[发明专利]适应冻融变形的边坡排水预制仿生构件及施工方法

说明书

本发明涉及适应冻融变形的边坡排水预制仿生构件及其施工方法，所述构件包括多节前小后大的U形槽体，依次顺接插装；所述U形槽体包括底板和底板横向两侧与其垂直的侧板；底板为前窄后宽的等腰梯形板，横向两侧端面设置有底板纵向凸起；侧板为矩形板，底部内侧与底板纵向凸起对应的位置设置有侧板纵向槽；底板纵向凸起插入侧板纵向槽内，使底板和侧板组成前小后大的U形槽体。本发明连接处类似于动物的关节，当底板受到冻胀、融沉作用发生抬升或下降时，连接部可以转动变形，不会被挤压破坏，可以适应冻融循环反复变形，并保持结构的稳定和排水功能，可以解决多年冻土区、季节性冻土区刚性排水沟难以适应冻融变形，容易破坏的问题。

技术领域

本发明涉及一种排水沟，具体涉及一种适应冻融变形的边坡排水预制仿生构件及其施工方法。

背景技术

冻土（包括多年冻土与季节性冻土）在全球广泛分布，冻土地区边坡结冰时会发生冻胀，坡面会发生轻微隆起变形，在暖季冰溶解后会发生融沉，冻胀力一般较排水结构自重大几十倍，这就导致目前的刚性排水结构很容易在冻胀力作用下发生错断、断裂破坏，失去排水效果。在多年冻土区这一问题尤为严重，常规的刚性排水沟无法抵抗冻胀变形，一个冻融循环作用下基本就完全破坏了，为了解决这一问题，现阶段区内采用干砌片石排水沟，干砌片石排水沟适应冻胀变形效果较好，但是空隙较多，容易漏水，排水效果较差，由于其采用的是干砌法施工，因此只能在地表平缓地带采用，无法作为坡面排水措施。

目前川藏高速、青藏高速、川藏铁路均处于勘察设计阶段，特别是青藏高速，大部分路段处于多年冻土区，急缺合适的边坡排水工程措施，基于此需要研制一套能适应高原缺氧、高寒的作业环境，又能适应冻胀、融沉循环变形的排水结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种适应冻融变形的边坡排水预制仿生构件及其施工方法，类似动物关节可以转动，当冻胀或融沉发生，底板抬升或下降时，接口处跟着发生转动，但不脱离，以达到适应冻胀、融沉循环变形的目的。

本发明所采用的技术方案为：

适应冻融变形的边坡排水预制仿生构件，其特征在于：

所述构件包括多节前小后大的U形槽体，依次顺接插装；

所述U形槽体包括底板和底板横向两侧与其垂直的侧板；底板为前窄后宽的等腰梯形板，横向两侧端面设置有底板纵向凸起；侧板为矩形板，底部内侧与底板纵向凸起对应的位置设置有侧板纵向槽；底板纵向凸起插入侧板纵向槽内，使底板和侧板组成前小后大的U形槽体。

底板前端的表面呈高度向前递减的弧面，形成凸弧面；

底板后端的底面呈凹弧面，形状与前端的凸弧面对应；

相邻两节U形槽体前后插接时，在后U形槽体的凸弧面位于在前U形槽体的凹弧面下方。

底板前端的凸弧面部位设置有横向贯通的底板圆孔，

侧板后端对应底板圆孔的位置设置有横向贯通的侧板圆孔；

相邻两节U形槽体前后插接时，在后U形槽体的底板圆孔对应在前U形槽体的侧板圆孔并插入钢筋棒。

钢筋棒直径小于底板圆孔和侧板圆孔1cm。

底板和侧板均为工厂模块化生产的混凝土预制块。

底板底面设置有防滑齿。

多节U形槽体依次顺接插装组成排水沟，底部设置有垫层。

垫层为15~20cm厚砂卵石垫层。

适应冻融变形的边坡排水预制仿生构件的施工方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤一：放样、基槽开挖，铺设15~20cm厚砂卵石垫层；