本實(shí)用新型涉及一種可快速拼裝的防治公路高邊坡病害的棚洞結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)公路工程相關(guān)的要求也越來(lái)越高。如今，人們不僅追求公路行車(chē)的安全性、舒適性，還追求沿途環(huán)境及設(shè)施的視覺(jué)美感和藝術(shù)效應(yīng)，以及對(duì)司乘人員心里的影響作用，而且對(duì)環(huán)保和節(jié)能也提出了更高的要求。以前建設(shè)公路工程，由于各種原因，修筑了大量高邊坡路段。嚴(yán)重?cái)_動(dòng)了山體，砍伐了大量植被，打破了原有的平衡狀態(tài)、造成了自然環(huán)境惡化。特別是在沿河傍山公路、陡峭山腰公路等交通咽喉路段，一旦發(fā)生高邊坡災(zāi)害，原道路無(wú)法通行，又沒(méi)有繞行條件，嚴(yán)重阻礙救災(zāi)力量及時(shí)到達(dá)災(zāi)區(qū)，致使錯(cuò)過(guò)黃金救援時(shí)間，造成人民重大生命財(cái)產(chǎn)損失，社會(huì)影響較大。如汶川地震及玉樹(shù)地震等部分咽喉路段發(fā)生高邊坡災(zāi)變，阻斷道路達(dá)幾十小時(shí)，甚至更久，造成極大的損失。

隨著時(shí)間的推移，許多早年修筑的公路高邊坡結(jié)構(gòu)，原有坡面加固措施逐漸失效，坡面巖體風(fēng)化日益嚴(yán)重，坡面穩(wěn)定性變差，在降雨、地震等作用下，易誘發(fā)滑坡、崩塌、落石、泥石流等自然災(zāi)害，嚴(yán)重影響行車(chē)安全。如今，很多高邊坡結(jié)構(gòu)已進(jìn)入病害多發(fā)期，現(xiàn)有的高邊坡病害處治措施，大都是采用挖除災(zāi)變體，重新支護(hù)坡面的方法。這種處治方法工程量較大，用時(shí)較長(zhǎng)，坡面防護(hù)結(jié)構(gòu)仍面臨風(fēng)化失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)，并且挖除災(zāi)變體時(shí)再次擾動(dòng)了山體，施工風(fēng)險(xiǎn)較大，破壞了原有植被，與現(xiàn)在的節(jié)能環(huán)保理念相左，缺點(diǎn)明顯。如今在新建公路偏壓路段有采用棚洞結(jié)構(gòu)通過(guò)的工程實(shí)例，用以減少開(kāi)挖保護(hù)環(huán)境，并保障公路運(yùn)營(yíng)安全。該棚洞結(jié)構(gòu)一般為現(xiàn)澆模筑結(jié)構(gòu)，施工時(shí)直接澆筑成整體框架，結(jié)構(gòu)剛度較大，易引起結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中，結(jié)構(gòu)耐久性和安全性稍差。現(xiàn)澆模筑棚洞結(jié)構(gòu)施工時(shí)間較長(zhǎng)，在高邊坡下施工風(fēng)險(xiǎn)較高。在防治高邊坡病害中采用模筑棚洞結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)明顯。

那么就需要尋求一種施工用時(shí)較少，結(jié)構(gòu)耐久性較好及安全系數(shù)較高，對(duì)山體擾動(dòng)小，施工風(fēng)險(xiǎn)小，節(jié)能環(huán)保，改善司乘人員的視覺(jué)和心理，運(yùn)營(yíng)后的災(zāi)變體可作為洞頂回填體，不用多次清理災(zāi)變體，并能確保公路高邊坡病害處治質(zhì)量的施工技術(shù)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題與缺陷，本實(shí)用新型提供了一種可以快速拼裝的防治公路高邊坡病害的棚洞結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型適用于各種公路高邊坡病害的預(yù)防與處治；而且可以不用模筑襯砌，采用預(yù)制拼裝技術(shù)，設(shè)置了結(jié)構(gòu)支座和活動(dòng)鉸鏈，用以使曲板結(jié)構(gòu)有限轉(zhuǎn)動(dòng)，以消減高邊坡災(zāi)變引起的棚洞結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中現(xiàn)象；施工作業(yè)時(shí)間短、施工風(fēng)險(xiǎn)低、結(jié)構(gòu)耐久安全、節(jié)能環(huán)保，運(yùn)營(yíng)后的災(zāi)變體可作為洞頂回填體，不用多次清理災(zāi)變體，可確保公路高邊坡病害防治質(zhì)量，并能改善司乘人員的視覺(jué)和心理，提高行車(chē)舒適性和安全性，提高高邊坡路段的運(yùn)營(yíng)安全和質(zhì)量。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種防治公路高邊坡病害的棚洞結(jié)構(gòu)，包括曲板、托梁、斜柱、系梁、路面結(jié)構(gòu)層、棚洞基礎(chǔ)、防水層、水泥砂漿保護(hù)層和回填層；

在曲板的底部預(yù)埋有球形鉸鏈上半部分鋼構(gòu)件；在曲板與托梁接觸處設(shè)置曲板擋塊，并且預(yù)埋有支座安裝鋼板；在曲板的頂面端部設(shè)有土石擋塊；在曲板的外側(cè)依次鋪設(shè)防水層、水泥砂漿保護(hù)層和回填層；

所述的棚洞基礎(chǔ)包括靠近山體側(cè)的條形基礎(chǔ)和遠(yuǎn)離山體側(cè)的樁基礎(chǔ)；所述的條形基礎(chǔ)預(yù)埋有球形鉸鏈下半部分鋼構(gòu)件，與曲板底部預(yù)埋的球形鉸鏈上半部分鋼構(gòu)件組成球形鉸鏈，用于曲板有限轉(zhuǎn)動(dòng)，消減曲板應(yīng)力集中現(xiàn)象；所述的樁基礎(chǔ)支撐斜柱底部，斜柱的頂部支撐托梁；

所述的托梁采用L型結(jié)構(gòu)，并且在內(nèi)側(cè)設(shè)有防撞橡膠塊；所述的托梁預(yù)埋有支座安裝鋼板；在托梁上安裝支座用于支撐曲板及減緩災(zāi)變體的沖擊力，有效保護(hù)棚洞結(jié)構(gòu)安全；

所述的系梁設(shè)在條形基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)之間；所述的路面結(jié)構(gòu)層設(shè)在系梁上。

進(jìn)一步說(shuō)明，所述的曲板由鋼筋混凝土制作而成，并且預(yù)留有縱向拼裝螺栓安裝孔，采用縱向拼裝螺栓將相鄰的曲板拼裝成整體，可以提高棚洞結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。

進(jìn)一步說(shuō)明，所述的曲板還預(yù)埋有橡膠止水帶。橡膠止水帶可使棚洞結(jié)構(gòu)具有良好的防水能力。

進(jìn)一步說(shuō)明，所述的球形鉸鏈的周?chē)佋O(shè)有瀝青麻絲。鋪設(shè)瀝青麻絲利于防水，并且使得曲板具備有限轉(zhuǎn)動(dòng)變形空間，有效降低災(zāi)變體引起的棚洞結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中現(xiàn)象，提高棚洞結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。

進(jìn)一步說(shuō)明，所述的斜柱、托梁、棚洞基礎(chǔ)和系梁均分別采用鋼筋混凝土澆筑而成；所述的防水層采用采用隧道通用PVC防水板+土工布制成。

進(jìn)一步說(shuō)明，所述的回填層包括土石回填層、碎石回填層和種植土回填層；并且在回填層和山體內(nèi)鋪設(shè)有梅花排水管。充分有效利用了災(zāi)變體，碎石回填層是起著主要的緩沖作用，回填時(shí)應(yīng)保證其厚度（厚度一般為100cm～200cm，具體應(yīng)根據(jù)邊坡高度經(jīng)計(jì)算確定）。

本實(shí)用新型中防治公路高邊坡病害的棚洞結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟：

步驟一，預(yù)制曲板；

綁扎鋼筋，制作模板，澆筑混凝土預(yù)制曲板；在制作模板時(shí)預(yù)留縱向拼裝螺栓安裝孔和橡膠止水帶；在曲板與托梁接觸處設(shè)置曲板擋塊，用于限制曲板水平位移，并且在預(yù)制曲板時(shí)，預(yù)埋支座安裝鋼板；在曲板底部設(shè)置球形鉸鏈，用于曲板有限的轉(zhuǎn)動(dòng)，并限制曲板平動(dòng)，即在預(yù)制曲板時(shí)，在曲板底部預(yù)埋球形鉸鏈上半部分鋼構(gòu)件；在預(yù)制曲板時(shí)，在曲板的頂面端部預(yù)埋土石擋塊鋼筋，用于澆筑土石擋塊；

步驟二，施工棚洞基礎(chǔ)；

步驟二與步驟一平行作業(yè)，在預(yù)制曲板期間，進(jìn)行棚洞基礎(chǔ)施工，施工時(shí)應(yīng)清除高邊坡易塌落體，并設(shè)置并設(shè)置坡面噴錨支護(hù)及防落網(wǎng)，以保證施工安全；棚洞基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，靠近山體側(cè)地質(zhì)一般較好，采用條形基礎(chǔ)，在遠(yuǎn)離山體側(cè)地質(zhì)一般較差，采用樁基礎(chǔ)；條形基礎(chǔ)施工時(shí)應(yīng)預(yù)埋球形鉸鏈下半部分鋼構(gòu)件，與預(yù)制曲板時(shí)預(yù)埋的球形鉸鏈上半部分鋼構(gòu)件組成球形鉸鏈；

步驟三，施工斜柱和托梁；

當(dāng)步驟二中的樁基礎(chǔ)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，開(kāi)始進(jìn)行斜柱和托梁的施工，斜柱和托梁采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；托梁采用L型結(jié)構(gòu)，并且設(shè)置防撞橡膠塊，限制曲板的水平位移的同時(shí)，防止結(jié)構(gòu)直接碰撞破壞；在托梁施工時(shí)預(yù)埋支座安裝鋼板；

步驟四，安裝支座；

采用橋梁通用支座（可彈性變形支座），并且每片曲板設(shè)置四個(gè)支座，支座安裝在托梁上；

步驟五，吊裝曲板；

當(dāng)以上步驟中的棚洞結(jié)構(gòu)各個(gè)構(gòu)件均達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求后，吊裝曲板；吊裝曲板前，應(yīng)在條形基礎(chǔ)的球形鉸鏈下半部分鋼構(gòu)件周?chē)佋O(shè)4cm～6cm厚的瀝青麻絲；

步驟六，連接曲板；

曲板吊裝完成后，在曲板保護(hù)下，通過(guò)預(yù)留的縱向拼裝螺栓安裝孔將各個(gè)預(yù)制段的曲板連成整體，提高棚洞結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性；

步驟七，施工系梁和路面結(jié)構(gòu)；

曲板縱向連成整體后，在曲板的保護(hù)下，澆筑系梁和路面結(jié)構(gòu)層，縮短棚洞結(jié)構(gòu)施工暴露在高邊坡災(zāi)害威脅下的施工時(shí)間，降低施工風(fēng)險(xiǎn)；

步驟八，施工防水層、回填層及擋塊；

當(dāng)系梁和路面結(jié)構(gòu)層達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，施工棚洞結(jié)構(gòu)的防水層，防水層采用隧道通用PVC防水板+土工布，并且在防水層外側(cè)澆筑15cm～25cm厚的水泥砂漿保護(hù)層；水泥砂漿保護(hù)層達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，施工回填層及土石擋塊，施工結(jié)束后持續(xù)進(jìn)行后期保養(yǎng)維護(hù)。

本實(shí)用新型的有益效果：

1.本實(shí)用新型可以不用模筑襯砌，采用預(yù)制拼裝技術(shù)，施工作業(yè)時(shí)間短、施工風(fēng)險(xiǎn)低、結(jié)構(gòu)耐久安全、節(jié)能環(huán)保，運(yùn)營(yíng)后的災(zāi)變體可作為洞頂回填體，不用多次清理災(zāi)變體，降低運(yùn)營(yíng)成本，可確保公路高邊坡病害防治質(zhì)量，并能改善司乘人員的視覺(jué)和心理，提高行車(chē)舒適性和安全性，提高高邊坡路段的運(yùn)營(yíng)安全和質(zhì)量。

2.曲板結(jié)構(gòu)吊裝到位就具備較強(qiáng)的防護(hù)能力，可減少施工人員和施工器械直接暴露在空腔危險(xiǎn)環(huán)境中作業(yè)的時(shí)間，施工風(fēng)險(xiǎn)低。

3.在曲板和托梁之間安裝的支座，采用橋梁通用支座，每片預(yù)制曲板設(shè)置四個(gè)支座，高邊坡災(zāi)變體塌落到棚洞結(jié)構(gòu)上時(shí)，可有效減緩災(zāi)變體對(duì)曲板的沖擊力，提高曲板的安全性和耐久性。

4.本實(shí)用新型中設(shè)置球形鉸鏈，采用預(yù)埋不銹鋼構(gòu)件組成，分上下兩部分，上部分預(yù)埋在預(yù)制曲板底部，下部分預(yù)埋在條形基礎(chǔ)頂部，球形鉸鏈以外部分采用瀝青麻絲填充，利于防水和曲板變形，球形鉸鏈可使得曲板具備有限的轉(zhuǎn)動(dòng)，有效降低災(zāi)變體引起的棚洞結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中現(xiàn)象，提高棚洞結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的截?cái)嗝娼Y(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例中曲板的截?cái)嗝娼Y(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：1-曲板，101-曲板擋塊，102-橡膠止水帶，103-縱向拼裝螺栓安裝孔，2-托梁，3-斜柱，4-樁基礎(chǔ)，5-條形基礎(chǔ)，6-系梁，7-路面結(jié)構(gòu)層，8-支座，9-球形鉸鏈，10-土石擋塊，11-梅花排水管，12-土石回填層，13-碎石回填層，14-種植土回填層。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例：

如圖1、2所示，一種防治公路高邊坡病害的棚洞結(jié)構(gòu)，包括曲板1、托梁2、斜柱、3系梁6、路面結(jié)構(gòu)層7、棚洞基礎(chǔ)、防水層、水泥砂漿保護(hù)層和回填層；在曲板1的底部預(yù)埋有球形鉸鏈上半部分鋼構(gòu)件；在曲板1與托梁2接觸處設(shè)置曲板擋塊101，并且預(yù)埋有支座安裝鋼板；在曲板1的頂面端部設(shè)有土石擋塊10；在曲板1的外側(cè)依次鋪設(shè)防水層、水泥砂漿保護(hù)層和回填層；所述的棚洞基礎(chǔ)包括靠近山體側(cè)的條形基礎(chǔ)5和遠(yuǎn)離山體側(cè)的樁基礎(chǔ)4；所述的條形基礎(chǔ)5預(yù)埋有球形鉸鏈下半部分鋼構(gòu)件，與曲板底部預(yù)埋的球形鉸鏈上半部分鋼構(gòu)件組成球形鉸鏈9；所述的樁基礎(chǔ)4支撐斜柱3底部，斜柱3的頂部支撐托梁2；所述的托梁2采用L型結(jié)構(gòu)，并且在內(nèi)側(cè)設(shè)有防撞橡膠塊；所述的托梁2預(yù)埋有支座安裝鋼板；在托梁2上安裝支座8用于支撐曲板1；所述的系梁6設(shè)在條形基礎(chǔ)5和樁基礎(chǔ)4之間；所述的路面結(jié)構(gòu)層7設(shè)在系梁6上。

所述的曲板1由鋼筋混凝土制作而成，并且預(yù)留有縱向拼裝螺栓安裝孔103，采用縱向拼裝螺栓將相鄰的曲板拼裝成整體。所述的曲板1還預(yù)埋有橡膠止水帶102。所述的球形鉸鏈9的周?chē)佋O(shè)有瀝青麻絲。

所述的斜柱3、托梁2、棚洞基礎(chǔ)和系梁6均分別采用鋼筋混凝土澆筑而成；所述的防水層采用采用隧道通用PVC防水板+土工布制成。所述的回填層包括土石回填層12、碎石回填層13和種植土回填層14；并且在回填層和山體內(nèi)鋪設(shè)有梅花排水管11。

本實(shí)施例的防治公路高邊坡病害的棚洞結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟：

步驟一，預(yù)制曲板；

綁扎鋼筋，制作模板，澆筑混凝土預(yù)制曲板；在制作模板時(shí)預(yù)留縱向拼裝螺栓安裝孔和橡膠止水帶；在曲板與托梁接觸處設(shè)置曲板擋塊，用于限制曲板水平位移，并且在預(yù)制曲板時(shí)，預(yù)埋支座安裝鋼板；在曲板底部設(shè)置球形鉸鏈，用于曲板有限的轉(zhuǎn)動(dòng)，并限制曲板平動(dòng)，即在預(yù)制曲板時(shí)，在曲板底部預(yù)埋球形鉸鏈上半部分鋼構(gòu)件；在預(yù)制曲板時(shí)，在曲板的頂面端部預(yù)埋土石擋塊鋼筋，用于澆筑土石擋塊；

步驟二，施工棚洞基礎(chǔ)；

步驟二與步驟一平行作業(yè)，在預(yù)制曲板期間，進(jìn)行棚洞基礎(chǔ)施工，施工時(shí)應(yīng)清除高邊坡易塌落體，并設(shè)置并設(shè)置坡面噴錨支護(hù)及防落網(wǎng)，以保證施工安全；棚洞基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，靠近山體側(cè)地質(zhì)一般較好，采用條形基礎(chǔ)，在遠(yuǎn)離山體側(cè)地質(zhì)一般較差，采用樁基礎(chǔ)；條形基礎(chǔ)施工時(shí)應(yīng)預(yù)埋球形鉸鏈下半部分鋼構(gòu)件，與預(yù)制曲板時(shí)預(yù)埋的球形鉸鏈上半部分鋼構(gòu)件組成球形鉸鏈；

步驟三，施工斜柱和托梁；

當(dāng)步驟二中的樁基礎(chǔ)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，開(kāi)始進(jìn)行斜柱和托梁的施工，斜柱和托梁采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；托梁采用L型結(jié)構(gòu)，并且設(shè)置防撞橡膠塊，限制曲板的水平位移的同時(shí)，防止結(jié)構(gòu)直接碰撞破壞；在托梁施工時(shí)預(yù)埋支座安裝鋼板；

步驟四，安裝支座；

采用橋梁通用支座，并且每片曲板設(shè)置四個(gè)支座，支座安裝在托梁上；

步驟五，吊裝曲板；

當(dāng)以上步驟中的棚洞結(jié)構(gòu)各個(gè)構(gòu)件均達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求后，吊裝曲板；吊裝曲板前，應(yīng)在條形基礎(chǔ)的球形鉸鏈下半部分鋼構(gòu)件周?chē)佋O(shè)4cm～6cm厚的瀝青麻絲；

步驟六，連接曲板；

曲板吊裝完成后，在曲板保護(hù)下，通過(guò)預(yù)留的縱向拼裝螺栓安裝孔將各個(gè)預(yù)制段的曲板連成整體，提高棚洞結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性；

步驟七，施工系梁和路面結(jié)構(gòu)；

曲板縱向連成整體后，在曲板的保護(hù)下，澆筑系梁和路面結(jié)構(gòu)層；

步驟八，施工防水層、回填層及擋塊；

當(dāng)系梁和路面結(jié)構(gòu)層達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，施工棚洞結(jié)構(gòu)的防水層，防水層采用隧道通用PVC防水板+土工布，并且在防水層外側(cè)澆筑15cm～25cm厚的水泥砂漿保護(hù)層；水泥砂漿保護(hù)層達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，施工回填層及土石擋塊，施工結(jié)束后持續(xù)進(jìn)行后期維護(hù)。