本發(fā)明涉及邊坡防護技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹陡邊坡生態(tài)防護系統(tǒng)及生態(tài)防護方法。

背景技術(shù)：

隨著交通運輸事業(yè)的發(fā)展，高烈度嚴寒山區(qū)的公路建設(shè)也越來越成熟。高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹施工形成的陡邊坡對防護提出了更高的要求。

高寒山區(qū)公路路塹施工對高寒山區(qū)薄弱的生態(tài)環(huán)境造成了極大破壞，因此在對邊坡修建防護措施的過程中需采取一定的措施恢復(fù)高寒山區(qū)薄弱的生態(tài)，避免生態(tài)環(huán)境繼續(xù)惡化，雨季來臨時泥石流等災(zāi)害發(fā)生。高寒山區(qū)公路路塹施工形成的陡邊坡具有坡度陡峭、雨季水流流速大、沖蝕嚴重的特點，對修建好的公路路堤穩(wěn)定造成極大威脅。高烈度地震區(qū)域當?shù)卣饋砼R時會造成滑坡和土石散落，邊坡有較大振動，甚至產(chǎn)生較大形變。

傳統(tǒng)的護坡措施主要以石塊和水泥砂漿構(gòu)筑的石塊砌體結(jié)構(gòu)作為重力式擋土墻對邊坡進行支擋防護。這種防護結(jié)構(gòu)僅從平面應(yīng)力的力學角度進行防護，并未考慮空間分布及對生態(tài)環(huán)境的影響，并且這種形式的重力式擋土墻并不適合山區(qū)高邊坡、陡邊坡的地形防護。在雨季來臨時，生態(tài)系統(tǒng)薄弱的高寒山區(qū)易形成高流量流速大的泥石流，這種剛性的擋土墻容易受瞬時沖擊而發(fā)生破壞。此外，這種重力式擋土墻排水性能不能適應(yīng)突如其來的山洪泥石流，易在墻背后積蓄，不斷抬升水位增加靜水壓力威脅擋土墻的穩(wěn)定。在高寒山區(qū)冰凍季節(jié)，這類擋土墻容易發(fā)生凍脹破壞或者凍融循環(huán)破壞。在生態(tài)環(huán)保日益受到重視的今天，這種傳統(tǒng)過時的重力式防土墻與綠色環(huán)保的生態(tài)理念顯得格格不入。高寒山區(qū)修建公路后生態(tài)環(huán)境遭受一定的破壞，迫切的需要人為的采取一定的措施盡快回去生態(tài)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的擋土墻是剛性結(jié)構(gòu)，在高烈度地震地區(qū)當?shù)卣饋砼R時不能夠抵御強烈的地震作用而發(fā)生較大破壞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。

本發(fā)明還有一個目的是提供了一種高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹陡邊坡生態(tài)防護系統(tǒng)，該生態(tài)防護系統(tǒng)充分利用了路塹施工廢棄的石料，并具有柔性結(jié)構(gòu)，適應(yīng)性強，能夠抵御泥石流沖擊和地震破壞作用，具有施工簡便、綠色經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)保，因地制宜、透水性好、減壓排水的優(yōu)點。

本發(fā)明還有一個目的是提供了一種高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹陡邊坡生態(tài)防護方法，該生態(tài)防護方法能夠排水泄水，阻擋泥石，防護邊坡和路基，同時能夠恢復(fù)防護地區(qū)的生態(tài)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹陡邊坡生態(tài)防護系統(tǒng)，包括：

第一防護裝置，其設(shè)置在路基與邊坡之間的排水槽內(nèi)，所述第一防護裝置由多個沿所述排水槽的縱向延伸方向依次排列的石籠網(wǎng)箱組成，所述多個石籠網(wǎng)箱內(nèi)分別填充有石塊；

第二防護裝置，其固設(shè)在所述第一防護裝置的上方，所述第二防護裝置由多個石籠柱以及連接相鄰兩個石籠柱的石籠墻組成，所述石籠墻由填充有碎石的雙層格賓網(wǎng)上下疊加設(shè)置形成，每個石籠柱由填充有碎石的多個格賓網(wǎng)箱豎向疊加相連組成，并形成柱體結(jié)構(gòu)，且所述石籠柱與部分插入所述邊坡內(nèi)的錨桿相連接，以使得所述第一防護裝置和所述第二防護裝置與所述邊坡柔性連接。

本發(fā)明因地制宜，集中回收利用路塹施工廢棄殘留的石料，具有綠色經(jīng)濟，取材方便的特點。通過將石料填充在石籠網(wǎng)箱、格賓網(wǎng)以及格賓網(wǎng)箱內(nèi)，實現(xiàn)了透氣性好、排水減壓的特點，在雨季來臨時能夠排水泄水，阻擋泥石，防護邊坡和路基。

本發(fā)明中的第一防護裝置與第二防護裝置和邊坡的連接關(guān)系為柔性連接，不同于傳統(tǒng)的擋土墻在受到局部沖擊的時候發(fā)生局部破壞，本發(fā)明在山洪暴發(fā)時，能夠在抵御泥石流瞬時沖擊的過程中根據(jù)受力情況自動調(diào)整變形協(xié)同受力，很好的發(fā)揮第一防護裝置和第二防護裝置的防護作用，效率較高，且在受沖擊變形后可以通過復(fù)位的方法修復(fù)，簡便實用經(jīng)濟易行。同時錨桿的連接方式：一方面可以使第二防護裝置在節(jié)省材料的情況下不斷累積疊加抬高，適應(yīng)山區(qū)高大，陡邊坡的工程狀況，另一方面可以使第二防護裝置與邊坡很好的成為一個整體。

本發(fā)明在第二防護裝置下設(shè)置填充巨石的第一防護裝置，石塊間間隙較大能夠?qū)⑦吰铝粝碌挠晁占懦?。此設(shè)計具有迅速的排水能力，較傳統(tǒng)的擋土墻設(shè)置排水溝更適合應(yīng)對突如其來的瞬時高速大流量山洪泥石流，能夠迅速排水，避免擋土墻后水位上升，靜水壓力增大，破壞擋土墻。同時能夠接收路堤邊坡流下的雨水，維護其穩(wěn)定。

本發(fā)明在第二防護裝置底部設(shè)置較大的第一防護裝置作為基礎(chǔ)，里面填充較大的石塊，大石塊間具有較大的間隙，供底部水流流動。第二防護裝置根據(jù)地質(zhì)條件和受力特性和打進邊坡的錨桿相連，為整個防護系統(tǒng)提供抗滑力，對邊坡施加主動壓力保持穩(wěn)定。

優(yōu)選的是，所述的高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹陡邊坡生態(tài)防護系統(tǒng)中，所述生態(tài)防護系統(tǒng)還包括：

第三防護裝置，其填充在所述第二防護裝置與所述邊坡之間，所述第三防護裝置由多個生態(tài)袋組成，每個生態(tài)袋內(nèi)裝有根莖發(fā)達的植物種子。

本發(fā)明考慮到嚴寒山區(qū)公路修建對所在地薄弱的生態(tài)環(huán)境造成了破壞，因此需采取一定的措施恢復(fù)生態(tài)。本發(fā)明在第二防護裝置與邊坡之間堆填生態(tài)袋，對恢復(fù)原有生態(tài)環(huán)境有很大助力。后期生態(tài)袋里植物萌芽生根，對邊坡的防護作用進一步增強，將后期的邊坡防護作用進一步升級。同時生態(tài)袋內(nèi)裝的是土壤養(yǎng)分和防護所在地原生的、根莖發(fā)達的、易成活的植物種子：此舉一方面是防止引入外來物種，打破原有生物鏈，造成本地生態(tài)進一步失衡；另一方面是原有物種更適合防護所在地的高寒山區(qū)的生態(tài)環(huán)境，更容易成活，生根繁殖，對原有生態(tài)環(huán)境不會干擾，也能防護邊坡。但是，在施工過程中需謹慎疊放生態(tài)袋，避免生態(tài)袋壓迫錨桿造成破壞。

優(yōu)選的是，所述的高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹陡邊坡生態(tài)防護系統(tǒng)中，所述生態(tài)防護系統(tǒng)還包括：

至少一條排水溝，其設(shè)置在所述路基的水穩(wěn)層之下，所述至少一條排水溝分別與所述排水槽垂直連接，并向所述邊坡遠離所述路基的一側(cè)延伸。根據(jù)所在地的雨季邊坡水流量設(shè)置排水溝的密度，在山口集中泄水地段加密排水溝的數(shù)量，以迅速排水。

優(yōu)選的是，所述的高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹陡邊坡生態(tài)防護系統(tǒng)中，每個石籠柱中的多個格賓網(wǎng)箱之間通過鋼絲綁扎在一起。

優(yōu)選的是，所述的高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹陡邊坡生態(tài)防護系統(tǒng)中，所述格賓網(wǎng)箱的長寬高之比為3:2:2。

優(yōu)選的是，所述的高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹陡邊坡生態(tài)防護系統(tǒng)中，所述格賓網(wǎng)箱為多根橫向鋼絲和多個縱向鋼絲焊接形成的矩形結(jié)構(gòu)，且在其中一根縱向鋼絲上設(shè)置有與錨桿連接的金屬圈。

格賓網(wǎng)箱之間采用高強韌性鋼絲綁扎，格賓網(wǎng)箱為多根橫向鋼絲和多個縱向鋼絲焊接形成的矩形結(jié)構(gòu)，橫向鋼絲和縱向鋼絲是具有高強度耐腐蝕的鋼絲或包裹有PVC的高強度鋼絲，且格賓網(wǎng)箱的邊框采用適當?shù)姆栏g鋼筋焊接而成。格賓網(wǎng)箱在縱向鋼筋上焊接金屬圈，以方便與錨桿連接。

本發(fā)明還提供了一種高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹陡邊坡生態(tài)防護方法，包括以下步驟：

步驟一、在邊坡和路基之間且沿所述路基的縱向延伸方向開設(shè)排水槽，并對所述排水槽的底面和側(cè)壁進行水泥砂漿抹面，然后在所述路基的水穩(wěn)層之下開設(shè)至少一條排水溝，所述至少一條排水溝分別與所述排水槽相垂直連接，并向所述邊坡遠離所述路基的一側(cè)延伸，同時對所述至少一條排水溝的底面和側(cè)壁進行水泥砂漿抹面；

步驟二、在所述排水槽內(nèi)且沿所述排水槽的縱向延伸方向依次排列多個填充有石塊的石籠網(wǎng)箱，以形成第一防護裝置，所述多個石籠網(wǎng)箱之間通過鋼絲綁扎在一起；以及

步驟三、向多個格賓網(wǎng)箱內(nèi)分別填充碎石，將填充有碎石的多個格賓網(wǎng)箱豎向疊加并使用鋼絲綁扎在一起，以形成石籠柱，然后將由上下疊加設(shè)置的填充有碎石的雙層格賓網(wǎng)形成的石籠墻設(shè)置在相鄰兩個石籠柱之間，以將多個石籠柱和多個石籠墻連接在一起，并形成第二防護裝置，通過固定在所述邊坡上的錨桿與所述多個石籠柱的連接，實現(xiàn)所述第一防護裝置和所述第二防護裝置與所述邊坡的柔性連接。

優(yōu)選的是，所述的高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹陡邊坡生態(tài)防護方法中，所述生態(tài)防護方法還包括：

步驟四、向所述第二防護裝置與所述邊坡之間填充多個生態(tài)袋，并向每個生態(tài)袋內(nèi)裝入根莖發(fā)達的植物種子，以形成第三防護裝置。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：

1、本發(fā)明所述的高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹陡邊坡生態(tài)防護系統(tǒng)具有很好的通水排水能力，具有柔性結(jié)構(gòu)，適用于高烈度地震地區(qū)陡峭邊坡的防護，當?shù)卣鹜话l(fā)時能夠產(chǎn)生較大的變形以抵御地震的破壞作用，保證了在地震發(fā)生后依然能夠發(fā)揮功效，避免發(fā)生滑坡，落石等毀壞道路、阻擋交通、阻礙地震救援的現(xiàn)象。

2、本發(fā)明所述的高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹陡邊坡生態(tài)防護系統(tǒng)具有很好的透水性，當雨季來臨時邊坡上流下的雨水能夠很快釋放，避免雨水蓄積，危害第一防護裝置和第二防護裝置的穩(wěn)定性。同時對泥沙石頭有很好的攔截效果，避免泥石流沖擊路堤道路。

3、本發(fā)明所述的高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹陡邊坡生態(tài)防護系統(tǒng)和生態(tài)防護方法中的第一防護裝置內(nèi)填充石塊，第二防護裝置內(nèi)填充有碎石，通過較大的石塊和碎石的配合，能夠很好的應(yīng)對瞬時泥石流的沖擊。在遭受泥石流沖擊時能夠自動產(chǎn)生形變，協(xié)同受力，支擋效果明顯提升。且在后期修復(fù)過程中只需要復(fù)位就能復(fù)原。后期維護費用低廉。

4、本發(fā)明所述的高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹陡邊坡生態(tài)防護方法回收利用修建公路留下的廢棄石料，使其變廢為寶，取材方便，同時不會消耗大量的水泥，綠色環(huán)保，施工方便，經(jīng)濟易行。

5、本發(fā)明所述的高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹陡邊坡生態(tài)防護方法中的錨桿與第二防護裝置的配合，能夠使第二防護裝置不斷抬高，保持第二防護裝置的穩(wěn)定，為第二防護裝置提供抗滑、抗傾覆力，適應(yīng)高聳陡峭的邊坡防護，具有成本低的優(yōu)點。

本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說明

圖1為本發(fā)明其中一個實施例中所述的高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹陡邊坡生態(tài)防護系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明其中一個實施例中所述的高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹陡邊坡生態(tài)防護系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明其中一個實施例中所述的高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹陡邊坡生態(tài)防護系統(tǒng)中格賓網(wǎng)箱加筋加固后的剖面圖；

圖4為本發(fā)明其中一個實施例中所述的高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹陡邊坡生態(tài)防護系統(tǒng)中第一防護裝置和第二防護裝置連接關(guān)系的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明其中一個實施例中所述的高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹陡邊坡生態(tài)防護系統(tǒng)中石籠柱與錨桿連接關(guān)系的示意圖；

圖6為本發(fā)明其中一個實施例中所述的高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹陡邊坡生態(tài)防護系統(tǒng)的格賓網(wǎng)箱的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。

應(yīng)當理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不排除一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。

如圖1、圖4、圖5和圖6所示，本發(fā)明其中一個實施例中提供了一種高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹陡邊坡生態(tài)防護系統(tǒng)，包括：

第一防護裝置1，其設(shè)置在路基2與邊坡3之間的排水槽內(nèi)，所述第一防護裝置1由多個沿所述排水槽的縱向延伸方向依次排列的石籠網(wǎng)箱110組成，所述多個石籠網(wǎng)箱110內(nèi)分別填充有石塊；

第二防護裝置4，其固設(shè)在所述第一防護裝置1的上方，所述第二防護裝置4由多個石籠柱410以及連接相鄰兩個石籠柱410的石籠墻420組成，所述石籠墻420由填充有碎石的雙層格賓網(wǎng)上下疊加設(shè)置形成，每個石籠柱410由填充有碎石的多個格賓網(wǎng)箱411豎向疊加相連組成，以形成柱體結(jié)構(gòu)，且所述石籠柱410與部分插入所述邊坡3內(nèi)的錨桿5相連接，以使得所述第一防護裝置1和所述第二防護裝置4與所述邊坡3柔性連接。

該實施例因地制宜，集中回收利用路塹施工廢棄殘留的石料，具有綠色經(jīng)濟，取材方便的特點。通過將石料填充在石籠網(wǎng)箱110、格賓網(wǎng)以及格賓網(wǎng)箱411內(nèi)，實現(xiàn)了透氣性好、排水減壓的特點，在雨季來臨時能夠排水泄水，阻擋泥石，防護邊坡和路基。

該實施例中的第一防護裝置1與第二防護裝置4和邊坡3的連接關(guān)系為柔性連接，不同于傳統(tǒng)的擋土墻在受到局部沖擊的時候發(fā)生局部破壞，該實施例在山洪暴發(fā)時，能夠在抵御泥石流瞬時沖擊的過程中根據(jù)受力情況自動調(diào)整變形協(xié)同受力，很好的發(fā)揮整個擋土墻的作用，效率較高，且在受沖擊變形后可以通過復(fù)位的方法修復(fù)，簡便實用經(jīng)濟易行。同時錨桿的連接方式：一方面可以使第二防護裝置4在節(jié)省材料的情況下不斷累積疊加抬高，適應(yīng)山區(qū)高大，陡邊坡的工程狀況，另一方面可以使第二防護裝置4與邊坡3很好的成為一個整體。

該實施例在第二防護裝置4下設(shè)置填充巨石的第一防護裝置1，石塊間間隙較大能夠?qū)⑦吰铝粝碌挠晁占懦?。此設(shè)計具有迅速的排水能力，較傳統(tǒng)的擋土墻設(shè)置排水溝更適合應(yīng)對突如其來的瞬時高速大流量山洪泥石流，能夠迅速排水，避免擋土墻后水位上升，靜水壓力增大，破壞擋土墻。同時能夠接收路堤邊坡流下的雨水，維護其穩(wěn)定。

如圖2和圖3所示，當格賓網(wǎng)箱411的尺寸過大時，例如長度大于70cm時，需要對石籠柱410進行加筋加固，使用石籠網(wǎng)片7。

在其中一個實施例中，所述生態(tài)防護系統(tǒng)還包括：

第三防護裝置6，其填充在所述第二防護裝置4與所述邊坡3之間，所述第三防護裝置6由多個生態(tài)袋組成，每個生態(tài)袋內(nèi)裝有根莖發(fā)達的植物種子。

該實施例考慮到嚴寒山區(qū)公路修建對所在地薄弱的生態(tài)環(huán)境造成了破壞，因此需采取一定的措施恢復(fù)生態(tài)。該實施例在第二防護裝置4與邊坡3之間堆填生態(tài)袋，對恢復(fù)原有生態(tài)環(huán)境有很大助力。后期生態(tài)袋里植物萌芽生根，對邊坡的防護作用進一步增強，將后期的邊坡防護作用進一步升級。同時生態(tài)袋內(nèi)裝的是土壤養(yǎng)分和防護所在地原生的、根莖發(fā)達的、易成活的植物種子：此舉一方面是防止引入外來物種，打破原有生物鏈，造成本地生態(tài)進一步失衡；另一方面是原有物種更適合防護所在地的高寒山區(qū)的生態(tài)環(huán)境，更容易成活，生根繁殖。對原有生態(tài)環(huán)境不會干擾，也能防護邊坡。但是，在施工過程中需謹慎疊放生態(tài)袋，避免生態(tài)袋壓迫錨桿5造成破壞。

在其中一個實施例中，所述生態(tài)防護系統(tǒng)還包括：

至少一條排水溝，其設(shè)置在所述路基2的水穩(wěn)層之下，所述至少一條排水溝分別與所述排水槽相垂直連接，并向所述邊坡3遠離所述路基2的一側(cè)延伸。根據(jù)所在地的雨季邊坡水流量設(shè)置排水溝的密度，在山口集中泄水地段加密排水溝的數(shù)量，以迅速排水。

在其中一個實施例中，每個石籠柱410中的多個格賓網(wǎng)箱411之間通過鋼絲綁扎在一起。

在其中一個實施例中，所述格賓網(wǎng)箱411的長寬高之比為3:2:2。

在其中一個實施例中，如圖5所示，所述格賓網(wǎng)箱411為多根橫向鋼絲和多個縱向鋼絲焊接形成的矩形結(jié)構(gòu)，且在其中一根縱向鋼絲上設(shè)置有與錨桿連接的金屬圈412。

格賓網(wǎng)箱411之間采用高強韌性鋼絲綁扎，格賓網(wǎng)箱411為多根橫向鋼絲和多個縱向鋼絲焊接形成的矩形結(jié)構(gòu)，橫向鋼絲和縱向鋼絲是具有高強度耐腐蝕的鋼絲或包裹有PVC的高強度鋼絲，且格賓網(wǎng)箱411的邊框采用適當?shù)姆栏g鋼筋焊接而成。格賓網(wǎng)箱411在縱向鋼筋上焊接金屬圈412，以方便與錨桿5連接。

本發(fā)明還提供了一種高烈度嚴寒山區(qū)公路路塹陡邊坡生態(tài)防護方法，包括以下步驟：

步驟一、在邊坡3和路基2之間且沿所述路基的縱向延伸方向開設(shè)排水槽，并對所述排水槽的底面和側(cè)壁進行水泥砂漿抹面，然后在所述路基2的水穩(wěn)層之下開設(shè)至少一條排水溝，所述至少一條排水溝分別與所述排水槽相垂直連接，并向所述邊坡遠離所述路基的一側(cè)延伸，同時對所述至少一條排水溝的底面和側(cè)壁進行水泥砂漿抹面；

步驟二、在所述排水槽內(nèi)且沿所述排水槽的縱向延伸方向依次排列多個填充有石塊的石籠網(wǎng)箱110，以形成第一防護裝置1，所述多個石籠網(wǎng)箱110之間通過鋼絲綁扎在一起；以及

步驟三、向多個格賓網(wǎng)箱411內(nèi)分別填充碎石，將填充有碎石的多個格賓網(wǎng)箱豎向疊加并使用鋼絲綁扎在一起，以形成石籠柱410，然后將由上下疊加設(shè)置的填充有碎石的雙層格賓網(wǎng)形成的石籠墻420設(shè)置在相鄰兩個石籠柱410之間，以將多個石籠柱410和多個石籠墻420連接在一起，并形成第二防護裝置4，通過固定在所述邊坡3上的錨桿5與所述多個石籠柱410的連接，實現(xiàn)所述第一防護裝置1和所述第二防護裝置4與所述邊坡3的柔性連接。

在其中一個實施例中，所述生態(tài)防護方法還包括：

步驟四、向所述第二防護裝置4與所述邊坡3之間填充多個生態(tài)袋，并向每個生態(tài)袋內(nèi)裝入根莖發(fā)達的植物種子，以形成第三防護裝置6。

盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。