一种膨胀土边坡滑坍防治的生态护坡结构及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种膨胀土边坡滑坍防治的生态护坡结构及施工方法，包括抗滑防渗带、防水土工膜、香根草、护坡草皮以及排水沟；抗滑防渗带设置于边坡坡体内，由水泥砂浆在坡内滞水位置或者潜在滑动面打孔灌浆构成，为连续凹形曲面结构；防水土工膜覆盖于坡面、坡顶与坡脚，防水土工膜设有孔穴，孔穴位置栽种有香根草，防水土工膜的上表面覆盖有土壤，土壤上种植有护坡草皮；排水沟设置于边坡坡脚处。通过钻孔灌注水泥砂浆构成的抗滑防渗带，坡面覆盖的可降解防水土工膜和坡体内种植的香根草构成一个封闭的生态水循环系统；利用香根草茎叶蒸腾作用与发达根系的保水作用，使边坡含水量控制在一定范围内，达到治理高速公路膨胀土边坡滑坍的效果。

An Ecological Slope Protection Structure and Construction Method for Slip Prevention of Expansive Soil Slope

【技术实现步骤摘要】
一种膨胀土边坡滑坍防治的生态护坡结构及施工方法
本专利技术属于边坡工程领域，具体涉及一种膨胀土边坡滑坍防治的生态护坡结构及施工方法。
技术介绍
高速公路膨胀土边坡滑坍属于浅层滑坍，滑动面深度一般小于4～5m，膨胀土边坡存在逢堑必滑、边建边滑、屡治屡滑的治理难题。目前，对于膨胀土边坡滑坍的治理技术，常见的有削坡卸载技术、坡面防护技术、刚性支挡技术等。削坡卸载技术增加了削坡和弃土占地，造成水土流失和环境污染且放坡至较小坡度后仍然会发生滑坍；坡面防护技术只能防治雨水冲刷，不能提供足够的支挡力，在干湿循环作用下容易破坏，后期维护工程量大；刚性支挡技术施工困难、工期长、造价高，不允许支挡土体产生变形，且不能支挡上部土体下滑。这些护坡技术结构形式单一，力学稳定性差，不能因地制宜结合具体的施工地点灵活选择合适的生态护坡结构类型。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种膨胀土边坡滑坍防治的生态护坡结构及施工方法。本专利技术提供的这种膨胀土边坡滑坍防治的生态护坡结构，包括抗滑防渗带、防水土工膜、香根草、护坡草皮以及排水沟；所述抗滑防渗带设置于边坡坡体内，由水泥砂浆在坡内滞水位置或者潜在滑动面打孔灌浆构成，抗滑防渗带为连续凹形曲面结构；所述防水土工膜覆盖于坡面、坡顶与坡脚，防水土工膜设有孔穴，孔穴位置栽种有所述香根草，防水土工膜的上表面覆盖有土壤，土壤上种植有所述护坡草皮；所述排水沟设置于边坡坡脚处；所述防水土工膜与抗滑防渗带形成有效搭接，共同组成封闭式构造，用于防止雨水下渗；坡内香根草与坡面草皮用于控制与调节坡内含水量；排水沟用于排除汇集的雨水。作为优选，所述抗滑防渗带的上端与边坡顶端水平台面连接，抗滑防渗带的下端与边坡底端连接。作为优选，所述防水土工膜的上表面覆盖有5～7cm的土壤。本专利技术还提供所述膨胀土边坡滑坍防治的生态护坡结构的施工方法，包括以下步骤：(1)在土方边坡开挖成型后，在坡内滞水位置(或者潜在滑动面)灌注水泥砂浆构筑抗滑防渗带；(2)对边坡进行整地后，修筑排水沟、水平台面，在坡面、坡顶与坡脚覆盖防水土工膜，防水土工膜与抗滑防渗带形成有效搭接，共同组成封闭式构造；(3)在防水土工膜预留孔穴位置，栽植香根草种苗；(4)种植香根草后，在边坡坡面防水土工膜上覆土，铺设护坡草皮。进一步，步骤(1)中，所述抗滑防渗带中水泥砂浆的强度为C20级，以防止边坡整体性滑坍加强边坡稳定性，同时防止降水和边坡内水分下渗。进一步，步骤(2)中，对边坡进行整地，具体为：a)在坡度小于15°，土层较厚的边坡，采用带状整地方式，对土壤适当深翻，以促进香根草生长；b)在坡度为15～25°的地方，采用等高线带状整地方式，即在边坡沿等高线方向大致整成梯田式带状小平面，整地深度30cm；c)在坡度大于25°的边坡区域，采用穴状整地方式，整地规格为30cm×30cm×30cm(长×宽×深)。进一步，步骤(2)中，所述防水土工膜采用可降解的塑料薄膜。进一步，步骤(3)中，所述香根草种苗为一年生并刚刈割过的、未抽穗开花的种苗，留茬高度为20～30cm，根系较发达，运输时带兜运输，以减少植株水分散失。香根草种苗在每年的三月中旬至四月中旬种植，种植时地上部分保留15～25cm，根系剪裁至7～12cm。进一步，步骤(3)中，所述香根草种苗采用田垄式栽植，沿边坡倾向每隔30cm与走向垂直的方向种植一垄香根草，垄宽20cm，垄间距和栽植间距均为30cm，埋深10～15cm。在年降水量较为平均充足的地区可适当密植，年降水量较少且分布不均的地区适当疏植，在考虑膨胀土特性和香根草生物作用及当地水文条件基础上达到膨胀土边坡整体处于失水-保水的良好状态，控制膨胀土中含水量在一定范围，并利用香根草发达根系的固土作用，保证膨胀土边坡旱季不崩解，雨季不滑坍。本专利技术生态护坡结构适用于边坡坡度较缓、边坡高度较低和边坡潜在滑动面位于浅层的高速公路膨胀土边坡，尤其适用于气候湿润，年降水量为500～6000mm适合香根草生长的地区。抗滑防渗带可以增大坡体滞水处土层的抗剪能力，防止边坡因为滞水层的存在而发生整体滑坡，并且抗滑防渗带的存在减少了边坡内水分和大气降水的下渗，给香根草营造水分充足的生长环境。边坡整地并覆盖防水土工膜后种植香根草并在坡面铺设草皮，减少坡体水分散发同时防止大量降水渗入坡体内部，大部分降水通过坡面和排水沟排离边坡，以防止香根草形成护坡作用前边坡受到雨水冲刷，并减少雨水下渗控制坡体含水率，防止膨胀土遇水膨胀导致边坡滑坍。整个护坡体系中坡面草皮和防水土工膜隔绝了雨季的大部分降水进入边坡，渗入边坡的降水由香根草的蒸腾作用排出坡体，香根草发达的根系在旱季也可以有效的保持坡体水分，从而控制与自动调节边坡含水率，有效抑制了膨胀土“遇水膨胀，失水收缩”的特性；另外香根草发达根系在坡体内缠绕、重叠，提高了土体的抗剪强度，均衡了土体内水分的分布，更利于维持边坡稳定性。本专利技术的有益技术效果为：本专利技术所述膨胀土边坡滑坍防治的生态护坡结构中，香根草根系最长可达6m，可满足高速公路膨胀土边坡治理，香根草的蒸腾作用和根系保水作用是防治体系的核心，防滑抗渗带是防治体系的基础，坡面草皮和排水沟是重要的辅助措施。根据膨胀土边坡的相关研究，在坡度较缓的膨胀土边坡中存在滞水层，滞水层的存在是膨胀土边坡滑坍的重要原因，故抗滑防渗带的作用即为防止边坡整体滑坍同时防止水分下渗。坡面草皮绿化和防水土工膜的构建保证了大部分降水从坡面排出，在雨季香根草通过蒸腾作用排出坡体多余水分，在旱季通过发达的根系保持边坡含水率在一定范围，从而使膨胀土边坡坡体达到一个失水-保水的良好平衡状态，达到旱季时坡体不崩解，雨季坡体不滑坍的效果。本专利技术通过钻孔灌注水泥砂浆构成的抗滑防渗带，坡面覆盖的可降解防水土工膜和坡体内种植的香根草构成一个封闭的生态水循环系统；利用香根草茎叶蒸腾作用与发达根系的保水作用，使边坡含水量控制在一定范围内，治理公路边坡膨胀土的胀缩特性，并利用香根草发达根系的力学加固作用提升边坡稳定性；实现公路膨胀土边坡坡体内水分的生态自动凋节，达到治理高速公路膨胀土边坡滑坍的效果。本专利技术施工方法工艺简单，相对其他护坡方法成本较低，美化环境生态环保，适应性强易于推广。附图说明图1为本专利技术高速公路膨胀土边坡滑坍防治的生态护坡结构的剖面示意图。图2为香根草栽植方式剖面示意图。图3为香根草栽植坡面示意图。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本专利技术进行进一步说明。本专利技术提供一种高速公路膨胀土边坡滑坍防治的生态护坡结构，如图1所示，包括抗滑防渗带、防水土工膜、香根草、护坡草皮以及排水沟；抗滑防渗带设置于边坡坡体内，由水泥砂浆在坡内滞水位置打孔灌浆构成，抗滑防渗带为连续凹形曲面结构，抗滑防渗带的上端与边坡顶端水平台面连接，抗滑防渗带的下端与边坡底端连接；防水土工膜覆盖于坡面、坡顶与坡脚，防水土工膜设有孔穴，孔穴位置栽种有香根草，防水土工膜的上表面覆盖有土壤，土壤上种植有护坡草皮；排水沟设置于边坡坡脚处；防水土工膜与抗滑防渗带形成有效搭接，共同组成封闭式构造，用于防止雨水下渗；坡内香根草与坡面草皮用于控制与调节坡内含水量；排水沟用于排除汇集的雨水。上述高速公路膨胀土边坡滑坍防治的生态护坡结构的施工方法，包括以下步骤：步骤1：在开挖成型的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膨胀土边坡滑坍防治的生态护坡结构，其特征在于，包括抗滑防渗带、防水土工膜、香根草、护坡草皮以及排水沟，所述抗滑防渗带设置于边坡坡体内，由水泥砂浆在坡内滞水位置或者潜在滑动面打孔灌浆构成，抗滑防渗带为连续凹形曲面结构；所述防水土工膜覆盖于坡面、坡顶与坡脚，防水土工膜设有孔穴，孔穴位置栽种有所述香根草，防水土工膜的上表面覆盖有土壤，土壤上种植有所述护坡草皮；所述排水沟设置于边坡坡脚处；所述防水土工膜与抗滑防渗带形成有效搭接，共同组成封闭式构造，用于防止雨水下渗；坡内香根草与坡面草皮用于控制与调节坡内含水量；排水沟用于排除汇集的雨水。

【技术特征摘要】
1.一种膨胀土边坡滑坍防治的生态护坡结构，其特征在于，包括抗滑防渗带、防水土工膜、香根草、护坡草皮以及排水沟，所述抗滑防渗带设置于边坡坡体内，由水泥砂浆在坡内滞水位置或者潜在滑动面打孔灌浆构成，抗滑防渗带为连续凹形曲面结构；所述防水土工膜覆盖于坡面、坡顶与坡脚，防水土工膜设有孔穴，孔穴位置栽种有所述香根草，防水土工膜的上表面覆盖有土壤，土壤上种植有所述护坡草皮；所述排水沟设置于边坡坡脚处；所述防水土工膜与抗滑防渗带形成有效搭接，共同组成封闭式构造，用于防止雨水下渗；坡内香根草与坡面草皮用于控制与调节坡内含水量；排水沟用于排除汇集的雨水。2.根据权利要求1所述的膨胀土边坡滑坍防治的生态护坡结构，其特征在于，所述抗滑防渗带的上端与边坡顶端水平台面连接，抗滑防渗带的下端与边坡底端连接。3.根据权利要求1所述的膨胀土边坡滑坍防治的生态护坡结构，其特征在于，所述防水土工膜的上表面覆盖有5～7cm的土壤。4.根据权利要求1～3中任一项所述膨胀土边坡滑坍防治的生态护坡结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在土方边坡开挖成型后，在坡内滞水位置或者潜在滑动面灌注水泥砂浆构筑抗滑防渗带；(2)对边坡进行整地后，修筑排水沟、水平台面，在坡面、坡顶与坡脚覆盖防水土工膜，防水土工膜与抗滑防渗带形成有效搭接，共同组成封闭式构造；(3)在防水土工膜预留孔穴位置，栽植香根草种苗；(4)种植香根草后...

【专利技术属性】
技术研发人员：江学良，张继琪，宁远思，王聚山，李涛，肖宏彬，尹健，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，中国铁路成都局集团有限公司重庆铁路枢纽东环线建设指挥部，
类型：发明
国别省市：湖南,43