一种用于黑土地侵蚀沟边坡的防护结构及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种用于黑土地侵蚀沟边坡的防护结构及施工方法，防护结构包括铺设于沟槽的槽底和边坡的土工布，土工布上端和下端分别设置有上弯折部和下弯折部，边坡和地平面连接部设置有上回填槽，槽底设置有下回填槽，上弯折部和下弯折部分别埋设于上回填槽和下回填槽内；上回填槽和下回填槽内分别填设有回填土；施工方法包括获取沟槽的土体数据和水流特征信息，进行施工准备；根据土体数据，在边坡与地平面连接部和槽底分别开挖上回填槽和下回填槽；根据土体数据，选择土工布尺寸。本发明专利技术能够解决现有技术中缺乏有效防止黑土地上的沟渠被侵蚀的问题，结构简单、成本低廉、防护效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种用于黑土地侵蚀沟边坡的防护结构及施工方法
本专利技术涉及土木工程
，具体涉及一种用于黑土地侵蚀沟边坡的防护结构及施工方法。
技术介绍
黑土地主要分布于我国东北地区，这一地区气候较为寒冷，主要植物都是一年生或落叶植物。黑土地上的沟渠很容易受流水和气候的同时影响，出现严重侵蚀问题。一般地区常用的防侵蚀方法，如通过在边坡上施种植被，或对边坡进行硬化浇筑的，很难用于黑土地区域。因为黑土地上的气候因素，导致大部分植被会被冬季严寒杀死，然后在春季化冻后，被流水冲走；且高纬度地区植物生长缓慢，因而实际上施种植被的方法效果很差。而在沟槽和边坡上进行硬化浇筑，一方面成本较高，另一方面，还会影响硬化沟槽下方地表水与地下水的循环过程，降低地下水储量，影响农业生产。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中的上述不足，提供了一种能够解决现有技术中缺乏有效防止黑土地上的沟渠被侵蚀的方法的问题的一种用于黑土地侵蚀沟边坡的防护结构及施工方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用了下列技术方案：提供了一种用于黑土地侵蚀沟边坡的防护结构，其包括铺设于沟槽的槽底和边坡的土工布，土工布上端和下端分别设置有上弯折部和下弯折部，边坡和地平面连接部设置有上回填槽，槽底设置有下回填槽，上弯折部和下弯折部分别埋设于上回填槽和下回填槽内；上回填槽和下回填槽内分别填设有回填土；土工布上设置有埋设有若干U形钉；U形钉下侧的沟槽上开设有浇筑孔，浇筑孔内设置有浇筑块，浇筑块与U形钉固定连接；土工布上穿设有若干植株，植株的根部均布于边坡和槽底。本专利技术还提供了一种上述用于黑土地侵蚀沟边坡的防护结构的施工方法，其包括如下步骤：S1、获取沟槽的土体数据和水流特征信息，进行施工准备；S2、根据土体数据，在边坡与地平面连接部和槽底分别开挖上回填槽和下回填槽；S3、根据土体数据，选择土工布尺寸；S4、铺设土工布，使土工布的上端位于上回填槽内，并弯折得到上弯折部；使土工布的下端位于下回填槽内，并弯折得到下弯折部；回填上回填槽和下回填槽；S5、根据水流特征信息，选择U形钉位置，埋设U形钉；S6、U形钉位置固定后，在土工布上剪出若干小孔，种植植株，完成施工。本专利技术提供的上述用于黑土地侵蚀沟边坡的防护结构的主要有益效果在于：通过用土工布覆盖沟槽的边坡和槽底，减少流水与沟槽内土体的直接接触，从而从物理上直接消除沟槽边坡受流水冲刷侵蚀的可能性，进而有效保护沟槽边坡；通过分别设置上回填槽和下回填槽，并用回填土盖住，从而固定土工布的两端，防止被流水冲击卷走。当流水冲击到土工布主体时，上弯折部会受到向下的牵扯力，通过上弯折部作用，将牵扯力转移到与上弯折部接触的边坡上，从而对边坡施加平行于边坡方向的压力，从而提高边坡的结构稳定性。通过将下弯折部伸入到槽底的下回填槽内，避免下弯折部被流水卷起，从而保证土工布和沟槽的结构稳定性。通过设置U形钉，以固定土工布的主体结构，通过设置浇筑块，既能固定U形钉的位置，又能加固U形钉下侧对应的沟槽部分，从而增加沟槽的结构强度，进一步提高其抗侵蚀能力。本专利技术提供的上述用于黑土地侵蚀沟边坡的防护结构的施工方法的主要有益效果在于：通过设置U形钉，并用上回填槽和下回填槽埋设土工布边缘，既能防止土工布被冲刷，又能固定土工布位置，提供其使用寿命，保证其耐老化特性，由于设置于土体内的硬化结构只有体积较小的浇筑块，因此，不受黑土地土地冻胀和化冻时土体结构变化的影响，抗冻胀能力强。通过设置植株，既能起到固定土工布，增强抗侵蚀的效果；又能通过植株提供的树荫保护土工布，减少阳光直晒的危害，提供土工布的使用寿命。本方案提供的防护结构整体结构简单，安装方便，成本低廉，实用性强。通过结合需要设置防护结构的沟槽的具体土体数据和水流特征信息，有效保证其与沟槽的适用性。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是本专利技术的流程图。其中，1、沟槽，11、槽底，12、边坡，13、地平面，2、土工布，21、上弯折部，22、下弯折部，23、植株，3、浇筑孔，31、U形钉，32、浇筑块，33、上回填槽，34、下回填槽，35、回填土。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明：如图1所示，其为用于黑土地侵蚀沟边坡的防护结构的结构示意图。本专利技术的用于黑土地侵蚀沟边坡的防护结构包括铺设于沟槽1的槽底11和边坡12的土工布2，土工布2上端和下端分别设置有上弯折部21和下弯折部22，边坡12和地平面13连接部设置有上回填槽33，槽底11设置有下回填槽34，上弯折部21和下弯折部22分别埋设于上回填槽33和下回填槽34内；上回填槽33和下回填槽34内分别填设有回填土35。土工布2上设置有埋设有若干U形钉31；U形钉31下侧的沟槽1上开设有浇筑孔3，浇筑孔3内设置有浇筑块32，浇筑块32与U形钉31固定连接。土工布2上穿设有若干植株23，植株23的根部均布于边坡12和槽底11，既能起到固定土工布2，增强抗侵蚀的效果；又能通过植株23提供的树荫保护土工布2，减少阳光直晒的危害，提供土工布2的使用寿命。具体的，所述U形钉31均布于上弯折部21、下弯折部22、边坡12、槽底11和边坡槽底连接部。优选的，位于边坡12和下弯折部22的U形钉31与边坡12和下弯折部22的侧边相垂直，位于上弯折部21、槽底11和边坡槽底连接部的U形钉31呈竖直设置，以最大限度保证U形钉31的固定效果。土工布2为透水性高强度复合土工材料，也可采用CDASS材料，以保证其使用寿命和防水冲刷效果，同时节省成本。本专利技术还提供了一种基于上述加固结构的施工方法，如图2所示，其包括如下步骤：S1、获取沟槽1的土体数据和水流特征信息，进行施工准备。进一步地，土体数据包括沟槽1的横截面的尺寸数据、待施工沟槽1的长度、土体的物理状态和边坡稳定性数据；所述水流特征信息包括沟槽1的水流侵蚀特点和沟槽1常态含水状态。施工准备包括：当沟槽1为非干燥状态时，在待进行施工的区域上游进行截流，直至沟槽1内土体处于干燥或半干状态。S2、根据土体数据，在边坡12与地平面13连接部和槽底11分别开挖上回填槽33和下回填槽34。进一步地，开挖上回填槽33和下回填槽34包括如下要求：S2-1、上回填槽33的特征包括：上回填槽33与边坡12邻接的侧边与边坡12相垂直。由于土工布2与上回填槽33侧边相贴合，当流水冲击到土工布2主体时，上弯折部21会受到向下的牵扯力，通过上弯折部21作用，将牵扯力转移到与上弯折部21接触的边坡12上，从而对边坡12施加平行于边坡12方向向下的压力，从而提高边坡12的结构稳定性。上回填槽33的开挖深度等于上回填槽33与边坡12连接点到边坡12与地平面13连接点的距离。以方便计算需要的土工布2长度。上回填槽33的开挖深度大于边坡12长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于黑土地侵蚀沟边坡的防护结构，其特征在于，包括铺设于沟槽的槽底和边坡的土工布，土工布上端和下端分别设置有上弯折部和下弯折部，边坡和地平面连接部设置有上回填槽，槽底设置有下回填槽，上弯折部和下弯折部分别埋设于上回填槽和下回填槽内；上回填槽和下回填槽内分别填设有回填土；/n土工布上设置有埋设有若干U形钉；U形钉下侧的沟槽上开设有浇筑孔，浇筑孔内设置有浇筑块，浇筑块与U形钉固定连接；土工布上穿设有若干植株，植株的根部均布于边坡和槽底。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于黑土地侵蚀沟边坡的防护结构，其特征在于，包括铺设于沟槽的槽底和边坡的土工布，土工布上端和下端分别设置有上弯折部和下弯折部，边坡和地平面连接部设置有上回填槽，槽底设置有下回填槽，上弯折部和下弯折部分别埋设于上回填槽和下回填槽内；上回填槽和下回填槽内分别填设有回填土；
土工布上设置有埋设有若干U形钉；U形钉下侧的沟槽上开设有浇筑孔，浇筑孔内设置有浇筑块，浇筑块与U形钉固定连接；土工布上穿设有若干植株，植株的根部均布于边坡和槽底。


2.根据权利要求1所述的用于黑土地侵蚀沟边坡的防护结构，其特征在于，所述U形钉均布于上弯折部、下弯折部、边坡、槽底和边坡槽底连接部。


3.根据权利要求1所述的用于黑土地侵蚀沟边坡的防护结构，其特征在于，所述土工布为
透水性高强度复合土工材料。


4.一种根据权利要求1至2任一所述的用于黑土地侵蚀沟边坡的防护结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、获取沟槽的土体数据和水流特征信息，进行施工准备；
S2、根据土体数据，在边坡与地平面连接部和槽底分别开挖上回填槽和下回填槽；
S3、根据土体数据，选择土工布尺寸；
S4、铺设土工布，使土工布的上端位于上回填槽内，并弯折得到上弯折部；
使土工布的下端位于下回填槽内，并弯折得到下弯折部；
回填上回填槽和下回填槽；
S5、根据水流特征信息，选择U形钉位置，埋设U形钉；
S6、U形钉位置固定后，在土工布上剪出若干小孔，种植植株，完成施工。


5.根据权利要求4所述的用于黑土地侵蚀沟边坡的防护结构的施工方法，其特征在于，所述土体数据包括沟槽横截面的尺寸数据、待施工沟槽的长度、土体的物理状态和边坡稳定性数据；所述水流特征信息包括沟槽的水流侵蚀特点和沟槽常态含水状态。


6.根据权利要求4所述的用于黑土地侵蚀沟边坡的防护结构的施工方法，其特征在于，所述施工准备包括：
当沟槽为非干燥状态时，在待进行施工的区域上游进行截流，直至沟槽内土体处于干燥或半干状态。


7.根据权利要求4所述的用于黑土地侵蚀沟边坡的防护结构的施工方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：于沭，戴芝梅，于泳，苏安双，刘倩，王玉杰，王小明，杨燕，郭坚强，李兆宇，高武刚，郝建伟，田继雪，韩婧怡，郑健，刘鹏义，祖强，张强，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，黑龙江省水利科学研究院，葫芦岛市军民融合和新材料产业发展中心，
类型：发明
国别省市：北京;11