一种具有生态恢复功能的蜂窝土工格室挡土墙的制作方法

本实用新型属于地质工程建设技术领域，涉及一种具有生态恢复功能的蜂窝土工格室挡土墙。

背景技术：

挡土墙作为岩土支护工程中治理技术之一，被广泛应用于边坡、路堤、大坝等支挡工程。传统挡土墙大多采用浆砌片石、混凝土等作为挡土墙的构筑材料，由于这些材料刚度大，而抗拉、抗剪强度和抗拉应变较低，因此，使用一段时间后常发生挡土墙破损的现象，而挡土墙一旦发生破损，因其整体性较强导致修复难度大，修复成本高，且后期维护工作繁琐。同时，由于传统挡土墙施工复杂，所需施工人员较多，及运输费用相对较高等原因导致其造价成本高，因此使边坡治理工作难以广泛开展。再者，传统的挡土墙支挡结构多忽视生态恢复的环保绿化功能，尤其在西北地区由于气候干旱，雨水贫乏，植被成活率相对较低导致水资源短缺，致使该地区难以对路堤、边坡等支挡结构的植被绿化进行定时定期的喷灌，从而难以实现绿色环保、美化环境的需求。针对传统挡土墙易破损，施工复杂，成本较高的问题以及西北地区雨水贫乏的现象，如何经济合理的在满足坡、路堤、大坝等支挡工程施工基础上，达到绿色环保、美观环境的需求，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。基于此，本实用新型特提出一种具有生态恢复功能的蜂窝土工格室挡土墙。

本实用新型中，坡度指坡面的垂直高度与坡面的水平距离的比。坡率指坡面的垂直高度与坡面的水平距离的比值。压实系数指路基经压实实际达到的干密度与由击实实验得到的试样的最大干密度的比值。压实度指压实后的干密度与标准最大干密度之比。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种具有生态恢复功能的蜂窝土工格室挡土墙，解决传统挡土墙易破损、施工复杂、成本较高的问题。

本实用新型的技术方案为：一种具有生态恢复功能的蜂窝土工格室挡土墙，包括设置在地面上的基础，以及设置在基础上的墙体，基础与墙体之间通过第一复合土工膜隔开，墙体包括依次铺设在坡面上的加筋垫层、第二复合土工膜、增强聚丙烯蓄排水模块、长丝土工布和蜂窝土工格室；基础包括灰土改良黄土和设置在灰土改良黄土内的第一聚丙烯双向土工格栅、第一排水管，第一排水管与增强聚丙烯蓄排水模块相接通；加筋垫层包括灰土改良黄土和设置在灰土改良黄土内的第二聚丙烯双向土工格栅、第二排水管，第二排水管也与增强聚丙烯蓄排水模块相接通。

优选地，上述墙体的侧下方设有排水沟，上述第一排水管修筑于基础内上部，第一排水管以不小于4‰的坡率沿远离坡面的方向向下倾斜，第一排水管的上端与增强聚丙烯蓄排水模块相接、下端与排水沟相接通。

优选地，上述蜂窝土工格室是由高强度聚乙烯材料焊接而形成的三维网状格室，蜂窝土工格室内填筑碎石土，碎石土上设有通过种植花草形成的植被层。

优选地，上述长丝土工布是由聚酯长丝成网并固结而成的三维结构。

优选地，上述增强聚丙烯蓄排水模块是由再生环保高强度聚丙烯材料制成的网状结构，底部为三维复合排水网；该增强聚丙烯蓄排水模块为多个且组装成箱铺设于第二复合土工膜上。

优选地，上述灰土改良黄土的压实系数大于或等于0.95；上述第一聚丙烯双向土工格栅和第二聚丙烯双向土工格栅均为多个且水平铺设于灰土改良黄土中，相邻的第一聚丙烯双向土工格栅之间的距离为0.2m，相邻的第二聚丙烯双向土工格栅之间的距离也为0.2m

优选地，上述第二排水管为多个且以不小于4‰的坡率沿远离坡面的方向向下倾斜设置，相邻的第二排水管之间的距离为0.5m，第二排水管的一端与增强聚丙烯蓄排水模块连接、另一端插入坡面内。

本实用新型具有如下有意效果：

1、本实用新型提供的具有生态恢复功能的蜂窝土工格室挡土墙，墙体从外向里依次由蜂窝土工格室、长丝土工布、增强聚丙烯蓄排水模块、复合土工膜、加筋垫层构建，基础为加筋灰土改良黄土，加筋材料为聚丙烯双向土工格栅，基础内部修筑聚丙烯排水管，排水管上端与增强聚丙烯蓄排水模块相接，下端与设置于墙体脚下的排水沟相接，基础与挡土墙之间以复合土工膜相隔，能有效防止上部墙体上多余雨水入渗至下部基础。

2、本实用新型提供的具有生态恢复功能的蜂窝土工格室挡土墙，以高强度聚乙烯材料蜂窝土工格室作为支挡结构，承载力及动力学性能较高，抗滑、抗冲蚀能力强，且其蜂窝式构造具有良好的排水性能，蜂窝土工格室内填筑适合改良碎石土构成具有强大侧向限制和大钢度的结构体，并于碎石土中种植花草，不仅能防止水土流失，而且具有美化环境的作用。

3、本实用新型提供的具有生态恢复功能的蜂窝土工格室挡土墙，基础采用聚丙烯双向土工格栅加筋灰土改良黄土层，基础与墙体之间用长丝土工布作为过滤层，具有良好的水力条件和反滤条件，同墙体中的增强聚丙烯蓄排水模块共同作用，能有效发挥蓄水功能，有效储存雨水，为墙体上的植物提供灌溉资源，达到雨水的综合利用；当雨水储存超过蓄积量时，增强聚丙烯蓄排水模块同具有良好防渗作用的复合土工膜形成内部排水通道，通过平面排水的方式将多余水雨水排除，从而达到控制雨水总径流量的效果。

4、本实用新型提供的具有生态恢复功能的蜂窝土工格室挡土墙，加筋垫层采用聚丙烯双向土工格栅作为加筋材料，提高了垫层的抗剪、抗压强度。

5、本实用新型提供的具有生态恢复功能的蜂窝土工格室挡土墙构建方法，便于实施，施工速度快，造价较低，可节约成本50％，同时，其墙体上的植物和蓄排水模块共同构建具有生态功能的护坡系统，实现了雨水的综合利用，消除了降水对挡土墙的影响，从而达到生态恢复和工程治理的有效结合。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的具有生态恢复功能的蜂窝土工格室挡土墙示意图。

图中：1.蜂窝土工格室，2.长丝土工布，3.增强聚丙烯蓄排水模块，4-1.第一复合土工膜，4-2.第二复合土工膜，5.加筋垫层，6-1.第一聚丙烯双向土工格栅，6-2.第二聚丙烯双向土工格栅，7-1.第一排水管，7-2.第二排水管，8.基础，9.排水沟。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

实施例

一种具有生态恢复功能的蜂窝土工格室挡土墙，参见图1，包括设置在地面上的基础8和设置在基础8上的墙体，基础8与墙体之间通过第一复合土工膜4-1隔开，墙体包括加筋垫层5、第二复合土工膜4-2、增强聚丙烯蓄排水模块3、长丝土工布2和蜂窝土工格室1且依次设置在坡面上；基础8包括灰土改良黄土和设置在灰土改良黄土内的第一聚丙烯双向土工格栅6、第一排水管7-1，第一排水管7-1与增强聚丙烯蓄排水模块3相接通；加筋垫层5包括灰土改良黄土和设置在灰土改良黄土内的第二聚丙烯双向土工格栅6-2和第二排水管7-2，第二排水管7-2也与增强聚丙烯蓄排水模块3相接通。

为了便于排水，墙体的侧下方设有排水沟9，基础8中的第一排水管7-1修筑于基础8上部，第一排水管7-1直径为20cm，第一排水管7-1的上端与增强聚丙烯蓄排水模块3相接、下端与排水沟9相接,第一排水管7-1以不小于4‰的坡率沿远离坡面的方向向下倾斜。

为了防止水土流失并美化环境，上述墙体内填筑碎石土，碎石土上种植花草形成植被层。

为了确保挡土墙的承载力，提高抗滑、抗冲蚀能力，蜂窝土工格室1的高度为20cm，蜂窝土工格室1是由六边形高强度聚乙烯材料焊接而形成的三维网状格室，其抗拉强度大于或等于150MPa。

长丝土工布2是由聚酯长丝成网并固结而成的三维结构，该长丝土工布2具有良好的水力条件和反虑条件。

增强聚丙烯蓄排水模块3是由100％再生环保高强度聚丙烯材料制成的网状结构，高度为20cm，包括三层，底部为三维复合排水网。该增强聚丙烯蓄排水模块3为多个，多个增强聚丙烯蓄排水模块3组装成箱铺设于第二复合土工膜4-2上，在墙体内部形成具有良好防渗作用的排水通道，通过平面排水的方式将多余水雨水排出，从而达到控制雨水总径流量的效果。

为了提高垫层的抗剪、抗压强度，加筋垫层5中灰土改良黄土的压实系数大于或等于0.95；加筋垫层5中的聚丙烯双向土工格栅6为多个且水平铺设，相邻聚丙烯双向土工格栅6之间的距离为0.2m。

为了有效防止墙体上的雨水入渗至基础部分，上述第一复合土工膜4-1和第二复合土工膜4-2为高密度聚乙烯材料，厚度1.25mm。

为了提高排水效率，加筋垫层5内的第二排水管7-2为多个且以不小于4‰的坡率沿远离坡面的方向向下倾斜设置，相邻的第二排水管7-2之间的距离为0.5m，第二排水管7-2的一端与增强聚丙烯蓄排水模块3连接、另一端插入坡面内；第二排水管7-2直径为100mm。

灰土改良黄土包括灰土和黄土，灰土与黄土的重量比为3:7。经实验发现，这种灰土改良黄土的水敏性很低，比黄土的水敏性降低60％，同时，由于灰土具有一定的水稳定性和胶凝强度，因此减轻了加筋垫层在动静荷载作用下的侧向变形，且施工简单，造价低廉。

为了进一步提高挡土墙的抗剪、抗压强度，聚丙烯双向土工格栅6是以聚丙烯为原料的高强度加筋土工制成，每延米拉伸屈服力：纵向45KN/m,横向45KN/m；每延米屈服伸长率：纵向16％,横向13％。

上述具有生态恢复功能的蜂窝土工格室挡土墙的构筑方法，包括如下步骤：

步骤1、施工前准备及坡面平整；

步骤2、开挖坡面和基坑，坡面开挖坡度小于或等于1:0.275，对开挖后的坡面进行修整，基坑开挖后对基坑底部黄土进行整平夯实，压实系数大于或等于0.93，压实完毕后，进行验收，对不符合标准的基底进行处理；

步骤3、基础8的构筑：

(1)将黄土和灰土按照7：3的重量比经拌和机加水进行拌合形成灰土改良黄土，使其含水率接近该地黄土最优含水率后，运至施工处，进行填筑、压实作业；每填20cm-25cm厚度夯实至不小于95％的压实度；于灰土改良黄土中每隔0.2米铺设一层第一聚丙烯双向土工格栅6-1；于灰土改良黄土上部铺设聚丙烯材质的第一排水管7-1，第一排水管7-1上端将与增强聚丙烯蓄排水模块3相接、下端将与排水沟9相接,第一排水管7-1以不小于4‰的坡率；压实完毕后，进行验收，对不符合标准的基底进行处理；

(2)将第一复合土工膜4-1直接平铺在灰土改良黄土上面，选用幅宽大于1m的第一复合土工膜4-1，以减少接头用料。接头采用胶粘，接缝宽50mm。第一复合土工膜4-1之间及第一复合土工膜4-1与基础8面之间要压平贴紧，但不宜将第一复合土工膜4-1拉得过紧，不能在第一复合土工膜4-1底留有气泡。要保证第一复合土工膜4-1不能破损。第一复合土工膜4-1与周边结构物采用膨胀螺栓和钢板压条锚固连接，连接部位要涂刷厚2mm的乳化沥青粘接，以防该处发生渗漏；

步骤4、墙体的构筑：

(1)加筋垫层5的砌筑：将黄土和灰土按照7：3的重量比经拌和机加水进行拌合形成灰土改良黄土，使拌合后的形成灰土改良黄土含水率接近该地黄土最优含水率后，运至施工处，依坡面砌筑、压实；于灰土改良黄土中每隔0.2米铺设一层第二聚丙烯双向土工格栅6-2；砌筑坡度不小于1:0.275；每填10cm厚度夯实至不小于95％的压实度；灰土改良黄土内每隔0.5m修筑聚丙烯材质的第二排水管7-2，并与墙体中的增强聚丙烯蓄排水模块3相接；第二排水管7-2直径为100mm,第二排水管7-2以不小于4‰的坡率沿远离坡面的方向向下倾斜；压实完毕后，进行验收，对不符合标准的加筋垫层进行处理；

(2)第二复合土工膜4-2的铺设：将第二复合土工膜4-2直接平铺在加筋垫层5上，尽量选用幅宽大于1m，以减少接头用料。接头采用胶粘，接缝宽50mm。第二复合土工膜4-2间及第二复合土工膜4-2与加筋垫层5之间要压平贴紧，但不宜将加筋垫层5拉得过紧，不能在加筋垫层5底留有气泡。要保证加筋垫层5不能破损。第二复合土工膜4-2与周边结构物采用膨胀螺栓和钢板压条锚固连接，连接部位要涂刷厚2mm的乳化沥青粘接，以防该处发生渗漏；

(3)聚丙烯蓄排水模块3铺设：将聚丙烯蓄排水模块3现场进行模块拼接，组装成箱后铺设于第二复合土工格膜4-2上，并与基础8中的第一排水管7-1和加筋垫层5中的第二排水管7-2相接；

(4)长丝土工布2的铺设：采用人工滚铺的方式直接将长丝土工布2平铺在聚丙烯蓄排水模块3上，布面要平整，并适当留有变形余量，长丝土工布2的安装采用焊接的方法。焊接的宽度一般为0.1m以上，长丝土工布2与周边结构物采用膨胀螺栓和钢板压条锚固连接，连接部位要涂刷厚2mm的乳化沥青粘接，以防该处发生渗漏；

(5)蜂窝土工格室1的砌筑：将蜂窝土工格室1展开在长丝土工布2上，拉直平顺，紧贴下承层长丝土工布2铺平，保证荷载施加后处于良好受力状态；并用直径为Φ8U型钢筋钉垂直坡面直接固定于加筋垫层5中，钢钉沿坡面间距和水平间距均为1m。蜂窝土工格1内部分层填筑碎石土，并夯实至不小于95％的压实度，并在碎石土中种植花草形成植被层；

步骤5、排水沟9的砌筑：在墙体下方构筑排水沟，排水沟9截面为长方形，适用于边坡顶部截水，排水沟9底起始深度为50cm，宽40cm，排水沟9底以不小于0.5％的坡率按水流方向降深。为防止渗水，在排水沟9底铺设15cm厚的灰土改良黄土作为垫层，采用M10浆砌MU30片石砌筑，排水沟9内底面和侧面均用M10砂浆涂抹形成涂层，涂层厚度为20mm，并应设置伸缩缝。

本实用新型提供的具有生态恢复功能的蜂窝土工格室挡土墙，依次由高强度聚乙烯材料蜂窝土工格室、长丝土工布、增强聚丙烯蓄排水模块、复合土工膜、加筋垫层构建，下部基础为加筋灰土改良黄土，加筋材料为聚丙烯双向土工格栅，基础内修筑聚丙烯排水管且上端与增强聚丙烯蓄排水模块相接，下端同墙体角部的排水沟相接，基础与墙体之间以复合土工膜相隔，以防上部雨水入渗至下部基础。上部的高强度聚乙烯材料蜂窝土工格室作为挡土墙支挡结构，承载力及动力学性能较高，抗滑、抗冲蚀能力强，其内部可填筑适合改良碎石土构成具有强大侧向限制和大钢度的结构体，并于碎石土中种植草木防止水土流失并具有美化环境作用，其蜂窝式构造具有良好的排水性能；长丝土工布作为过滤层具有良好的水力条件和反滤条件，与增强聚丙烯蓄排水模块共同作用，发挥蓄水功能，有效储存雨水，为上部植被层提供灌溉资源，达到雨水的综合利用；当雨水储存超过蓄积量时，增强聚丙烯蓄排水模块同具有良好防渗作用的复合土工膜形成内部排水通道，通过平面排水的方式将多余水雨水排除，从而达到控制雨水总径流量的效果；加筋垫层采用聚丙烯双向土工格栅作为加筋材料，提高回垫层的抗剪、抗压强度。该蜂窝土工格室挡土墙同内部填筑的碎石土构成具有强大侧向限制和大钢度的结构体，相较传统浆砌片石挡土墙，本实用新型挡土墙连接方便，施工速度快，造价较低，可节约成本50％，同时，其内部植被层及下部蓄排水模块共同构建具有生态功能的护坡系统，具有美化环境的作用，并实现了雨水的综合利用的效果，消除了降水对挡土墙的影响，从而达到生态恢复和工程治理的有效结合。