一种针对土石混合边坡具有灌溉功能的护坡结构及构建方法

本发明涉及一种针对土石混合边坡具有灌溉功能的护坡结构及构建方法，属于边坡生态修复研究领域。

背景技术：

在公路、铁路和水利水电等工程项目的建设中，岩土体开挖不仅直接破坏了边坡原有的自然植被，而且改变了生物的生存环境，导致植物、动物及微生物赖以生存的土壤和环境不复存在。如不采取适当的生态修复手段，受损坡面生态自我恢复的过程非常漫长，将带来长久、剧烈的水土流失，严重阻碍坡面生态系统的正向演替发展。通过利用植物根系的浅根加筋、深根锚固作用对边坡表层进行防护，同时加强生态护坡和工程措施的结合成为值得关注的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种针对土石混合边坡具有灌溉功能的护坡结构及构建方法，该护坡结构能够用于土石混合边坡的生态防护，可增强土石混合边坡的稳定性；利用在框格梁框格中铺设导水支管的方式，对框格中的土壤基质起到一定的加筋作用，增强了土石混合边坡的抗冲刷能力。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种针对土石混合边坡具有灌溉功能的护坡结构，它包括边坡，边坡上通过锚钉固定有框格梁，框格梁上通过预留锚固件固定安装有连接槽，连接槽之间连接有植生槽，植生槽内部埋设有导水管，导水管通过进水管与坡顶蓄水池连通，植生槽侧壁设置有供导水支管穿过的连通孔，导水支管与导水管连通并铺设在框格内，坡顶蓄水池中的水通过进水管进入导水管再进入导水支管，并通过导水管和导水支管上的渗水孔渗出灌溉植物。

所述锚钉进行防腐处理，与垂直于坡面方向夹角为8~15°，预留锚固件设置在锚钉的顶端。

所述连接槽深度为80~100mm，四个侧面安装有卡槽，四个侧壁均设置有供导水支管穿过的连通孔，底面设置有连接件。

所述植生槽深度为80~100mm，植生槽与连接槽连接的两个侧壁上设置有导轨，另外两个侧壁设置有供导水支管穿过的连通孔，底面设置有连接件，所述导轨与设置在连接槽上的卡槽相配合。

所述进水管和导水管的管材均为pvc硬管，管径为10~12mm，所述导水管和导水支管的外壁上均设置有渗水孔。

所述导水支管通过植生槽侧壁上的连通孔与导水管连通，导水支管的管材为pvc软管或upvc软管，管径为5~8mm。

所述进水管靠近坡顶蓄水池一端设置有过滤装置，所述过滤装置直径为15~20mm，过滤装置包含两层结构，分别是过滤小颗粒杂质的小孔径滤网和过滤微小杂质的pp棉滤芯。

所述植生槽内部铺设有铁丝网，所述铁丝网采用机编活络铁丝挂网，铁丝网外层进行镀锌防腐，直径为2~4mm，网孔边长为60~90mm，所述铁丝网与边坡坡面形成10~15°夹角，且所述铁丝网靠近边坡坡顶一端接近导水支管，靠近边坡坡脚一端偏离导水支管。

所述植生槽内部设置有多层土壤基质，第一层土壤基质包括以下重量份配比的组份：种植土95~100、水泥7.6~8、有机质5.7~6、生境基材改良剂3.8~4、磷石膏1.8~2、秸秆纤维0.4~0.5；第二层土壤基质包括以下重量份配比的组份：种植土95~100、水泥3.8~4、有机质5.7~6、生境基材改良剂1.8~2、磷石膏1.8~2、秸秆纤维0.4~0.5。生境基材改良剂为《水电工程陡边坡植被混凝土生态修复技术规范》（nb/t35082-2016）所述的用于改善植被混凝土微生物环境和ph值、肥力、保水性、结构等理化性状的细粒状物质。

一种针对土石混合边坡具有灌溉功能的护坡结构的构建方法，包含以下步骤：

步骤一：清除边坡上的碎石、浮土、浮根松散物，如存在反坡或较大的凹陷坡面，采取削坡或浆砌块料填筑处理；

步骤二：根据图纸测量放线布置锚钉数量与孔位，自上而下钻凿锚钉孔，锚钉孔内注浆后再插入锚钉，在预定位置开挖凹槽并布设框格钢筋，随后支模并浇筑混凝土；

步骤三：待框格梁养护完成拆模以后，将连接槽通过预留锚固件安装在框格梁上，并在连接槽中放置管接头，然后将植生槽上的导轨沿着连接槽上的卡槽嵌入；

步骤四：将导水管铺设在植生槽中并通过连接槽中的管接头相连，将导水支管通过植生槽上的连通孔与导水管连通并铺设在框格中，利用进水管连接导水管和坡顶蓄水池，在导水管、导水支管外侧包裹无纺布；

步骤五：在框格中喷播第一层土壤基质，直至第一层土壤基质高度与导水支管高度齐平，第一层土壤基质包括以下重量份配比的组份：种植土95~100、水泥7.6~8、有机质5.7~6、生境基材改良剂3.8~4、磷石膏1.8~2、秸秆纤维0.4~0.5；

步骤六：在导水支管上架设铁丝网，铁丝网靠近边坡坡顶一端接近导水支管，靠近边坡坡脚一端偏离导水支管；

步骤七：在框格中的铁丝网上喷播厚度为15~20mm的第二层土壤基质，第二层土壤基质包括以下重量份配比的组份：种植土95~100、水泥3.8~4、有机质5.7~6、生境基材改良剂1.8~2、磷石膏1.8~2、秸秆纤维0.4~0.5；在植生槽中填土，土层厚度为50~70mm；

步骤八：利用喷播机将带有植物种子的土壤面层喷播于框格中第二层土壤基质和植生槽填土之上，厚度为8~10mm，喷播完成后在框格中覆盖无纺布，施工完成。

本发明有如下有益效果：

1、该护坡结构在土石混合边坡上采取框格梁加固边坡的形式，可增强土石混合边坡的稳定性；利用在框格梁框格中铺设导水支管的方式，对框格中的土壤基质起到一定的加筋作用，可增强土石混合边坡的抗冲刷能力。

2、通过在第一层土壤基质中掺入较多含量的水泥，可以增加基质的强度，可增强基质层与坡面的黏结强度，通过在第二层土壤基质中掺入较少含量的水泥，不仅对基质强度有一定的提升，同时也有利于植物的生长；土壤基质中掺入磷石膏不仅可以降低土壤基质的容重、增大土壤孔隙率，而且对土壤基质中的速效氮、速效磷和速效钾均有不同程度的提高；秸秆纤维作为一种天然植物纤维，在生态防护工程完建初期可替代植物根系形成纤维加筋效应，随着植被根系尤其是须根快速发育，活的植物根系将逐渐取代不具生命体征的植物纤维，从而可实现较长久的加筋效应，且植物纤维的逐渐分解还可为植物生长提供部分养分来源；土壤面层中不含有水泥，使植物种子更容易发芽。

3、通过在坡顶开挖蓄水池并利用蓄水池中的水资源补给边坡坡面植物的方式，可以充分利用降雨等水资源；并且进水管设置有过滤装置，通过采用层层过滤的方式，可过滤掉蓄水池中的泥沙等杂质，防止杂质进入导水管网中导致渗水孔堵塞；通过过滤装置的管径略大于进水管的设计，提高了过滤效率；通过在导水管网外侧包裹无纺布的方式，防止土壤颗粒进入到导水管网中；通过将设置有渗水孔的导水管网埋入边坡土壤内部的方式，大幅减少了土壤中水分的蒸发，保证了边坡植物的生长需求。

4、框格梁中的导水支管管材采取采用pvc软管或者upvc软管，使其能够在边坡不平整或者存在反坡的情况下依然能够铺设于边坡之上，能够保证导水支管与坡面之间的距离为施工方案中的设计值并保持整个坡面均等，提高了导水支管对坡面土壤基质的加筋效果，适用范围广，施工简单。

5、通过连接槽锚固在框格梁上、植生槽与连接槽滑动连接的方式，使得植生槽与框格梁连接更加牢固，增强了该护坡结构的整体性和耐久性。

6、通过在框格梁的梁上安装植生槽供植物生长，可有效解决传统框格梁覆土绿化方式中植被覆盖率不高的问题；铁丝网与边坡坡面形成10~15°的夹角，随着时间的推移即使框格中土壤出现下部堆积的问题，铁丝网也可以有效的对框格中的土壤基质起到加筋作用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的施工中第一步安装框格梁的状态图。

图2为本发明的施工中第二步安装连接槽和植生槽的状态图。

图3为本发明的施工中第三步安装导水支管的状态图。

图4为本发明的施工中第四步安装铁丝网的状态图。

图5为本发明的整体布置图。

图6为本发明部件连接槽和部件铁丝网的位置关系图。

图7为本发明部件连接槽和部件植生槽的示意图。

图8为本发明部件连接槽和部件植生槽的仰视图。

图9为本发明部件管接头的示意图。

图10为本发明部件锚钉的示意图。

图11为本发明部件过滤装置的示意图。

图中：边坡1、锚钉2、框格梁3、连接槽4、植生槽5、进水管6、导水管7、导水支管8、铁丝网9、坡顶蓄水池10、预留锚固件11、连通孔12、渗水孔13、卡槽14、连接件15、导轨16、过滤装置17、小孔径滤网18、pp棉滤芯19、管接头20。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

参见图1-11，一种针对土石混合边坡具有灌溉功能的护坡结构，它包括边坡1，边坡1上通过锚钉2固定有框格梁3，框格梁3上通过预留锚固件11固定安装有连接槽4，连接槽4之间连接有植生槽5，植生槽5内部埋设有导水管7，导水管7通过进水管6与坡顶蓄水池10连通，植生槽5侧壁设置有供导水支管8穿过的连通孔12，导水支管8与导水管7连通并铺设在框格内，坡顶蓄水池10中的水通过进水管6进入导水管7再进入导水支管8，并通过导水管7和导水支管8上的渗水孔13渗出灌溉植物。通过采用上述护坡结构，可增强土石混合边坡稳定性；利用在框格梁框格中铺设导水支管的方式，对框格中的土壤基质起到一定的加筋作用，可增强土石混合边坡的抗冲刷能力。

进一步的，所述锚钉2进行防腐处理，与垂直于坡面方向夹角为8~15°，预留锚固件11设置在锚钉2的顶端。通过上述的锚钉2能够用于对框格梁3和连接槽4进行可靠的固定。

进一步的，所述连接槽4深度为80~100mm，四个侧面安装有卡槽14，四个侧壁均设置有供导水支管8穿过的连通孔12，底面设置有连接件15。通过上述的连接槽4能够用于对植生槽5进行固定和安装。

进一步的，所述植生槽5深度为80~100mm，植生槽5与连接槽4连接的两个侧壁上设置有导轨16，另外两个侧壁设置有供导水支管穿过的连通孔12，底面设置有连接件15，所述导轨16与设置在连接槽4上的卡槽14相配合。通过上述的植生槽5能够用于种植植物。

进一步的，所述进水管6和导水管7的管材均为pvc硬管，管径为10~12mm，所述导水管7和导水支管8的外壁上均设置有渗水孔13。通过上述的导水管7和导水支管8能够形成灌溉管网，进而对植生槽5植物进行灌溉。

进一步的，所述导水支管8通过植生槽5侧壁上的连通孔12与导水管7连通，导水支管8的管材为pvc软管或upvc软管，管径为5~8mm。

进一步的，所述进水管6靠近坡顶蓄水池10一端设置有过滤装置17，所述过滤装置17直径为15~20mm，过滤装置包含两层结构，分别是过滤小颗粒杂质的小孔径滤网18和过滤微小杂质的pp棉滤芯19。通过上述的过滤装置17能够起到很好的过滤效果。

进一步的，所述铁丝网9采用机编活络铁丝挂网，铁丝网外层进行镀锌防腐，直径为2~4mm，网孔边长为60~90mm，所述铁丝网9与边坡坡面形成10~15°夹角，且所述铁丝网9靠近边坡坡顶一端接近导水支管8，靠近边坡坡脚一端偏离导水支管8。通过上述倾斜布置的铁丝网9能够有效的对框格中的土壤基质起到加筋作用。

进一步的，所述植生槽5内部铺设有铁丝网9，所述植生槽5内部设置有多层土壤基质，第一层土壤基质包括以下重量份配比的组份：种植土95~100、水泥7.6~8、有机质5.7~6、生境基材改良剂3.8~4、磷石膏1.8~2、秸秆纤维0.4~0.5；第二层土壤基质包括以下重量份配比的组份：种植土95~100、水泥3.8~4、有机质5.7~6、生境基材改良剂1.8~2、磷石膏1.8~2、秸秆纤维0.4~0.5。

实施例2：

一种针对土石混合边坡具有灌溉功能的护坡结构的构建方法，包含以下步骤：

步骤一：清除边坡1上的碎石、浮土、浮根松散物，如存在反坡或较大的凹陷坡面，采取削坡或浆砌块料填筑处理；

步骤二：根据图纸测量放线布置锚钉2数量与孔位，自上而下钻凿锚钉孔，锚钉孔内注浆后再插入锚钉2，在预定位置开挖凹槽并布设框格钢筋，随后支模并浇筑混凝土；

步骤三：待框格梁3养护完成拆模以后，将连接槽4通过预留锚固件11安装在框格梁3上，并在连接槽4中放置管接头20，然后将植生槽5上的导轨16沿着连接槽4上的卡槽14嵌入；

步骤四：将导水管7铺设在植生槽5中并通过连接槽4中的管接头20相连，将导水支管8通过植生槽5上的连通孔12与导水管7连通并铺设在框格中，利用进水管6连接导水管7和坡顶蓄水池10，在导水管7、导水支管8外侧包裹无纺布；

步骤五：在框格中喷播第一层土壤基质，直至第一层土壤基质高度与导水支管8高度齐平，第一层土壤基质包括以下重量份配比的组份：种植土95~100、水泥7.6~8、有机质5.7~6、生境基材改良剂3.8~4、磷石膏1.8~2、秸秆纤维0.4~0.5；

步骤六：在导水支管8上架设铁丝网9，铁丝网9靠近边坡坡顶一端接近导水支管8，靠近边坡坡脚一端偏离导水支管8；

步骤七：在框格中的铁丝网9上喷播厚度为15~20mm的第二层土壤基质，第二层土壤基质包括以下重量份配比的组份：种植土95~100、水泥3.8~4、有机质5.7~6、生境基材改良剂1.8~2、磷石膏1.8~2、秸秆纤维0.4~0.5；在植生槽5中填土，土层厚度为50~70mm；

步骤八：利用喷播机将带有植物种子的土壤面层喷播于框格中第二层土壤基质和植生槽5填土之上，厚度为8~10mm，喷播完成后在框格中覆盖无纺布，施工完成。