CN110541423A

CN110541423A - 一种高陡裸岩边坡生态恢复***与方法

Info

Publication number: CN110541423A
Application number: CN201910853769.0A
Authority: CN
Inventors: 巩广朋; 刘明会
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-09-10
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2019-12-06

Abstract

本发明提供了一种高陡裸岩边坡生态恢复***与方法，自高陡裸岩边坡的坡面由内向外包括第一包塑钢丝勾花网、土壤层、生态修复种植垫、育苗基材层和第二包塑钢丝勾花网；该生态恢复方法包括对高陡裸岩边坡的坡面进行松动碎石排险，清理、平整坡面；在坡面上钻孔、埋设锚杆；在锚杆上挂设并固定第一包塑钢丝勾花网、U型土工格栅翼槽；在U型土工格栅翼槽中及其之间喷播土壤；在锚杆上挂设并固定生态修复种植垫、第二包塑钢丝勾花网；喷播育苗基材等。本发明的生态恢复***及方法适用于山体、公路、铁路及河流两侧的高陡岩裸石坡面，以进行快速绿化防护，短期内形成高强度的防护层，稳定边坡，美化自然环境，适于推广应用。

Description

一种高陡裸岩边坡生态恢复***与方法

技术领域

本发明涉及属于生态固土技术领域，具体地说是涉及一种高陡裸岩边坡生态恢复***与方法。

背景技术

在对生态环境进行修复的过程中，客土喷播是生态边坡防护的主要工法，即以团粒剂使客土形成团粒化结构、加筋纤维在其中起到类似植物根茎的网络加筋作用，从而造就有一定厚度的具有耐雨水、风侵蚀、牢固透气、与自然表土相类似或更优的多孔稳定土壤结构。客土喷播多用于山体、铁路、公路及河流两侧的高陡边坡上的植物培植。

现有的客土喷播通常包括如下步骤：清理、平整坡面，安挡工板，铺设钢丝网，喷植土壤和育苗土和养护管理。以上方式能实现护坡作用、美化环境，但该方法施工工艺落后、简单，挡土板影响植物根系延伸发育，并隔离营养基材粘接，表层钢丝网没有足够的厚度空间和中间层，造成营养土质容易脱落，不能达到长期稳定防护边坡作用，固坡效果差，且并喷播的营养土质基材厚度浅薄，保水、含水量低，很难形成植物群落的自然演替。此外，由于坡体的坡度大，营养土质也难以依附在坡面上，如遇大风或者大量降雨，营养土质在植被形成之前就容易被剥离坡面。

因此，现有的生态边坡防护工法不适于治理高陡边坡和贫土坡面的环境修复，亟需一种能够适于高陡边坡和贫土坡面的生态恢复***与方法。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种高陡裸岩边坡生态恢复***，以解决现有生态边坡防护***影响植物根系发育，固坡效果差，不适于治理高陡边坡和贫土坡面环境修复的问题。

本发明的目的之二是提供一种高陡裸岩边坡生态恢复方法，以提供一种适于高陡边坡和贫土坡面的生态恢复方法。

本发明的目的之一是这样实现的：

一种高陡裸岩边坡生态恢复***，自高陡裸岩边坡的坡面由内向外包括有：第一包塑钢丝勾花网、土壤层、生态修复种植垫、育苗基材层和第二包塑钢丝勾花网；在高陡裸岩边坡的坡面上埋设有呈矩阵排布的若干锚杆，所述第一包塑钢丝勾花网、所述生态修复种植垫以及所述第二包塑钢丝勾花网分别钩挂在所述锚杆上；在所述土壤层中埋设有若干个横向排列的U型土工格栅翼槽，所述U型土工格栅翼槽挂设在横向排布的锚杆上，且横向排列成排，在高陡裸岩边坡的坡面上呈上下多排分布；所述育苗基材层铺设在土壤修复种植垫的内部和表面。

前述及下文所述坡面既包括已有的原始坡面、裸露的岩石形成的坡面，还包括对坡面进行清理、平整后所形成的坡面。

所述锚杆为钢制防腐蚀锚杆，其长度为600mm～1500mm，直径≥20mm；所述锚杆与水平面的夹角为20°~30°，且其埋设部分的长度≥10mm。

优选地，若干个所述锚杆之间的距离为1m×1m，锚杆与坡面之间的夹角为30°，且锚杆自坡面露出部分的端部形成平滑过渡的面，优选地，该面为平面且其基本与坡面平行。

所述第一包塑钢丝勾花网和所述第二包塑钢丝勾花网为采用PP塑料包裹的钢丝勾花网。

所述U型土工格栅翼槽由高强度拉伸格栅制成，网孔30~60mm，单丝拉伸强度>1000N，U型翼槽上口宽度≥150mm，优选≤600mm，U型槽高度≥150mm。

在所述U型土工格栅翼槽中铺设有土工布，有效防止槽内及槽上土壤脱落流失。优选地，所述土工布为长丝PP土工布，土工布≥100g/m²。

土壤厚度等于或略高于U型土工格栅翼槽表面。优选地，所述土壤为人工营养土，包括土、水、有机肥、植物纤维、生态胶和保水剂。

所述生态修复种植垫包括上层拉伸网、下层拉伸网以及位于所述上层拉伸网和所述下层拉伸网之间的支撑层，拉伸网孔≥2.5mm，拉伸强度≥120N/m，支撑层高度≥30mm，上下层网厚>30mm；所述育苗基材层设置在所述上层拉伸网和所述下层拉伸网之间。

所述育苗基材层包括种植土、水、有机肥、植物纤维、生态胶、草、乔木及灌木种籽等。育苗基材的选取根据当地土质确定，优选抗逆性强、耐酸碱、耐瘠薄、病虫害少的植被。

将所述第一包塑钢丝勾花网、若干个所述U型土工格栅翼槽、所述生态修复种植垫和所述第二包塑钢丝勾花网固定在所述锚杆上的固件为防腐固件，可选用防腐钢丝或点焊形式固定。

所述高陡裸岩边坡生态恢复***还可包括盖土网，盖土网铺设在第二包塑钢丝勾花网上。盖土网可选用聚乙烯编织网。

可选地，所述高陡裸岩边坡生态恢复***还可包括滴灌装置。

本发明的目的之二是这样实现的：

一种高陡裸岩边坡生态恢复方法，包括如下步骤：

（a）对高陡裸岩边坡的坡面进行松动碎石排险，清理、平整坡面；

（b）在坡面上钻孔、埋设锚杆，所述锚杆沿坡面呈矩阵排布；

（c）在所述锚杆上挂设并固定第一包塑钢丝勾花网，将第一包塑钢丝勾花网铺设并覆盖在坡面上；

（d）在横向排布的锚杆上挂设并固定若干U型土工格栅翼槽，使U型土工格栅翼横向排列成行，在高陡裸岩边坡的坡面上呈上下多行分布，所述U型土工格栅翼的槽口向上，锚杆穿过U型土工格栅翼的两侧槽壁；

（e）喷播土壤，使其附着在所述U型土工格栅翼槽的内部及上下两排U型土工格栅翼槽之间，形成土壤层，土壤在坡面上的喷播厚度以能够遮盖住U型土工格栅翼槽为限；

（f）在所述锚杆上挂设并固定生态修复种植垫，使所述生态修复种植垫覆盖在所述土壤层；

（g）在所述锚杆上挂设并固定第二包塑钢丝勾花网，使所述第二包塑钢丝勾花网覆盖在所述生态修复种植垫的表面上；

（h）喷播育苗基材，使育苗基材进入所述生态修复种植垫的内部和表面，形成育苗基材层。

步骤（a）中，平整坡面时，采用水泥、黏土、玻璃纤维与固土胶掺水搅拌混合成泥浆，用该泥浆对坡面进行喷涂，喷涂厚度小于1cm。所述水泥、黏土、玻璃纤维与固土胶的质量比为30~50∶50~70∶1~5∶1~5，更优选地，所述水泥、黏土、玻璃纤维与固土胶的质量比为38∶58∶2∶2。

步骤（b）中，按要求将锚杆孔位置准确测量放线在坡面上，利用钻孔设备在锚杆孔位置钻孔，保证锚杆埋设部分的长度不低于10mm。

步骤（e）中，所喷播的人工营养土壤厚度等于或略高于U型土工格栅翼槽表面。喷射较直的受喷面时，反复、缓慢进行螺旋形喷射运动，螺旋直径约20~30cm，以保证人工营养土喷射密实。

可选地，该方法还可包括：（i）在第二包塑钢丝勾花网表面铺设盖土网，喷水养护。当喷播的育苗基材终凝2小时后，进行喷水养护（气温低于5℃时，不得喷水养护）养护时间不少于14天。每天雾状喷水一次，植物出苗后每10天雾状喷水一次。当周围的空气湿度达到或超过85%时，可自然养护。

本发明通过在高陡裸岩边坡的坡面上埋设呈矩阵排布的锚杆，将第一包塑钢丝勾花网、若干个U型土工格栅翼槽、生态修复种植垫和第二包塑钢丝勾花网等钩挂在锚杆上，并设置土壤层与种植基材层，形成高陡裸岩边坡生态恢复***，并确保其与坡面的稳固连接，为植物生长提供稳固保障，经一段时间养护后，乔灌木或草灌木覆盖坡面，稳定边坡，美化自然环境。

本发明的***及方法不仅可用于山体、公路、铁路及河流两侧的高陡岩裸石坡面、贫土坡面，在其他坡面或平面也可使用，能够进行快速绿化防护，短期内形成高强度的防护层，具有广泛的应用前景，适于推广应用。

附图说明

图1是高陡裸岩边坡生态恢复***的结构示意图。

图2是U型土工格栅翼槽的结构示意图。

图3是第一包塑钢丝勾花网、第二包塑钢丝勾花网的局部结构示意图。

图中，1、原始坡面，2、平整后坡面，3、第一包塑钢丝勾花网，4、锚杆，5、U型土工格栅翼槽， 6、土壤，7、生态修复种植垫，8、第二包塑钢丝勾花网，9、绿化植被，10、滴灌装置，11、土工布。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的阐述，下述实施例仅作为说明，并不以任何方式限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明的高陡裸岩边坡生态恢复***自高陡裸岩边坡的坡面由内向外包括有：第一包塑钢丝勾花网3、土壤层6、生态修复种植垫7、育苗基材层和第二包塑钢丝勾花网8。在高陡裸岩边坡的坡面上埋设有若干呈矩阵排布的锚杆4，第一包塑钢丝勾花网3、生态修复种植垫7以及第二包塑钢丝勾花网8钩挂并固定在锚杆4上。

高陡裸岩边坡的坡面既包括已有的原始坡面1、裸露的岩石即裸岩形成的坡面，还包括对原始坡面、裸岩坡面进行清理、平整后所形成的坡面。本实施例中的坡面是指对原始坡面、裸岩坡面进行清理、平整后所形成的坡面。

在高陡裸岩边坡的坡面上埋设有呈矩阵排布的若干锚杆4，用于将第一包塑钢丝勾花网3、土壤层6、生态修复种植垫7、育苗基材层和第二包塑钢丝勾花网8坚实固定在平整后坡面2上，确保该生态恢复***与高陡裸岩边坡的坡面稳固连接，防止松动及岩石脱落。锚杆4与水平面之间的夹角为20°~30°，相邻锚杆4之间的距离可根据坡面的坡度、U型土工格栅翼槽5的尺寸等来确定。本实施例中，锚杆4为钢制防腐蚀锚杆4，其长度为600mm～1500mm，直径≥20mm，锚杆4之间的距离约为1m×1m，锚杆4与坡面之间的夹角为30°，且锚杆4自岩石坡面露出部分端部所形成的平面形成平滑过渡的面，该面基本与坡面的整体坡度相吻合，在保证坚实固定其他装置的基础上，保持整齐、美观。

第一包塑钢丝勾花网3钩挂并固定在锚杆4上，且铺设在平整后坡面2上。第一包塑钢丝勾花网3和第二包塑钢丝勾花网8的钢丝在勾花前均采用PP塑料包裹，以使之具有耐腐蚀性能，使用期限长且绿色环保。本实施例中的第一包塑钢丝勾花网3和第二包塑钢丝勾花网8的局部放大结构示意图如图3所示，还可以采用其他现有的包塑钢丝勾花网，以不影响土壤与坡面的粘结以及绿色植被的生长。

在土壤层6中埋设有若干个U型土工格栅翼槽5，U型土工格栅翼槽5挂设并固定在横向排布的锚杆4上，且横向排列成排，在高陡裸岩边坡的坡面上呈上下多排分布。U型土工格栅翼槽5的槽口向上，锚杆4穿过U型土工格栅翼5的两侧槽壁。在U型土工格栅翼槽5的内部及上下两排U型土工格栅翼槽之间喷播土壤，形成土壤层。在U型土工格栅翼槽5中铺设有土工布11，有效防止槽内及槽上土壤6脱落流失，为植物根系提供足够的营养成分和生长空间。本实施例中的U型土工格栅翼槽5由高强度拉伸格栅制成，网孔30～60mm，单丝拉伸强度>1000N，U型翼槽上口宽度≥150mm，优选≤600mm，U型槽高度≥150mm；槽内表面铺设固定长丝PP土工布11，土工布11≥100g/m²。土壤的厚度等于或略高于U型土工格栅翼槽5表面，以能够遮盖住U型土工格栅翼槽为限。优选地，土壤6采用人工营养土。人工营养土可市购或配制而成，优选地，其包括土、适量水、有机肥、植物纤维、生态胶和保水剂，其中，植物纤维和生态胶既能起到松散土壤的作用，又能坚固地粘接在坡面上，能让植物根系快速生根；保水剂的作用是对土壤水分进行保护，减少挥发，解决因养护喷水量少而使植物根系吸收少的问题；生态胶、保水剂均为绿色环保物质，在土壤中2~3年自然降解。

生态修复种植垫7挂设并固定在锚杆4上，且覆盖在土壤层6上。用于固定生态修复种植垫的固件为防腐固件。育苗基材层设置在土壤修复种植垫7的内部和表面，育苗基材可包括种植土、水、有机肥、植物纤维、生态胶、草、乔木及灌木种籽等。育苗基材的选取根据当地土质确定，优选抗逆性强、耐酸碱、耐瘠薄、病虫害少的植被，如可采用抗病性强的高尔夫梦想与旱地紫穗槐混播。生态修复种植垫7可采用已有的，也可进行单独设计。本实施例中的生态修复种植垫采用拉伸网缝合制成，包括上层拉伸网、下层拉伸网以及位于上层拉伸网和下层拉伸网之间的支撑层，支撑层采用拉伸网折叠加工制成，拉伸网孔≥2.5mm，拉伸强度≥120N/m，支撑层高度≥30mm，上下层网厚>30mm，以使得上层拉伸网与下层拉伸网形成一定高度的空间，为人工营养土、育苗基材提供空间，使其在空间内具有坚固的稳固性，从而使植物的根系与上层拉伸网、下层拉伸网、支撑层和人工营养土、育苗基材完全缠绕，进一步稳固边坡。

第二包塑钢丝勾花网8挂设并固定在锚杆4上，且其覆盖在生态修复种植垫7的表面上。用于固定第二包塑钢丝勾花网8的固件也为防腐固件。第二包塑钢丝勾花网8将生态修复种植垫、U型格栅土工翼槽5、人工营养土及绿色植被9的根系稳固在边坡上，阻止了人工营养土及绿色植被9在边坡上的松动与脱落，为植物生长提供稳固保障。

可选地，该高陡裸岩边坡生态恢复***还可包括盖土网，盖土网铺设在第二包塑钢丝勾花网8上，以防止喷播的育苗基材被雨水冲刷，同时防止水分蒸发，待植物出苗后撤离盖土网。盖土网可选用聚乙烯编织网。

可选地，当在地理环境、水资源条件具备的情况下，可增设滴灌装置10，以利于植物生长。滴灌装置10可选用现有技术中已有的。

采用前述生态恢复***的高陡裸岩边坡生态恢复方法，包括如下步骤：

（a）高陡裸岩边坡的原始坡面1和裸岩2进行松动碎石排险，清理、平整坡面。采用水泥、黏土、玻璃纤维与固土胶（四者质量比为38∶58∶2∶2）掺水搅拌混合成泥浆，用该泥浆对原始坡面1进行喷涂，厚度小于1cm，这样能使岩石坡面表层与喷播的人工土壤6高度粘接，解决了岩石与土壤6高度粘接的关键技术问题。对过于平滑的坡面，应建造一定的凹凸粗糙面，以营造植物的生存空间，防止基材流失。

（b）在原始坡面1和裸岩2上钻孔、埋设锚杆4，使锚杆4沿坡面呈矩阵排布。按设计要求将锚杆4孔位置准确测量放线在坡面上，利用钻孔设备钻孔，将锚杆4埋设并固定在孔中。锚杆制作及安装锚杆4的杆体采用φ20螺纹钢筋，保证锚杆4的保护层厚底即锚杆4埋设部分的长度不低于10mm，安装前确保每根钢筋顺直，人工缓缓将锚杆4放入孔内，用钢尺量出孔外露出的钢材长度，确保锚固长度。

（c）在锚杆4上挂设并固定第一包塑钢丝勾花网3，将第一包塑钢丝勾花网3铺设并覆盖在平整后坡面2上。本实施例中，在第一包塑钢丝勾花网3连接处、与锚杆4连接处用细铁丝绑扎或点焊在一起，使第一包塑钢丝勾花网3在后续喷播营养土时不易晃动。第一包塑钢丝勾花网3安设时注意，制作前进行校直，确保施工质量。

（d）在锚杆4上挂设并固定U型土工格栅翼槽5，使U型土工格栅翼槽5横向排列成行，在高陡裸岩边坡的坡面上呈上下多行分布，U型土工格栅翼5的槽口向上，锚杆4穿过U型土工格栅翼5的两侧槽壁。本实施例中采用钢丝将U型土工格栅翼槽5固定于锚杆4。

（e）喷播土壤，使其附着在U型土工格栅翼槽5的内部及上下两排U型土工格栅翼槽5之间，形成土壤层6，土壤在坡面上的喷播厚度以能够遮盖住U型土工格栅翼槽5为限。所喷播的土壤为人工营养土。在该过程中，以高压风为动力，将人工营养土自上而下经喷头射至U型土工格栅翼槽5内部及上下两排U型土工格栅翼槽5之间。当受喷面即坡面较直时，带动喷头进行反复、缓慢的螺旋形运动，螺旋直径约20~30cm，以保证人工营养土喷射密实。

（f）在锚杆4上挂设并固定生态修复种植垫7，使生态修复种植垫7覆盖在土壤层6上。

（g）在锚杆4上挂设并固定第二包塑钢丝勾花网8，使第二包塑钢丝勾花网8覆盖在生态修复种植垫7的表面上。

（h）在生态修复种植垫7上喷播育苗基材，使育苗基材进入所述生态修复种植垫的内部和表面，形成育苗基材层。

（i）在第二包塑钢丝勾花网8表面铺设盖土网，喷水养护。当喷播的育苗基材终凝2小时后，进行喷水养护（气温低于5℃时，不得喷水养护）养护时间不少于14天。每天雾状喷水一次，植物出苗后每10天雾状喷水一次。当周围的空气湿度达到或超过85%时，可自然养护。养护一段时间后，即可在该高陡裸岩边坡上生产绿色植被9，乔灌木或草灌木覆盖坡面，稳定边坡，美化环境。

Claims

1.一种高陡裸岩边坡生态恢复***，其特征在于，自高陡裸岩边坡的坡面由内向外包括有：第一包塑钢丝勾花网、土壤层、生态修复种植垫、育苗基材层和第二包塑钢丝勾花网；在高陡裸岩边坡的坡面上埋设有呈矩阵排布的若干锚杆，所述第一包塑钢丝勾花网、所述生态修复种植垫以及所述第二包塑钢丝勾花网分别钩挂在所述锚杆上；在所述土壤层中埋设有若干个横向排列的U型土工格栅翼槽，所述U型土工格栅翼槽挂设在横向排布的锚杆上，且横向排列成排，在高陡裸岩边坡的坡面上呈上下多排分布；所述育苗基材层铺设在土壤修复种植垫的内部和表面。

2.根据权利要求1所述的高陡裸岩边坡生态恢复***，其特征在于，所述锚杆为钢制防腐蚀锚杆，其长度为600mm~1500mm，直径≥20mm；所述锚杆与水平面的夹角为20°~30°，且其埋设部分的长度≥10mm；所述锚杆自高陡裸岩边坡的坡面露出部分的端部形成平滑过渡的面。

3.根据权利要求1所述的高陡裸岩边坡生态恢复***，其特征在于，所述U型土工格栅翼槽由拉伸格栅制成，网孔30~60mm，单丝拉伸强度>1000N；所述U型土工格栅翼槽的上口宽度为150mm~600mm，高度≥150mm；在所述U型土工格栅翼槽中铺设有土工布。

4.根据权利要求1所述的高陡裸岩边坡生态恢复***，其特征在于，所述土壤为人工营养土，其包括土、水、有机肥、植物纤维、生态胶和保水剂；所述育苗基材层包括种植土、水、有机肥、植物纤维、生态胶、草、乔木及灌木种籽。

5.根据权利要求1所述的高陡裸岩边坡生态恢复***，其特征在于，所述高陡裸岩边坡生态恢复***还包括盖土网，所述盖土网铺设在所述第二包塑钢丝勾花网上。

6.根据权利要求1所述的高陡裸岩边坡生态恢复***，其特征在于，所述高陡裸岩边坡生态恢复***还包括滴灌装置。

7.一种高陡裸岩边坡生态恢复方法，其特征在于，采用权利要求1所述的高陡裸岩边坡生态恢复***，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的高陡裸岩边坡生态恢复方法，其特征在于，还包括：（i）在第二包塑钢丝勾花网表面铺设盖土网，喷水养护。

9.根据权利要求7所述的高陡裸岩边坡生态恢复方法，其特征在于，步骤（a）中，平整坡面时，采用水泥、黏土、玻璃纤维、固土胶与水搅拌混合成泥浆，用该泥浆对坡面进行喷涂，喷涂厚度小于1cm；所述水泥、黏土、玻璃纤维与固土胶的质量比为30~50∶50~70∶1~5∶1~5。

10.根据权利要求7所述的高陡裸岩边坡生态恢复方法，其特征在于，所述锚杆为钢制防腐蚀锚杆，其长度为600mm~1500mm，直径≥20mm；所述锚杆与水平面的夹角为20°~30°，且其埋设部分的长度≥10mm；所述锚杆自高陡裸岩边坡的坡面露出部分的端部形成平滑过渡的面。