一种高强预压锚杆与预制钢筋混凝土板联合边坡绿化结构及方法与流程

本发明涉及边坡绿化技术领域，尤其是一种高强预压锚杆与预制钢筋混凝土板联合边坡绿化结构及方法。

背景技术：

我国地域辽阔，山地众多，有些地区由于环境的影响形成了存在安全隐患的边坡。为了促进各地区之间的交流，推进各地区间经济的发展，国家大力推进道路、铁路基础设施建设。在公路、铁路工程建设中，由于地势严多变，需要开挖大量边坡。开挖后的边坡失去了原有的植被覆盖保护，导致开挖地段出现严重的水土流失现象，造成恶劣的生态环境破坏；同时，开挖后形成的陡峭边坡在遇到不利天气影响时将存在崩塌、滑坡、泥石流等重大的安全隐患，给人民的生命、财产安全带来巨大损失。随着人们对生态环境保护的目标越来越高，对我国边坡绿化提出了更高的要求。

目前对边坡治理的方法，能够在短时间内实现安全护坡同时达到边坡绿化目标的较少，而对急需改进生态环境的陡峭边坡治理中，更需要加强对边坡加固以及绿化方法的改进。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种高强预压锚杆与预制钢筋混凝土板联合边坡绿化结构及方法，可以解决现有边坡绿化结构无法在短时间内实现安全护坡同时达到边坡绿化的问题，在满足边坡治理的同时又增加了绿化面积。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种高强预压锚杆与预制钢筋混凝土板联合边坡绿化结构，包括设置于边坡坡顶的集水箱，边坡坡面上由上至下均匀布置有多根横向预制钢筋混凝土板，横向预制钢筋混凝土板通过多根高强预压锚杆固定安装在边坡坡面上，各横向预制钢筋混凝土板上放置有两端封闭的横向给水管，横向给水管上开设有多个出水孔，横向给水管外表面包裹有透析膜，各横向给水管通过纵向给水管与集水箱连通，各横向给水管上覆盖由含有植物种子的植被混凝土堆积体；

高强预压锚杆中，锚固体底部设有第一刚性盘，锚固体由远离边坡临空面一端的高强预压锚固体以及靠近边坡临空面一端的普通砂浆锚固体组成，锚杆一端通过螺栓与横向预制钢筋混凝土板固定连接，锚杆另一端伸入锚固体内与第一刚性盘连接，高强预压锚固体与普通砂浆锚固体之间设置有第二刚性盘。

横向预制钢筋混凝土板的横截面为l型或三角形，各横向预制钢筋混凝土板与纵向预制钢筋混凝土板之间通过高强预压锚杆连接。

集水箱靠近山体的一侧上部设置有排水棱体。

排水棱体中，细砂体两侧由内至外依次堆砌有粗砂体、碎石体以及砾石体。

高强预压锚固体由加入质量含量为10-30%膨胀剂的水泥砂浆凝固制得，普通砂浆锚固体由水泥砂浆凝固制得，普通砂浆锚固体的高度为锚固体高度的20-30%。

一种采用上述权利要求1-6中任一项所述的结构进行边坡绿化的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1：在边坡坡面上钻设多个锚洞，将带有第一刚性盘的锚杆插入锚洞，向锚洞中加入质量含量为10-30%膨胀剂的水泥砂浆凝固制得高强预压锚固体，在高强预压锚固体顶部设置第二刚性盘，再向锚洞中加入水泥砂浆凝固制得普通砂浆锚固体；

步骤2：将横向预制钢筋混凝土板和纵向预制钢筋混凝土板通过垫板、垫圈、螺栓与高强预压锚杆连接；

步骤3：将两端封闭，均布有出水孔的pvc管外壁包裹透析膜后制成横向给水管，将横向给水管放置于横向预制钢筋混凝土板上；

步骤4：在坡顶设置集水箱，安装连通集水箱与横向给水管的纵向给水管，在集水箱靠近山体的一侧上部设置排水棱体；

步骤5：在各横向给水管上喷射含有植物种子的植被混凝土形成植被混凝土堆积体，即实现高强预压锚杆与预制钢筋混凝土板联合边坡绿化。

各横向给水管上出水孔的孔径由坡顶至坡底方向依次减小。

本发明提供的一种高强预压锚杆与预制钢筋混凝土板联合边坡绿化结构及方法，有益效果如下：

1、高强预压锚杆与传统锚杆相比，岩锚抗拔力有大幅提升，试验显示最高可达传统锚杆岩锚抗拔力的1.7倍，大幅降低边坡滑动；大幅降低锚杆接触水与空气的概率，增大两大主体（锚固体、边坡土体）的密度、强度、抗渗能力，提高锚杆的耐久性。增加两界面（锚固体与锚杆界面、锚固体与边坡土体）的正应力与摩阻力。

2、与传统坡面喷浆治理相比，在高强预压锚杆与预制钢筋混凝土板形成的植被混凝土堆积区能够满足绿化形式多样化的目标。

3、与种植植被治理边坡相比，可以根据不同边坡形态选用不同长度的高强预压锚杆实现短期内治理边坡。

4、预制混凝土板的长度可以根据治理边坡的面积进行合理选取，高强预压锚杆可以根据治理单元所处的坡面高度进行合理选取。

5、分次进行锚固，可以避免坡面土体受到过大应力造成土体溃散，加剧滑坡灾害的发生。

6、通过集水箱可以将自然雨、雪水收集起来为边坡植被长期提供水分，减少后期人工投入。

7、pvc水管包裹透析膜制成横向给水管，可以让水分进入土壤，而土壤中的物质无法进入水管，有效解决了出水孔堵塞的问题。

8、各横向给水管上出水孔的孔径由坡顶至坡底方向依次减小，考虑到水的压强与坡面高度变化有关，孔径的大小与横向给水管所处高度呈正比例关系，可以保证每一根水管中储蓄一定的水分，使得坡面每一层植被都有足够的水分供给，避免水分从坡底的横向给水管中直接溢出。

9、刚性盘的设计，给加入膨胀剂的水泥砂浆提供一定的反力，使其更好向锚洞两边的土体产生挤压，以达到想要取得的锚固效果。

10、排水棱体起到了过滤的作用，将地表水中的泥砂或其他杂质的挡在棱体之外，只让水体流入集水箱。

可以解决现有边坡绿化结构无法在短时间内实现安全护坡同时达到边坡绿化的问题，在满足边坡治理的同时又增加了绿化面积。

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为本发明绿化结构的结构示意图；

图2为本发明绿化结构的侧视图；

图3为本发明绿化结构的高强预压锚杆的示意图；

图4为本发明绿化结构的排水棱体的示意图；

图5为本发明横向给水管的示意图。

具体实施方式

实施例一

如图1-图5所示，一种高强预压锚杆与预制钢筋混凝土板联合边坡绿化结构，包括设置于边坡坡顶的集水箱1，边坡坡面上由上至下均匀布置有多根横向预制钢筋混凝土板7，横向预制钢筋混凝土板7通过多根高强预压锚杆3固定安装在边坡坡面上，各横向预制钢筋混凝土板7上放置有两端封闭的横向给水管5，横向给水管5上开设有多个出水孔9，横向给水管5外表面包裹有透析膜，各横向给水管5通过纵向给水管6与集水箱1连通，各横向给水管5上覆盖由含有植物种子的植被混凝土堆积体；

高强预压锚杆3中，锚固体底部设有第一刚性盘15，锚固体由远离边坡临空面一端的高强预压锚固体16以及靠近边坡临空面一端的普通砂浆锚固体17组成，锚杆11一端通过螺栓14与横向预制钢筋混凝土板7固定连接，锚杆11另一端伸入锚固体内与第一刚性盘15连接，高强预压锚固体16与普通砂浆锚固体17之间设置有第二刚性盘21。

横向预制钢筋混凝土板7的横截面为l型或三角形，各横向预制钢筋混凝土板7与纵向预制钢筋混凝土板8之间通过高强预压锚杆3连接。

集水箱1靠近山体的一侧上部设置有排水棱体18。

排水棱体18中，细砂体19两侧由内至外依次堆砌有粗砂体20、碎石体4以及砾石体2。

高强预压锚固体16由加入质量含量为10-30%膨胀剂的水泥砂浆凝固制得，普通砂浆锚固体17由水泥砂浆凝固制得，普通砂浆锚固体17的高度为锚固体高度的20-30%。

各横向给水管5上出水孔9的孔径由坡顶至坡底方向依次减小。

各横向给水管5通过十字形pvc管与纵向给水管6连通，横向给水管5和纵向给水管6优选为pvc管。

横向给水管5与纵向给水管6连接处设有过滤网10，纵向给水管6与集水箱1的连接处也设有过滤网10。

实施例二

一种采用上述结构进行边坡绿化的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：清理边坡，采用人工及简单机械清除边坡上的碎石及杂物，顺序应自上而下进行；

步骤2：在边坡坡面上钻设多个锚洞，将带有第一刚性盘15的锚杆11插入锚洞，向锚洞中加入质量含量为10-30%膨胀剂的水泥砂浆凝固制得高强预压锚固体16，在高强预压锚固体16顶部设置第二刚性盘21，使锚杆11所受的轴向压力转化为侧向压力，增大锚杆的抗拔力，再向锚洞中加入水泥砂浆凝固制得普通砂浆锚固体17；

步骤3：将横向预制钢筋混凝土板7和纵向预制钢筋混凝土板8通过垫板12、垫圈13、螺栓14与高强预压锚杆3连接；

步骤4：将两端封闭，均布有出水孔9的pvc管外壁包裹透析膜后制成横向给水管5，将横向给水管5放置于横向预制钢筋混凝土板7上；

步骤5：在坡顶设置集水箱1，安装连通集水箱1与横向给水管5的纵向给水管6，在集水箱1靠近山体的一侧上部设置排水棱体18；

步骤6：在各横向给水管5上喷射含有植物种子的植被混凝土形成植被混凝土堆积体，即实现高强预压锚杆与预制钢筋混凝土板联合边坡绿化。

集水箱1采用埋置式，由砖块砌筑，混凝土抹面。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。