适配片岩边坡的模块化可变形生态格室及其锚固方法与流程

本发明属于边坡防护工程，更具体地，涉及一种适配片岩边坡的模块化可变形生态格室及其锚固方法。

背景技术：

1、随着我国交通基础设施建设的飞速发展，山区公路建设规模日益扩大，高填深挖边坡的生态防护与加固成为工程建设中的关键环节。在传统的边坡治理中，浆砌片石、混凝土框架等刚性支护技术虽然能提供一定的结构强度，但往往导致生态环境的割裂。相比之下，生态格室护坡技术因其能够将边坡防护与生态修复深度融合而得到广泛应用。该技术不仅能在保证边坡稳定性的同时恢复自然植被、改善沿线生态环境，还具备施工简便、材料轻量化、工程造价低以及大幅缩短工期等显著优势，已成为当前绿色公路建设的重要技术手段。

2、尽管生态格室技术在常规工程中应用成熟，但在面对复杂地质条件，特别是云母石英片岩分布区时，现有技术显现出了明显的局限性。云母石英片岩具有显著的各向异性、水敏性及风化崩解性，边坡开挖后岩体层理张开、裂隙水发育，且往往表现出长期缓慢的蠕变变形特征。在这种特定的应用场景下，常规生态格室技术存在以下主要缺陷：

3、首先，格室连接方式缺乏柔性变形能力。常规生态格室多采用刚性焊接或卡扣硬性连接，整体刚度大但变形能力差。这种刚性结构无法适配片岩边坡的长期蠕变变形，边坡一旦发生微量错动，极易导致格室焊点撕裂、拼接位置脱开，进而引发土体流失，导致护坡系统整体失效。

4、其次，锚固体系抗拔力不足。传统格室锚固多采用短锚杆，仅固定于表层风化土体内，无法有效穿透深层的软弱风化层。在片岩边坡渗水软化、岩土体强度降低的工况下，短锚杆极易出现抗拔失效，导致格室系统随表层土体发生整体滑移。

5、此外，生态相容性与资源利用率低。现有的生态护坡多依赖外购种植土进行填充，不仅成本高昂，且外以此类土壤与属地的水土环境、植被适配性较差，导致绿化成活率低。同时，施工现场大量产生的片岩风化废料无法就地利用，造成了严重的资源浪费。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种适配片岩边坡的模块化可变形生态格室及其锚固方法，通过弹性柔性铰接连接件将土工格室单元连接，并通过深扎式微型锚固锚杆组件穿透边坡表层风化片岩层将格室固定于坡体，形成刚柔组合结构，使支护结构兼具整体稳定性与局部变形适应性。

2、为实现上述目的，按照本发明的一个方面，本发明提供一种适配片岩边坡的模块化可变形生态格室，包括

3、多块土工格室单元，所述土工格室单元为蜂窝六边形结构，所述土工格室单元的格室边角加厚呈圆柱型且中心高度位置预留有连接穿孔，每个土工格室单元的边角底部连接形成中心预留的锚杆孔；

4、弹性柔性铰接连接件，包括卡扣端与中间弹性伸缩段，卡扣端每端卡扣头设置成锥形导向头状的环形倒钩，根部设置限位台阶，中间弹性伸缩段外部包覆有伸缩段橡胶保护套且所述伸缩段橡胶保护套内部置有抗拉玻纤筋；所述土工格室单元之间通过所述弹性柔性铰接连接件连接，所述环形倒钩卡接于相邻土工格室单元的连接穿孔内，所述限位台阶紧贴格室外壁；

5、锚固锚杆组件，包括螺纹钢杆体，所述螺纹钢杆体底部设置倒刺锚固端头，顶部套设限位压盘和六角螺帽；所述锚固锚杆组件穿过所述锚杆孔安装于边坡坡体上，穿透风化片岩层嵌入完整基岩；

6、防渗反滤垫层，平铺于边坡坡体坡面与所述土工格室单元之间；

7、改良植生充填基质，填充于所述土工格室单元内，包括现场片岩风化碎料。

8、进一步地，所述土工格室单元加高型改性土工格室单元，采用抗老化改性材质制成。

9、进一步地，所述土工格室单元的格室壁上均匀布设有多排透水透气微孔。

10、进一步地，所述弹性柔性铰接连接件的卡扣端与中间弹性伸缩段之间设置有过渡段，用于整体塑造成型。

11、进一步地，在所述卡扣扣身和环形倒钩内部设置有卡扣端中空结构。

12、进一步地，所述环形倒钩的导向头根部设有外径大于连接穿孔孔径的环形凸起倒钩。

13、进一步地，所述锚杆孔的孔径大于所述螺纹钢杆体的直径。

14、按照本发明的另一个方面，本发明提供一种适配片岩边坡的模块化可变形生态格室的锚固方法，实现上述所述的一种适配片岩边坡的模块化可变形生态格室的锚固，包括如下具体步骤：

15、s100：对边坡坡体坡面进行修整，清除松动危石和浮土，保证坡面平整顺直；

16、s200：将防渗反滤垫层平铺于整平后的边坡坡体表面，形成整体排水体系；

17、s300：将土工格室单元逐块展开，通过弹性柔性铰接连接件的三个卡扣端的环形倒钩卡入三个相邻的格室边角中心预留的连接穿孔内，实现模块化柔性拼接，拼接完成后铺放于防渗反滤垫层之上使整体贴合坡面；

18、s400：在土工格室单元底部中心位置预留的锚杆孔处打孔，钻孔验收合格后，先注浆后安装插入锚固锚杆组件，使倒刺锚固端头穿透风化片岩层，转动顶部六角螺帽通过限位压盘压紧土工格室单元；

19、s500：就地筛分现场片岩风化碎料，按比例掺入腐殖土、保水剂、缓释生态肥及乡土草灌种子，搅拌均匀后填充至土工格室单元内部，形成改良植生充填基质，轻微压实，后期洒水养护实现植被复绿。

20、进一步地，其特征在于，步骤s200中，相邻所述防渗反滤垫层幅面之间搭接宽度不小于200mm。

21、进一步地，其特征在于，步骤s500中，片岩风化碎料的最大粒径不大于土工格室单元高度的三分之一。

22、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

23、1.本发明的一种适配片岩边坡的模块化可变形生态格室及其锚固方法，通过在相邻土工格室单元之间设置弹性柔性铰接连接件，连接件由卡扣端与中间弹性伸缩段一体构成，中间弹性伸缩段内置抗拉玻纤筋且外部包覆高弹耐候橡胶材质，使格室单元之间形成柔性铰接。当片岩边坡发生长期缓慢蠕变、局部不均匀沉降或微小转角错动时，该弹性伸缩段可通过拉伸、压缩或弯曲变形有效吸收相邻格室间的相对位移，释放附加应力，同时内部抗拉玻纤筋提供足够的抗拉强度防止连接件断裂，限位台阶紧贴格室外壁控制插入深度防止晃动。解决了常规刚性格室因整体刚度大、变形能力差而在边坡微量错动时即发生拼接处撕裂、脱开而失效问题，可适应片岩蠕变、微沉降、微转角，实现格室结构在片岩边坡蠕变条件下长期保持完整、不拉裂、不脱空、不漏土。

24、2.本发明的一种适配片岩边坡的模块化可变形生态格室及其锚固方法，采用深扎式微型锚固锚杆组件，该锚杆组件采用螺纹钢制成，杆体底部设置倒刺锚固端头，顶部设置限位压盘和六角螺帽，每块土工格室单元底部中心预留锚杆孔，锚杆组件穿过锚杆孔穿透边坡表层风化片岩层并嵌入深层完整基岩，底部倒刺锚固端头增强抗拔锚固性能。解决了传统短锚杆在片岩渗水软化工况下极易出现整体抗拔失效和顺层滑移的问题，使格室被锚固于深层稳定基岩，从根本上限制格室整体顺层滑移。

25、3.本发明的一种适配片岩边坡的模块化可变形生态格室及其锚固方法，边坡坡面与土工格室单元之间铺设透水土工布作为防渗反滤垫层，同时在格室壁上等间距均匀布设多排透水透气微孔，形成立体疏水反滤体系快速导排裂隙水，降低片岩遇水软化风险，边坡稳定性显著提升。

26、4.本发明的一种适配片岩边坡的模块化可变形生态格室，就地利用片岩风化碎料配制基质，填充于土工格室单元内部，消纳弃方、节约造价；适配乡土植被，绿化成活率≥85%，契合景区生态保护要求，生态效益显著。

27、5.本发明的一种适配片岩边坡的模块化可变形生态格室，每一块土工格室单元均通过锚固锚杆组件独立刚性锚固于深层完整基岩，提供整体抗滑移和限位能力，同时相邻格室单元之间通过弹性柔性铰接连接件实现模块化柔性拼接，形成刚柔组合结构，使支护结构兼具整体稳定性与局部变形适应性，适用于高填深挖片岩边坡的长期安全运营。

28、6.本发明的一种适配片岩边坡的模块化可变形生态格室，采用模块化拼装，质量易于控制，且土工格室单元采用hdpe抗老化改性材质，具有优异的耐候性和耐久性，可适配山区昼夜温差大、紫外线强的露天环境，延长使用寿命，降低维护成本。