专利名称：深挖方路堑拦落石防护方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及铁路和公路路基筑造领域，具体为一种深挖方路堑拦落石防护方法及
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背景技术：
路基是铁路和公路的主要组成部分，路基的稳定直接影响到行车安全。路基路堑边坡常年暴露在空气中，直接接受大自然的洗礼，同时还承受着列车或车辆运行的各种附加力。为保证路基的稳定和列车或车辆的运行安全，必须保证路基路堑边坡的稳定，同时还需防治来自堑顶自然边坡中的危岩落石等自然灾害，因此在路基的修建过程中，需对路堑一侧或两侧的自然边坡实施加固和防护措施。对于深挖方路堑，现有施工方法为先进行路堑开挖，待路堑开挖到符合工程深度后，再对其一侧或两侧的自然边坡进行防护处理以防自然边坡的危岩落石落下。其中，危岩落石防护处理措施主要包括清方、浆砌片石封闭、设置落石槽或设置拦石墙以及这些防护措施的结合。但对于现有深挖方路堑堑顶自然边坡中存在的落石自然灾害，目前的加固和防护措施受场地等自然条件限制存有以下弊端，具体为:现有深挖方路堑施工时需要先进行一定工程深度的开挖，使其土石方开挖工程较大，人为增加了边坡高度，不利于边坡的稳定；且人工边坡越高，一些有利于落石防护的天然植物屏障和缓坡平台破坏遭到的破坏就越多，堑顶的危岩落石源越易直接对路基工程产生灾害。同时，由于深挖方路堑开挖与防护措施分开进行，其生产成本也较高。由上可知，有必要提供一种减小土石方开挖工程、增强边坡稳定性、安全系数高且经济实用的深挖方路堑拦落石防护方法及装置。
发明内容
本发明的发明目的在于提供了一种深挖方路堑拦落石防护方法，其能能够在充分利用自然条件下减小土石方开挖工程、增强边坡稳定性，且具有安全系数高、经济实用的优点。根据本发明的一个方面，提供了一种深挖方路堑拦落石防护方法，包括:在路堑承接落石侧施作若干纵向均匀排列的锚固桩桩孔，并对开挖桩孔的孔壁进行支护；浇注锚固桩；待锚固桩达到设计强度后开挖路堑；待路堑开挖完毕后在相邻锚固桩之间安装挡土板，所述挡土板与所述锚固桩形成桩板墙。所述方法还包括:
在所述桩板墙顶部靠近所述自然边坡的一侧填筑缓冲层，所述缓冲层利用砂夹卵砾石、砂夹碎石或碎石土分层填筑，并用小型机械振动并碾压密实。进一步地,所述方法还包括:在所述缓冲层的上方砌筑落石槽，用于承接由所述自然边坡滑落的危石。更进一步地，所述方法还包括:在所述锚固桩的桩顶设置被动拦石网，用于阻拦高位滚落的危石。其中，所述被动拦石网还包括通过拉索固定于所述自然边坡上。所述路堑的开挖方式采用横挖法、纵挖法及混合式开挖法。所述挡土板的底端与所述路堑的路基面齐平，其顶端与所述锚固桩的顶端齐平。根据本发明的另一个方面，还提供了一种深挖方路堑拦落石防护装置，包括若干纵向均匀排列的锚固桩，其中，所述锚固桩包括施作于路基面以下土层中的锚固段和高出所述路基面以上的悬壁段；相邻锚固桩的悬壁段之间设置挡土板，所述挡土板与所述锚固桩的悬壁段间隔排列形成桩板墙。进一步地，所述悬臂段沿纵向方向的两端分别设有遮挡部，其中，所述遮挡部的厚度小于所述悬臂段的厚度，且所述遮挡部设置于所述悬臂段中靠近路基的一侧；相邻悬臂段之间两遮挡部的间距小于所述挡土板的宽度。
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进一步地，所述装置还包括缓冲层、落石槽和被动拦石网，其中，所述缓冲层设置于所述桩板墙顶部靠近所述自然边坡的一侧，用于对落入所述缓冲层的危岩落石进行缓冲；所述落石槽设置于所述缓冲层的上方，用于承接由自然边坡上滚落的落石；所述被动拦石网设置于所述桩板墙顶部，包括将所述被动拦石网锚固于所述桩板墙顶部的立柱、拦石网和用于将所述拦石网固定于所述自然边坡上的拉索。由上述技术方案可知，本发明中的深挖方路堑拦落石防护方法与以往的深挖方路堑施工方法相比，并不是先进行深挖方路堑的开挖，而是先在深挖方路堑的一侧或两侧施作钢筋混凝土锚固桩，在深挖方路堑的开挖过程中，采用钢筋混凝土桩板墙收坡，从而减少土石方开挖工程、增强边坡稳定性，同时钢筋混凝土桩板墙还可承受危岩落石的冲击力。因而本发明中的深挖方路堑拦落石防护方法能够为路堑深挖方提供支挡，又能够防护危岩落石，具有安全性高、经济实用及施工方便的优点。
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，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。图1示出了本发明中深挖方路堑拦落石防护方法流程图；图2示出了深挖方路堑拦落石防护装置的结构示意图；图3示出了桩板墙的结构示意图；图4示出了相邻锚固桩的悬壁段之间设置挡土板的纵向截面图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。图1示出了本发明中深挖方路堑拦落石防护方法流程图。如图1所示，包括如下步骤:SlOl:在路堑承接落石侧施作若干纵向均匀排列的锚固桩桩孔，并对开挖桩孔的孔壁进行支护。本发明中，在路堑承接落石的一侧或两侧施作若干均匀排列的锚固桩桩孔。其中，本发明中所述的纵向为对应深挖方路堑长度的方向，横向为对应深挖方路堑宽度的方向。桩孔开挖采用浅挖快护交替作业，开挖采用短柄的铲、镐等工具进行作业；若桩孔施工处为岩石结构，则采取小型机械与人工配合等方法开挖，必要时还可采用放炮开挖。桩孔孔壁支护采用钢筋砼护壁，每下挖半米至一米支护一次。出渣一般采用碗扣支架搭设的提升架配的电动葫芦将碴提出桩孔外。S102:浇注锚固桩。
桩孔挖到设计深度后，在桩孔内安装钢筋笼，钢筋笼绑扎完成后立刻进行锚固桩悬壁段(锚固桩位于路基面以上部分)模板的安装。钢筋笼和锚固桩悬壁段模板经检查合格后，即可进行混凝土灌注。待混凝土强度达到设计及规范要求后拆除锚固桩悬壁段模板，由此可得钢筋混凝土锚固桩。其中，钢筋混凝土锚固桩埋于路基面以下的部分为锚固桩的锚固段，露出路基面的部分为锚固桩悬壁段。S103:待锚固桩达到设计强度后开挖路堑。此步骤中，深挖方路堑中土方或风化层开挖采用装载机配合挖掘机作业，根据路堑深度和纵向长度，开挖方式先后分别使用横挖法、纵挖法及混合式开挖法；深挖方路堑中的石方采用爆破施工方法。深挖方路堑开挖自上而下分层进行，直至符合工程的深度要求。S104:待深挖方路堑开挖完毕后安装挡土板。在相邻锚固桩的悬壁段之间安装挡土板。其中，挡土板的底端与锚固桩悬臂段的底端齐平，其顶端与锚固桩悬壁段的顶端齐平。锚固桩悬壁段和挡土板间隔排列构成阻挡危岩落石的桩板墙。本发明实施例中相邻锚固桩悬壁段之间可设置遮挡挡土板的遮挡部，以使挡土板卡于两相邻锚固桩的悬壁段之间，或者，本发明实施例中相邻锚固桩悬壁段之间不设置遮挡挡土板的遮挡部，而是使相邻锚固桩悬壁段之间的距离小于挡土板的宽度，挡土板设置于锚固桩悬壁段与自然边坡之间，其沿纵向方向的两端分别与相邻锚固桩悬壁段的外端面相贴。其中，锚固桩悬壁段的外端面为靠近自然边坡的端面。本发明中对挡土板的固定方式不做具体限定，凡是能够使锚固桩悬壁段和挡土板间隔排列成固定方式，均落入本发明的保护范围。优选地，本发明实施例中的挡土板采用钢筋混凝土挡土板。当然，本实施例中挡土板采用钢筋混凝土挡土板只是示例性的，凡是能够遮挡自然边坡的危岩落石且能承受危岩落石冲击的挡土板均落入本发明的保护范围。S105:填筑缓冲层和砌筑落石槽。待桩板墙施工完毕后，于桩板墙顶部靠近自然边坡的一侧填筑缓冲层，缓冲层材料一般采用砂夹卵砾石，也可采用砂夹碎石或碎石土。缓冲层分层填筑，用小型机械振动并碾压密实。待缓冲层碾压密实后，在其上砌筑落石槽。本实施例中，落石槽包括槽顶平台、坡形槽面和槽底，其中，槽顶平台的宽度为1.5 2.0m ;坡形槽面的坡率为1:0.75。落石槽的高度和落石槽槽底的宽度根据落石量和落石爬坡高度等计算确定。其中，坡形槽面的坡率为坡形槽面的顶部到坡底所处水平面的垂直高度与坡形槽面顶部到坡形槽面底部的水平距离之比。本发明实施例 中，落石槽采用MlO水泥砂浆砌筑片石封闭，厚度一般采用0.3m。落石槽宜结合缓冲层的填筑从下至上分步砌筑，最后平整顶部平台后，用MlO水泥砂浆砌筑片石封闭。S106:在锚固桩的桩顶设置被动拦石网。被动拦石网立柱锚固于锚固桩的桩顶，并尽量靠近落石槽一侧布置，立柱间采用双层网交错布置以减小被动网孔径，防止破碎后的落石钻过。进一步地，被动拦石网的双层网通过拉索固定于自然边坡上。被动拦石网主要起阻拦高位滚落的危石的作用。由以上技术方案可知，本发明中的深挖方路堑拦落石防护方法与以往的深挖方路堑施工方法相比，并不是先进行深挖方路堑的开挖，而是先在深挖方路堑的一侧或两侧施作锚固桩，在深挖方路堑的开挖过程中，采用桩板墙收坡，从而减少土石方开挖工程、增强边坡稳定性，同时桩板墙还可承受危岩落石的冲击力。因而本发明中的深挖方路堑拦落石防护方法既能够为路堑深挖方提供支挡，又能够防护危岩落石，具有安全性高、经济实用及施工方便的优点。根据本发明的另一方面，还提供了一种深挖方路堑拦落石防护装置。图2示出了深挖方路堑拦落石防护装置的结构示意图。如图2所示，深挖方路堑拦落石防护装置包括桩板墙1、缓冲层2、落石槽3和设置于桩板墙I顶部的被动拦石网4。图3示出了桩板墙的结构示意图，如图3所示，桩板墙I包括锚固桩11和挡土板
12。锚固桩11包括锚固段110和悬壁段111。锚固桩11锚固段110埋于深挖方路堑承接落石的一侧或两侧。锚固桩悬壁段111与锚固桩锚固段Iio —体成型。挡土板12设置于相邻锚固桩11的悬壁段111之间，其中，挡土板13的底端与锚固桩悬壁段111的底端齐平，其顶端与锚固桩悬壁段111的顶端齐平。挡土板12与锚固桩的悬壁段111间隔排列。图4示出了相邻锚固桩的悬壁段之间设置挡土板的横向截面图。如图4所示，锚固桩悬壁段111沿纵向方向的两端分别设有遮挡部112，其中，遮挡部112的厚度小于悬臂段的厚度，且遮挡部112设置于悬臂段中靠近路基的一侧，相邻悬臂段之间两遮挡部112的间距小于挡土板12的宽度。通过遮挡部112，挡土板12可竖放于相邻锚固桩11之间，从而形成牢固的桩板墙。优选地，本实施例中的遮挡部112与悬臂段一体成型。缓冲层2设置于桩板墙I顶部靠近自然边坡的一侧。缓冲层2内填筑砂夹卵砾石、砂夹碎石或碎石土，用于对落入缓冲层2的危岩落石进行缓冲，避免危岩落石对桩板墙I的冲击。落石槽3设置于缓冲层2的上方，用于承接由自然边坡上滚落的落石。被动拦石网4包括立柱41、拦石网42和拉索43。立柱41锚固于锚固桩的桩顶上。立柱41间采用双层拦石网42交错布置以减小被动网孔径，防止破碎后的落石钻过。拦石网42通过拉索43固定于自然边坡上。此外，本发明中的挡土板12还可设置于锚固桩悬壁段与自然边坡之间。采用此方案时，锚固桩悬壁段上不设置遮挡部，而是将挡土板12的宽度大于相邻锚固桩之间的间距，安装挡土板12时只需将挡土板12沿纵向方向的两端分别与相邻的锚固桩的外端面相贴即可。其中，锚固桩的外端面为锚固桩靠近自然边坡的端面。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种深挖方路堑拦落石防护方法，包括: 在路堑承接落石侧施作若干纵向均匀排列的锚固桩桩孔，并对开挖桩孔的孔壁进行支护； 浇注锚固桩； 待锚固桩达到设计强度后开挖路堑； 待路堑开挖完毕后在相邻锚固桩之间安装挡土板，所述挡土板与所述锚固桩形成桩板m ο
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括: 在所述桩板墙顶部靠近所述自然边坡的一侧填筑缓冲层，所述缓冲层利用砂夹卵砾石、砂夹碎石或碎石土分层填筑，并用小型机械振动并碾压密实。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括: 在所述缓冲层的上方砌筑落石槽，用于承接由所述自然边坡滑落的危石。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括: 在所述锚固桩的桩顶设置被动拦石网，用于阻拦高位滚落的危石。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述被动拦石网通过拉索固定于所述自然边坡上。·
6.根据权利要求1所述的防护方法，其中，所述路堑的开挖方式采用横挖法、纵挖法及混合式开挖法。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述挡土板的底端与所述路堑的路基面齐平，其顶端与所述锚固桩的顶端齐平。
8.一种深挖方路堑拦落石防护装置，其特征在于，包括若干均匀排列的锚固桩，其中， 所述锚固桩包括施作于路基面以下土层中的锚固段和高出所述路基面以上的悬壁段； 相邻锚固桩的悬壁段之间设置挡土板，所述挡土板与所述锚固桩的悬壁段间隔排列形成桩板墙。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述悬臂段沿纵向方向的两端分别设有遮挡部，其中，所述遮挡部的厚度小于所述悬臂段的厚度，且所述遮挡部设置于所述悬臂段中靠近路基的一侧； 相邻悬臂段之间两遮挡部的间距小于所述挡土板的宽度。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括:缓冲层、落石槽和被动拦石网，其中， 所述缓冲层设置于所述桩板墙顶部靠近所述自然边坡的一侧，用于对落入所述缓冲层的危岩落石进行缓冲； 所述落石槽设置于所述缓冲层的上方，用于承接由自然边坡上滚落的落石； 所述被动拦石网设置于所述桩板墙顶部，包括将所述被动拦石网锚固于所述桩板墙顶部的立柱、拦石网和用于将所述拦石网固定于所述自然边坡上的拉索。
全文摘要
本发明公开了一种深挖方路堑拦落石防护方法及装置。所述深挖方路堑拦落石防护方法包括在路堑承接落石侧施作若干纵向均匀排列的锚固桩桩身的土石方开挖，并对开挖的孔壁进行支护；浇注锚固桩；待锚固桩达到设计强度后开挖路堑；待路堑开挖完毕后在相邻锚固桩之间安装挡土板，挡土板与锚固桩形成桩板墙。本发明中的防护方法通过先在深挖方路堑的承接落石侧施作钢筋混凝土锚固桩，并在深挖方路堑的开挖过程中，利用锚固桩和挡土板构成的钢筋混凝土桩板墙收坡，从而减少土石方开挖工程、增强边坡稳定性以及承受危岩落石的冲击力，因此本发明中的防护方法能够为路堑深挖方提供支挡，又能够防护危岩落石，具有安全性高、经济实用及施工方便的优点。
文档编号E01F7/04GK103243665SQ201310201998
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月27日 优先权日2013年5月27日
发明者钱国玉, 杜文山, 曾宪明, 周先才, 向俊红, 祝振华, 曾祥福, 张生伟, 张强 申请人:中铁工程设计咨询集团有限公司