CN108547307A - 基于人造壤土的边坡生态防护方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于人造壤土的边坡生态防护方法。该方法包括：清理坡面碎石，平整坡面；在坡面上利用风钻钻孔，各个孔交错布置，将锚杆埋入孔内并用水泥砂浆灌注孔穴，固定锚杆；在坡顶上铺设锚钉，沿坡面从上到下铺设铁丝网，用铁线将铁丝网与锚钉和锚杆进行绑扎；在边坡上进行水系排布，在边坡上选定的位置设置排水沟；通过喷播设备在边坡上先后喷射人造壤土基质混合物和抗侵蚀固土基质混合物；利用无纺布覆盖坡面，对无纺布进行固定；对边坡进行养护管理和后期监测工作。本发明的方法采用两次喷播的方式进行播种，分别形成抗侵蚀固土层和人造壤土层，有助于植物种子的发芽生长、养分转化和土壤微生物活动，可最快达到边坡生态防护的目的。

Description

基于人造壤土的边坡生态防护方法

技术领域

本发明涉及公路边坡生态防护领域，具体涉及一种基于人造壤土的边坡生态防护方法。

背景技术

近年来，伴随着经济和社会快速发展，我国基础设施建设的步伐也随之加快。伴随着大量高速公路的发展建设，随之而来的对生态环境的影响也愈发突出，其中高速公路建设过程中开挖山体而产生的裸露边坡尤为常见。裸露的边坡不仅会影响公路沿线的美观性，更易造成水土流失、滑坡、泥石流、局部小气候的恶化等次生灾害，严重者甚至会导致局部地区生物链的破坏。相关文献资料显示，如仅通过自然的力量恢复被破坏的植被需要40-100年的时间。因此，为快速有效地对被破坏了的边坡进行生态恢复，减少人为破坏对生态的影响，必须采取相应的措施对坡面进行人工绿化。

壤土，指土壤颗粒组成中黏粒、粉粒、砂粒含量适中的土壤，颗粒大小在0.2mm至0.02mm之间。质地介于黏土和砂土之间，兼有黏土和砂土的优点，通气透水、保水保温性能都较好，耐旱耐涝，抗逆性强，利用壤土喷播形成的基质层更利于植物的生长。

但是，壤土由于其结构的特殊性，直接喷播形成的结构不稳定，宜被冲刷破坏，后期便无法为植物生长提供必需的物质条件，无法满足边坡的生态防护要求。因此，如何既克服上述问题又利用壤土的宜生长特性是当前丞待解决的问题。

发明内容

本发明的实施例提供了一种基于人造壤土的边坡生态防护方法，以克服现有技术的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种基于人造壤土的边坡生态防护方法，包括以下施工步骤，

步骤(A)，清理坡面碎石，平整坡面；

步骤(B)，在坡面上利用风钻钻孔，各个孔交错布置，将锚杆埋入孔内并用水泥砂浆灌注孔穴，固定锚杆；

步骤(C)，在坡顶上铺设锚钉，沿坡面从上到下铺设铁丝网，用铁线将铁丝网与锚钉和锚杆进行绑扎固定；

步骤(D)，在边坡上进行水系排布，在边坡上选定的位置设置排水沟；

步骤(E)，通过搅拌设备利用人造壤土剂和基材构造人造壤土基质混合物，利用抗侵蚀固土剂和基材构造抗侵蚀固土基质混合物，通过喷播设备在边坡上先后喷射人造壤土基质混合物和抗侵蚀固土基质混合物；

步骤(F)，利用无纺布覆盖坡面，对所述无纺布进行固定；

步骤(G)，对边坡进行养护管理和后期监测工作。

进一步地，所述的步骤(C)中相邻两幅铁丝网的搭接宽度不少于一个网眼，且铁丝网与坡面间的间距不少于8cm。

进一步地，所述的步骤(E)具体包括：

(E1)，分别将人造壤土剂和基材利用搅拌设施按比例混合搅拌至均匀，形成人造壤土基质混合物；

(E2)，利用喷射泵和空压机将人造壤土基质混合物喷射至坡面和金属网上；

(E3)，在第一次喷射的人造壤土基质混合物达到一定的厚度时，将抗侵蚀固土剂和基材按比例混合搅拌均匀形成抗侵蚀固土基质混合物，并通过喷射泵和空压机将抗侵蚀固土基质混合物喷射至坡面和金属网上，形成抗侵蚀固土层；

(E4)，在坡面和金属网上，最终喷射的两层基质混合物平均厚度为7cm-10cm。

进一步地，所述抗侵蚀固土层的厚度为0.5-1.5cm，所述抗侵蚀固土基质混合物的基材包括按量配比的复合肥10％-15％、保水剂3％-4％、抗侵蚀固土剂2％-3％、稻壳75％-80％和乔灌木种子20-25g/m2；

所述人造壤土层的厚度为6-8cm，所述人造壤土基质混合物的基材包括按量配比的种植土65％-70％、微量元素1％、有机肥1％-2％、椰粉5％-8％、秸秆纤维5％-8％、木屑10％-13％和人造壤土剂1％-2％。

进一步地，所述抗侵蚀固土剂的材料包括可生物降解的木质纤维。

进一步地，所述无纺布用“U”形钉加以固定，所述无纺布的覆盖密度为每平方米30g。

进一步地，所述步骤(G)中的养护管理工作包括按照设定的浇水频率与浇水量对边坡浇水。

进一步地，步骤(G)中的后期监测工作包括监测人造土壤层的有机质含量和植物生长情况，根据植物生长需要添加有机肥和更换伤损苗木。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例的基于人造壤土的边坡生态防护方法采用两层喷播的方式进行播种，所形成的抗侵蚀固土层作用于土壤表面形成土壤保护纤维层，在土壤与坡面间形成紧密结合的连续、多孔、柔性的防腐蚀覆盖。保护坡面土壤不会因雨水或其他水作用而造成的水土流失。所形成的人造壤土层通过添加有机质和生物刺激素，改善土壤的剖面和组成，提高土壤肥力，为植物生长提供理想的生长发育空间，具有良好的应用前景。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的基于人造壤土的边坡生态防护技术施工方法的处理流程图；

图2为本发明的基于人造壤土的边坡生态防护技术坡面成形示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为方便理解本发明所述的基于人造壤土的边坡生态防护技术，下面将结合说明书附图，对本发明做进一步说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，本发明的保护范围不受此实施方式的限制。

在本发明实施例中，试验路段地处丘陵，地形起伏变化大，地形陡峭，坡体地面标高约360～420m，自然坡角最大约44°。山体植被发育，生长松树及各种灌木、蕨类植物。根据钻探资料及野外地质调绘成果，边坡主要由第四系坡残积粉质粘土、砂质粘性土和燕山期花岗岩及其风化层组成。根据钻探及工程地质调绘资料，边坡范围未发现有影响场地稳定性的不良地质存在，工程场地属稳定地块。坡体第四系覆盖层及全～强风化层较厚，植被发育，坡体范围未测得地层结构面产状。区内气候温和，雨量充沛，地表径流对坡面坡脚的冲刷较大。大气降水为地下水主要补给来源。地下水主要类型为孔隙水及基岩裂隙水。孔隙水主要赋存于第四系松散层中，孔隙含水量随季节变化；基岩裂隙水赋存于岩石裂隙中，其透水性及赋水性极不均匀。地下水以侧向渗流的形式向沟谷***或蒸发。勘探期间在钻孔深度内未发现地下水。该试验边坡采用的加固防护措施如下：

边坡级数	坡高/m	坡率	平台宽度/m	主要支护形式
					第一级	10	1:0.75	2	光面***，不防护、人字形骨架
第二级	10	1:0.75	2	锚杆格子梁、人字形骨架
					第三级	10	1:1	2	锚杆格子梁、人字形骨架
第四级	10	1:1	2	人字形骨架
					第五级	10	1:1.25		人字形骨架

在工程护坡的基础上，采用本专利实施例所述的基于人造壤土的边坡生态防护技术进行边坡生态防护和修复。图1为本发明实施例提供的一种基于人造壤土的边坡生态防护技术施工方法的处理流程图，包括以下处理步骤：

步骤(A)，清理坡面碎石，利用人工和机械相结合的措施平整坡面；

步骤(B)，在坡面上利用风钻钻孔，各个孔交错布置，将锚杆埋入孔内并用水泥砂浆灌注孔穴，固定锚杆；

步骤(C)，在坡面上铺设锚钉，沿坡面从上到下铺设铁丝网，用铁线将铁丝网与锚钉和锚杆进行绑扎固定；相邻两幅铁丝网的搭接宽度不少于一个网眼，且铁丝网与坡面间的间距不应少于8cm。

步骤(D)，在边坡上进行水系排布，选取适当的位置设置排水沟，坡脚处的排水沟应提前设计并在道路主线施工结束后进行；

步骤(E)，利用搅拌设备将培养基材拌置并利用喷播设备上料喷播，过程如下:

(E1)，分别将人造壤土剂和基材利用搅拌设施按比例混合搅拌至均匀，形成人造壤土基质混合物；所述人造壤土基质混合物的基材包括按量配比的种植土65％-70％、微量元素1％、有机肥1％-2％、椰粉5％-8％、秸秆纤维5％-8％、木屑10％-13％和人造壤土剂1％-2％；

(E2)，利用喷射泵和空压机将人造壤土基质混合物高压喷射至坡面和金属网上，形成人造壤土层，该人造壤土层的厚度为6-8cm；

(E3)，在第一次喷射的人造壤土基质混合物达到一定的厚度时，将抗侵蚀固土剂和基材按比例混合搅拌均匀形成抗侵蚀固土基质混合物，并通过喷射泵和空压机高压喷射至坡面和金属网上，形成抗侵蚀固土层，所述抗侵蚀固土层的厚度为0.5-1.5cm；抗侵蚀固土基质混合物的基材包括按量配比的复合肥10％-15％、保水剂3％-4％、抗侵蚀固土剂2％-3％、稻壳75％-80％和乔灌木种子20-25g/m2(灌草比例3:2)；

(E4)，在坡面和金属网上，最终喷射的两层基质混合物的总平均厚度应为12cm-15cm；

步骤(F)，利用无纺布覆盖坡面，用“U”形钉加以固定，不可留下接缝；

覆盖用无纺布的所述无纺布的覆盖密度以每平方米30g为宜。无纺布覆盖后，应注意观察种子发芽和生长情况，至草和灌木生长至3cm时可撤去无纺布，若遇冬季霜冻可适当延后撤去。

步骤(G)，进行边坡的养护管理和后期监测工作，主要包括浇水、施肥、病虫害防治和后期植物生长状况监测。图2为本发明的基于人造壤土的边坡生态防护技术坡面成形示意图。

所述的养护管理工作中前期应注意浇水频率与浇水量，以避免抗侵蚀固土层因凝结不牢固被人为冲刷破坏。后期监测工作主要为监测人造土壤层的有机质含量和植物生长情况，应根据植物生长需要及时添加有机肥和更换伤损苗木。

本发明的基于人造壤土的边坡生态防护技术，基质混合物拌和后以“手握成团，落地散开”为宜，且基质混合物应随拌随播。

本发明的基于人造壤土的边坡生态防护技术，抗侵蚀固土剂是为解决坡面水土保持而研发的专用产品，主要材料为可生物降解的木质纤维，其是植物化的，不含塑料成分，不需要固化期，无任何不良化学物质，无毒无公害。其原理是作用于土壤表面形成土壤保护纤维层，在土壤与坡面间形成紧密结合的连续、多孔、柔性的防腐蚀覆盖。保护坡面土壤不会因雨水或其他水作用而造成的水土流失。上述抗侵蚀固土剂是一种可完全生物降解且有效的抗雨水冲刷的生态材料，后期可促进植物的生根发芽和快速生长，适合于各类坡面施工适用。

本发明的基于人造壤土的边坡生态防护技术，人造壤土剂是一种专为低有机质、低营养水平和有限的生物活性的土壤设计的工程材料基质，旨在加速修复土壤，使得贫瘠土壤为植物生长发挥最大潜力并实现长期控制侵蚀的效果。人造壤土剂通过添加有机质和生物刺激素，改善土壤的剖面和组成，提高土壤肥力，为植物生长提供理想的生长发育空间，其所有组分都是天然无毒环保材料，保湿效果极佳，适合植物生长和植被建立。

为了防止强烈阳光的暴日田和大雨对坡面的冲刷丽造成幼苗的不正常发芽生长，边坡生态防护层经喷播形成后应覆盖无纺布加以养护，覆盖用无纺布以每平方米30g为宜。无纺布覆盖后，应注意观察种子发芽和生长情况，至草和灌木生长至3cm时可撤去无纺布，若遇冬季霜冻可适当延后撤去。

保持正常的浇水工作可确保正常的发芽、出苗率。在此期间应注意浇水方法和浇水量，既要保证有足够促使种子发芽的需水量，又不能积存太多的水形成地表径流破坏有机植物生态毯，造成坡面覆盖不均匀，形成部分秃斑。尽可能使坡面保持湿润，直到出苗齐全。前期持续养护时间约45天。养护浇水的时间以早晚进行为佳，尽量避免在强烈的阳光下进行喷水养护，以免灼伤幼苗叶片。在高温干旱季节，种子幼芽及幼苗由于地面高温容易被烫伤，每天应增加2-3次喷水，每次湿润1-2cm即可，随时观察坡面植物生长状况，作好坡面植物生长状况记录调查表，并根据结果及时采取应对措施。植被的幼苗期根系浅，不能缺水。当植被长至两个月时，幼苗出齐1个月后，或兰叶期后开始控水，可有计划地减少浇水量。这样有利于剌激草根向纵深发展，达到培养植被根系强大，提高植被的抗病及抗干旱的能力，此后进一步减少浇水次数，尽量使它适应当地的自然环境，这样不但可以省水省肥，还可以减缓它的生长速度，也放慢了植被由旺盛生长到枯黄变更的频率，同时降低了养护成本。地面干爽，能有效地抑制病原体的生长，防止病害的发生。干透后浇水，浇则浇透，这样能给土壤带入空气，剌激土壤深部的根层发育。夏季高温，地面蒸发及植物蒸腾量都大，植被需水量大，应及时浇水。夏季浇水以上午为好。要观察植被的生长情况和土壤的干湿度，及时浇水。

施肥的最佳时间应掌握在温度和湿度最适宜植被生长的季节，施肥数量的多少取决于草种类型、土壤的质地、季节和植被的长势。在齐苗后(或喷播结束后的15天)应结合浇水施0.3～0.5％的尿素水1～2次(2.5克/平方米)。晚秋施肥是必不可少的。以缓释复合肥为主，用量为6～7克/平方米，可促进地下根系的生长，为植被的安全越冬提供了保证，同时植被的冬季绿期也会延长。施肥可采用叶面喷施(结合浇水进行)和撒施，浇肥时要注意浓度，尿素的浓度要控制在0.5％以内，采用撒施时要注意要撒得均匀，同时施肥后应立即浇水，以防烧苗。

可在早春各种植被将要进入旺盛生长期以前(秋季一般不需要防治)，即植被临发病前喷适量的杀菌剂。使用前应当在正确诊断病害、明确病原菌种类、掌握病害发生发展规律的基础上采用对该种病原菌有效的杀菌剂及适当的防治手段。

补种是在喷播结束后的7-20天的时间里，补种前的48-72小时将种子进行浸种催芽，然后人工或用喷播机播种，后期监测，监测土壤的有机质含量。

综上所述，本发明实施例的基于人造壤土的边坡生态防护方法采用两层喷播的方式进行播种，所形成的抗侵蚀固土层作用于土壤表面形成土壤保护纤维层，在土壤与坡面间形成紧密结合的连续、多孔、柔性的防腐蚀覆盖。保护坡面土壤不会因雨水或其他水作用而造成的水土流失。所形成的人造壤土层通过添加有机质和生物刺激素，改善土壤的剖面和组成，提高土壤肥力，为植物生长提供理想的生长发育空间，具有良好的应用前景。

本发明实施例为了克服传统的边坡生态防护措施，采用普通基质直接喷播造成的结构不稳定，宜被冲刷破坏，后期无法为植物生长提供必需的物质条件，无法满足边坡的生态防护要求的问题。本发明采用两层喷播的方式进行边坡生态防护和抗侵蚀防护，所述的人造壤土基质通过其特殊的化学特性，快速仿生模拟出类似于自然界中的适合于植物生长的壤土的人造壤土基质，其有助于植物种子的发芽生长、养分转化和土壤微生物活动，促进植物的生长发育，可最快达到边坡生态防护的目的；所述的抗侵蚀固土层可迅速附着于人造壤土层表面形成紧密结合的连续、多孔、柔性土壤保护纤维层，保护人造壤土层坡面土壤不会因雨水或其他水流作用而造成水土流失，并促进植物的生根发芽。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于人造壤土的边坡生态防护方法，其特征在于，包括以下施工步骤，

步骤(A)，清理坡面碎石，平整坡面；

步骤(B)，在坡面上利用风钻钻孔，各个孔交错布置，将锚杆埋入孔内并用水泥砂浆灌注孔穴，固定锚杆；

步骤(C)，在坡顶上铺设锚钉，沿坡面从上到下铺设铁丝网，用铁线将铁丝网与锚钉和锚杆进行绑扎固定；

步骤(D)，在边坡上进行水系排布，在边坡上选定的位置设置排水沟；

步骤(E)，通过搅拌设备利用人造壤土剂和基材构造人造壤土基质混合物，利用抗侵蚀固土剂和基材构造抗侵蚀固土基质混合物，通过喷播设备在边坡上先后喷射人造壤土基质混合物和抗侵蚀固土基质混合物；

步骤(F)，利用无纺布覆盖坡面，对所述无纺布进行固定；

步骤(G)，对边坡进行养护管理和后期监测工作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤(C)中相邻两幅铁丝网的搭接宽度不少于一个网眼，且铁丝网与坡面间的间距不少于8cm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤(E)具体包括：

(E1)，分别将人造壤土剂和基材利用搅拌设施按比例混合搅拌至均匀，形成人造壤土基质混合物；

(E2)，利用喷射泵和空压机将人造壤土基质混合物喷射至坡面和金属网上；

(E3)，在第一次喷射的人造壤土基质混合物达到一定的厚度时，将抗侵蚀固土剂和基材按比例混合搅拌均匀形成抗侵蚀固土基质混合物，并通过喷射泵和空压机将抗侵蚀固土基质混合物喷射至坡面和金属网上，形成抗侵蚀固土层；

(E4)，在坡面和金属网上，最终喷射的两层基质混合物平均厚度为7cm-10cm。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述抗侵蚀固土层的厚度为0.5-1.5cm，所述抗侵蚀固土基质混合物的基材包括按量配比的复合肥10％-15％、保水剂3％-4％、抗侵蚀固土剂2％-3％、稻壳75％-80％和乔灌木种子20-25g/m2；

所述人造壤土层的厚度为6-8cm，所述人造壤土基质混合物的基材包括按量配比的种植土65％-70％、微量元素1％、有机肥1％-2％、椰粉5％-8％、秸秆纤维5％-8％、木屑10％-13％和人造壤土剂1％-2％。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述抗侵蚀固土剂的材料包括可生物降解的木质纤维。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无纺布用“U”形钉加以固定，所述无纺布的覆盖密度为每平方米30g。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(G)中的养护管理工作包括按照设定的浇水频率与浇水量对边坡浇水。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(G)中的后期监测工作包括监测人造土壤层的有机质含量和植物生长情况，根据植物生长需要添加有机肥和更换伤损苗木。