一种柔性结构层的棚洞结构及其施工方法与流程

本发明属于棚洞结构设计领域，尤其涉及一种柔性结构层的棚洞结构，还涉及其施工方法。

背景技术：

随着工程建设的发展，边坡尤其是高陡岩质边坡工程，落石灾害已成为仅次于边坡稳定性的研究课题之一。泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑，地形险峻的地区，因为暴雨、暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快，流量大，物质容量大和破坏力强等特点。发生泥石流、落石冲击等自然灾害常常会冲毁公路铁路等交通设施甚至村镇等，造成巨大损失。

棚洞是指明挖路堑后，构筑简支的顶棚架，并回填而成的洞身，属于明洞范畴的隧道。采用棚洞的条件与明洞大致相似，其结构整体性比明洞差，但由于顶棚与内纵向外板简支，因此对地基的要求相对较低。

棚洞是一种有效防治边坡落石、泥石流等自然灾害的道路结构。然而，目前的棚洞结构往往只考虑了单一的防治功能，比如只考虑拦截泥石流、落石、滑坡等，且对于一些地震频发的西南地区，并没有考虑到抗震需求。因此，为了能够同时防治泥石流、落石冲击和提供棚洞结构的抗震性能，急需设计一种具有多功能的新型棚洞结构，它不仅能够抵抗泥石流的冲击，还能拦截落石，而且能够具有生态功能能够美化生态环境。

技术实现要素：

针对背景技术中的问题，本发明的目的在于提供一种柔性结构层的棚洞结构，它不仅能够抵抗泥石流和落石的冲击，而且具有生态功能能够美化生态环境。

为了解决上述技术问题，本发明一种柔性结构层的棚洞结构采用的技术方案：包括弹性基础结构和柔性结构层，所述弹性基础结构包括混凝土基础、弹性装置和支撑立柱；所述混凝土基础内设置有凹槽；所述弹性装置安设于凹槽内，弹性装置的上表面和下表面设置缓冲垫层；所述支撑立柱的底部与所述凹槽接触部位包裹着抗滑橡胶套；所述支撑立柱顶部的设置有横向顶板，所述横向顶板的内侧和外侧分别设置有纵向内板和纵向外板；所述横向顶板上设置有防水层，所述防水层上设置有回填土层；所述柔性结构层包括设置在回填土层内的若干柔性缓冲层和设置在最顶部的柔性种植层；所述柔性缓冲层和所述柔性种植层都是由废弃轮胎依次排列并固定在一起；所述柔性种植层的上部设置有钢丝网。

优选地，所述纵向外板上设置有若干排水孔，所述排水孔入口处设置有透水土工布。

优选地，所述废弃轮胎由铆钉固定在一起。

优选地，所述柔性缓冲层的废弃轮胎内填充碎石，所述柔性种植层的废弃轮胎内填充土壤，土壤里种植有植物。

优选地，所述钢丝网由土钉固定在回填土层内。

本发明的另一目的在于提供一种柔性结构层的棚洞结构的施工方法，该方法包括以下步骤：

s1）按照设计要求，在需要防泥石流和落石的地区，修建带有凹槽的混凝土基础；

s2）在凹槽内安设弹性装置、缓冲垫层和抗滑橡胶套，浇筑混凝土支撑立柱；

s3）待支撑立柱达到养护期龄后，在它上部修建横向顶板，在横向顶板的内侧和外侧分别修建纵向内板和纵向外板，纵向外板上预留排水孔；

s4）在顶板上设置防水层，在防水层上填充并压实回填土层，在回填土层铺设一层废弃轮胎，废弃轮胎用铆钉固定在一起，内部填充碎石，然后在废弃轮胎上继续回填土壤并压实，交替设置回填土层和柔性缓冲层；

s5）达到设计高度后，在最上层设置柔性种植层，在废弃轮胎内填充土壤，土壤内种植植物，在废弃轮胎上铺设钢丝网，钢丝网用土钉固定在回填土层内；

s6）在地基基础上修建道路。

与现有技术相比，本发明的有益效果：采用废弃轮胎制作的柔性结构层，利用了轮胎的弹性特性，当泥石流或落石冲击到废弃轮胎上时，它会产生弹性变形，使它们的冲击能量得到衰减；在支撑立柱底部设置弹性装置，能够适应冲击震动对它的影响，降低棚洞因为冲击而破坏的概率，提高其抗冲击能力；此外，该结构顶部种植有植物，能够美化环境，满足生态结构的设计理念。

附图说明

图1是本发明棚洞结构的剖面示意图；

图2是本发明柔性缓冲层的连接与填充示意图；

图3是本发明柔性种植层的连接与填充示意图；

图4是本发明弹性基础结构的细节剖面示意图；

图5是本发明棚洞结构的立体结构示意图；

图例说明：1-混凝土基础；2-支撑立柱；3-纵向内板；4-纵向外板；5-横向顶板；6-防水层；7-回填土层；8-柔性缓冲层；9-柔性种植层；9.1-废弃轮胎；9.2-碎石；9.3-铆钉；9.4-土壤；9.5-植物；9.6-土钉；10-钢丝网；11-抗滑橡胶套；12-弹性装置；13-缓冲垫层；14-排水孔；15-泥石流；16-落石；17-地基基础；18-道路。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步详细说明。

参见图1-图5，本发明一种柔性结构层的棚洞结构，包括弹性基础结构和柔性结构层，弹性基础结构包括混凝土基础1、弹性装置12和支撑立柱2；混凝土基础1内设置有凹槽；弹性装置12安设于凹槽内，弹性装置12的上表面和下表面设置缓冲垫层13；支撑立柱2的底部与凹槽接触部位包裹着抗滑橡胶套11；支撑立柱2顶部的设置有横向顶板5，横向顶板5的内侧和外侧分别设置有纵向内板3和纵向外板4；横向顶板5上设置有防水层6，防水层6上设置有回填土层7；柔性结构层包括设置在回填土层7内的若干柔性缓冲层8和设置在最顶部的柔性种植层9；柔性缓冲层8和柔性种植层9都是由废弃轮胎9.1依次排列并固定在一起；柔性种植层9的上部设置有钢丝网10。

其中，纵向外板4上设置有若干排水孔14，排水孔14入口处设置有透水土工布。

其中，废弃轮胎9.1由铆钉9.3固定在一起。

其中，柔性缓冲层8的废弃轮胎9.1内填充碎石9.2，柔性种植层9的废弃轮胎9.1内填充土壤9.4，土壤9.4里种植有植物9.5。

其中，钢丝网10由土钉9.6固定在回填土层7内。

本发明一种柔性结构层的棚洞结构的施工方法，该方法包括以下步骤：

s1）按照设计要求，在需要防泥石流15和落石16的地区，修建带有凹槽的混凝土基础1；

s2）在凹槽内安设弹性装置12、缓冲垫层13和抗滑橡胶套11，浇筑混凝土支撑立柱2；

s3）待支撑立柱2达到养护期龄后，在它上部修建横向顶板5，在横向顶板5的内侧和外侧分别修建纵向内板3和纵向外板4，纵向外板4上预留排水孔14；

s4）在横向顶板5上设置防水层6，在防水层6上填充并压实回填土层7，在回填土层7铺设一层废弃轮胎9.1，废弃轮胎9.1用铆钉9.3固定在一起，内部填充碎石9.2，然后在废弃轮胎9.1上继续回填土壤9.4并压实，交替设置回填土层7和柔性缓冲层8；

s5）达到设计高度后，在最上层设置柔性种植层9，在废弃轮胎9.1内填充土壤9.4，土壤9.4内种植植物9.5，在废弃轮胎9.1上铺设钢丝网10，钢丝网10用土钉9.6固定在回填土层7内；

s6）在地基基础17上修建道路18。

本发明的原理为：当泥石流15或落石16冲击到棚洞结构顶部时，柔性种植层9和柔性缓冲层8会产生弹性变形，使它们的冲击能量得到衰减，而在在支撑立柱2底部设置的弹性装置12，也能够适应冲击震动对它的影响，降低棚洞因为冲击而破坏的概率，提高其抗冲击能力。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修建或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。