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高水位地區(qū)高速公路邊坡結(jié)構(gòu)及其施工方法與流程

文檔序號(hào):40399757發(fā)布日期:2024-12-20 12:23閱讀:4來源:國(guó)知局
高水位地區(qū)高速公路邊坡結(jié)構(gòu)及其施工方法與流程

本發(fā)明涉及高水位地區(qū)高速公路邊坡的,具體而言,涉及高水位地區(qū)高速公路邊坡結(jié)構(gòu)及其施工方法。


背景技術(shù):

1、一般來說,年平均地下水位通常超過2米以上,或者地下水位存在明顯的季節(jié)性變化,受潮汐、季節(jié)性降水等因素的影響,水位變化幅度大的地區(qū),都可以歸類為高水位地區(qū)。高水位會(huì)對(duì)高速公路的路基和邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響,增加滑坡、沖刷等災(zāi)害隱患。例如,滲水壓力增大,可能導(dǎo)致路基沉降、管線破壞等問題;排水困難,地表積水嚴(yán)重,影響路面使用和行車安全。因此,高水位地區(qū)需要在路基設(shè)計(jì)、邊坡防護(hù)等方面采取特殊措施,以確保公路基礎(chǔ)設(shè)施的長(zhǎng)期安全穩(wěn)定。

2、現(xiàn)有的高水位地區(qū)邊坡結(jié)構(gòu)通常采用預(yù)制混凝土塊直接在土基表面拼接成網(wǎng)狀,形成空腔和排水溝槽,再在空腔中填充植被或碎石而成。在這種常規(guī)的邊坡結(jié)構(gòu)中,預(yù)制混凝土塊以及填充植被或碎石無法有效阻止土體的滑動(dòng)和沖刷,因此缺乏對(duì)土基本身的加固措施,不能降低滑坡風(fēng)險(xiǎn)。在排水方面,通常將排水管埋入在土基內(nèi)部以將土基內(nèi)部的積水引出。但是埋設(shè)在土基內(nèi)部的排水管很容易被泥沙堵塞,排水效果不佳,且僅依靠?jī)?nèi)部排水管無法有效控制邊坡內(nèi)部的滲水壓力,進(jìn)一步加劇了滑坡風(fēng)險(xiǎn)。因此,對(duì)于高水位地區(qū)的邊坡設(shè)計(jì),不能簡(jiǎn)單依賴傳統(tǒng)的預(yù)制混凝土塊鋪設(shè)方式,而需要從根本上解決排水和加固問題,采取更加系統(tǒng)化的綜合措施。


技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供高水位地區(qū)高速公路邊坡結(jié)構(gòu)及其施工方法,以解決現(xiàn)有技術(shù)中加固和排水效果差的技術(shù)問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的,根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面,提供了高水位地區(qū)高速公路邊坡結(jié)構(gòu),技術(shù)方案如下:

3、高水位地區(qū)高速公路邊坡結(jié)構(gòu),包括混凝土網(wǎng)格,所述混凝土網(wǎng)格具有由預(yù)制混凝土塊拼接而成的空腔和排水溝槽;邊坡結(jié)構(gòu)還包括:

4、第一柔性網(wǎng)格,所述第一柔性網(wǎng)格鋪設(shè)于土基上;

5、多孔導(dǎo)水層,所述多孔導(dǎo)水層鋪設(shè)于所述第一柔性網(wǎng)格上,所述多孔導(dǎo)水層由顆粒物堆積而成;

6、第二柔性網(wǎng)格,所述第二柔性網(wǎng)格鋪設(shè)于多孔導(dǎo)水層上;所述混凝土網(wǎng)格鋪設(shè)于所述第二柔性網(wǎng)格上;

7、彈性導(dǎo)水層,所述彈性導(dǎo)水層鋪設(shè)于第二柔性網(wǎng)格上并填充于混凝土網(wǎng)格的空腔內(nèi);

8、過濾層,所述過濾層鋪設(shè)于彈性導(dǎo)水層上;

9、堵水層,所述堵水層設(shè)于過濾層上方,所述堵水層與過濾層之間形成儲(chǔ)水腔;

10、排水機(jī)構(gòu),所述排水機(jī)構(gòu)用于排出所述儲(chǔ)水腔內(nèi)經(jīng)過過濾層過濾后的清液到混凝土網(wǎng)格的排水溝槽內(nèi);

11、固定機(jī)構(gòu),所述固定機(jī)構(gòu)用于將混凝土網(wǎng)格固定于土基上,所述固定機(jī)構(gòu)包括穿過預(yù)制混凝土塊、第一柔性網(wǎng)格、多孔導(dǎo)水層和第二柔性網(wǎng)格并伸入土基內(nèi)部的注漿管。

12、作為上述的高水位地區(qū)高速公路邊坡結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn):所述第一柔性網(wǎng)格、第二柔性網(wǎng)格和過濾層均為厚度為2~5mm的金屬篩網(wǎng),第一柔性網(wǎng)格的目數(shù)為2~5目,第二柔性網(wǎng)格的目數(shù)為6~12目,過濾層的目數(shù)為14~28目。

13、作為上述的高水位地區(qū)高速公路邊坡結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn):所述多孔導(dǎo)水層的厚度為5~10cm,由粒度為1~3cm的砂礫堆積而成。

14、作為上述的高水位地區(qū)高速公路邊坡結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn):所述彈性導(dǎo)水層由纖維交織而成,自然狀態(tài)下的厚度比過濾層和第二柔性網(wǎng)格之間的距離大1~5cm,自然狀態(tài)下的外緣超出混凝土網(wǎng)格的空腔內(nèi)壁1~5cm。

15、作為上述的高水位地區(qū)高速公路邊坡結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn):所述彈性導(dǎo)水層為玻璃纖維氈、玄武巖纖維氈、芳綸纖維氈、碳纖維氈、陶瓷纖維氈、聚酰亞胺纖維氈中的任意一種。

16、作為上述的高水位地區(qū)高速公路邊坡結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn):所述堵水層具有與混凝土網(wǎng)格的空腔內(nèi)壁適配的凸緣,所述凸緣與過濾層焊接;所述堵水層外緣上設(shè)有通孔,所述預(yù)制混凝土塊上設(shè)有與通孔適配的螺栓組件。

17、作為上述的高水位地區(qū)高速公路邊坡結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn):所述排水機(jī)構(gòu)包括設(shè)于堵水層上的排水口以及與排水口連接的排水管,所述排水管內(nèi)設(shè)有單向閥,所述排水管的出口朝向混凝土網(wǎng)格的排水溝槽;所述排水機(jī)構(gòu)包括間隔排列的多組排水口和排水管。

18、作為上述的高水位地區(qū)高速公路邊坡結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn):所述固定機(jī)構(gòu)包括間隔排列的注漿管,所述注漿管的頂部穿過混凝土網(wǎng)格后采用螺母緊固。

19、作為上述的高水位地區(qū)高速公路邊坡結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn):所述固定機(jī)構(gòu)還包括與第二柔性網(wǎng)格和注漿管焊接的套筒,所述混凝土網(wǎng)格底部設(shè)有與套筒適配的凹槽。

20、為了實(shí)現(xiàn)上述目的,根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面,提供了高水位地區(qū)高速公路邊坡結(jié)構(gòu)的施工方法,技術(shù)方案如下:

21、上述第一方面所述的高水位地區(qū)高速公路邊坡結(jié)構(gòu)的施工方法,包括以下步驟:

22、將第一柔性網(wǎng)格鋪設(shè)于土基上,然后夯實(shí)土體;

23、在第一柔性網(wǎng)格上鋪撒顆粒物并壓實(shí),形成多孔導(dǎo)水層;

24、在多孔導(dǎo)水層上鋪設(shè)第二柔性網(wǎng)格,在第二柔性網(wǎng)格的四周采用插銷預(yù)固定;

25、鉆孔,然后插入注漿管并與第二柔性網(wǎng)格焊接固定,然后注漿;

26、依次鋪設(shè)混凝土網(wǎng)格、彈性導(dǎo)水層、過濾層和堵水層,即完成施工。

27、可見,本發(fā)明的高水位地區(qū)高速公路邊坡結(jié)構(gòu)及其施工方法具有以下優(yōu)點(diǎn):

28、首先,邊坡結(jié)構(gòu)中的各結(jié)構(gòu)層均具有特殊作用,具體為:(1)第一柔性網(wǎng)格作為底層支撐結(jié)構(gòu),為上層的多孔導(dǎo)水層和其它材料提供平整的柔性支撐基礎(chǔ),增強(qiáng)土基的穩(wěn)定性,減少材料的下沉或移位,防止土體在鋪設(shè)其它層時(shí)發(fā)生位移。(2)多孔導(dǎo)水層由顆粒物(如砂礫)堆積而成,形成一個(gè)透水層,有效引導(dǎo)和排除積水,減輕土壤的濕度,降低水對(duì)土壤的侵蝕。(3)第二柔性網(wǎng)格一方面為上層的混凝土網(wǎng)格和其它材料提供額外的支撐,進(jìn)一步增強(qiáng)邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,另一方面隔離多孔導(dǎo)水層與上層混凝土網(wǎng)格和其它材料,防止上層材料混入下層的多孔導(dǎo)水層,并確保水分從多孔導(dǎo)水層順利排出。(4)混凝土網(wǎng)格由預(yù)制混凝土塊拼接組成,形成堅(jiān)固的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)以提供結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性以及形成排水溝槽以引導(dǎo)積水流出,防止土壤侵蝕。(5)彈性導(dǎo)水層由纖維材料交織而成,具備良好的彈性和滲透性,填充混凝土網(wǎng)格的空腔中,可以提供額外的水分導(dǎo)向能力,進(jìn)一步改善排水性能。(6)過濾層位于彈性導(dǎo)水層上方,可以過濾水分,阻止土壤顆粒進(jìn)入排水系統(tǒng),確保水流的暢通和排水效果的持久性。(7)堵水層隔離水分與其它結(jié)構(gòu)層后形成存儲(chǔ)和調(diào)節(jié)水分壓力的儲(chǔ)水腔,并通過排水管排出積水。(8)排水機(jī)構(gòu)包括排水口和排水管,通過設(shè)置單向閥防止水回流,將過濾后的清液導(dǎo)入混凝土網(wǎng)格的排水溝槽,排除儲(chǔ)水腔內(nèi)的水分,保持邊坡結(jié)構(gòu)的干燥。(9)固定機(jī)構(gòu)中的注漿管能夠?qū)⒒炷辆W(wǎng)格穩(wěn)固地固定于土基上,確保混凝土網(wǎng)格在土基上的穩(wěn)定性,防止在使用過程中發(fā)生位移或脫落。

29、其次,邊坡結(jié)構(gòu)中的各結(jié)構(gòu)層的設(shè)計(jì)和功能相輔相成,共同保證了高水位地區(qū)高速公路邊坡的穩(wěn)定性和排水效果,提升了整體結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性,具體為:(1)分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):采用多層復(fù)合材料的設(shè)計(jì),包括柔性網(wǎng)格、多孔導(dǎo)水層、彈性導(dǎo)水層等,各層材料發(fā)揮不同的功能,如排水、過濾、防滲等,確保排水的持久性和穩(wěn)定性,延長(zhǎng)邊坡的使用壽命。(2)高效排水設(shè)計(jì):通過多孔導(dǎo)水層、彈性導(dǎo)水層等,能夠快速有效地將滲水排出,防止邊坡因水壓增加導(dǎo)致滑坡或結(jié)構(gòu)失穩(wěn);配合排水機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)分層分級(jí)排水,提高排水效率;儲(chǔ)水腔設(shè)計(jì)可以有效分散水壓力,減少對(duì)邊坡結(jié)構(gòu)的破壞力。(3)邊坡加固與穩(wěn)定設(shè)計(jì):注漿管和固定機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)能夠?qū)⒄麄€(gè)邊坡結(jié)構(gòu)牢固地固定在土基上;通過注漿管的多點(diǎn)固定,確保了混凝土網(wǎng)格和柔性網(wǎng)格在土基上的穩(wěn)固性,增加了整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;彈性導(dǎo)水層的設(shè)計(jì)可以一定程度上吸收邊坡變形,提高整體穩(wěn)定性;通過柔性網(wǎng)格和混凝土網(wǎng)格的組合,增強(qiáng)了邊坡結(jié)構(gòu)的抗滑性能,既保證了邊坡結(jié)構(gòu)的靈活性,又提供了較強(qiáng)的支撐能力,適合復(fù)雜地形和高水位環(huán)境。(4)過濾防滲復(fù)合設(shè)計(jì):堵水層的設(shè)計(jì)可以阻隔外部水分進(jìn)入,減小滲水壓力;過濾層的設(shè)計(jì)能夠有效過濾雜質(zhì),保證排水順暢;排水機(jī)構(gòu)中的單向閥設(shè)計(jì)保證水流的單向性,避免回流。(5)施工簡(jiǎn)便:采用預(yù)制混凝土塊和多層網(wǎng)格的拼接和鋪設(shè),施工過程簡(jiǎn)便靈活,降低了邊坡工程的復(fù)雜性和施工難度,有利于現(xiàn)場(chǎng)施工管理。

30、綜上可知,本發(fā)明的這種分層復(fù)合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路新穎,充分考慮了高水位地區(qū)邊坡的特點(diǎn),從排水、加固、防滲等多方面實(shí)現(xiàn)了加固和排水問題的系統(tǒng)性解決,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,施工便捷,具有極強(qiáng)的實(shí)用性。

31、下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

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