本發(fā)明屬于背水坡坡肩加固技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種背水坡坡肩防護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法。

背景技術(shù)：

在土木工程生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)中，隨著鐵路、公路、庫區(qū)或場地等工程的建設(shè)和發(fā)展，涉及了大量的邊坡工程技術(shù)課題，工程技術(shù)人員積極應(yīng)用有關(guān)工程地質(zhì)學(xué)、巖體力學(xué)、巖土工程學(xué)和土力學(xué)等學(xué)科的知識和成果，積累了豐富的邊坡工程經(jīng)驗(yàn)，在理論和實(shí)踐兩方面都取得了長足的進(jìn)步和發(fā)展。

近年來，隨著高速公路建設(shè)向山區(qū)延伸和發(fā)展，由于其技術(shù)等級較高，且我國山區(qū)、沿海地區(qū)地形條件困難、地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、地質(zhì)環(huán)境背景脆弱，深挖高填十分普遍，邊坡工程問題日益突出。特別是在一些沿海地區(qū)，對于邊坡的結(jié)構(gòu)有較為嚴(yán)格的需求，需要能夠抵御一定強(qiáng)度的海浪。現(xiàn)有的背水坡坡肩結(jié)構(gòu)一般，不能夠抵御風(fēng)浪較大的情況，當(dāng)遇到風(fēng)浪較大的情況時(shí)容易出現(xiàn)坍塌，所以需要對坡面的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，提供一種背水坡坡肩防護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法，能防御越浪的集中沖刷，加大越浪量，防護(hù)效果好，抵御海浪沖蝕的強(qiáng)度增加，延長了坡面的使用壽命。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種背水坡坡肩防護(hù)結(jié)構(gòu)，包括坡體，其特征在于：沿著坡體方向自上而下分別設(shè)有混凝土平臺、石塊層、擋料裝置、模袋層和混凝土基層，混凝土平臺與石塊層相互拼接，石塊層中噴灌有混凝土混合體；擋料裝置包括擋料板，相鄰兩塊擋料板之間相互拼接，擋料板的后端設(shè)有木板，木板固定于坡體中，相鄰兩塊木板之間相互連接，擋料板的前端設(shè)有固定塊；模袋層包括土工模袋，沿坡體方向的上下相鄰兩個(gè)土工模袋之間連接，土工模袋的兩側(cè)設(shè)有限位件，相鄰兩個(gè)土工模袋上的限位件之間設(shè)有麻繩，處于最上層的土工模袋上的限位件與固定塊固定連接，處于最下層的土工模袋抵在混凝土基層上，擋料板和土工模袋上設(shè)有土壤回填層。

進(jìn)一步，擋料板的一側(cè)設(shè)有第一凸起部，擋料板的另一側(cè)設(shè)有第二凸起部，相鄰兩個(gè)第二凸起部之間形成限位槽，第一凸起部與限位槽相匹配，當(dāng)相鄰兩塊擋料板之間相互拼接時(shí)，將其中一塊擋料板上的第一凸起部卡入到另一塊擋料板上的限位槽中，增加擋料板之間的相互作用。

進(jìn)一步，擋料板的后端設(shè)有鎖扣，木板設(shè)有錨固孔，錨固孔與鎖扣上下對齊，錨固孔與鎖扣之間設(shè)有錨桿，錨桿設(shè)于坡體中，對擋料板的后端起到支撐作用，使得安裝后的擋料板整體具有擋住石塊的作用。

進(jìn)一步，相鄰兩塊木板之間設(shè)有u型鋼，u型鋼卡緊木板的側(cè)面，當(dāng)相鄰兩塊木板的端部相互貼緊時(shí)，在相鄰兩塊木板之間套入u型鋼，再采用老虎鉗對u型鋼擠壓，u型鋼卡緊木板的側(cè)面，實(shí)現(xiàn)相鄰兩塊木板之間固定連接。

一種背水坡坡肩防護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于包括如下步驟：

(a)坡體坡面清理：對坡面進(jìn)行清理，將坡面上松散的浮石和巖渣清除干凈，將坡面上的障礙物清除，然后用碎石補(bǔ)砌空洞，再采用反鏟式挖掘機(jī)對噴面石料的表面進(jìn)行平整壓實(shí)；

(b)混凝土平臺和混凝土基層同時(shí)進(jìn)行混凝土澆筑；

(c)土工模袋鋪設(shè)：先在模袋層的設(shè)置區(qū)域處開挖坑槽，混凝土基層的一側(cè)向下插入木樁，相鄰兩根木樁之間的距離以設(shè)置土工模袋的位置為基準(zhǔn)，再在木樁上引出一根麻繩，麻繩沿著坡體方向自下而上順直設(shè)置在坡面上，再將石塊填入到每個(gè)土工模袋中，接著將每個(gè)裝有石塊的土工模袋放入到坑槽中，將土工模袋橫豎擺放整齊，然后將處于同一根麻繩方向上的土工模袋設(shè)置在麻繩上，將麻繩穿過土工模袋上的限位件，沿著坡體方向自下而上連接土工模袋，將左右相鄰的土工模袋相互貼緊，然后在相鄰兩個(gè)土工模袋之間向下插入豎板；

(d)擋料裝置安裝：先在坡面上橫向拉出參考線，參考線與坡面平行，再將擋料板向下插入到坡面土壤中，參考線貼附在擋料板的板面上，并將相鄰兩塊擋料板相互拼接，再在擋料板的底部與坡面之間填入土壤保護(hù)層，在填入土壤保護(hù)層時(shí)參考線始終貼附在擋料板的板面上，然后在擋料板的后端設(shè)置木板，再在木板與擋料板后端的鎖扣之間設(shè)置錨桿，將錨桿勻速敲打入坡面土壤中；

(e)擋料板與處于最上層的土工模袋固定連接：將處于最上層的土工模袋的限位件與擋料板的固定塊上下疊放一起，再將鐵絲穿繞在限位件與固定塊上，將擋料板與處于最上層的土工模袋固定連接；

(f)土壤回填層設(shè)置：在土壤回填到擋料板的板面和土工模袋上，再采用人工進(jìn)行壓實(shí)，形成土壤回填層，土壤回填層的設(shè)置高度超過豎板的設(shè)置高度；

(g)石塊層中石塊擺放：采用運(yùn)輸車將石塊輸送到施工現(xiàn)場，采用人工對石塊進(jìn)行擺放，沿著坡體方向自下而上在混凝土平臺與擋料裝置之間堆放石塊，再采用挖掘機(jī)操作，將石塊整平壓實(shí)，石塊擺放的高度不超過擋料板的頂端高度；

(h)石塊層中石塊縫隙間噴灌砼：選擇水泥、水、砂、碎石、無堿速凝劑和減水劑按照設(shè)定比例進(jìn)行配比，再用攪拌機(jī)攪拌6～10min，得到混凝土混合體，噴灌砼之前在石塊層中向下插入豎桿，再在豎桿上用紅漆做上噴灌砼厚度的標(biāo)記，接著將攪拌后的砼注入到噴射機(jī)中，將噴嘴和受噴面的距離控制在0.2～0.5m，噴嘴和受噴面保持垂直，噴嘴沿螺旋形軌跡運(yùn)動(dòng)，噴射機(jī)自上而下的方向進(jìn)行噴灌砼，噴射作用區(qū)段的寬度控制在2.0～2.5m；

(i)石塊層養(yǎng)護(hù)。

進(jìn)一步，在步驟(h)中，水泥、水、砂、碎石、無堿速凝劑和減水劑的配合比為水泥:水:砂:碎石:無堿速凝劑:減水劑＝1:0.58:2.45:2.41:0.05:0.01。

本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：

1、本發(fā)明主要采用石塊層對背水坡坡肩的上部進(jìn)行防護(hù)作用，主要采用石塊在背水坡坡肩擺放，再在石塊縫隙間噴灌砼，砼灌注后達(dá)到一定的強(qiáng)度，使得石塊結(jié)成整體，石塊層能很好地抵抗越過的波浪的沖擊，能防御越浪的集中沖刷，增加背水坡坡肩的上部的強(qiáng)度；采用模袋層對背水坡坡肩的下部進(jìn)行防護(hù)作用，土工模袋中一般灌入石塊，增加土工模袋的重量，同時(shí)相鄰兩個(gè)土工模袋之間通過麻繩之間固定連接，將土工模袋形成一個(gè)整體，在土工模袋共同作用下，增加了背水坡坡肩的下部的強(qiáng)度，當(dāng)遇到風(fēng)浪較大的情況時(shí)，越浪能通過土工模袋進(jìn)行滲透，加大越浪量。采用擋料裝置對石塊層和模袋層進(jìn)行銜接保護(hù)作用，將石塊層和模袋層相互結(jié)合，防止石塊層和模袋層受到破壞。本發(fā)明防護(hù)效果好，抵御海浪沖蝕的強(qiáng)度增加，延長了坡面的使用壽命。

2、本發(fā)明在施工過程中，先澆筑混凝土平臺和混凝土基層，確定防護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)置位置，澆筑養(yǎng)護(hù)后的澆筑混凝土平臺和混凝土基層用于施工運(yùn)輸平臺及材料堆放平臺，便于后期施工操作。在具體設(shè)置防護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，先鋪設(shè)土工模袋，土工模袋中裝有石塊，增加了土工模袋的重量和強(qiáng)度，再通過預(yù)先設(shè)置的麻繩將土工模袋固定連接，土工模袋鋪設(shè)速度快，提高土工模袋鋪設(shè)時(shí)整齊性，增強(qiáng)土工模袋之間的相互作用，將土工模袋形成一個(gè)整體，在土工模袋共同作用下，增加了背水坡坡肩的下部的強(qiáng)度。本發(fā)明在設(shè)置石塊層前，在背水坡坡肩的中間位置左右安裝擋料裝置，擋料裝置主要采用擋料板相互拼接而成，擋料板相互拼接時(shí)采用與坡面相平行的參考線作為參考輔助作用，將擋料板調(diào)整到同一高度，而且在擋料板的底部與坡面之間填入土壤保護(hù)層，同時(shí)擋料板的后端通過錨桿固定在坡體中，提高擋料板的穩(wěn)定性，而且能保持擋料板的板面在安裝時(shí)與坡面相平行，便于擋料板的頂端與處于最上層的土工模袋快速固定連接，便于擋料板的后端對石塊層中石塊進(jìn)行阻擋作用。本發(fā)明最后設(shè)置石塊層，沿著坡體方向自下而上在混凝土平臺與擋料裝置之間堆放石塊，再根據(jù)噴灌砼厚度的標(biāo)記，在石塊縫隙間噴灌砼，砼灌注后達(dá)到一定的強(qiáng)度，使得石塊結(jié)成整體，石塊層能很好地抵抗越過的波浪的沖擊，能防御越浪的集中沖刷，增加背水坡坡肩的上部的強(qiáng)度。本發(fā)明將石塊層、擋料裝置和模袋層形成一個(gè)整體，能防御越浪的集中沖刷，加大越浪量，防護(hù)效果好，抵御海浪沖蝕的強(qiáng)度增加，延長了坡面的使用壽命。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

圖1為本發(fā)明中一種背水坡坡肩防護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中擋料裝置安裝時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中擋料板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3中a向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明中相鄰兩塊木板之間連接的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明中相鄰兩個(gè)土工模袋之間連接的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖6所示，為本發(fā)明中一種背水坡坡肩防護(hù)結(jié)構(gòu)，包括坡體1，沿著坡體1方向自上而下分別設(shè)有混凝土平臺2、石塊層3、擋料裝置4、模袋層5和混凝土基層6?；炷疗脚_2與石塊層3相互拼接，石塊層3中噴灌有混凝土混合體。

擋料裝置4包括擋料板7，相鄰兩塊擋料板7之間相互拼接，擋料板7的一側(cè)設(shè)有第一凸起部14，擋料板7的另一側(cè)設(shè)有第二凸起部15，相鄰兩個(gè)第二凸起部15之間形成限位槽16，第一凸起部14與限位槽16相匹配，當(dāng)相鄰兩塊擋料板7之間相互拼接時(shí)，將其中一塊擋料板7上的第一凸起部14卡入到另一塊擋料板7上的限位槽16中，增加擋料板7之間的相互作用。擋料板7的后端設(shè)有木板8，木板8固定于坡體1中。擋料板7的后端設(shè)有鎖扣17，木板8設(shè)有錨固孔18，錨固孔18與鎖扣17上下對齊，錨固孔18與鎖扣17之間設(shè)有錨桿19，錨桿19設(shè)于坡體1中，對擋料板7的后端起到支撐作用，使得安裝后的擋料板7整體具有擋住石塊的作用。相鄰兩塊木板8之間相互連接，擋料板7的前端設(shè)有固定塊9。相鄰兩塊木板8之間設(shè)有u型鋼20，u型鋼20卡緊木板8的側(cè)面，當(dāng)相鄰兩塊木板8的端部相互貼緊時(shí)，在相鄰兩塊木板8之間套入u型鋼20，再采用老虎鉗對u型鋼20擠壓，u型鋼20卡緊木板8的側(cè)面，實(shí)現(xiàn)相鄰兩塊木板8之間固定連接。

模袋層5包括土工模袋10，沿坡體1方向的上下相鄰兩個(gè)土工模袋10之間連接，土工模袋10的兩側(cè)設(shè)有限位件11，相鄰兩個(gè)土工模袋10上的限位件11之間設(shè)有麻繩12，處于最上層的土工模袋10上的限位件11與固定塊9固定連接，處于最下層的土工模袋10抵在混凝土基層6上，擋料板7和土工模袋10上設(shè)有土壤回填層13。

本發(fā)明主要采用石塊層3對背水坡坡肩的上部進(jìn)行防護(hù)作用，主要采用石塊在背水坡坡肩擺放，再在石塊縫隙間噴灌砼，砼灌注后達(dá)到一定的強(qiáng)度，使得石塊結(jié)成整體，石塊層3能很好地抵抗越過的波浪的沖擊，能防御越浪的集中沖刷，增加背水坡坡肩的上部的強(qiáng)度；采用模袋層5對背水坡坡肩的下部進(jìn)行防護(hù)作用，土工模袋10中一般灌入石塊，增加土工模袋10的重量，同時(shí)相鄰兩個(gè)土工模袋10之間通過麻繩12之間固定連接，將土工模袋10形成一個(gè)整體，在土工模袋10共同作用下，增加了背水坡坡肩的下部的強(qiáng)度，當(dāng)遇到風(fēng)浪較大的情況時(shí)，越浪能通過土工模袋10進(jìn)行滲透，加大越浪量。采用擋料裝置4對石塊層3和模袋層5進(jìn)行銜接保護(hù)作用，將石塊層3和模袋層5相互結(jié)合，防止石塊層3和模袋層5受到破壞。本發(fā)明防護(hù)效果好，抵御海浪沖蝕的強(qiáng)度增加，延長了坡面的使用壽命。

一種背水坡坡肩防護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于包括如下步驟：

(a)坡體1坡面清理：對坡面進(jìn)行清理，將坡面上松散的浮石和巖渣清除干凈，將坡面上的障礙物清除，然后用碎石補(bǔ)砌空洞，再采用反鏟式挖掘機(jī)對噴面石料的表面進(jìn)行平整壓實(shí)。

(b)混凝土平臺2和混凝土基層6同時(shí)進(jìn)行混凝土澆筑。

(c)土工模袋10鋪設(shè)：先在模袋層5的設(shè)置區(qū)域處開挖坑槽，混凝土基層6的一側(cè)向下插入木樁，相鄰兩根木樁之間的距離以設(shè)置土工模袋10的位置為基準(zhǔn)。再在木樁上引出一根麻繩12，麻繩12沿著坡體1方向自下而上順直設(shè)置在坡面上，為了防止麻繩12滑落，可在麻繩12的端部設(shè)置木條，并將木條插入坡面的土壤中，保持麻繩12順直狀態(tài)。再將石塊填入到每個(gè)土工模袋10中，保持每個(gè)土工模袋10的重量基本相同。接著將每個(gè)裝有石塊的土工模袋10放入到坑槽中，將土工模袋10橫豎擺放整齊，可適當(dāng)回填棄土。然后將處于同一根麻繩12方向上的土工模袋10設(shè)置在麻繩12上，將麻繩12穿過土工模袋10上的限位件11，麻繩12被壓在土工模袋10的下方，沿著坡體1方向自下而上連接土工模袋10，將左右相鄰的土工模袋10相互貼緊，然后在相鄰兩個(gè)土工模袋10之間向下插入豎板。

(d)擋料裝置4安裝：先在坡面上橫向拉出參考線，參考線與坡面平行。再將擋料板7向下插入到坡面土壤中，參考線貼附在擋料板7的板面上，并將相鄰兩塊擋料板7相互拼接。再在擋料板7的底部與坡面之間填入土壤保護(hù)層，土壤保護(hù)層可以分層填入，在填入土壤保護(hù)層時(shí)參考線始終貼附在擋料板7的板面上。然后在擋料板7的后端設(shè)置木板8，再在木板8與擋料板7后端的鎖扣17之間設(shè)置錨桿19，將錨桿19勻速敲打入坡面土壤中。

(e)擋料板7與處于最上層的土工模袋10固定連接：將處于最上層的土工模袋10的限位件11與擋料板7的固定塊9上下疊放一起，再將鐵絲穿繞在限位件11與固定塊9上，將擋料板7與處于最上層的土工模袋10固定連接。

(f)土壤回填層13設(shè)置：在土壤回填到擋料板7的板面和土工模袋10上，再采用人工進(jìn)行壓實(shí)，形成土壤回填層13，土壤回填層13的設(shè)置高度超過豎板的設(shè)置高度。

(g)石塊層3中石塊擺放：采用運(yùn)輸車將石塊輸送到施工現(xiàn)場，采用人工對石塊進(jìn)行擺放，沿著坡體1方向自下而上在混凝土平臺2與擋料裝置4之間堆放石塊。再采用挖掘機(jī)操作，將石塊整平壓實(shí)，石塊擺放的高度不超過擋料板7的頂端高度。

(h)石塊層3中石塊縫隙間噴灌砼：選擇水泥、水、砂、碎石、無堿速凝劑和減水劑按照設(shè)定比例進(jìn)行配比，水泥、水、砂、碎石、無堿速凝劑和減水劑的配合比為水泥:水:砂:碎石:無堿速凝劑:減水劑＝1:0.58:2.45:2.41:0.05:0.01。再用攪拌機(jī)攪拌6～10min，得到混凝土混合體。噴灌砼之前在石塊層3中向下插入豎桿，再在豎桿上用紅漆做上噴灌砼厚度的標(biāo)記。接著將攪拌后的砼注入到噴射機(jī)中，將噴嘴和受噴面的距離控制在0.2～0.5m，噴嘴和受噴面保持垂直，噴嘴沿螺旋形軌跡運(yùn)動(dòng)，噴射機(jī)自上而下的方向進(jìn)行噴灌砼，噴射作用區(qū)段的寬度控制在2.0～2.5m。

(i)石塊層3澆水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間至少為7天。

本發(fā)明在施工過程中，先澆筑混凝土平臺2和混凝土基層6，確定防護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)置位置，澆筑養(yǎng)護(hù)后的澆筑混凝土平臺2和混凝土基層6用于施工運(yùn)輸平臺及材料堆放平臺，便于后期施工操作。在具體設(shè)置防護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，先鋪設(shè)土工模袋10，土工模袋10中裝有石塊，增加了土工模袋10的重量和強(qiáng)度，再通過預(yù)先設(shè)置的麻繩12將土工模袋10固定連接，土工模袋10鋪設(shè)速度快，提高土工模袋10鋪設(shè)時(shí)整齊性，增強(qiáng)土工模袋10之間的相互作用，將土工模袋10形成一個(gè)整體，在土工模袋10共同作用下，增加了背水坡坡肩的下部的強(qiáng)度。本發(fā)明在設(shè)置石塊層3前，在背水坡坡肩的中間位置左右安裝擋料裝置4，擋料裝置4主要采用擋料板7相互拼接而成，擋料板7相互拼接時(shí)采用與坡面相平行的參考線作為參考輔助作用，將擋料板7調(diào)整到同一高度，而且在擋料板7的底部與坡面之間填入土壤保護(hù)層，同時(shí)擋料板7的后端通過錨桿19固定在坡體1中，提高擋料板7的穩(wěn)定性，而且能保持擋料板7的板面在安裝時(shí)與坡面相平行，便于擋料板7的頂端與處于最上層的土工模袋10快速固定連接，便于擋料板7的后端對石塊層3中石塊進(jìn)行阻擋作用。本發(fā)明最后設(shè)置石塊層3，沿著坡體1方向自下而上在混凝土平臺2與擋料裝置4之間堆放石塊，再根據(jù)噴灌砼厚度的標(biāo)記，在石塊縫隙間噴灌砼，砼灌注后達(dá)到一定的強(qiáng)度，使得石塊結(jié)成整體，石塊層3能很好地抵抗越過的波浪的沖擊，能防御越浪的集中沖刷，增加背水坡坡肩的上部的強(qiáng)度。本發(fā)明將石塊層3、擋料裝置4和模袋層5形成一個(gè)整體，能防御越浪的集中沖刷，加大越浪量，防護(hù)效果好，抵御海浪沖蝕的強(qiáng)度增加，延長了坡面的使用壽命。

以上僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，但本發(fā)明的技術(shù)特征并不局限于此。任何以本發(fā)明為基礎(chǔ)，為解決基本相同的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)基本相同的技術(shù)效果，所作出的簡單變化、等同替換或者修飾等，皆涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。