專利名稱：一種巖質(zhì)高邊坡的組合式生態(tài)護(hù)坡方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種巖質(zhì)高邊坡的組合式生態(tài)護(hù)坡方法屬于巖土工程領(lǐng)域，尤其是一種適 用于巖質(zhì)高邊坡工程的加固、防風(fēng)化與生態(tài)護(hù)坡方法。
背景技術(shù)：
近年來，我國高邊坡地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，為防止次生地質(zhì)災(zāi)害，滿足特定工程需要，須 采取技術(shù)手段對(duì)高邊坡進(jìn)行綜合防護(hù)，增強(qiáng)其整體性、穩(wěn)定性與美觀性?，F(xiàn)有巖質(zhì)高邊坡 的加固措施包括預(yù)應(yīng)力錨索加固(張永防、王秉勇，用錨桿框架護(hù)坡加固南昆線膨脹土 邊坡的研究，鐵道工程學(xué)報(bào)，2000)、錨桿(土釘)加固、注漿加固(牛學(xué)良、付志亮等，巖石 注漿加固實(shí)驗(yàn)與巷道穩(wěn)定性控制，采礦與安全工程學(xué)報(bào)，2007)等，巖體表面的防風(fēng)化措施 包括砌體封閉(ZL200420023549.4)、噴射(網(wǎng)噴)混凝土(劉永杰、馮秀強(qiáng)，高強(qiáng)高性能 噴射混凝土試驗(yàn)研究及應(yīng)用，中州煤炭，2009)等，坡面美觀措施包括客土噴播(陳曉斌， 客土噴播法在石質(zhì)邊坡綠化中的應(yīng)用，公路，2004)、鋪設(shè)無土基質(zhì)草毯(ZL 200669775Y)、 坡面基部設(shè)置槽道種植藤蔓植物(ZL 200610061899. 3)、坡面鋪設(shè)土工格室固土綠化(ZL 01267268. 8)等。但是，現(xiàn)有的工程加固措施與防風(fēng)化措施存在以下缺陷1、工程加固措施過于粗放，且缺少美觀性。現(xiàn)有的綠化措施則只追求綠化效果，不 考慮巖體穩(wěn)定與防風(fēng)化問題。2、現(xiàn)有技術(shù)中同時(shí)對(duì)巖質(zhì)高邊坡進(jìn)行防護(hù)與綠化處理，只能先進(jìn)行加固施工、再 進(jìn)行防風(fēng)化施工、最后進(jìn)行綠化施工，工序繁瑣，造價(jià)昂貴，且在實(shí)際應(yīng)用中效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種針對(duì)巖質(zhì)高邊坡防風(fēng)化的組合式生態(tài) 護(hù)坡方法，一次施工同時(shí)完成巖體邊坡的加固、防風(fēng)化與綠化工作。具體而言本發(fā)明包括以下步驟1、判斷巖體特性計(jì)算錨固力根據(jù)實(shí)際工程地質(zhì)條件，判斷巖體內(nèi)部裂隙程度及 空間分布，并采用極限平衡法、數(shù)值分析法對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析計(jì)算，得出保證高邊坡穩(wěn) 定所需要的錨固力。2、布置預(yù)應(yīng)力錨索或淺層固定錨桿，具體而言根據(jù)上述計(jì)算所得的錨固力，確定錨桿(錨索)的類型、直徑、長度、數(shù)量與布置方 式。a.當(dāng)巖體為潛在危巖體、貫通性斷層、深層節(jié)理裂隙十分發(fā)育的巖質(zhì)高邊坡、軟弱 破碎不穩(wěn)定巖體(多見為碎裂巖和角礫巖)時(shí)，使用預(yù)應(yīng)力錨桿(錨索)，用于加固破損山 體結(jié)構(gòu)。b.當(dāng)巖體巖質(zhì)堅(jiān)實(shí)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、無明顯深層貫穿斷層，或裂隙較狹小且集中于淺 層時(shí)，使用淺層固定錨桿，用于加固巖體淺層微裂隙，并支撐固定護(hù)坡組合層結(jié)構(gòu)于巖體之上。3、設(shè)置護(hù)坡組合層，具體而言包括a.設(shè)置下網(wǎng)格層，所述的下網(wǎng)格層為鋼絲網(wǎng)格；該護(hù)坡組合層結(jié)構(gòu)的最下層為網(wǎng) 格層，由鋼絲網(wǎng)格制成；b.設(shè)置抗溫變層，所述的抗變溫層為玻璃棉氈；抗溫變層在防水層之下，由玻纖 棉氈制成，最大程度緊貼于巖石表層，可防止巖石表面溫度變化引起的物理侵蝕；c.設(shè)置防水層，所述的防水層為復(fù)合防水卷材，可防止水分對(duì)巖石表面造成化學(xué) 侵蝕；同時(shí)防水層和抗溫變層隔離了植物根系與巖體表層，可防止巖體生物侵蝕破壞。d.設(shè)置穩(wěn)固層，所述的穩(wěn)固層為聚合物網(wǎng)與尼龍網(wǎng)，其優(yōu)勢(shì)是當(dāng)植物成長之后根 系會(huì)與穩(wěn)固層糾纏，避免植物被大風(fēng)吹掉；e.設(shè)置營養(yǎng)基質(zhì)層，所述的營養(yǎng)基質(zhì)層包括砂質(zhì)壤土、木屑、谷殼、秸稈、復(fù)合肥 料；營養(yǎng)基質(zhì)層中播撒植物草種，將本地植物草種與營養(yǎng)基質(zhì)層中的肥料等混合，便于草種 發(fā)芽和生長。f.設(shè)置植物層，所述的植物層有兩種情況，一種是直接利用已經(jīng)培育好的本地種 成熟草皮其上覆蓋徑1. 5cm 3cm左右草繩編織的邊長為15cm的格網(wǎng)，優(yōu)勢(shì)是直接綠化， 施工后綠化效果當(dāng)時(shí)可見；另一種是使用直徑1. 5cm 3cm左右草繩編織的邊長為15cm的 格網(wǎng)鋪設(shè)在營養(yǎng)基質(zhì)層上，避免鋼絲網(wǎng)格直接壓在營養(yǎng)基質(zhì)層減少營養(yǎng)基質(zhì)層中的草籽出 芽率。g.設(shè)置上網(wǎng)格層，所述的上網(wǎng)格層為鋼絲網(wǎng)格；設(shè)置上下網(wǎng)格層的優(yōu)勢(shì)是可以使 護(hù)坡組合獨(dú)立生產(chǎn)成為一個(gè)個(gè)單元，便于在護(hù)坡過程中一次性安裝完成，減少了施工工序， 縮短了施工工期。h.安裝套筒，壓條壓制成型。所有墊層在預(yù)設(shè)淺層固定錨桿孔與預(yù)應(yīng)力錨桿(錨 索)孔位置沖孔并安裝套筒，最后用鋼壓條壓制成型。本發(fā)明的有益效果在于1.防水層與抗溫變層的設(shè)置，防止了巖體受光照、溫變、降雨、植物等因素對(duì)巖體 的侵蝕破壞，最大程度地減緩巖體坡面的物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化與生物風(fēng)化作用。2.采用淺層錨桿和預(yù)應(yīng)力錨桿(錨索)的組合形式既增強(qiáng)了高邊坡巖體的整體性 和穩(wěn)定性，同時(shí)又加強(qiáng)了墊層與巖石的貼合性。3.穩(wěn)固層的設(shè)置使植物生長出的發(fā)達(dá)根系與之交織纏繞，從而緊密聯(lián)系植物層和 營養(yǎng)基質(zhì)層，使之形成整體，大大增加了植物的附著力。4.上下網(wǎng)格層、壓條與錨桿套筒整體壓制成型增強(qiáng)了該組合式生物護(hù)坡墊層的整 體性，便于運(yùn)輸與施工。5.該組合式生物護(hù)坡結(jié)構(gòu)一經(jīng)鋪設(shè)便具有加固巖體、防止風(fēng)化與表面綠化三重功 效，簡化施工工序，便于操作。


圖1為本發(fā)明的護(hù)坡結(jié)構(gòu)剖面圖；圖2為本發(fā)明護(hù)坡組合層細(xì)部放大圖；圖3為本發(fā)明含預(yù)應(yīng)力錨索孔的墊層單元平面圖4為本發(fā)明不含預(yù)應(yīng)力錨索孔的墊層單元平面圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一某高邊坡巖體1，其上有深層發(fā)育裂隙2，經(jīng)過極限平衡法、數(shù)值分析法對(duì)邊坡穩(wěn) 定性進(jìn)行分析計(jì)算得到固定該邊坡需深層預(yù)應(yīng)力錨索45X 100根，桿間距2m，錨索長27m， 直徑80mm ；淺層固定錨桿360X800根，桿間距0. 95m，錨桿長2m，直徑25mm。設(shè)置護(hù)坡組合層a.首先在下層設(shè)置鋼絲網(wǎng)格9，網(wǎng)目尺寸為3cmX3cm ；b.設(shè)置抗溫變層5，玻纖棉氈厚度為3. 5cm ；c.設(shè)置防水層6，復(fù)合防水卷材厚度為2. 8cm ；d.設(shè)置穩(wěn)固層10，聚合物網(wǎng)與尼龍網(wǎng)網(wǎng)目尺寸為5cmX5cm ；e.設(shè)置營養(yǎng)基質(zhì)層7，材料主要包括砂質(zhì)壤土、木屑、谷殼、秸稈、復(fù)合肥料，并將 狗牙根、結(jié)縷草、百喜草的草籽等混入營養(yǎng)基質(zhì)層7 ；f.設(shè)置植物層8，用直徑1.5 3cm的草繩編成15cmX 15cm花格，隔開網(wǎng)格層9 和營養(yǎng)基質(zhì)層7，當(dāng)草長出后草莖部穿過植物層8和網(wǎng)格層9露出地表，草根部穿過營養(yǎng)基 質(zhì)層7插入穩(wěn)固層10 ；由于網(wǎng)格層9的網(wǎng)格比較密，利用草繩隔開后可以保證草種更高的 出芽率；g.在上層設(shè)置網(wǎng)格層9，設(shè)置同下層網(wǎng)格層；h.訂制單元墊層，規(guī)格為2Xaii ；安裝套筒，其中深層預(yù)應(yīng)力錨索套筒12直徑為 86mm,淺層固定錨桿套筒13直徑為30mm ；單元墊層套筒分布見圖3所示；最后用壓條11整 體壓制成型。施工方式如下先打入相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力錨索3 (錨桿)，而后鋪設(shè)含有預(yù)應(yīng)力錨索套筒12的墊層單 元(圖幻，鋪設(shè)時(shí)將墊層單元在預(yù)應(yīng)力錨索套筒位置處穿過錨索的外錨頭，用錨索螺母套 扣栓緊，在淺層錨桿套筒13位置處打入淺層錨桿以固定單元墊層結(jié)構(gòu)，同時(shí)用錨桿螺母栓緊。實(shí)施例二某高邊坡巖體1，巖體較為完整，無深層發(fā)育裂隙，經(jīng)穩(wěn)定性分析得出該邊坡無需 深層預(yù)應(yīng)力錨索，只需淺層固定錨桿便可加固淺層微裂隙，錨桿數(shù)量720X640根，桿間距 0. 95m,錨桿長lm，直徑25mm。設(shè)置護(hù)坡組合層a.首先在下層設(shè)置鋼絲網(wǎng)格9，網(wǎng)目尺寸為3CmX3Cm;b.設(shè)置抗溫變層5，玻纖棉氈厚度為3. 5cm ；c.設(shè)置防水層6，復(fù)合防水卷材厚度為2. 8cm ；d.設(shè)置穩(wěn)固層10，聚合物網(wǎng)與尼龍網(wǎng)網(wǎng)目尺寸為5cmX5cm ；e.設(shè)置營養(yǎng)基質(zhì)層7，材料主要包括砂質(zhì)壤土、木屑、谷殼、秸稈、復(fù)合肥料等；f.設(shè)置植物層8，選用本地種畫眉草、高羊茅的成熟草皮覆蓋在營養(yǎng)基質(zhì)層7上， 并在其上覆蓋用直徑1. 5 3cm的草繩編成15cmX 15cm花格隔開營養(yǎng)基質(zhì)層7和網(wǎng)格層9 ；g.在上層設(shè)置網(wǎng)格層9，設(shè)置同下層網(wǎng)格層；h.制訂單元墊層，規(guī)格為2 X an ；安裝套筒，淺層固定錨桿套筒13直徑為30mm ；單 元墊層套筒分布見圖3所示；最后用壓條11整體壓制成型。將墊層單元(圖4)緊貼巖體，直接在相應(yīng)的淺層錨桿套筒位置處打入淺層錨桿， 并用錨桿螺母栓緊。實(shí)施例三在江蘇某山區(qū)進(jìn)行巖石采樣，樣本巖質(zhì)為硫化物礦石，切割成兩塊大小相同(20 ^ 20 ^ 20cm)的立方體，在試驗(yàn)室中進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。樣本1表面覆蓋簡化的組合墊層，樣 本2為裸巖，對(duì)兩塊樣本巖體進(jìn)行溫變和淋漓試驗(yàn)，以模擬極端條件下的物理風(fēng)化與化學(xué) 風(fēng)化。試驗(yàn)步驟如下1.針對(duì)本試驗(yàn)設(shè)置簡化的組合墊層，并覆蓋于樣本1表面。首先，設(shè)置抗溫變層 5，玻纖棉氈厚度為Icm ；設(shè)置防水層6，復(fù)合防水卷材厚度為0. 8cm ；最后，用壓條11整體壓 制成型；2.溫變?cè)囼?yàn)。將兩塊樣本巖體置于溫控箱內(nèi)，溫度加熱至75°C，并恒溫放置池； 而后將樣本取出，靜置4小時(shí)，使其自然降至室溫；3.淋漓試驗(yàn)。將兩塊樣本巖體至于循環(huán)淋漓箱內(nèi)，調(diào)配PH值為4. 5的稀硫酸溶液 作為淋漓溶液，連續(xù)淋漓2小時(shí)，而后將樣本取出，使其表面溶液自然蒸發(fā)。試驗(yàn)進(jìn)行到27天時(shí)，2號(hào)樣本巖塊的上部出現(xiàn)了極微量的白色霜狀次生礦物；試 驗(yàn)進(jìn)行到157天時(shí)，次生礦物基本覆蓋了 2號(hào)樣本巖塊，而1號(hào)樣本巖塊無明顯變化；試驗(yàn) 進(jìn)行到305天后，2號(hào)樣本巖體已面目全非，表面已由原來的灰白色變?yōu)榛液谏?，且無光澤， 表面脆弱，用小刀輕刮便有碎塊或粉末脫落，而1號(hào)樣本巖塊基本保持試驗(yàn)前的灰白色，光 澤明亮，表面巖質(zhì)仍比較堅(jiān)硬。通過上述試驗(yàn)表明，該組合墊層能夠有效減緩巖石表面的物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化作用。
權(quán)利要求
1.一種巖質(zhì)高邊坡的組合式生態(tài)護(hù)坡方法，包括護(hù)坡組合層及生態(tài)護(hù)坡的施工方 法，其特征在于所述的護(hù)坡組合層包括下網(wǎng)格層、抗溫變層、防水層、穩(wěn)固層、營養(yǎng)基質(zhì) 層、植物層、上網(wǎng)格層、鋼壓條；所述的施工方法包括以下步驟(1)采用極限平衡法或數(shù)值分析法對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析計(jì)算，得出保證高邊坡穩(wěn)定 所需要的錨固力；(2)根據(jù)計(jì)算所得的錨固力，確定錨桿或錨索的類型、直徑、長度、數(shù)量與布置方式；(3)設(shè)置護(hù)坡組合層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巖質(zhì)高邊坡的組合式生態(tài)護(hù)坡方法，其特征在于所述 的設(shè)置護(hù)坡組合層，具體而言包括a.設(shè)置下網(wǎng)格層，所述的下網(wǎng)格層為鋼絲網(wǎng)格；b.設(shè)置抗溫變層，所述的抗變溫層為玻璃棉氈；c.設(shè)置防水層，所述的防水層為復(fù)合防水卷材；d.設(shè)置穩(wěn)固層，所述的穩(wěn)固層為聚合物網(wǎng)與尼龍網(wǎng)；e.設(shè)置營養(yǎng)基質(zhì)層，所述的營養(yǎng)基質(zhì)層包括砂質(zhì)壤土、木屑、谷殼、秸稈、復(fù)合肥料；f.設(shè)置植物層，所述的植物層為本地種成熟草皮或草種與營養(yǎng)基質(zhì)的混合物上鋪由草 繩編織邊長為15cm的網(wǎng)格；g.設(shè)置上網(wǎng)格層，所述的上網(wǎng)格層為鋼絲網(wǎng)格；h.安裝套筒，壓條壓制成型。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種巖質(zhì)高邊坡的組合式生態(tài)護(hù)坡，屬于巖土工程中的巖質(zhì)高邊坡加固、防風(fēng)化與生態(tài)護(hù)坡技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明護(hù)坡組合層包括下網(wǎng)格層、抗溫變層、防水層、穩(wěn)固層、營養(yǎng)基質(zhì)層、植物層、上網(wǎng)格層、鋼壓條，施工方法包括確定錨固力和錨索類型和設(shè)置護(hù)坡組合層。由預(yù)應(yīng)力錨索與淺層錨桿的組合固定，可加固巖體、防止風(fēng)化與表面綠化三重功效，簡化施工工序，便于操作。
文檔編號(hào)E02D17/20GK102146675SQ20111000540
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者劉文亮, 孫樹林, 尚文濤, 王成 申請(qǐng)人:河海大學(xué)