三种型式分别存在以下缺陷：

1、钢筋混凝土板：为抵抗落石和泥石流的冲击力，棚洞顶板较厚，钢筋用量较多，不仅浪费了材料，而且增加了顶板的自重荷载，对顶板本身及其下部支撑结构受力不利；

2.钢筋混凝土板上覆缓冲层：缓冲层一般为砂、黏土、泡沫板、橡胶制品、轻质矿渣等，这些轻质缓冲材料在泥石流过流时易被冲毁，最终丧失缓冲效果；

3.金属网罩：一般是以钢筋混凝土结构或钢结构作为骨架，顶部安装金属网罩。当泥石流经过时较小固体颗粒物质和水将透过金属网孔落入棚洞内，造成棚洞淤积、堵塞。

目前，还没有一种较好的棚洞顶部结构既能承受落石冲击，又能抗泥石流冲击。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述背景技术不足之处，而提出一种抗泥石流和落石冲击的棚洞顶部结构。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的：一种抗泥石流和落石冲击的棚洞顶部结构，在钢筋混凝土顶板上面铺设有防水层，在所述的钢筋混凝土顶板的一侧浇筑有钢筋混凝土侧墙，在防水层上相间铺设有黏土层和聚苯乙烯泡沫板层；并在最上层的黏土层上铺设有反滤层，所述的反滤层上部铺设有防护层；所述的防护层由防腐钢丝绳和钢丝格栅组成；所述的防腐钢丝绳呈网状结构并内附有钢丝格栅；所述的防腐钢丝绳一端沿竖向预埋在聚苯乙烯泡沫板层和黏土层内且横向平铺在所述的反滤层上部；所述的防腐钢丝绳的底端与预埋在所述的钢筋混凝土顶板内的地脚螺栓连接；所述的防腐钢丝绳与钢丝格栅之间通过卡扣固定。

在上述技术方案中：所述的反滤层由级配碎石组成，且平铺在所述的黏土层上，所述的钢筋混凝土侧墙内设置有排水孔。

在上述技术方案中：所述的防护层的一端与钢筋混凝土侧墙内预埋的地脚螺栓固定，另一端通过外伸的防腐钢丝绳与钢绳锚杆固定，所述的钢绳锚杆插入到岩体中。

在上述技术方案中：防水层由防水板和土工布组成，所述的防水层通过沥青与钢筋混凝土顶板上表面粘结。

本实用新型具有如下技术优点：1、缓冲层具有良好的吸收落石冲击能量之功效，能够有效减小落石对顶板的冲击力。

2、缓冲层采用黏土和聚苯乙烯泡沫板复合而成，具有重量轻、缓冲寿命长的优点，而传统的缓冲层仅采用黏土作缓冲层，具有自重荷载大、易固结的缺点。

3、防护层为钢绳网内附钢丝格栅的网状结构，不仅能够拦截落石，又能够禁固下面的缓冲层，可以防止缓冲层被泥石流冲毁，实现了棚洞顶部结构既能抗落石冲击，又能抗泥石流冲击。

4、防护层由厂家生产，现场直接安装，施工便捷、便于更换和维护。

附图说明

图1为本实用新型横断面结构示意图。

图2为本实用新型防护层平面结构示意图。

图中：钢筋混凝土顶板1、地脚螺栓2、钢筋混凝土侧墙3、排水孔4、防水层5、黏土层6、聚苯乙烯泡沫板层7、反滤层8、防腐钢丝绳9、防护层9.10、钢丝格栅10、卡扣11、钢绳锚杆12。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的实施情况，但它们并不构成对本实用新型的限定，仅作举例而已，同时通过说明本实用新型的优点将变得更加清楚和容易理解。

参照图1-2所示：一种抗泥石流和落石冲击的棚洞顶部结构，在钢筋混凝土顶板1上面铺设有防水层5，在所述的钢筋混凝土顶板1的一侧浇筑有钢筋混凝土侧墙3，在防水层5上相间铺设有黏土层6和聚苯乙烯泡沫板层7；并在最上层的黏土层6上铺设有反滤层8，所述的反滤层8上部铺设有防护层9.10；所述的防护层9.10由防腐钢丝绳9和钢丝格栅10组成；所述的防腐钢丝绳9呈网状结构并内附有钢丝格栅10；所述的防腐钢丝绳9一端沿竖向预埋在聚苯乙烯泡沫板层7和黏土层6内且横向平铺在所述的反滤层8上部；所述的防腐钢丝绳9的底端与预埋在所述的钢筋混凝土顶板1内的地脚螺栓2连接；所述的防腐钢丝绳9与钢丝格栅10之间通过卡扣11固定。所述的反滤层8由级配碎石组成，且平铺在所述的黏土层6上，所述的钢筋混凝土侧墙3内设置有排水孔4。

所述的防护层9.10的一端与钢筋混凝土侧墙3内预埋的地脚螺栓2固定，另一端通过外伸的防腐钢丝绳9与钢绳锚杆12固定，所述的钢绳锚杆12插入到岩体中。

防水层5由防水板和土工布组成，所述的防水层5通过沥青与钢筋混凝土顶板1上表面粘结。

本实用新型一种抗泥石流和落石冲击的棚洞顶部结构的施工方法，其特征在于：它包括如下步骤；

①、进行棚洞钢筋混凝土顶板1及钢筋混凝土侧墙3施工，在钢筋混凝土顶板1和钢筋混凝土侧墙3浇筑时预埋地脚螺栓2，并在所述的钢筋混凝土侧墙3中设排水孔4；

②、在步骤①中的混凝土到达设计强度后，在钢筋混凝土顶板1上铺设防水层5，所述的防水层5由防水板和土工布组成，并采用沥青与钢筋混凝土顶板1上表面牢固粘结；

③、在所述的防水层5上相间铺设黏土层6和聚苯乙烯泡沫板层7，并且缓冲层上下均为黏土层6，所述的防腐钢丝绳9竖向预埋在黏土层6和聚苯乙烯泡沫板层7内，所述的防腐钢丝绳9一端与预埋在所述的钢筋混凝土顶板1中的地脚螺栓2连接；

④、在所述的最上层的黏土层6上铺设反滤层8，所述的反滤层8选用级配碎石；碎石料石质坚硬，不易风化和水解，粒径根据防护层网格尺寸确定。

⑤、用防腐钢丝绳9编制成网状且内附钢丝格栅10，所述的防腐钢丝绳9的一端与钢绳锚杆12连接，另一端通过预埋在钢筋混凝土侧墙3内的地脚螺栓2连接，所述的防腐钢丝绳9沿竖向与预埋在钢筋混凝土顶板1中的地脚螺栓2连接，另一端与所述的防护层9.10上的卡扣11连接。

通过上述实施步骤，当落石13冲击到防护层9.10时，钢绳锚杆12和钢筋混凝土侧墙3内的地脚螺栓2可承担部分冲击荷载，剩余冲击荷载传递到下面的缓冲层被其压缩变形吸收(所述的缓冲层由间隔铺设黏土层6和聚苯乙烯泡沫板层7组成，如图1所示)；最终传递到钢筋混凝土顶板1上的冲击力很小，从而达到保护顶板的目的；

当泥石流14经过防护层9.10时，由于防护层9.10对下面的缓冲层具有良好的禁固作用，再加上反滤层8的反滤作用，可以防止缓冲层被带走和冲毁，保证了缓冲层的持久效果。

上述未详细说明的部分均为现有技术。