技术领域本发明涉及一种渠道护坡结构及其施工工艺。
背景技术：
目前，河道护坡技术有自然式护坡、硬质护坡和生态型护坡，普遍采用的是生态型护坡技术。生态型渠道护坡结构通常采用复合型土工布(土工膜)、聚苯乙烯保温板等多层结构，沿护坡表面铺设，辅助以植被覆盖，提高了渠道的稳定性和防渗能力。但是，在近年来各大水库及渠道均发现堤坝土基存在不同程度的掏空，混凝土护坡有严重裂缝，甚至有局部坍塌。混凝土护坡裂缝、坍塌，是水利工程中常见病害。因受地下水位等条件因素的制约，在施工过程中未能将饱和土换填、夯实，致使混凝土护坡下部的土基或坝体材料因水位下降、水流冲击等作用而下沉流失，形成空隙，加大了混凝土裂缝，严重影响水利工程的基本功能。为解决上述问题，当前多采用在土基中设置钢筋、铆钉或是混凝土构件等护坡加固形式，此类加固形式最终还是通过土壤与加固构件之间的作用力提高护坡表面结构稳定性。即便如此，仍然不能有效防止堤坝土体流失、下沉、掏空等病害。
技术实现要素：
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种渠道护坡结构，通过采用在坝体土基中布置多层沿水平面横向的短纤针刺土工布的方法，可应用于水利工程渠道加固，可以有效防止土壤流失，减少下沉，从而控制护坡表面裂缝、坍塌，防止土基滑坡，并可增强护坡的稳定性。为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种渠道护坡结构，包括护坡和高渗水性土工布，所述高渗水性土工布水平横向设置在土基内，并与护坡相接，所述相邻两层高渗水性土工布的间距不超过2m。所述高渗水性土工布为短纤针刺土工布。所述护坡表面材料为混凝土或防渗土工膜或生态植被或抛石。一种渠道护坡结构的施工工艺，包括以下步骤：步骤1：计算护坡的滑移平面，确定短纤针刺土工布的尺寸、层数和层间距离；步骤2：将渠道内积水排干，更换护坡底部及渠底的饱和土，基础夯实；步骤3：护坡施工过程中，土基夯实，覆盖短纤针刺土工布，短纤针刺土工布的铺设横向长度大于计算所得滑移平面在该高程处与护坡之间的水平距离；步骤4：在短纤针刺土工布上再次覆盖土基并夯实；步骤5：重复操作步骤3、步骤4直至建成护坡顶；步骤6：建成护坡顶后，沿护坡表面裁剪多余短纤针刺土工布，然后进行护坡表面施工。本发明的工作原理为：堤坝坝体材料通常以土壤为主，之所以会在护坡结构下方形成空隙，是因为土基内水位下降过程中，土壤由饱和状态变为非饱和状态，在此变化过程中，土壤颗粒间孔隙减小，宏观表现为土壤体积减小；而且土壤在水流冲刷的作用下沿水流方向流失，有较大位移。因此，在渠道内水位下降的过程中，土壤随着水沿重力方向下降而竖直向下流失。沿渠道护底至护坡顶面高程方向，在坝体土基中依次沿水平面横向布置若干层短纤针刺土工布等具有高渗水性土工布，短纤针刺土工布的横向长度均大于滑移平面在该高程处与护坡之间的水平距离，短纤针刺土工布直接与土体接触，通过短纤针刺土工布与土体之间的作用，将水流与土壤颗粒分离，短纤针刺土工布具有良好的过滤渗水性能，防止土基随水流变化而变形，防止护坡因土基流失而产生裂缝、坍塌，保证土体总体的稳定。本发明的有益效果为：本发明的渠道护坡结构可以阻止土基随水位变化而流失下沉，控制护坡结构裂缝，防止护坡结构坍塌；本发明的渠道护坡结构与已有护坡结构施工工艺可以共同使用，应用范围广；本发明的短纤针刺土工布直接与土体接触，直接分离土壤颗粒与水流，在应用过程中会受到因土体内部应力变化而产生的力，对土基稳定性有直接影响；本发明的短纤针刺土工布本身具有抗腐蚀、低成本、耐酸碱、寿命长的特点，可以广泛应用。附图说明图1为本发明渠道护坡的结构示意图；图中，1为护坡顶，2为渠底，3为土基，4为护坡，5为短纤针刺土工布，6为护坡脚。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。如图1所示，一种渠道护坡结构，包括护坡4和短纤针刺土工布5，沿渠底2至护坡顶1高程方向在坝体土基3中依次沿水平面横向布置若干层短纤针刺土工布5等具有高渗水性土工布，短纤针刺土工布5层数由护坡顶1与渠底2的高程差决定，相邻两层短纤针刺土工布5间距不超过2m，以确保土工布可以承受土基应力而不致撕裂，也可以保证水流顺利通过而阻止土壤颗粒随水位下降而下沉。水位变化区域内相邻短纤针刺土工布5层间距应减小。短纤针刺土工布5铺设横向长度应大于计算所得滑移平面在该高程处与护坡之间的水平距离。土层与短纤针刺土工布5间的多层、大面积接触面积所产生摩擦力可防止土基3滑坡，增强护坡4的稳定性。护坡4表面材料可以灵活使用，不受限制，混凝土、防渗土工膜、生态植被或抛石等均可。短纤针刺土工布5具有过滤性好、强度高等良好性能，在合理范围内可承受土基3内应力而不致撕裂，保证水流顺利通过，阻止土壤颗粒随水位下降而下沉，能够保持土基3稳定，防止护坡4裂缝、坍塌，防止土基3滑坡。渠道护坡结构的施工工艺，包括以下步骤：1)设计阶段应根据实际情况计算护坡的滑移平面，确定所需短纤针刺土工布的尺寸、层数与层间距离；2)施工前应将渠道内积水排干，更换护坡底部及渠底的饱和土，基础夯实；3)护坡施工过程中，土基夯实，覆盖短纤针刺土工布，铺设横向长度大于计算所得滑移平面在该高程处与护坡之间的水平距离；4)在短纤针刺土工布上再次覆盖土基并夯实；5)重复操作步骤3)、步骤4)直至建成护坡顶；5)待建成护坡顶后，沿护坡表面裁剪多余土工布，然后进行护坡表面施工；6)护坡衬砌等其余部分参照有关规定规程施工。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。