多级高边坡综合生态防护结构的施工方法

技术领域

本发明涉及一种可以可提高施工作业平台布设精度，降低坡面锚杆、格梁节点和格梁节段的施工难度，改善边坡绿化效果的多级高边坡综合生态防护结构的施工方法，适用于高边坡生态防护工程。

背景技术

在高边坡工程中，为降低开挖及支护施工对周边环境的影响，常需采用生态防护措施。同时，为，目前工程中通常采用打设锚杆的方式来改善边坡结构的受力性能和稳定性，采用排水沟排除汇入边坡内部的水体。

现有技术中已有一种生态防护技术，将草种配以植被种子萌芽和幼苗前期生长需要的营养元素，并加入一定数量的绿色颜料(或其他颜色)、质地松软的添加物(如纸浆等有机物质)、粘合剂、保水剂和水等养份搅拌均匀，配制成具有一定粘性的悬浊浆液。通过装有空气压缩机的高压喷浆机组成的喷播机，将搅拌好的悬浊浆液，高速地直接喷射到路基边坡上，该技术虽可改善边坡的绿化效果，但却难以同步提升边坡的稳定性和排水效果。

鉴于此，为降低现场施工难度、改善边坡的稳定性和排水效果，目前亟待发明一种不但可以提高施工作业平台布设精度，降低坡面锚杆、格梁节点和格梁节段的施工难度，而且可以改善边坡绿化效果的多级高边坡综合生态防护结构的施工方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种不但可以提高施工作业平台布设精度，而且可以降低坡面锚杆、格梁节点和格梁节段的施工难度，还可以改善边坡绿化效果的多级高边坡综合生态防护结构的施工方法。

这种多级高边坡综合生态防护结构的施工方法，包括以下步骤：

1)施工准备：勘测确定边坡土体的空间形状，自上向下进行边坡土体开挖，制备施工所需的材料和装置；

2)边坡排水沟设置：在边坡土体内挖设边坡排水沟布设槽道；在边坡土体的缓坡段的排水沟布设槽道内铺设槽底找平层，并在槽底找平层处支模浇筑刚性槽道；将由胶槽连接段和胶槽伸缩段组成的弹性胶槽段吊设至边坡土体的陡降段，先通过胶槽锚筋将胶槽连接段与刚性槽道及边坡土体连接牢固，再采用后注浆方式在弹性胶槽段与边坡土体的间隙内压浆形成胶槽连接层；

3)装配式作业平台布设：在边坡马道上，先通过撑杆控位栓初步调整上部撑杆及平台顶板的高度，再通过撑杆调节栓精确调整平台顶板的标高，然后在平台顶板与边坡土体之间设置斜向撑杆；采用连板锚筋将马道连板和坡面连板与边坡土体连接牢固；

4)锚杆布设：根据边坡土体内的锚杆布设孔的倾斜角度，通过坡面连筋控制连接体撑板及导向连接体的空间位置，并通过连筋锚筋将坡面连筋与边坡土体连接牢固；向导向连接体与边坡土体的间隙内灌注混凝土或水泥砂浆形成间隙填充体；采用外部钻孔设备向边坡土体引孔形成锚杆布设孔，锚杆布设孔钻设完成后解除坡面连筋与边坡土体的连接；清除锚杆布设孔内的孔渣后，先使坡面锚杆穿设进锚杆布设孔内，再向坡面锚杆与锚杆布设孔的间隙压浆，形成锚固注浆体；锚固注浆体强度满足要求后，将节点卡具置入格梁节点的锚固限位槽内；

5)砼预制格布设：砼预制格包括格梁节点和格梁节段；先沿边坡坡面挖设砼预制格的布设槽道，再在该布设槽道内铺设格梁找平层，然后在格梁找平层上铺设格梁节点和格梁节段；先在格梁节点和格梁节段的接缝部位设置坐浆密实体，再将格梁传力筋插入预设格梁节点和格梁节段上预留的接缝连接槽内，使格梁传力筋及格梁传力筋两端的嵌固板筋与接缝连接槽粘贴连接牢固；在格梁传力筋的顶面设置筋顶封闭体；使格梁锚筋经格梁节点和格梁节段上的锚筋穿设孔后锚入边坡土体内；

6)坡面锚杆张拉紧固：锚固注浆体强度满足要求后，先通过卡具锚环及卡具夹片将坡面锚杆与劲性撑板连接牢固，通过卡具锚环及卡具夹片将坡面锚杆与格梁节点连接牢固，再将锚杆套箍穿设于坡面锚杆上，并通过套箍紧固栓将坡面锚杆与锚杆套箍连接牢固，然后通过套箍连接杆将锚杆套箍与劲性撑板连接牢固，并向卡具耳板与锚固限位槽间隙压浆形成孔槽密闭体；

7)坡面筋网布设：沿边坡坡面挖设横向压浆管和竖向压浆管的压浆管铺设槽，先铺设横向压浆管和竖向压浆管，并通过压浆管压板及连接锚筋将横向压浆管和竖向压浆管与边坡土体连接牢固；再通过外部喷水设备向横向压浆管和竖向压浆管压水，浸湿边坡坡面土体；然后沿边坡坡面铺设镀锌铁丝网，并通过外部压浆设备向横向压浆管和竖向压浆管压浆，在横向压浆管和竖向压浆管周边压浆形成压浆格梁；

8)坡面绿化：先喷水湿热边坡土体，再采用绿化基材喷射设备向镀锌铁丝网喷射绿化基材混合物。

作为优选：步骤2)所述边坡土体的坡率为1：m，当m不小于0.75时为缓坡段，当m小于0.75时为陡坡段；所述胶槽连接段采用PVC急流槽，在胶槽连接段的底端设置与外部压浆管连通的孔洞；胶槽伸缩段采用橡胶板切割而成，与胶槽连接段粘贴连接；所述胶槽连接层采用自密实混凝土或水泥砂浆或水泥净浆材料。

作为优选：步骤3)所述装配式作业平台包括上部撑杆、下部撑杆、斜向撑杆和平台顶板，在平台顶板周边沿环向设置平台护栏；所述上部撑杆包括两段管径相同的钢管，并使两端钢管通过螺栓连接，使螺栓两侧的钢管的螺纹紧固方向相反；使每根上部撑杆的底端与两根下部撑杆通过撑杆端铰连接，上部撑杆的顶端与平台顶板之间设置撑杆顶撑筋；所述下部撑杆采用钢管或型钢轧制而成，两端分别与马道连板和上部撑杆通过撑杆端铰连接；与同一上部撑杆相连的两根下部撑杆之间设置撑杆控位栓；所述斜向撑杆包括两段管径相同的钢管，并使两段钢管通过螺栓连接，使螺栓两侧的钢管的螺纹紧固方向相反，斜向撑杆的两端分别通过撑杆端铰与平台顶板和坡面连板连接；所述撑杆端铰采用滚动球铰。

作为优选：步骤4)所述连接体撑板采用钢板轧制而成，与坡面连筋通过连接转轴连接或焊接连接；所述导向连接体采用钢板轧制而成，呈圆环柱形，与连接体撑板垂直焊接连接；在连接体撑板和导向连接体上设置与钻孔导向孔轴线相同的孔洞，并在钻孔导向孔的外周沿环形设置孔壁磨耗层；所述孔壁磨耗层采用橡胶板切割而成，与连接体撑板和导向连接体粘贴连接。

作为优选：步骤5)所述格梁节点和格梁节段均采用钢筋混凝土材料制成，横断面呈矩形，在格梁节点和格梁节段接缝部位设置形状相同的连接凸榫和连接榫槽，并使格梁节点的连接凸榫插入格梁节段的连接榫槽内，使格梁节段的连接凸榫插入格梁节点的连接榫槽内；所述连接凸榫平面呈等腰梯形，厚度较格梁节段高度的一半小1～2cm；在格梁节点和格梁节段的接缝部位设置供格梁传力筋和筋顶封闭体布设的接缝连接槽；所述格梁节点平面呈十字形或T形，格梁节段的中间部位设置锚固限位槽和劲性撑板，并使劲性撑板位于锚固限位槽的下方，在劲性撑板的上表面设置套箍连接杆；所述锚固限位槽包括圆形连接孔和U形连接孔，并使U形连接孔沿圆形连接孔的外周均匀间隔布设4个；在格梁节点和格梁节段上分别设置锚筋穿设孔；所述格梁传力筋采用钢板轧制而成，平面呈工字形，两端设置嵌固板筋；所述筋顶封闭体采用水泥砂浆或橡胶板，当采用橡胶板时，使橡胶板与接缝连接槽粘贴连接。

作为优选：步骤6)所述节点卡具平面形状与锚固限位槽相同，包括卡具锚环和卡具耳板，卡具锚环采用与卡具夹片和坡面锚筋相匹配的锚具，卡具耳板采用钢板轧制而成；卡具夹片采用与坡面锚杆相匹配的夹片。

作为优选：步骤7)所述横向压浆管和竖向压浆管均采用钢管轧制而成，在横向压浆管和竖向压浆管的管壁上均匀间隔设置压浆孔。

本发明的有益效果是：

(1)本发明在边坡马道上布设装配式作业平台，并可通过上部撑杆、下部撑杆及斜向撑杆将平台顶板与边坡土体连接牢固；通过坡面连筋控制连接体撑板及导向连接体的空间位置，并在导向连接体与边坡土体的间隙设置间隙填充体，可实现对锚杆布设孔的导向钻设。

(2)本发明中在格梁节点和格梁节段的接缝处设置连接凸榫、连接榫槽和坐浆密实体，可实现格梁节点和格梁节段的高强度连接；同时，本发明在格梁节点和格梁节段的接缝处设置了格梁传力筋和筋顶封闭体，可改善格梁节点和格梁节段受力性能和耐久性。

(3)本发明在格梁节点的中间部位设置锚固限位槽，通过劲性撑板和连接卡槽限定节点卡具的位置，可分散坡面锚杆承受的压力；在坡面锚杆上套设锚杆套箍，通过套箍紧固栓将坡面锚杆与锚杆套箍连接牢固，可增强坡面锚杆的连接强度。

(4)本发明先通过外部喷水设备向横向压浆管和竖向压浆管压水，浸湿边坡坡面，再通过外部压浆设备向横向压浆管和竖向压浆管压浆，在横向压浆管和竖向压浆管压浆周边形成压浆格梁，然后采用绿化基材喷射设备向镀锌铁丝网喷射绿化基材混合物，可有效提升绿化基材混合物的稳定性。

(5)本发明在边坡土体的缓坡段浇筑刚性槽道，在边坡土体的陡降段设置由胶槽连接段和胶槽伸缩段组成的弹性胶槽段，可有效降低边坡地形突变对排水效果的影响，降低排水沟布设难度。

附图说明

图1是本发明复杂路堑多级高边坡综合生态防护施工流程图；

图2是边坡排水沟设置结构示意图；

图3是图2的胶槽连接段与边坡土体连接结构示意图；

图4是图2的边坡排水沟平面示意图；

图5是装配式作业平台和导向连接体布设结构示意图；

图6是砼预制格布设结构平面示意图；

图7是图6的砼预制格布设结构断面示意图；

图8是坡面锚筋锚固结构剖面示意图；

图9是图8的坡面锚筋与卡具锚环连结构示意图；

图10是横向压浆管和竖向压浆管铺设结构示意图；

图11是图10的有机基材喷射完成后结构断面示意图；

图12是图10的横向压浆管与竖向压浆管连接结构示意图。

附图标记说明：1-边坡土体；2-槽底找平层；3-刚性槽道；4-胶槽连接段；5-胶槽伸缩段；6-胶槽锚筋；7-胶槽连接层；8-边坡马道；9-撑杆控位栓；10-撑杆调节栓；11-上部撑杆；12-下部撑杆；13-斜向撑杆；14-平台顶板；15-连板锚筋；16-马道连板；17-坡面连板；18-连接转轴；19-撑杆端铰；20-撑杆顶撑筋；21-锚杆布设孔；22-坡面连筋；23-连接体撑板；24-导向连接体；25-连筋锚筋；26-间隙填充体；27-坡面锚杆；28-锚固注浆体；29-钻孔导向孔；30-孔壁磨耗层；31-格梁节点；32-格梁节段；33-连接凸榫；34-连接榫槽；35-格梁传力筋；36-筋顶封闭体；37-锚固限位槽；38-劲性撑板；39-套箍连接杆；40-圆形连接孔；41-U形连接孔；42-锚筋穿设孔；43-格梁找平层；44-坐浆密实体；45-卡具锚环；46-卡具夹片；47-锚杆套箍；48-卡具耳板；49-横向压浆管；50-竖向压浆管；51-压浆管铺设槽；52-压浆管压板；53-镀锌铁丝网；54-压浆格梁；55-压浆孔；56-绿化基材；57-连接锚筋；58-格梁锚筋；59-嵌固板筋；60-弹性胶槽段；61-平台护栏；62-孔槽密闭体；63-接缝连接槽；64-套箍紧固栓；65-节点卡具。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

作为一种实施例，图1是本发明多级高边坡综合生态防护结构的施工流程图，参照图1所示，多级高边坡综合生态防护结构的施工方法，包括以下施工步骤：

1)施工准备：勘测确定边坡土体1的空间形状，自上向下进行边坡土体1开挖，制备施工所需的材料和装置；

2)边坡排水沟设置：在边坡土体1内挖设边坡排水沟布设槽道；在边坡土体1的缓坡段的排水沟布设槽道内铺设槽底找平层2，并在槽底找平层2处支模浇筑刚性槽道3；将由胶槽连接段4和胶槽伸缩段5组成的弹性胶槽段60吊设至边坡土体1的陡降段，先通过胶槽锚筋6将胶槽连接段4与刚性槽道3及边坡土体1连接牢固，再采用后注浆方式在弹性胶槽段60与边坡土体1的间隙内压浆形成胶槽连接层7；

3)装配式作业平台布设：在边坡马道8上，先通过撑杆控位栓9初步调整上部撑杆11及平台顶板14的高度，再通过撑杆调节栓10精确调整平台顶板14的标高，然后在平台顶板14与边坡土体1之间设置斜向撑杆13；采用连板锚筋15将马道连板16和坡面连板17与边坡土体1连接牢固；

4)锚杆布设：根据边坡土体1内的锚杆布设孔21的倾斜角度，通过坡面连筋22控制连接体撑板23及导向连接体24的空间位置，并通过连筋锚筋25将坡面连筋22与边坡土体1连接牢固；向导向连接体24与边坡土体1的间隙内灌注混凝土或水泥砂浆形成间隙填充体26；采用外部钻孔设备向边坡土体1引孔形成锚杆布设孔21，锚杆布设孔21钻设完成后解除坡面连筋22与边坡土体1的连接；清除锚杆布设孔21内的孔渣后，先使坡面锚杆27穿设进锚杆布设孔21内，再向坡面锚杆27与锚杆布设孔21的间隙压浆，形成锚固注浆体28；锚固注浆体28强度满足要求后，将节点卡具65置入格梁节点31的锚固限位槽37内；

5)砼预制格布设：砼预制格包括格梁节点31和格梁节段32；先沿边坡坡面挖设砼预制格的布设槽道，再在该布设槽道内铺设格梁找平层43，然后在格梁找平层43上铺设格梁节点31和格梁节段32；先在格梁节点31和格梁节段32的接缝部位设置坐浆密实体44，再将格梁传力筋35插入预设格梁节点31和格梁节段32上预留的接缝连接槽63内，使格梁传力筋35及格梁传力筋35两端的嵌固板筋59与接缝连接槽63粘贴连接牢固；在格梁传力筋35的顶面设置筋顶封闭体36；使格梁锚筋58经格梁节点31和格梁节段32上的锚筋穿设孔42后锚入边坡土体1内；

6)坡面锚杆张拉紧固：锚固注浆体28强度满足要求后，先通过卡具锚环45及卡具夹片46将坡面锚杆27与劲性撑板38及格梁节点31连接牢固，再将锚杆套箍47穿设于坡面锚杆27上，并通过套箍紧固栓64将坡面锚杆27与锚杆套箍47连接牢固，然后通过套箍连接杆39将锚杆套箍47与劲性撑板38连接牢固，并向卡具耳板48与锚固限位槽37间隙压浆形成孔槽密闭体62；

7)坡面筋网布设：沿边坡坡面挖设横向压浆管49和竖向压浆管50的压浆管铺设槽51，先铺设横向压浆管49和竖向压浆管50，并通过压浆管压板52及连接锚筋57将横向压浆管49和竖向压浆管50与边坡土体1连接牢固；再通过外部喷水设备向横向压浆管49和竖向压浆管50压水，浸湿边坡坡面土体；然后沿边坡坡面铺设镀锌铁丝网53，并通过外部压浆设备向横向压浆管49和竖向压浆管50压浆，在横向压浆管49和竖向压浆管50周边压浆形成压浆格梁54；

8)坡面绿化：先喷水湿热边坡土体1，再采用绿化基材56喷射设备向镀锌铁丝网53喷射绿化基材56混合物。

参照图2～图12所示，多级高边坡综合生态防护结构，通过上部撑杆11、下部撑杆12及斜向撑杆13将平台顶板14与边坡土体1连接牢固；通过坡面连筋22控制连接体撑板23及导向连接体24的空间位置，并在导向连接体24与边坡土体1的间隙设置间隙填充体26；在格梁节点31和格梁节段32接缝处设置连接凸榫33、连接榫槽34和坐浆密实体44，接缝顶面设置格梁传力筋35和筋顶封闭体36；通过劲性撑板38和连接卡槽限定节点卡具的位置，并在坡面锚杆27上套设锚杆套箍47；浸湿坡面土体后，在横向压浆管49和竖向压浆管50压浆周边形成压浆格梁54；排水沟包括刚性槽道3和弹性胶槽段60。

边坡土体1为密实状态的碎石土。

刚性槽道3采用强度等级为C35的混凝土浇筑形成，底宽为15cm、高为20cm。

弹性胶槽段60是由胶槽连接段4和胶槽伸缩段5组成。胶槽连接段4采用PVC急流槽，横断面呈“U”形。胶槽伸缩段5采用厚度为2mm的橡胶板切割而成。

胶槽锚筋6采用直径为25mm的螺纹带肋钢筋。

胶槽连接层7采用强度等级为C25的自密实混凝土。

边坡马道8宽度为1.5m，在边坡马道8上，先通过撑杆控位栓9初步调整上部撑杆11及平台顶板14的高度，再通过撑杆调节栓10精确调整平台顶板14的标高，然后在平台顶板14与边坡土体1之间设置斜向撑杆13。撑杆控位栓9采用直径30mm的高强度螺杆与螺栓组合而成，并使螺栓两侧螺杆的紧固方向相反；撑杆调节栓10采用内径为60mm的螺栓；直径为10mm的转动轴，平台顶板14采用厚度为10mm的钢板轧制而成。

上部撑杆11、斜向撑杆13都包括两段管径为60mm的钢管，并使两段钢管通过螺栓连接，使螺栓两侧的钢管的螺纹紧固方向相反。

连板锚筋15采用直径为25mm的螺纹钢筋轧制而成；马道连板16和坡面连板17均采用厚度为3mm的钢板轧制而成。

撑杆端铰19采用直径60mm的球铰。

撑杆顶撑筋20采用直径30mm的钢管制成。

平台护栏61栏杆高度为1000mm，采用直径42mm的钢管轧制而成。

锚杆布设孔21直径为110mm、深度为10m。

连接转轴18采用直径为30mm的球铰。

坡面连筋22采用直径为30mm的钢管轧制而成。

连接体撑板23采用厚度为10mm钢板轧制而成。

导向连接体24采用厚度为3mm钢板轧制而成，呈圆环柱形。

连筋锚筋25采用直径为25mm的螺纹带肋钢筋。

间隙填充体26采用强度等级为C35的快硬混凝土。

清除锚杆布设孔21内的孔渣后，先使坡面锚杆27穿设进锚杆布设孔21内，再向坡面锚杆27与锚杆布设孔21的间隙压浆，形成锚固注浆体28；坡面锚杆27直径为25mm、长度为10m，锚固注浆体28采用M20的水泥砂浆。

钻孔导向孔29直径为110mm。

孔壁磨耗层30采用厚度为5mm的橡胶板切割而成。

格梁节点31和格梁节段32均采用钢筋混凝土材料制成，横断面呈矩形，宽度为20cm、高度为30cm。

连接凸榫33平面呈等腰梯形，厚度为14cm。

连接榫槽34与连接凸榫33相匹配。

格梁传力筋35采用厚度为10mm的钢板轧制而成，平面呈“工”字形。

筋顶封闭体36采用厚度10mm的橡胶板，与接缝连接槽63粘贴连接；接缝连接槽深度为13mm。

锚固限位槽37包括圆形连接孔40和U形连接孔41，并使U形连接孔41沿圆形连接孔40的外周均匀间隔布设4个；锚固限位槽37圆形连接孔40直径为100mm，U形连接孔41宽度为6cm。

劲性撑板38厚度为20mm的钢板轧制而成。

套箍连接杆39采用直径为30mm的螺杆轧制而成。

锚筋穿设孔42直径为110mm。

格梁找平层43采用强度等级为M15的水泥砂浆。

坐浆密实体44采用强度等级为M20的水泥砂浆。

格梁锚筋58采用直径为25mm的螺纹带肋钢筋。

嵌固板筋59采用厚度为10mm的钢板轧制而成。

节点卡具65平面形状与锚固限位槽37相同，包括卡具锚环45和卡具耳板48，卡具锚环45采用与卡具夹片46和坡面锚筋相匹配的锚具；卡具夹片46与坡面锚杆27相匹配，卡具耳板48采用厚度为10mm的钢板轧制而成。

通过套箍连接杆39将锚杆套箍47与劲性撑板38连接牢固，并向卡具耳板48与锚固限位槽37间隙压浆形成孔槽密闭体62；锚杆套箍47采用厚度为10mm的钢板或钢筋轧制而成，孔槽密闭体62采用强度等级为M20的水泥砂浆；套箍紧固栓64采用直径为10mm的螺杆与螺栓组合而成。

横向压浆管49和竖向压浆管50均采用直径为60mm钢管轧制而成，在横向压浆管49和竖向压浆管50的管壁上均匀间隔设置压浆孔55，压浆孔55空间为30mm。

沿边坡坡面挖设横向压浆管49和竖向压浆管50的压浆管铺设槽51，先铺设横向压浆管49和竖向压浆管50，并通过压浆管压板52及连接锚筋57将横向压浆管49和竖向压浆管50与边坡土体1连接牢固；压浆管铺设槽51横断面呈等腰梯形，底宽度为10cm、高度为10cm；压浆管压板52采用厚度为2mm钢板轧制而成，连接锚筋57采用直径为25mm的螺纹带肋钢筋。

镀锌铁丝网53镀锌层质量≥122g。

压浆格梁54采用强度等级为M15的水泥砂浆硬化形成。

绿化基材56是将草种配以植被种子萌芽和幼苗前期生长需要的营养元素，并加入绿色颜料(或其他颜色)、质地松软的添加物(如纸浆等有机物质)、粘合剂、保水剂和水等养份搅拌均匀，配制成具有一定粘性的悬浊浆液。