本發明(ming)涉及(ji)(ji)交通道路(lu)落(luo)石(shi)防治工程，尤其涉及(ji)(ji)抗落(luo)石(shi)沖(chong)擊生態拼裝吸能棚洞、預警系(xi)統及(ji)(ji)其建造方法。

背景技術：

1、自(zi)(zi)然災害(hai)是(shi)威脅(xie)人類生(sheng)命財產安(an)全的(de)(de)重要(yao)因素之(zhi)一，而自(zi)(zi)然落(luo)(luo)(luo)石(shi)(shi)(shi)是(shi)其中(zhong)常見且危害(hai)巨(ju)大(da)的(de)(de)災害(hai)之(zhi)一。特別(bie)是(shi)在(zai)(zai)交通(tong)道(dao)路沿(yan)(yan)線(xian)，自(zi)(zi)然落(luo)(luo)(luo)石(shi)(shi)(shi)對(dui)行(xing)(xing)車和(he)路面(mian)安(an)全構成了嚴(yan)重威脅(xie)。特別(bie)是(shi)，在(zai)(zai)山區、峽谷等地形復(fu)雜的(de)(de)地區，常常存在(zai)(zai)自(zi)(zi)然巖石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)崩(beng)塌和(he)滑落(luo)(luo)(luo)現象(xiang)，導致落(luo)(luo)(luo)石(shi)(shi)(shi)沿(yan)(yan)著(zhu)山體迅速滾(gun)落(luo)(luo)(luo)，有時甚(shen)至直接(jie)落(luo)(luo)(luo)入交通(tong)道(dao)路。這(zhe)些落(luo)(luo)(luo)石(shi)(shi)(shi)可能(neng)由于高速滾(gun)動(dong)和(he)重量較(jiao)大(da)而對(dui)行(xing)(xing)車造成直接(jie)威脅(xie)，引發交通(tong)事故甚(shen)至人員傷(shang)亡。除此之(zhi)外，落(luo)(luo)(luo)石(shi)(shi)(shi)還(huan)可能(neng)損(sun)壞道(dao)路設(she)施(shi)，導致交通(tong)中(zhong)斷(duan)和(he)維修成本的(de)(de)增加。當前，針對(dui)交通(tong)道(dao)路落(luo)(luo)(luo)石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)防護主要(yao)采取(qu)的(de)(de)是(shi)設(she)置固定式防護設(she)施(shi)，例(li)如(ru)混(hun)凝土擋墻、鋼制護欄(lan)以及棚洞。

2、現有(you)技術中，通過在棚(peng)頂(ding)設置(zhi)能夠(gou)吸(xi)收落(luo)石(shi)(shi)沖(chong)擊(ji)(ji)力的(de)(de)緩沖(chong)層(ceng)和種植層(ceng)，提(ti)高棚(peng)洞(dong)的(de)(de)抗沖(chong)擊(ji)(ji)能力，如：專利(li)(li)公開號為cn109183639a的(de)(de)中國(guo)發(fa)明專利(li)(li)，公開了一(yi)種柔性結(jie)構(gou)層(ceng)的(de)(de)棚(peng)洞(dong)結(jie)構(gou)及其施工(gong)方法，在棚(peng)頂(ding)設置(zhi)柔性結(jie)構(gou)層(ceng)，不(bu)僅能夠(gou)減(jian)輕(qing)落(luo)石(shi)(shi)的(de)(de)沖(chong)擊(ji)(ji)荷載，還能夠(gou)美(mei)化生態環境。但此(ci)類(lei)棚(peng)洞(dong)結(jie)構(gou)無法對落(luo)石(shi)(shi)進行(xing)排導，任落(luo)石(shi)(shi)隨(sui)意堆積不(bu)僅不(bu)利(li)(li)于(yu)清理，而(er)且不(bu)利(li)(li)于(yu)風險監(jian)測(ce)。因(yin)此(ci)，需要一(yi)種新的(de)(de)抗落(luo)石(shi)(shi)沖(chong)擊(ji)(ji)的(de)(de)棚(peng)洞(dong)結(jie)構(gou)及用(yong)于(yu)監(jian)測(ce)積石(shi)(shi)情況(kuang)的(de)(de)預警系統。

技術實現思路

1、針(zhen)對現有棚洞(dong)結(jie)構(gou)(gou)存(cun)在落石無(wu)法排(pai)(pai)導的(de)(de)缺陷，本發明(ming)的(de)(de)目(mu)(mu)的(de)(de)在于(yu)提供(gong)抗(kang)落石沖(chong)擊生(sheng)態拼裝吸能(neng)棚洞(dong)、預警(jing)系(xi)統(tong)及(ji)其建造(zao)方(fang)法。所(suo)述(shu)(shu)棚洞(dong)，在棚頂增設積(ji)石排(pai)(pai)導層，積(ji)石排(pai)(pai)導層與抗(kang)沖(chong)消(xiao)能(neng)層、植(zhi)被種植(zhi)層共(gong)同組成了具有生(sheng)態效應的(de)(de)、能(neng)夠對落石進行(xing)(xing)(xing)排(pai)(pai)導的(de)(de)抗(kang)沖(chong)消(xiao)能(neng)體(ti)，既能(neng)提高落石防護效果，又能(neng)達到生(sheng)態-減災協同治理的(de)(de)目(mu)(mu)的(de)(de)。所(suo)述(shu)(shu)預警(jing)系(xi)統(tong)配合(he)上述(shu)(shu)棚洞(dong)進行(xing)(xing)(xing)設置，能(neng)夠有效監測積(ji)石堆(dui)積(ji)情況(kuang)并進行(xing)(xing)(xing)響應。所(suo)述(shu)(shu)建造(zao)方(fang)法基于(yu)上述(shu)(shu)棚洞(dong)的(de)(de)模(mo)塊(kuai)式(shi)結(jie)構(gou)(gou)，既能(neng)用于(yu)新棚洞(dong)的(de)(de)建造(zao)，也能(neng)適用于(yu)已(yi)建棚洞(dong)的(de)(de)改造(zao)。

2、第(di)一、本發(fa)明提供了抗落(luo)石沖擊生(sheng)態拼裝吸能棚洞。

3、所述棚洞，包括棚洞主體、抗沖消能(neng)層、植(zhi)被種(zhong)植(zhi)層，還包括用于提高(gao)落石(shi)消能(neng)效果并將落石(shi)向棚洞主體側邊排(pai)(pai)導(dao)的積(ji)石(shi)排(pai)(pai)導(dao)層；

4、所(suo)述(shu)積石排導層(ceng)、所(suo)述(shu)抗沖消能層(ceng)、所(suo)述(shu)植(zhi)被種植(zhi)層(ceng)從下到上依次設置在所(suo)述(shu)棚(peng)洞主(zhu)體棚(peng)頂的上方；

5、所(suo)(suo)述(shu)(shu)積石排(pai)(pai)導(dao)層(ceng)主要由位(wei)于下部的柔性墊層(ceng)、位(wei)于上部的抗(kang)沖(chong)排(pai)(pai)導(dao)板組(zu)成；所(suo)(suo)述(shu)(shu)抗(kang)沖(chong)排(pai)(pai)導(dao)板的整體(ti)結構分(fen)為排(pai)(pai)導(dao)部和攔擋部，攔擋部從排(pai)(pai)導(dao)部向(xiang)棚洞主體(ti)側邊延伸并向(xiang)上彎(wan)(wan)折；所(suo)(suo)述(shu)(shu)排(pai)(pai)導(dao)部和所(suo)(suo)述(shu)(shu)攔擋部為一體(ti)化設置，或(huo)者所(suo)(suo)述(shu)(shu)排(pai)(pai)導(dao)部和所(suo)(suo)述(shu)(shu)攔擋部為分(fen)體(ti)式設置；所(suo)(suo)述(shu)(shu)抗(kang)沖(chong)排(pai)(pai)導(dao)板的本體(ti)結構包(bao)括(kuo)上、下兩(liang)層(ceng)抗(kang)沖(chong)排(pai)(pai)導(dao)鋼板和多個彈性鋼片(pian)，各個彈性鋼片(pian)呈(cheng)彎(wan)(wan)折狀(zhuang)分(fen)布在兩(liang)層(ceng)抗(kang)沖(chong)排(pai)(pai)導(dao)鋼板之間。

6、進(jin)一步地，為了更(geng)好地實現本發明，所述(shu)抗(kang)沖排(pai)導(dao)板(ban)的整(zheng)體(ti)結(jie)構(gou)呈中間(jian)高(gao)、兩側(ce)(ce)低(di)的雙側(ce)(ce)排(pai)導(dao)結(jie)構(gou)，或者所述(shu)抗(kang)沖排(pai)導(dao)板(ban)的整(zheng)體(ti)結(jie)構(gou)呈一側(ce)(ce)高(gao)、一側(ce)(ce)低(di)的單側(ce)(ce)排(pai)導(dao)結(jie)構(gou)。

7、進一步地(di)，為(wei)了(le)更(geng)好地(di)實(shi)現本(ben)發明，所述排(pai)導(dao)部和所述攔擋(dang)部為(wei)一體化設置，或(huo)者所述排(pai)導(dao)部和所述攔擋(dang)部為(wei)分體式設置。

8、進(jin)一步(bu)地(di)，為了更(geng)好(hao)地(di)實現本發明，當所(suo)述(shu)排導(dao)(dao)(dao)部(bu)(bu)(bu)和所(suo)述(shu)攔(lan)擋部(bu)(bu)(bu)為分體式(shi)設置(zhi)時，所(suo)述(shu)排導(dao)(dao)(dao)部(bu)(bu)(bu)和所(suo)述(shu)攔(lan)擋部(bu)(bu)(bu)通(tong)過轉動軸(zhou)鉸接，所(suo)述(shu)攔(lan)擋部(bu)(bu)(bu)遠離所(suo)述(shu)排導(dao)(dao)(dao)部(bu)(bu)(bu)的一側通(tong)過升降支撐柱進(jin)行升降高度的調節，且所(suo)述(shu)柔性墊(dian)層(ceng)設置(zhi)有用于(yu)提供(gong)攔(lan)擋部(bu)(bu)(bu)升降空間的斜坡。

9、進一步地，為(wei)了(le)更好地實現本發明(ming)，所述彈性鋼(gang)片的端部與抗(kang)沖排導鋼(gang)板連接，所述彈性鋼(gang)片的中段呈(cheng)月牙型或橫v型或波浪形(xing)。

10、進一步地，為了更好地實(shi)現本發明(ming)，所(suo)述抗(kang)沖消能層由至少一個抗(kang)沖吸能單元組成；當抗(kang)沖消能層包括多(duo)個抗(kang)沖吸能單元時(shi)，多(duo)個抗(kang)沖吸能單元平(ping)鋪(pu)成一整(zheng)個抗(kang)沖消能層；

11、所述(shu)抗(kang)沖吸能單元采用彈簧(huang)式抗(kang)沖吸能組(zu)件或者(zhe)網(wang)袋式抗(kang)沖吸能組(zu)件；

12、所述彈(dan)簧式(shi)抗(kang)沖吸能組件(jian)，包(bao)括第(di)(di)一(yi)(yi)(yi)上(shang)(shang)頂(ding)板(ban)、第(di)(di)一(yi)(yi)(yi)下底板(ban)、第(di)(di)一(yi)(yi)(yi)鋼架(jia)、第(di)(di)一(yi)(yi)(yi)吸能彈(dan)簧和第(di)(di)一(yi)(yi)(yi)消(xiao)能器；第(di)(di)一(yi)(yi)(yi)鋼架(jia)安裝(zhuang)在第(di)(di)一(yi)(yi)(yi)上(shang)(shang)頂(ding)板(ban)的上(shang)(shang)方，第(di)(di)一(yi)(yi)(yi)吸能彈(dan)簧、第(di)(di)一(yi)(yi)(yi)消(xiao)能器均設置在第(di)(di)一(yi)(yi)(yi)上(shang)(shang)頂(ding)板(ban)、第(di)(di)一(yi)(yi)(yi)下底板(ban)之(zhi)間(jian)，且第(di)(di)一(yi)(yi)(yi)吸能彈(dan)簧位于邊角處、第(di)(di)一(yi)(yi)(yi)消(xiao)能器位于中部；

13、所(suo)述網(wang)袋式抗沖(chong)吸(xi)能組件，包括第(di)二(er)上(shang)頂板(ban)、第(di)二(er)下底板(ban)、第(di)二(er)鋼(gang)架、第(di)二(er)吸(xi)能彈簧(huang)、柔性網(wang)和內部填充彈性顆粒的吸(xi)能袋；第(di)二(er)鋼(gang)架安(an)裝在第(di)二(er)上(shang)頂板(ban)的上(shang)方，柔性網(wang)圍擋在第(di)一(yi)(yi)上(shang)頂板(ban)、第(di)一(yi)(yi)下底板(ban)之間(jian)共同(tong)形(xing)成(cheng)一(yi)(yi)個(ge)封閉(bi)空(kong)間(jian)，吸(xi)能袋填充在封閉(bi)空(kong)間(jian)中。

14、進一(yi)步地，為了(le)更(geng)好地實(shi)現(xian)本發明，所(suo)述植(zhi)(zhi)(zhi)被種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)植(zhi)(zhi)(zhi)層包括種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)植(zhi)(zhi)(zhi)支架、種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)植(zhi)(zhi)(zhi)袋、土壤、植(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)；所(suo)述種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)植(zhi)(zhi)(zhi)支架安(an)裝在所(suo)述抗沖消能層的(de)頂部(bu)并(bing)與所(suo)述抗沖消能層形(xing)成鏤空(kong)的(de)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)植(zhi)(zhi)(zhi)空(kong)間；所(suo)述種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)植(zhi)(zhi)(zhi)袋中(zhong)填充用于種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)植(zhi)(zhi)(zhi)植(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)的(de)土壤后(hou)，設置在種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)植(zhi)(zhi)(zhi)空(kong)間中(zhong)；所(suo)述種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)植(zhi)(zhi)(zhi)袋下(xia)半部(bu)不透水、上半部(bu)透水。

15、進(jin)一步(bu)地(di)，為了更好地(di)實現本發明，還包括消能擴展(zhan)落石(shi)網；所述(shu)消能擴展(zhan)落石(shi)網安裝在所述(shu)棚洞主體(ti)上(shang)方的坡體(ti)上(shang)，用(yong)于(yu)在坡體(ti)處(chu)攔(lan)截落石(shi)；

16、所述消能擴展落石網(wang)包括攔石網(wang)和兩(liang)組(zu)(zu)網(wang)體(ti)安(an)(an)(an)裝組(zu)(zu)件，安(an)(an)(an)裝在(zai)坡體(ti)上的兩(liang)組(zu)(zu)網(wang)體(ti)安(an)(an)(an)裝組(zu)(zu)件分別與攔石網(wang)連接(jie)后將(jiang)攔石網(wang)撐開呈網(wang)兜狀；

17、一組所(suo)(suo)(suo)述網體安裝(zhuang)組件包括擴展桿(gan)、滑輪、第二消能(neng)器(qi)(qi)和一個(ge)設置(zhi)有滑槽的(de)固(gu)定臺(tai)；所(suo)(suo)(suo)述第二消能(neng)器(qi)(qi)的(de)一端(duan)與(yu)固(gu)定臺(tai)固(gu)定連接、第二消能(neng)器(qi)(qi)的(de)另一端(duan)通過擴展桿(gan)與(yu)攔(lan)石網連接；所(suo)(suo)(suo)述滑輪安裝(zhuang)在所(suo)(suo)(suo)述擴展桿(gan)上，并(bing)能(neng)夠在滑槽中限(xian)位滑動。

18、進(jin)一(yi)步地，為了更好地實現(xian)本發明，所述消能擴(kuo)展落石(shi)網的數量為多(duo)個時，多(duo)個消能擴(kuo)展落石(shi)網呈(cheng)上開口大、下收口小的喇叭型分布，用于收縮排導(dao)口后將落石(shi)集中(zhong)到棚洞(dong)主體的頂部。

19、第二(er)、本發明提供一種(zhong)預(yu)警(jing)系統，用于對上(shang)述(shu)的抗落石沖擊生態拼裝吸(xi)能棚洞進行落石預(yu)警(jing)。所(suo)述(shu)預(yu)警(jing)系統包括(kuo)攝像監控設備、太陽(yang)能充(chong)電板、蓄電池、控制器、網(wang)絡接收器、警(jing)報裝置和電子(zi)提醒牌；

20、所(suo)述(shu)(shu)警報裝(zhuang)置(zhi)、所(suo)述(shu)(shu)電子提醒牌，均設(she)置(zhi)在(zai)棚洞本體對應(ying)道(dao)路兩側，用于發出告警信號；

21、所述攝像(xiang)監控設(she)備(bei)，安裝在棚(peng)洞本體的頂部(bu)，用于(yu)對落石堆(dui)積情況進行觀(guan)測；

22、所(suo)(suo)述(shu)控制(zhi)器(qi)，分別與所(suo)(suo)述(shu)網絡接(jie)收(shou)器(qi)、所(suo)(suo)述(shu)警(jing)報裝置、所(suo)(suo)述(shu)電子提醒(xing)牌連(lian)接(jie)，用于通(tong)過所(suo)(suo)述(shu)網絡接(jie)收(shou)器(qi)接(jie)收(shou)所(suo)(suo)述(shu)攝像監(jian)控設備傳輸的數據，當發(fa)現(xian)落石堆(dui)積超過預設情形時，發(fa)送(song)指令至所(suo)(suo)述(shu)警(jing)報裝置、所(suo)(suo)述(shu)電子提醒(xing)牌以發(fa)出(chu)告警(jing)信(xin)號(hao)；

23、所述太(tai)陽(yang)能(neng)充電板，安裝在(zai)棚洞本體(ti)的頂(ding)部或者(zhe)棚洞本體(ti)對應(ying)道路兩側，用于將太(tai)陽(yang)能(neng)轉換成電能(neng)后傳輸至蓄電池進行(xing)存儲；

24、所(suo)述(shu)蓄電池(chi)，還分別(bie)與所(suo)述(shu)攝像監控設備、所(suo)述(shu)控制器、所(suo)述(shu)警報裝置、所(suo)述(shu)電子提醒牌(pai)連接(jie)，用于供電。

25、進一步地，為了更好地實(shi)現本發明，當所(suo)述棚洞(dong)設(she)置消能擴展落石(shi)網(wang)時，所(suo)述控制器與安裝在攔石(shi)網(wang)中部的碰(peng)撞(zhuang)傳感(gan)器通(tong)信連接(jie)，通(tong)過碰(peng)撞(zhuang)傳感(gan)器監測掉落至(zhi)所(suo)述攔石(shi)網(wang)中的落石(shi)；

26、當所述(shu)(shu)棚(peng)洞設置(zhi)升(sheng)降(jiang)支撐柱(zhu)(zhu)時，所述(shu)(shu)控制(zhi)器與升(sheng)降(jiang)支撐柱(zhu)(zhu)的電動(dong)(dong)啟動(dong)(dong)裝置(zhi)連(lian)接，通過(guo)電動(dong)(dong)啟動(dong)(dong)裝置(zhi)調節所述(shu)(shu)升(sheng)降(jiang)支撐柱(zhu)(zhu)的工作高度。

27、所述預警系統還(huan)包括碰撞傳(chuan)感器(qi)；

28、所(suo)述碰撞傳感器(qi)安裝在(zai)攔(lan)石網中部，用于監(jian)測掉落(luo)至所(suo)述攔(lan)石網中的落(luo)石。

29、進一步地，為了更(geng)好地實現本發(fa)明，所述(shu)控制器還與所述(shu)升降支(zhi)撐柱的(de)(de)電(dian)動啟(qi)動裝置連接，用(yong)于調節(jie)所述(shu)升降支(zhi)撐柱的(de)(de)工作高(gao)度。

30、第三、本發明提(ti)供了一種建(jian)造方(fang)法(fa)。所述建(jian)造方(fang)法(fa)，根(gen)據上述的(de)抗落石(shi)沖(chong)擊生態(tai)拼裝吸能棚洞(dong)(dong)進行新棚洞(dong)(dong)的(de)建(jian)造或已(yi)建(jian)棚洞(dong)(dong)的(de)改造。

31、本發明的有益效果如(ru)下。

32、（1）本發明提(ti)供的(de)抗落(luo)石(shi)(shi)沖(chong)擊(ji)生(sheng)(sheng)態拼裝吸(xi)能棚洞，在(zai)棚頂(ding)增設積石(shi)(shi)排導(dao)層，積石(shi)(shi)排導(dao)層與抗沖(chong)消能層、植(zhi)被種植(zhi)層共(gong)同組(zu)成了具(ju)有生(sheng)(sheng)態效應(ying)的(de)、能夠(gou)對落(luo)石(shi)(shi)進行排導(dao)的(de)抗沖(chong)消能體，既能提(ti)高落(luo)石(shi)(shi)防護效果，又能達到生(sheng)(sheng)態-減災協同治理的(de)目的(de)。

33、（2）本發明提(ti)(ti)供的(de)抗(kang)落(luo)石沖擊生態拼裝吸(xi)能(neng)(neng)棚洞，采用了(le)多種抗(kang)沖吸(xi)能(neng)(neng)設(she)計(ji)，包括吸(xi)能(neng)(neng)彈簧、柔性網和(he)(he)吸(xi)能(neng)(neng)袋等，能(neng)(neng)夠有效地(di)吸(xi)收和(he)(he)減(jian)緩(huan)落(luo)石的(de)沖擊力，從而降低對結構的(de)損壞，并提(ti)(ti)高了(le)棚洞對落(luo)石的(de)抵御能(neng)(neng)力。

34、（3）本(ben)發(fa)明提供的抗落石沖(chong)擊生態(tai)拼裝吸能棚洞，大部(bu)分結構(gou)可以通過預制拼裝組合，建造快(kuai)，環(huan)境影響小(xiao)。

35、（4）本發明提供的(de)抗落(luo)石沖擊生態拼裝(zhuang)吸能(neng)棚洞，在結構(gou)頂部種植植物，利用(yong)植物的(de)根(gen)系(xi)固(gu)定土壤，形成生態綠(lv)化(hua)(hua)覆蓋，不僅(jin)美(mei)化(hua)(hua)了(le)環(huan)境，還能(neng)吸收二氧化(hua)(hua)碳、凈(jing)化(hua)(hua)空氣，提高生態環(huan)境質量(liang)。

36、（5）本發(fa)明提(ti)供的(de)抗落(luo)石(shi)(shi)沖擊生(sheng)態拼裝吸能(neng)(neng)棚洞，結合了抗沖排導板、升降支撐柱和消能(neng)(neng)擴展落(luo)石(shi)(shi)網等多(duo)種(zhong)防護設施(shi)，形(xing)成(cheng)了多(duo)層次的(de)防護系統(tong)，有(you)效(xiao)地減少了落(luo)石(shi)(shi)對交通和人員安全(quan)的(de)威脅。

37、（6）本發明提供的(de)預(yu)警(jing)系統(tong)，配備(bei)了(le)碰(peng)撞傳感器、攝像監(jian)控(kong)設備(bei)等預(yu)警(jing)系統(tong)，能(neng)夠及時(shi)發現落(luo)石事件(jian)，并通過(guo)(guo)警(jing)報(bao)裝置(zhi)和電子提醒牌對過(guo)(guo)往(wang)車輛進行提醒，從而(er)降(jiang)低(di)了(le)事故發生的(de)可(ke)能(neng)性。同時(shi)，通過(guo)(guo)遠程監(jian)控(kong)系統(tong)，可(ke)以(yi)實(shi)時(shi)監(jian)測落(luo)石情況，及時(shi)采(cai)取措施，保(bao)障(zhang)道路和人員安全。

38、（7）本發明提供的制備方法，既能(neng)進行新棚(peng)(peng)洞(dong)的建造，也能(neng)進行已(yi)建棚(peng)(peng)洞(dong)的改造。