一种生态和工程一体化的装配式边坡防护结构及施工方法

技术特征：
1.一种生态和工程一体化的装配式边坡防护结构，其特征在于，由多个防护结构单元拼接而成，每个防护结构单元包括一基板，所述基板上均匀分布有用于提供植物生长空间的网格；所述基板上还设置有连接孔和锚固孔，相邻两防护结构单元通过连接孔连接在一起，锚固孔用于将基板固定于边坡上；每个防护结构单元上部设置有拱形排水檐，拱形排水檐收集雨水后从相邻两防护结构单元之间的竖向连接处向下排出。2.根据权利要求1所述的生态和工程一体化的装配式边坡防护结构，其特征在于，所述基板、网格和拱形排水檐为一体水化硬化成型结构。3.根据权利要求2所述的生态和工程一体化的装配式边坡防护结构，其特征在于，相邻两防护结构单元的连接孔通过u型工程钉连接，所述u型工程钉包括一连接面和与连接面相垂直的两个固定腿，安装时u型工程钉的两个固定腿分别插入相邻两防护结构单元的连接孔内；优选的，u型工程钉的材质为不锈钢材质，固定腿长度大于30cm，直径与连接孔直径相同。4.根据权利要求3所述的生态和工程一体化的装配式边坡防护结构，其特征在于，所述基板上的连接孔和锚固孔上均设置有护套，所述护套包括套筒a和套筒b，套筒a和套筒b均由相互连接的中空圆管和圆环片组成，所述套筒a的中空圆管上设置有内螺纹，套筒b的中空圆管上设置有外螺纹，安装时，套筒a和套筒b的中空圆管均套设在连接孔或锚固孔内，并螺纹配合拧紧；优选的，连接孔和锚固孔的结构尺寸相同，其直径均为3-5cm，相邻连接孔或者相邻锚固孔之间沿边坡方向的距离为50-100cm。5.根据权利要求4所述的生态和工程一体化的装配式边坡防护结构，其特征在于，所述拱形排水檐两拱脚的水平距离与防护结构单元的宽度一致，拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离为20-40cm，拱檐高度为10-20cm，厚度为3-10cm。6.根据权利要求5所述的生态和工程一体化的装配式边坡防护结构，其特征在于，当边坡坡度小于45
°
时，网格为中空无盖正方体结构，当边坡坡度大于等于45
°
时，网格为中空直角三棱柱结构；所述中空无盖正方体结构包括四个均与基板垂直且相互垂直并连接为一体的矩形板a，每个矩形板a的长度为40-60cm，厚度为5-10cm，高度为25-35cm；所述中空直角三棱柱结构包括两个相互平行且分别与基板垂直连接的直角三角形板，两个直角三角形板的斜边紧密连接有一矩形板b，该矩形板b与三角形板的厚度均为5-10cm，三角形板垂直于基板的直角边长度为25-35cm，另一条直角边长度为40-60cm，矩形板b的长度与三角形板的斜边相同，矩形板b的宽度与两三角形板的间隔距离相同，均为40-60cm；优选的，所述基板沿边坡长度方向的尺寸为300-750cm，沿行车方向的尺寸为100-300cm，厚度为5-10cm，网格位于基板的上表面并按矩阵排列分布，相邻网格之间的间距为10-30cm。7.一种权利要求6所述的生态和工程一体化的装配式边坡防护结构的施工方法，其特
征在于，包括如下步骤：(1)按实际边坡长度，工厂预制防护结构单元，采用运输车运输到工程现场，配合使用吊车吊装施工；(2)按照拱形排水檐与道路边缘齐平，基板紧贴边坡并且与道路行车方向垂直的原则布置第一块防护结构单元，并通过锚杆将防护结构单元固定在边坡上；(3)重复步骤(2)，布置两侧相邻的防护结构单元，相邻的两块防护结构单元间缝隙≤1cm，连接孔齐平，并且通过u型工程钉连接成为整体；(4)所有防护结构单元布置完成后，向防护结构单元洒水硬化；(5)待所有防护结构单元洒水硬化3天后，在相邻防护结构单元的间隙内填充填缝料，并在连接处粘贴防水带，防止路面水下渗到路基内部；(6)采用早强砂浆或者环氧砂浆处理拱形排水檐与路基连接处，做好防水处理；(7)将植生土、土壤改良剂、有机复合肥与水混合搅拌均匀，喷播灌入防护结构单元的网格内部；(8)适地选种，然后将植物的种子、高性能喷播基材、保水剂及粘合剂混合搅拌均匀，喷播到防护结构单元网格的上表面；(9)定期对边坡植物洒水、补种，保证植物成活率和边坡覆盖率。8.根据权利要求7所述的生态和工程一体化的装配式边坡防护结构的施工方法，其特征在于，步骤(1)中，防护结构单元的预制方法包括：按照防护结构单元的设计尺寸缝制保护外层、按配合比混合内部填充材料和将内部材料填充到保护外层内；所述保护外层由柔性材质采用内缝工艺缝制而成，基板、网格和拱形排水檐内部完全贯通相连，最底部预留有一填充口；所述内部填充材料包括胶凝材料、细骨料和掺合料，所述胶凝材料为425级及以上的普通硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥，并复掺辅助胶凝材料，辅助胶凝材料为粉煤灰、矿渣、硅灰、石灰石粉和磷渣粉；所述细骨料为天然砂或再生细骨料，含水量≤0.5％，细度模数为2-3.5，平均粒径介于0.35-0.5mm；所述掺合料包括超高吸水性树脂和纤维，超高吸水性树脂优选为淀粉类、纤维素类或合成树脂类吸水性树脂，纤维优选为无机纤维或有机纤维；优选的，内部填充材料中水泥、辅助胶凝材料、细骨料、吸水性树脂的质量比为1：(0.3～0.5)：(1.5～3)：(0～0.1)，纤维的掺量为填充材料总体积的0.1％-3％；将保护外层缝制完成后，水平翻转180
°
，然后将内部填充材料按比例混合并拌合均匀，打开保护外层的填充口，将内部填充材料灌入，当充填度≥98％后，将预留的填充口完全密封缝制，然后采用开孔技术预制连接孔和锚固孔，并在连接孔和锚固孔内安装护套。9.根据权利要求8所述的生态和工程一体化的装配式边坡防护结构的施工方法，其特征在于，步骤(4)中防护结构单元的洒水过程为：首先持续洒水完全浸润边坡防护结构，然后在其后的第一天间隔洒水，其中洒水间隔为3-6小时喷洒1次，一天喷洒次数不少于3次，洒水量为8-15l/s，优选为10l/s，洒水车行进速度为10-20km/s，优选为15km/s；此后喷洒间隔逐渐增大且次数减小，3天后每天喷洒一次，直到第7天停止。10.根据权利要求9所述的生态和工程一体化的装配式边坡防护结构的施工方法，其特征在于，步骤(5)中填缝料包括但不限于硅酮、环氧树脂、聚氨酯、硅树脂类，氯丁橡胶。

技术总结
本发明涉及一种生态和工程一体化的装配式边坡防护结构及施工方法，属于边坡防护领域，由多个防护结构单元拼接而成，每个防护结构单元包括一基板，基板上均匀分布有网格；基板上还设置有连接孔和锚固孔，相邻两防护结构单元通过连接孔连接在一起，锚固孔用于将基板固定于边坡上，每个防护结构单元上部设置有拱形排水檐。本发明通过将生态防护和工程防护技术相结合，突破了传统单一防护技术的局限性，采用工厂预制防护主体、现场按需布置预制构件、防护结构水化硬化成型、快速种植生态植物的工程技术，实现防护结构的快速施工和使用，不仅提高了边坡的稳定性和道路的安全性，同时降低了边坡防护施工难度和工程造价，实现了生态恢复和公路美化。态恢复和公路美化。态恢复和公路美化。


技术研发人员：葛智 袁化强 张洪智 孙仁娟 凌一峰 管延华 冯竟竟 李一帆 卜令来 姜能栋
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：2022.02.18
技术公布日：2022/5/31