CN106958251B - 根系联合框架拉筋带生态防护黄土边坡的方法 - Google Patents

根系联合框架拉筋带生态防护黄土边坡的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的根系联合框架拉筋带生态防护黄土边坡的方法，在黄土边坡的坡面构建格构网络式排蓄水沟槽，在排蓄水沟槽内间隔一定距离垂直黄土边坡埋设锚杆，所述锚杆顶端露出坡面，下端穿过易浸水的表层(易被降雨浸润渗透的土层)锚固到黄土边坡难浸水的里层，贴坡面在相邻两锚杆顶端之间固定一根横梁，在坡面形成格构网络式框架；在排蓄水沟槽内间隔一定距离栽种根系发达的植株，在相邻两植株之间垂直穿过黄土边坡易浸水的表层植入具有抗拉强度和吸水保水特性的拉筋带，并将拉筋带上端拉紧绑扎固定在横梁上，拉筋带下端植入深度达到黄土边坡难浸水的里层内部。本发明所述方法实现黄土边坡既可以进行生态养护，又解决水土流失问题。

Description

根系联合框架拉筋带生态防护黄土边坡的方法
技术领域
本发明涉及水土流失及边坡治理工程技术领域，具体涉及一种采取根系联合框架拉筋带生态防护法治理黄土边坡水土流失的方法。
背景技术
水土流失在我国十分严重，特别是在我国西北黄土地区尤其严重。水土流失治理涉及粮食生产耕地保障和交通安全，水土流失治理是国土建设中的一个长期重要任务。水土流失主要是边坡水土流失，边坡水土流失治理是水土治理中的难点和重中之重。为了治理边坡水土流失，人们开发出了多种有效治理方法，如在坡面上撒草种、铺草皮、液压喷播植草、三维网植草、格构梁骨架植草等方法进行治理。生态护坡法是目前最为人们认可的边坡治理方法。但现有技术的生态护坡治理方法很难在我国西北黄土高原地区实施。原因之一是西北地区降雨量少，缺少生态治理所需的水。二是黄土遇水会出现湿陷下沉以及降雨较大时边坡会发生严重的水土流失甚至滑坡。因此人们现已开发出的边坡水土流失治理方法，如在坡面上撒草种、铺草皮、液压喷播植草、三维网植草、格构梁骨架植草等方法，很难适用于黄土边坡水土流失治理。黄土地区雨季短而降雨少，降雨流失可惜，降雨入渗又会引起严重的湿陷性问题，而现有的边坡护坡技术又难以解决这一对矛盾。为了有效治理黄土边坡水土流失，急需提供一种新的黄土边坡治理方法，既能解决目前黄土边坡降雨带来的水土流失难题，又能改变采用生态护坡无法用水养护管理(由于湿陷性问题)的局面。
发明内容
本发明的目的在于针对现有黄土边坡工程防护技术的现状与不足，提供一种根系联合框架拉筋带生态防护黄土边坡的方法，以实现黄土边坡既可以进行生态养护，又可解决水土流失的问题。
针对本发明的上述发明目的，本发明提供的根系联合框架拉筋带生态防护黄土边坡的方法，其技术方案的构成包括：在黄土边坡的坡面构建格构网络式用于排水和蓄水的沟槽(排蓄水沟槽)，在排蓄水沟槽内间隔一定距离垂直黄土边坡埋设锚杆，所述锚杆顶端露出坡面，下端穿过黄土边坡易浸水的表层(易被降雨浸润渗透的土层)锚固到黄土边坡难浸水的里层，贴紧边坡坡面在相邻两锚杆顶端之间固定一根横梁，在坡面形成格构网络式框架；在排蓄水沟槽内间隔一定距离栽种根系发达的植株，在相邻两植株之间垂直穿过黄土边坡易浸水的表层植入具有抗拉强度和吸水保水特性的拉筋带，并将拉筋带上端拉紧绑扎固定在横梁上，拉筋带下端植入深度达到黄土边坡难浸水的里层内部。
在本发明的上述技术方案中，所述排蓄水沟槽为在坡面上开挖的横截面为梯形的小沟槽，最好在排蓄水沟槽的两侧壁铺设防水膜并在膜上覆土，以防止雨水从侧壁入渗和紫外线对膜的照射，降低膜老化。排蓄水沟槽槽底宽度优选为10～15cm。
在本发明的上述技术方案中，相邻两锚杆之间的间距一般为1～2m，锚杆下端垂直植入边坡的深度至少80cm。
在本发明的上述技术方案中，所述拉筋带为单根或成束拉筋带，下端垂直植入黄土边坡的深度也要至少达80cm。
在本发明的上述技术方案中，拉筋带的植入是先在黄土边坡坡面垂直向下打孔，然后将拉筋带一端压入所打的孔中，使拉筋带沿孔延伸至孔底后向孔中灌入松散细颗粒土或泥浆将拉筋带固定于孔中。
在本发明的上述技术方案中，所述排蓄水沟槽排布而成的格构网络的格子优选为正方形格或菱形格，相邻两平行的排蓄水沟槽之间的垂直间距一般为1～1.5m。
在本发明的上述技术方案中，所述排蓄水沟槽中栽种的植株的其株间距优选为30～40cm。
在本发明的上述技术方案中，所述拉筋带优选由尼龙、涤纶或丙纶织带制作的2～4cm宽的致密条带，所述锚杆可为竹木或涂覆沥青防锈的钢筋锚杆；所述横梁可为竹木或涂覆沥青防锈的钢筋横梁。
在本发明的上述技术方案中，最好在边坡坡面排蓄水沟槽排布而成的格构网络的格子中种植草皮，以进一步保持水土。
在本发明的上述技术方案中，栽种的植物需要是根系发达的植株，例如灌木类或香根草等草本类。
本发明所述方法能够抑制黄土边坡降雨湿陷下沉的力学原理为：将锚杆埋设直至黄土边坡难浸水的里层土层内。表层(易浸水层)黄土降雨失陷会导致上层锚杆-土体之间产生向下的摩擦力q1。位于里层土层内的锚杆，由于杆体的锚入，相应地在下层锚杆-土体之间产生的向上的摩擦力q2。黄土降雨失陷使拉筋带受力，通过横梁传递给锚杆下压力N。这三种力量作用在锚杆上实现了锚杆的受力平衡(见图3)。黄土边坡由于降雨入渗所致的失陷性对拉筋带会产生下拽力，从而对横梁产生拉力T，横梁同时受到锚杆向上的支撑力N，实现了横梁受力平衡(见图4)。利用锚杆和横梁所提供给拉筋带的向上的拉力T，来抗衡黄土边坡里层和表层由于降雨入渗所致的失陷性而产生的下拽力(见图5)。用植物联合持水拉筋带的围护网络代替传统的格构梁骨架，减少降雨引起的黄土边坡的遇水湿陷下沉，实现了黄土边坡的生态和柔性防护。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明所述方法采用根系联合框架拉筋带生态防护黄土边坡，利用半封闭性的排蓄水沟槽排蓄水(以排为主，以蓄为辅，大雨主排，小雨主蓄)，利用沟槽内的拉筋带的毛细力持水根灌。降雨径流收集到半封闭(两侧壁通过防水膜封闭)排蓄水沟槽底部再下渗给持水拉筋带，供给植物根系毛细吸水同时黄土由于微控持水，避免了剧烈的遇水湿陷，使得黄土边坡防水排水效果好、植物护坡生态效应的耐持久性好，有效地维护了黄土边坡的柔性和生态防护。
2.本发明所述方法中，香根草或其它灌木植株都具有发达的根系，在拉筋带毛细持水的养护下经过一段时间可以快速生长，扎入下部的稳定土层，根系将会和拉筋带缠绕成一整体，从而会提高加固效果，有利于保持水土和抑制黄土湿陷。
3.本发明所述方法利用根系联合框架拉筋带生态防护黄土边坡，利用小锚杆和绑扎在横梁上的拉筋带的拉拔作用，限制降雨引起的黄土边坡的遇水湿陷下沉，因而能适应黄土边坡的生态防护。
4.本发明所述方法养护***结构简单易建立、设计合理、工艺简单、易于施工、操作方便、成本低、养护容易、易于推广，可以用于黄土边坡的生态防护和绿化。
附图说明
图1为本发明所述方法生态防护的黄土边坡的坡面俯视示意图。
图2为图1中A-A向剖面结构示意图。
图3为本发明所述方法中锚杆的受力示意图。
图4为本发明所述方法中横梁的受力示意图。
图5为本发明所述方法中拉筋带的受力示意图。
图中，1—锚杆，2—植株(香根草或灌木)，3—拉筋带，4—横梁，5—排蓄水沟槽，6—黄土边坡易浸水的表层，7—黄土边坡难浸水的里层，8—草皮。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明所述根系联合框架拉筋带生态防护黄土边坡的方法作进一步说明。
实施例1
本实施例所述根系联合框架拉筋带生态防护黄土边坡的方法：在黄土边坡的坡面构建格构网络式排蓄水沟槽5，排蓄水沟槽5为在坡面上开挖的横截面为梯形的小沟槽，其两侧壁铺设防水膜并在膜上覆土，以防止雨水从侧壁入渗和防紫外线照射。沟槽槽底宽约为10cm。所述排蓄水沟槽排布而成的格构网络的格子为菱形格，相邻两平行的排蓄水沟槽之间的垂直间距为1m左右。在排蓄水沟槽内间隔1.5m埋设涂覆沥青防锈的钢筋锚杆1，钢筋锚杆垂直穿过黄土边坡，所述锚杆顶端露出坡面，下端穿过易浸水的表层锚固到黄土边坡难浸水的里层，下端植入黄土边坡的深度约为80cm。然后贴边坡坡面在相邻两锚杆顶端之间固定一根竹木横梁4，在坡面形成格构网络式框架。在排蓄水沟槽内每间隔约30cm(株间距)栽种一株香根草2，在相邻两植株之间垂直穿过黄土边坡易浸水的表层6植入具有一定抗拉强度和吸水保水特性的成束拉筋带3，并将拉筋带一端拉紧绑扎固定在横梁上。所述拉筋带下端植入黄土边坡的深度约为85cm，植入深度达到黄土边坡难浸水的里层内部。所述拉筋带为尼龙织带制作的4cm左右宽的致密条带。植入成束拉筋带的方法是，先用麻花钻或锥头钢筋在黄土边坡上垂直坡面向下打孔，然后用麻花钻或锥头钢筋将拉筋带一端压入所打孔中，使拉筋带沿孔延伸至孔底后拔出麻花钻或锥头钢筋，并向孔中灌入松散细颗粒土或泥浆将拉筋带固定于孔中。最后，在坡面排蓄水沟槽排布而成的格构网络的格子中种植草皮。

Claims (10)

1.根系联合框架拉筋带生态防护黄土边坡的方法，其特征在于在黄土边坡的坡面构建格构网络式排蓄水沟槽(5)，在排蓄水沟槽内间隔一定距离垂直黄土边坡埋设锚杆(1)，所述锚杆顶端露出坡面，下端穿过黄土边坡易浸水的表层(6)锚固到黄土边坡难浸水的里层(7)，贴边坡坡面在相邻两锚杆顶端之间固定一根横梁(4)，在坡面形成格构网络式框架；在排蓄水沟槽内间隔一定距离栽种根系发达的植株(2)，在相邻两植株之间垂直穿过黄土边坡易浸水的表层(6)植入具有抗拉强度和吸水保水特性的拉筋带(3)，并将拉筋带上端拉紧绑扎固定在横梁上，拉筋带下端植入深度达到黄土边坡难浸水的里层内部。
2.根据权利要求1所述根系联合框架拉筋带生态防护黄土边坡的方法，其特征在于所述排蓄水沟槽(5)为在坡面上开挖的横截面为梯形的小沟槽，在排蓄水沟槽的两侧壁铺设防水膜并在膜上覆土，以防止雨水从侧壁入渗和紫外线照射。
3.根据权利要求2所述根系联合框架拉筋带生态防护黄土边坡的方法，其特征在于排蓄水沟槽底面宽度为10～15cm。
4.根据权利要求1～3中任意一项权利要求所述根系联合框架拉筋带生态防护黄土边坡的方法，其特征在于相邻两锚杆之间的间距为1～2m，锚杆下端垂直植入边坡的深度为至少80cm。
5.根据权利要求1～3中任意一项权利要求所述根系联合框架拉筋带生态防护黄土边坡的方法，其特征在于所述拉筋带为单根或成束拉筋带，下端垂直植入黄土边坡的深度为至少80cm。
6.根据权利要求5所述根系联合框架拉筋带生态防护黄土边坡的方法，其特征在于拉筋带的植入是先在边坡坡面上垂直向下打孔，然后将拉筋带一端压入所打的孔中，使拉筋带沿孔延伸至孔底后向孔中灌入松散细颗粒土或泥浆将拉筋带固定于孔中。
7.根据权利要求1～3中任意一项权利要求所述根系联合框架拉筋带生态防护黄土边坡的方法，其特征在于所述排蓄水沟槽排布而成的格构网络的格子为正方形格或菱形格，相邻两平行的排蓄水沟槽之间的垂直间距为1～1.5m。
8.根据权利要求1～3中任意一项权利要求所述根系联合框架拉筋带生态防护黄土边坡的方法，其特征在于所述排蓄水沟槽中栽种的植株的株间距为30～40cm。
9.根据权利要求1～3中任意一项权利要求所述根系联合框架拉筋带生态防护黄土边坡的方法，其特征在于所述拉筋带为由尼龙、涤纶或丙纶织带制作的2～4cm宽的致密条带，所述锚杆为竹木或涂覆沥青防锈的钢筋锚杆，所述横梁为竹木或涂覆沥青防锈的钢筋横梁。
10.根据权利要求1～3中任意一项权利要求所述根系联合框架拉筋带生态防护黄土边坡的方法，其特征在于在边坡坡面排蓄水沟槽排布而成的格构网络的格子中种植草皮(8)。
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