[发明专利]一种寒区分散土边坡的防护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种寒区分散土边坡的防护技术。

背景技术

分散性粘土（简称分散土）常被称做“高钠土”，地下水及土壤出现苏打和氯化钠的盐碱化积累是引起分散土形成的主要原因，降雨会造成分散土边坡大量的冲蚀破坏，北方地区由于受到自然环境，冻胀、融沉的影响，经历几个冻融周期后，会造成分散土边坡的大量冻胀破坏，这些都是寒区渠道边坡失稳的重要原因。工程中，如何减少分散土边坡的冲蚀、冻胀破坏，是分散土边坡治理工程需要考虑的主要因素。

目前，国内采用分散土边坡的防护方法通常是掺入4%-5%的石灰，改良分散土，形成新的改良土边坡，但这种方法工程量较大，还不能避免雨水冲刷对分散土边坡的影响，有的在衬砌下通过砂或土工布反滤对分散土边坡进行防护，但衬砌与反滤材料衔接不好，很容易造成整体失稳，这些方法都不能从根本上达到治理分散土边坡的目的。

工程上急需寻找一种综合技术，重点是对分散土边坡表层进行防护，防止降雨对分散土边坡的冲刷，并对护坡进行反滤排水，降低坡体内部的水分迁移，减少冻胀破坏。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有寒区分散土边坡遇到的冻胀、失稳、冲蚀破坏以及现有防护方法工程量大和受雨水冲刷影响较大的问题，而提供了一种寒区分散土边坡的防护方法。

本发明的一种寒区分散土边坡的防护方法按以下步骤进行：

一、在待铺设复合材料的位置处预先铺设一层土工布，土工布按坡肩到坡脚顺坡方向铺设，水流方向搭接长度不小于20cm；

二、将聚氨酯粘结剂与碎石置于混合机械设备中进行搅拌混合，搅拌至聚氨酯粘结剂均匀包裹于碎石表面后，得到复合材料；所述的聚氨酯粘结剂与碎石的质量比为（2～3）：100；所述的碎石直径为5mm～30mm；

三、将步骤二得到的复合材料在固化前铺设在渠道边坡土工布的上表面上，形成具有整体结构的护坡层，铺设厚度D按公式：计算；其中Hz为有效波高，R=0.35，△为护坡层相对密度，为破波参数，按公式计算；其中为平均波长，α为护坡倾角；

四、在渠道顶部开挖截水沟，截水沟宽×高尺寸为30cm×30cm；

五、在渠道底部固脚位置铺设步骤二得到的复合材料，铺设时需在步骤二得到的复合材料固化前铺设，形成固脚防护层，完成寒区分散土边坡的防护。

本发明的寒区分散土边坡的防护方法稳定存在于渠道边坡上，承受雨水冲刷，抵御冻胀融沉的破坏，是一种将聚氨酯粘结剂与优选级配的碎石颗粒复合在一起的整体结构。首先：优选级配碎石尺寸为5-30mm，特别优选5-10mm，便于粘结剂的均匀拌合、覆盖。碎石与聚氨酯粘结剂混合直接铺设在分散土边坡表面，铺设前由装载机械运输至现场完成。铺设完成后由手动工具找平。碎石颗粒与聚氨酯的混合连续进行，混合均匀后连续卸出。均匀混合后尽快运送至现场铺设。混合时间应至少使复合材料全部拌匀，但拌合时间不宜过长，在复合材料尚未固化前进行铺设。保证将要拌合的碎石干燥整洁，防止砂、土等杂质粘附在复合材料上，消减粘结力，影响其稳定性。其次：护坡层厚度应适宜，厚度太小，对坡面压实不够，也不利于抵抗冻胀破坏与雨水冲蚀。最后：为保护开挖边坡免受雨水冲刷，首先完成边坡上部永久性截流沟的施工,在渠顶位置设有截流沟，渠顶截流沟可有效抑制降雨对坡面的冲刷，节流坡体上部水流。

本发明的寒区分散土边坡的防护方法优点如下：

①本发明的防护方法中的结构针对分散土边坡的表面冲蚀起到很好的防护作用，依靠自重对分散土边坡的压实起到积极作用，有利于分散土边坡的整体稳定，且柔性结构能很好的适应护坡的变形而不被破坏，比刚性结构具备更好的安全稳定性，通过室内模型试验，可以得出本发明的防护方法中的结构单元体抗压强度为1.8～4.9MPa、弯曲强度为0.5～1.9MPa，弹性模量为1000～3000MPa；

②能很好的抑制雨水对分散土坡面的冲刷及内部侵蚀，有效的对分散土边坡起到很好的保护作用，抗冲刷能力较强，能承受最大的水流速度可达6m/s；

③本发明的防护方法中的结构在本质上也具有透水性，对地下水的过滤作用具有较强的包容性，水中的悬移物和淤泥还能沉淀在填石缝中，有利于自然植物的生长；