CN114182686A - 原木框体与资源化混凝土组合结构生态护坡及其构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于自然设计理念的原木框体与资源化混凝土组合结构的生态护坡及其构建方法，由生态护坡和栖息地构建2大模块构成。生态护坡的主体结构由三维立体的原木框体及填充材料构成，从坡脚向上构建至常水位线以上，主要填充材料为就地拆除的驳岸混凝土和各种粒径不等的、碎石、砂土及土壤。边滩型栖息地主要设置在河道拓宽处的河床，其主体结构主要由原木桩、原木及抛石构成。本发明提供的生态护坡及其构建方法，能够实现驳岸混凝土的就地资源化再利用，不仅可以减少碳排放，推进废弃物的资源化再利用，柔性设计还可增强护岸的稳定性，恢复栖息地功能，对于促进低碳社会构建和生态河流建设均具有重要意义。

Description

原木框体与资源化混凝土组合结构生态护坡及其构建方法

技术领域

本发明属于生态护坡技术领域，具体涉及原木框体与资源化混凝土组合结构生态护坡及其构建方法。

背景技术

生态护坡技术应是基于水土保持学、生态学、水利工程学和生物科学等学科的基本原理，利用植物及植物与工程材料相结合的方法，在边坡上构建具有生态功能的护坡***，通过生态工程的自支撑、自组织与自我修复等功能，实现边坡的抗冲蚀、抗滑动和生态恢复，以达到减少水土流失、维持坡面植物生存环境、提高坡面动物和微生物栖息地的质量、营造具有空间异质性特色的栖息地环境，构建健康的河流生态***和改善人居环境等目的。

河流生态护坡按河段位置及功能定位可分为城区近郊的人工景观型和远郊自然生态景观型，按河道有水无水可分为完全水生态型和不完全水生态的固土绿化型，按河道平面形态可分为弯道型、平顺型及宽浅滩地型。针对河道不同的功能需求、底泥(硬质，还是软质)及流速状况，需采用不同的生态护坡材料及方法。根据国内外的生态护坡技术的理论研究和工程实践，可以将以植物为主体结构的生态护坡关键技术分为三类：全系列生态护坡、土壤生物工程以及复合式生物稳定技术。常用的生态护坡形式有植物型护坡、土工材料复合种植基护坡、生态石笼护坡、植被型生态混凝土护坡、生态袋护坡、多孔结构护坡、自嵌式挡土墙护坡等。

专利CN111517707A公开了一种生态护坡混凝土及其施工方法，包括基层混凝土、蓄水保湿混凝土层和含有草种的面层混凝土；所述基层混凝土的原料包括：高铁低钙水泥熟料矿物组分、辅助功能组分、辅助胶凝组分、工业石膏，所述高铁低钙硅酸盐水泥熟料由钙质原材料、铝硅质原材料、铁质原材料、矿化剂和活化剂制备而成。基层主要起到加固作用，其中由于混凝土生产中不需要在进行掺合料等混合搭配，从而有效解决掺合料的相容性、工程质量的稳定性问题。因混凝土原材料存储、计量更为简化，生产质量易于控制，可显著提高工程质量。

专利CN205171530U公开了一种加筋麦克垫型多层次生态护坡技术，包括基体层、加固层和植被层，所述的植被层沿坡面表面从下到上依次为沉水植被层、挺水植被层和湿生植被层，基体层包括设有坡面的坡体，坡体的上端开有河道，加固层为固定在基体层表面的加筋麦克垫，植被层设置在坡面表面的加筋麦克垫上，植被层与加筋麦克垫之间分别敷设由土壤和生物炭构成的混合层。坡面采用加筋麦克垫加固，能改善村镇缓流缓坡河岸护坡的结构稳定性，增强护坡的水土保持能力，恢复河岸带的生态机能，同时，在加筋麦克垫表面设有不同植被层，在护坡基质、微生物及植被的作用下，对沿岸面源污染有良好的截留转化效果。

既往的护坡工程重点关注河岸的稳定性及河道的行洪、排涝功能，因此较多采用硬质化结构，此类护岸模式会加剧对河流天然岸线生态***的人为干扰，进而削弱河流生态***功能。单纯的以人工干预为主的植物型护坡无法比拟天然岸线植被护坡的强度，一般在植被形成发达根系之前抗冲刷能力较弱；土工材料复合种植基护坡存在材料成本高，且易老化等问题，由于适用坡度不能太陡、水流不能太急、水位变动不宜过大等限制，约束了其广泛普及；生态石笼护坡需要大量的石材，且金属网会集聚各种水面漂浮垃圾影响视觉景观因此在平原地区的适用性不强；局部断裂破损后可能导致内部石材泄露，影响岸坡的稳定性，也会对人和动物产生安全隐患；植被型生态混凝土护坡需要降碱处理、护岸价格偏高，且难以实现岸线的生态功能；生态袋护坡对使用场景有要求，且由于易老化、易在水流冲刷下带出袋体，造成沉降，影响岸坡稳定；多孔结构护坡对河岸生态功能的贡献较小，也不适用于陡坡等场景，否则多孔砖易滑落至河道，河堤经河水不断冲刷易形成凹陷地带，由于成本较高，施工工作量较大，不适合砂质土层及河岸弯曲较多的河道；自嵌式挡土墙护坡形式生态功能较弱，由于墙体后面的泥土易被水流带走，造成墙后中空，影响结构的稳定，在水流过急时容易导致墙体垮塌、不适用于弯度太大的河道。

发明内容

本发明针对上述缺陷，提供一种模仿天然岸线土壤和植被对河岸带生态***功能的作用，以恢复前述的兼具多种生态功能的河岸带为目标，通过原木打桩及原木搭建的柔性框架实现结构多样化及结构稳定，通过废弃混凝土的就地资源化实现节约资源，降低成本和低碳工艺，通过混凝土块、砂土、土壤回填实现植物对生长基质的要求，通过土壤封层实现植物生长初期对基质养分的需求，通过可降解性三维网垫覆盖防护水土流失，通过在坡脚及河床的原木桩固定横卧于河床的原木实现不同流速的栖息地营建，最终，通过上述综合措施形成结构稳定、富有弹性，又兼具多种生态功能特色的复合岸线结构，可以实现防洪、固土、恢复栖息地等多重目标的原木框体与资源化混凝土组合结构生态护坡及其构建方法

本发明提供如下技术方案：

原木框体与资源化混凝土组合结构生态护坡，由斜坡结构的框体生态护坡和与之相连的平铺于地面的边滩型栖息地2大模块构成；所述框体生态护坡由下至上包括基底层、基体层、有机基质层、植被层和三维网垫加固层5个层次；所述边滩型栖息地是从坡脚伸向河中心的构造物，由原木桩和横卧于河床的原木及抛石组合而成；

所述基底层是河岸带固有的主体结构，包括水面以上的坡面和水面下的坡面及坡底，为岩质及土层结构构造；

所述基体层是在基底层之上铺设的各种粒径不等的填充层，主要由箱体式原木框体和填充于其内的就地资源化块状混凝土、掺和部分天然石材、砂土和土壤基质构成，常水位线以上有不等间隔的垂直于河床的原木桩加固，确保充填石料的稳定性；常水位线以下有固定于垂向原木桩的井字形原木箱体框架加固，确保整体护岸结构的柔性和稳定性；

所述有机基质层为三维网垫加固层和基体层之间的，为利于植被生长而填充的增加土壤活性的机质或富含有机质的土壤，主要由种植基材、秸秆活性炭、缓释肥料、保水材料按比例拌合而成；

所述植被层为播撒于常水位线或水位变动区之上有机基质层的草种生长后形成的以先锋物种为主的植被；或由栽种于三维网垫的网格空隙中的覆盖灌木和草本植物所构成；

所述三维网垫加固层为固定在上述混合层表面的加固结构，主要由可被紫外线降解的三维抽丝聚合物材料编织而成的网状面材料构成，铺设在覆土之上，并用U型铆钉加以固定后用于防止水土流失；

所述边滩型栖息地是基于硬质驳岸拆除后需要恢复栖息地功能的实际需求，由2根从坡脚伸向河中心的原木被3对***河床的原木桩和抛石固定后构成的单元组成，主要布设于有河道拓宽的开阔水域，沿河岸每组单元之间的距离间隔为 50-100m，依据河流规模和现场可利用空间，布设3-5组。

进一步地，当所述植被层位于常水位线以下时采用人工栽种先锋植物的方式促进植被恢复。

进一步地，所述植被层自下而上依次为草灌乔植被层，所述草灌乔植被层依次为沉水植被层、挺水植被层和湿生植被层，后续随着泥沙运动自然过程实现河岸带植被的自然演替。

进一步地，所述原木框架的构造方法为在水位变动区及常水位线以下，通过搭建固定于垂向原木桩的井字形原木箱体框架形成稳定性强并兼具柔性特征的框体结构，在各个箱体框架内充填经过就地粉碎并筛分的资源化块状混凝土，并根据需要按照不超过20％的比例掺和部分天然石材和砂土，形成柔性的护岸结构；在常水位线以上，主要在基底层之上铺设就地资源化块状混凝土，掺和部分天然碎石、砂土和土壤基质，并用不等间隔的垂直于河床的原木桩加固，确保充填石料的稳定性；

所述栖息地构造方法为选择在水面开阔处架设2根与河流断面同方向的原木于河床之上，并用镀锌线将其固定在从坡脚伸向河中心的3对原木桩上，并用大型块石压实在横卧于河床的原木两侧，促进泥沙淤积后，营造不同流速的栖息环境，并创建与河流地貌相吻合的自然景观。

本发明还提供了一种上述原木框体与资源化混凝土组合结构生态护坡的构造方法，包括以下步骤：

S1：拆除原有的混凝土护岸，就地粉碎并筛分后，将可以替代块石和碎石的资源化混凝土分类堆放待用，完成混凝土拆除与资源化，然后进行边坡及河床清理，完成所述基底层的构建；

S2：进行原木打桩后，在常水位以下区域，用镀锌线将横向原木固定在从坡底到常水位的垂向的5排原木桩上，形成3组以原木搭建的2-3层相互交错的箱型框体结构，框体结构与水面保持平行；框体结构构建完成后，通过机械化操作向框体内充填分类堆放待用的资源化混凝土，并按照粒径从大到小的顺序掺和充填部分块石、碎石和砂土；在常水位以上借助2行原木桩的加固作用，在基底层之上铺设不同粒径的资源化混凝土和土壤基质，完成所述全部基体层的构建。在水面开阔或被拓宽的河段，架设2根横卧于河床的原木，并用镀锌线和抛石将其固定在从坡脚伸向河中心的3对原木桩上，以期实现促进泥沙淤积，和营造具有不同水深不同流速的栖息地的目标；

S3：对于坡面大于等于1:2的岸坡，或有快速恢复边坡植被需求的生态修复工程采用所述有机基质层，采用秸秆、菇渣、草炭、锯末、畜禽粪便组成的有机基质混合物，经发酵或高温处理后，按比例与河砂、煤渣、蛭石、珍珠岩中的一种或几种组成的无机混合物物混合，均匀铺设于常水位之上的所述基体层表面或，铺设厚度依据岸坡规模和坡度控制在5-8cm之间，完成所述有机基质层的构建；

S4：包括灌木种植、灌木养护和植草三个步骤，完成所述植被层的构建；

S5：所述网状面材料的网丝包覆并粘结于筋网的上下两个表面，依据坡面的陡峭程度选择使用带有加筋结构的三维网垫，所述坡面≤1:1；依据生态护坡的坡度选择三维网垫的类型，进行三维网铺设、锚固沟施工和土方回填完成所述三维网垫加固层的构建，进而完成所述原木框体与资源化混凝土组合结构生态护坡的构造。

进一步地，所述S1步骤中的边坡及河床清理包括以下步骤：按设计要求，根据河岸两侧的用地性质及空间约束情况，确定单岸施工还是两岸同时施工；做围堰截流后，通过工程措施清除淤积于河床及河岸下部的淤泥及固型垃圾；挖掘河岸，塑造地形，实现能满足初始施工条件的岸坡基础环境；对有拓宽要求的河道应尽力保护河岸带原有的植被，植被保护之外的坡底及坡面尽量处理为平整状态；需严格控制高程、边线、坡度；尽量避免大面积翻动坡面土壤，以减少坡面水土流失。

进一步地，所述S2步骤中的营造生物栖息地方法为在比较开阔的河段，为营造不同流速的浅滩类型栖息地，在近岸河床处，沿河岸每隔30m距离垂直打入2组原木桩组合，每组所述原木桩组合包括2根原木桩，然后对应每组原木桩在河床上与河流断面同方向铺设2根原木，并用镀锌线将铺设的原木与坡底及河床上的2组所述原木桩组合实施连接并固定，后续水文泥沙运动在此处形成泥沙淤积的浅滩，并随泥沙带来植物种子形成自然生长的植被；

进一步地，所述S2步骤中的资源化混凝土的填充与铺设方法为：粗颗粒充填材料主要来自就地拆除的混凝土驳岸墙体经粉碎和筛分后的资源化混凝土块与天然石材按照一定比例搭配制备的材料；

在常水位以下，为防止被水流淘冲，箱型框体结构内主要采用资源化混凝土块、大型块石、碎石以及砂土充填，无需充填土壤；

在常水位以上，除填充资源化混凝土块、大型块石、碎石以及砂土外，还需充填土壤，以促进湿生和陆生植被的快速恢复；

充填施工按照粒径从大到小的顺序实施，首先需要用大块石材及混凝土块压住原木框架底部以发挥稳固骨架的作用，在常水位以上，细颗粒的砂土和富含有机质的土壤最后充填到缝隙中形成粒径由大到小的混合填充结构；充填后需要用设备压实，防止因降雨径流引起坡面下陷，影响结构稳定和景观效果。

进一步地，所述S4步骤包括以下步骤：

S41：灌木种植：完成护岸的基体层和有机基质层施工后，自上而下点播灌木种子，并用适生材料和表层土对草籽实施覆盖。

S42：灌木养护：将整个岸坡使用无纺布进行全覆盖，土壤保持湿润状态，灌木出苗后去除无纺布，待整体高度超过20cm，散播植草。

S43：植草：将草籽和土壤按照1:3的体积比均混匀混合后撒播于加三维网垫铺设后的土壤基质上，撒播完成后，用土壤进行封层，喷湿表土。

进一步地，所述S5中的三维网垫铺设、锚固沟施工和土方回填按照如下步骤进行：

S51：自上而下实施，并使用U型锚钉进行固定；

S52：在距离坡顶边缘0.6m处开挖一条锚固沟，完成挖掘之后，将三维网垫沿着挖掘的沟底进行锚固，回填土并压实；

S53：用就地挖掘的土壤或富含有机质的土壤混合物对三维网垫进行封层回填，回填厚度控制在15-20cm。

本发明的有益效果为：

1、本发明旨在针对过去混凝土硬质护岸结构形式单一，破坏天然岸线及河床的栖息地构造，降低河流生态***功能等缺陷，聚焦生态重建面临的诸多挑战，通过废弃混凝土、原木桩、砾石、砂土、土壤和植被的有机组合，实现对河湖生态修复施工现场产生的废弃混凝土的再资源化利用，以及生境和生态***的重构，规避天然石料开采、加工、运输耗能高等问题，提供一种低碳模式的复合型生态护坡及构造技术。

2、本发明提供的生态护坡及其构建方法，能够实现驳岸混凝土的就地资源化再利用，不仅可以减少废弃混凝土运输处置过程的碳排放，还可以增强护岸的稳定性和推进废弃物的资源化再利用，对于节省木材和砾石等天然材料的使用也具有重要意义。

3、本发明提供的生态护坡采用拆除后的驳岸混凝土被拆除后，经过就地粉碎、筛分等过程可以转变为资源化混凝土，与砂石及土壤重新组合后可以作为护岸用的填料被重新利用，与原木框体组合后可形成低碳模式的河湖岸坡的固基材料，既可避免产业废弃物处理的额外能耗，也可减少资源浪费。

4、本发明提供的生态护坡及其构建方法，实现其资源化利用既可满足护岸的结构强度，又可避免混凝土化学释放等负面影响。原木框体可为护坡结构提供防冲刷保护，为泥沙淤积和植被恢复发挥固基作用，进而提高该生态护坡结构的整体抗冲刷能力和通过柔性结构保持平衡的状态，有效抑制水土流失，还可创建具有不同水深和不同流速特征的水生生物生境，进而提升生态综合效益。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1为本发明提供的生态护坡的整体示意图；

图2为本发明提供的生态护坡的俯瞰平面图；

图3为本发明提供的生态护坡的侧视剖面图；

图4为本发明提供的生态护坡的边滩型栖息地俯瞰平面图；

图5为本发明提供的生态护坡的边滩型栖息地侧视剖面图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-2所示，为本实施例提供的原木框体与资源化混凝土组合结构生态护坡，由斜坡结构的框体生态护坡和与之相连的平铺于地面的边滩型栖息地2大模块构成；如图3所示，框体生态护坡由下至上包括基底(基础)层、基体层、有机基质层、植被层和三维网垫加固层5个层次；边滩型栖息地是从坡脚伸向河中心的构造物，由原木桩和横卧于河床的原木及抛石组合而成；

基底层(也称为基础)是河岸带固有的主体结构，包括水面以上的坡面和水面下的坡面及坡底，为岩质及土层结构构造；

基体层是在基底层之上铺设的各种粒径不等的填充层，主要由块状资源化混凝土、天然石材、砂土和土壤基质构成，并且有不等间隔的垂直于河床的原木桩加固，确保充填石料的稳定性；常水位线以上有不等间隔的垂直于河床的原木桩加固，确保充填石料的稳定性；常水位线以下有固定于垂向原木桩的井字形原木箱体框架加固，确保整体护岸结构的柔性和稳定性；

有机基质层为三维网垫加固层和基体层之间的，为利于植被生长而填充的增加土壤活性的机质或富含有机质的土壤，主要由种植基材、秸秆活性炭、缓释肥料、保水材料等按比例拌合而成；在实际施工中基体层、有机基质层和植被种子层之间没有清晰的物理边界，常常是以混合体的形式存在的；主要适合于坡面≥ 1:2的岸坡，对于有快速恢复边坡植被需求的生态修复工程可以采用；也可依据实际情况将上述有机基质和植被种子拌合后直接充填于常水位以上的基体层的表层，有利于促进植物的自然恢复。

植被层为播撒于常水位线或水位变动区之上有机基质层的草种生长后形成的以先锋物种为主的植被；或由栽种于三维网垫的网格空隙中的覆盖灌木和草本植物所构成。

三维网垫加固层为固定在上述混合层表面的加固结构，主要由可被紫外线降解的三维抽丝聚合物材料编织而成的网状面材料构成，铺设在覆土之上，并用U 型铆钉加以固定后用于防止水土流失；

如图4-5所示，边滩型栖息地是基于硬质驳岸拆除后需要恢复栖息地功能的实际需求，由2根从坡脚伸向河中心的原木被3对***河床的原木桩和抛石固定后构成的单元组成，主要布设于有河道拓宽的开阔水域，沿河岸每组单元之间的距离间隔为50-100m，依据河流规模和现场可利用空间，布设3-5组。

当植被层位于常水位线以下时采用人工栽种的方式促进植被恢复。

植被层自下而上为草灌乔植被层，草灌乔植被层依次为沉水植被层、挺水植被层和湿生植被层，后续随着泥沙运动自然过程实现河岸带植被的自然演替。

原木框架的构造方法为在水位变动区及常水位线以下，通过搭建固定于垂向原木桩的井字形原木箱体框架形成稳定性强并兼具柔性特征的框体结构，在各个箱体框架内充填经过就地粉碎并筛分的资源化块状混凝土，并根据需要按照不超过20％的比例掺和部分天然石材和砂土，形成柔性的护岸结构。在常水位线以上，主要在基底层之上铺设就地资源化块状混凝土，掺和部分天然碎石、砂土和土壤基质，并用不等间隔的垂直于河床的原木桩加固，确保充填石料的稳定性；

栖息地构造方法为选择在水面开阔处架设2根与河流断面同方向的原木于河床之上，并用镀锌线将其固定在从坡脚伸向河中心的3对原木桩上，并用大型块石压实在横卧于河床的原木两侧，促进泥沙淤积后，营造不同流速的栖息环境，并创建与河流地貌相吻合的自然景观。

实施例2

本实施例提供实施例1提供的原木框体与资源化混凝土组合结构生态护坡的构造方法，包括以下步骤：

S1：拆除原有的混凝土护岸，就地粉碎并筛分后，将可以替代块石和碎石的资源化混凝土分类堆放待用完成混凝土拆除与资源化，然后进行边坡及河床清理，按设计要求，根据河岸两侧的用地性质及空间约束情况，确定单岸施工还是两岸同时施工；做围堰截流后，通过工程措施清除淤积于河床及河岸下部的淤泥及固型垃圾；挖掘河岸，塑造地形，实现能满足初始施工条件的岸坡基础环境；对有拓宽要求的河道应尽力保护河岸带原有的乔木和灌木等植被，植被保护之外的坡底及坡面尽量处理为平整状态；需严格控制高程、边线、坡度；尽量避免大面积翻动坡面土壤，以减少坡面水土流失，完成基底层的构建；

S2：进行原木打桩后；在常水位以下区域，用镀锌线将横向原木固定在从坡底到靠近常水位的垂向的5排原木桩上，形成3组以原木搭建的2-3层相互交错的箱型框体结构，框体结构与水面保持平行，在常水位以上只打入2行原木桩，不做箱型框架，完成箱体框架结构构建，框体结构构建完成后，通过机械化操作向框体内充填分类堆放待用的资源化混凝土，并按照粒径从大到小的顺序掺和充填部分块石、碎石和砂土；然后营造生物栖息地，在比较开阔的河段，为营造不同流速的浅滩类型栖息地，在近岸河床处，沿河岸每隔30m距离垂直打入2组原木桩组合，每组原木桩组合包括2根原木桩，然后对应每组原木桩在河床上与河流断面同方向铺设2根原木，并用镀锌线将铺设的原木与坡底及河床上的2 组原木桩组合实施连接并固定，后续水文泥沙运动在此处形成泥沙淤积的浅滩，并随泥沙带来植物种子形成自然生长的植被，在常水位以上借助2行原木桩的加固作用，在基底层之上铺设不同粒径的资源化混凝土和土壤基质，完成所述全部基体层的构建。在水面开阔或被拓宽的河段，架设2根横卧于河床的原木，并用镀锌线和抛石将其固定在从坡脚伸向河中心的3对原木桩上，以期实现促进泥沙淤积，和营造具有不同水深不同流速的栖息地的目标；进行资源化混凝土的填充与铺设：粗颗粒充填材料主要来自就地拆除的混凝土驳岸墙体经粉碎和筛分后的资源化混凝土块与天然石材按照一定比例搭配制备的材料；

在常水位以下，为防止被水流淘冲，箱型框体结构内主要采用资源化混凝土块、大型块石、碎石以及砂土充填，无需充填土壤；

在常水位以上，除填充资源化混凝土块、大型块石、碎石以及砂土外，还需充填土壤，以促进湿生和陆生植被的快速恢复；

充填施工按照粒径从大到小的顺序实施，首先需要用大块石材及混凝土块压住原木框架底部以发挥稳固骨架的作用，在常水位以上，细颗粒的砂土和富含有机质的土壤最后充填到缝隙中形成粒径由大到小的混合填充结构；充填后需要用设备压实，防止因降雨径流引起坡面下陷，影响结构稳定和景观效果；完成基体层的构建；

S3：对于坡面大于等于1:2的岸坡，或有快速恢复边坡植被需求的生态修复工程采用有机基质层，采用秸秆、菇渣、草炭、锯末、畜禽粪便组成的有机基质混合物，经发酵或高温处理后，按比例与河砂、煤渣、蛭石、珍珠岩中的一种或几种组成的无机混合物物混合，均匀铺设于常水位之上的基体层表面或，铺设厚度依据岸坡规模和坡度控制在5-8cm之间，完成有机基质层的构建；

S4：包括灌木种植、灌木养护和植草三个步骤，具体如下：

S41：灌木种植：完成护岸的基体层和有机基质层施工后，自上而下点播灌木种子，并用适生材料和表层土对草籽实施覆盖。

S42：灌木养护：将整个岸坡使用无纺布进行全覆盖，土壤保持湿润状态，灌木出苗后去除无纺布，待整体高度超过20cm，散播植草。

S43：植草：将草籽和土壤按照1:3的体积比均混匀混合后撒播于加三维网垫铺设后的土壤基质上，撒播完成后，用土壤进行封层，喷湿表土；完成植被层的构建；

S5：网状面材料的网丝包覆并粘结于筋网的上下两个表面，依据坡面的陡峭程度选择使用带有加筋结构的三维网垫，坡面≤1:1；依据生态护坡的坡度选择三维网垫的类型，进行三维网铺设、锚固沟施工和土方回填：

S51：三维网垫铺设：自上而下实施，并使用U型锚钉进行固定；

S52：锚固沟施工：在距离坡顶边缘0.6m处开挖一条锚固沟，完成挖掘之后，将三维网垫沿着挖掘的沟底进行锚固，回填土并压实；

S53：土方回填：用就地挖掘的土壤或富含有机质的土壤混合物对三维网垫进行封层回填，回填厚度控制在15-20cm；

完成三维网垫加固层的构建，进而完成原木框体与资源化混凝土组合结构生态护坡的构造。

应用例1

本应用例采用实施例1提供的生态护坡应用于崇明瀛东村中心河道整治项目。原河岸两侧均为村级公路，东岸部分河段为混凝土驳岸和混凝土固化的河床。项目由本课题组牵头联合崇明税务规划部门实施，施工方式采用了就地资源化的块状混凝土、原木和疏浚泥沙，护坡采用了原木打桩和生态袋2种模式。在常水位以下栽种了沉水植物和挺水植物，在常水位以上保留了原来的灌木和乔木，适当栽种了草本植物，竣工后自然景观得到了快速恢复，发挥了资源化利用、生态护坡和美化环境等综合效益，节省成本31％。

应用例2

本应用例采用实施例1提供的苏州吴江桃源镇问津河黑臭河道整治工程。作为本课题组承担的国家重点研发计划的一个工程示范，由中国-奥地利合作团队负责设计和评估等工作。基于综合整治的目标定位，在全面调查评估的基础上，取消了原定的混凝土护岸施工计划，对长期淤积的河床底泥实施疏浚，对岸坡的各种建筑垃圾和生活垃圾实施清理后，基于自然解决方案和生态河流构建理论，巧妙地利用原天然岸线的地形，利用原木打桩和抛石等方法，结合各种微型河湾及伸向水面的乔木营建了浅滩型生境和郁闭度良好的遮阴环境，竣工后植被得到保护和快速恢复，实现了生态保护优先和快速恢复的效果，总成本节省45％。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.原木框体与资源化混凝土组合结构生态护坡，其特征在于，由斜坡结构的框体生态护坡和与之相连的平铺于地面的边滩型栖息地2大模块构成；所述框体生态护坡由下至上包括基底层、基体层、有机基质层、植被层和三维网垫加固层5个层次；所述边滩型栖息地是从坡脚伸向河中心的构造物，由原木桩和横卧于河床的原木及抛石组合而成；

所述基底层是河岸带固有的主体结构，包括水面以上的坡面和水面下的坡面及坡底，为岩质及土层结构构造；

所述基体层是在基底层之上铺设的各种粒径不等的填充层，主要由箱体式原木框体和填充于其内的就地资源化块状混凝土、掺和部分天然石材、砂土和土壤基质构成，常水位线以上有不等间隔的垂直于河床的原木桩加固，确保充填石料的稳定性；常水位线以下有固定于垂向原木桩的井字形原木箱体框架加固，确保整体护岸结构的柔性和稳定性；

所述有机基质层为三维网垫加固层和基体层之间的，为利于植被生长而填充的增加土壤活性的机质或富含有机质的土壤，主要由种植基材、秸秆活性炭、缓释肥料、保水材料按比例拌合而成；

所述植被层为播撒于常水位线或水位变动区之上有机基质层的草种生长后形成的以先锋物种为主的植被；或由栽种于三维网垫的网格空隙中的覆盖灌木和草本植物所构成；

所述三维网垫加固层为固定在上述混合层表面的加固结构，主要由可被紫外线降解的三维抽丝聚合物材料编织而成的网状面材料构成，铺设在覆土之上，并用U型铆钉加以固定后用于防止水土流失；

所述边滩型栖息地是基于硬质驳岸拆除后需要恢复栖息地功能的实际需求，由2根从坡脚伸向河中心的原木被3对***河床的原木桩和抛石固定后构成的单元组成，主要布设于有河道拓宽的开阔水域，沿河岸每组单元之间的距离间隔为50-100m，依据河流规模和现场可利用空间，布设3-5组。

2.根据权利要求1所述的原木框体与资源化混凝土组合结构生态护坡，其特征在于，当所述植被层位于常水位线以下时采用人工栽种先锋植物的方式促进植被恢复。

3.根据权利要求1所述的原木框体与资源化混凝土组合结构生态护坡，其特征在于，所述植被层自下而上依次为草灌乔植被层，所述草灌乔植被层依次为沉水植被层、挺水植被层和湿生植被层，后续随着泥沙运动自然过程实现河岸带植被的自然演替。

4.根据权利要求1所述的原木框体与资源化混凝土组合结构生态护坡，其特征在于，所述原木框架的构造方法为在水位变动区及常水位线以下，通过搭建固定于垂向原木桩的井字形原木箱体框架形成稳定性强并兼具柔性特征的框体结构，在各个箱体框架内充填经过就地粉碎并筛分的资源化块状混凝土，并根据需要按照不超过20％的比例掺和部分天然石材和砂土，形成柔性的护岸结构；在常水位线以上，主要在基底层之上铺设就地资源化块状混凝土，掺和部分天然碎石、砂土和土壤基质，并用不等间隔的垂直于河床的原木桩加固，确保充填石料的稳定性；

所述栖息地构造方法为选择在水面开阔处架设2根与河流断面同方向的原木于河床之上，并用镀锌线将其固定在从坡脚伸向河中心的3对原木桩上，并用大型块石压实在横卧于河床的原木两侧，促进泥沙淤积后，营造不同流速的栖息环境，并创建与河流地貌相吻合的自然景观。

5.根据权利要求1-4任一所述的原木框体与资源化混凝土组合结构生态护坡的构造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：拆除原有的混凝土护岸，就地粉碎并筛分后，将可以替代块石和碎石的资源化混凝土分类堆放待用，完成混凝土拆除与资源化，然后进行边坡及河床清理，完成所述基底层的构建；

S2：进行原木打桩后，在常水位以下区域，用镀锌线将横向原木固定在从坡底到常水位的垂向的5排原木桩上，形成3组以原木搭建的2-3层相互交错的箱型框体结构，框体结构与水面保持平行；框体结构构建完成后，通过机械化操作向框体内充填分类堆放待用的资源化混凝土，并按照粒径从大到小的顺序掺和充填部分块石、碎石和砂土；在常水位以上借助2行原木桩的加固作用，在基底层之上铺设不同粒径的资源化混凝土和土壤基质，完成所述全部基体层的构建。在水面开阔或被拓宽的河段，架设2根横卧于河床的原木，并用镀锌线和抛石将其固定在从坡脚伸向河中心的3对原木桩上，以期实现促进泥沙淤积，和营造具有不同水深不同流速的栖息地的目标；

S3：对于坡面大于等于1:2的岸坡，或有快速恢复边坡植被需求的生态修复工程采用所述有机基质层，采用秸秆、菇渣、草炭、锯末、畜禽粪便组成的有机基质混合物，经发酵或高温处理后，按比例与河砂、煤渣、蛭石、珍珠岩中的一种或几种组成的无机混合物物混合，均匀铺设于常水位之上的所述基体层表面或，铺设厚度依据岸坡规模和坡度控制在5-8cm之间，完成所述有机基质层的构建；

S4：包括灌木种植、灌木养护和植草三个步骤，完成所述植被层的构建；

S5：所述网状面材料的网丝包覆并粘结于筋网的上下两个表面，依据坡面的陡峭程度选择使用带有加筋结构的三维网垫，所述坡面≤1:1；依据生态护坡的坡度选择三维网垫的类型，进行三维网铺设、锚固沟施工和土方回填完成所述三维网垫加固层的构建，进而完成所述原木框体与资源化混凝土组合结构生态护坡的构造。

6.根据权利要求5所述的构造方法，其特征在于，所述S1步骤中的边坡及河床清理包括以下步骤：按设计要求，根据河岸两侧的用地性质及空间约束情况，确定单岸施工还是两岸同时施工；做围堰截流后，通过工程措施清除淤积于河床及河岸下部的淤泥及固型垃圾；挖掘河岸，塑造地形，实现能满足初始施工条件的岸坡基础环境；对有拓宽要求的河道应尽力保护河岸带原有的植被，植被保护之外的坡底及坡面尽量处理为平整状态；需严格控制高程、边线、坡度；尽量避免大面积翻动坡面土壤，以减少坡面水土流失。

7.根据权利要求5所述的构造方法，其特征在于，所述S2步骤中的营造生物栖息地方法为在比较开阔的河段，为营造不同流速的浅滩类型栖息地，在近岸河床处，沿河岸每隔30m距离垂直打入2组原木桩组合，每组所述原木桩组合包括2根原木桩，然后对应每组原木桩在河床上与河流断面同方向铺设2根原木，并用镀锌线将铺设的原木与坡底及河床上的2组所述原木桩组合实施连接并固定，后续水文泥沙运动在此处形成泥沙淤积的浅滩，并随泥沙带来植物种子形成自然生长的植被；

8.根据权利要求5所述的构造方法，其特征在于，所述S2步骤中的资源化混凝土的填充与铺设方法为：粗颗粒充填材料主要来自就地拆除的混凝土驳岸墙体经粉碎和筛分后的资源化混凝土块与天然石材按照一定比例搭配制备的材料；

在常水位以下，为防止被水流淘冲，箱型框体结构内主要采用资源化混凝土块、大型块石、碎石以及砂土充填，无需充填土壤；

在常水位以上，除填充资源化混凝土块、大型块石、碎石以及砂土外，还需充填土壤，以促进湿生和陆生植被的快速恢复；

充填施工按照粒径从大到小的顺序实施，首先需要用大块石材及混凝土块压住原木框架底部以发挥稳固骨架的作用，在常水位以上，细颗粒的砂土和富含有机质的土壤最后充填到缝隙中形成粒径由大到小的混合填充结构；充填后需要用设备压实，防止因降雨径流引起坡面下陷，影响结构稳定和景观效果。

9.根据权利要求5所述的构造方法，其特征在于，所述S4步骤包括以下步骤：

S41：灌木种植：完成护岸的基体层和有机基质层施工后，自上而下点播灌木种子，并用适生材料和表层土对草籽实施覆盖。

S42：灌木养护：将整个岸坡使用无纺布进行全覆盖，土壤保持湿润状态，灌木出苗后去除无纺布，待整体高度超过20cm，散播植草。

S43：植草：将草籽和土壤按照1:3的体积比均混匀混合后撒播于加三维网垫铺设后的土壤基质上，撒播完成后，用土壤进行封层，喷湿表土。

10.根据权利要求5所述的构造方法，其特征在于，所述S5中的三维网垫铺设、锚固沟施工和土方回填按照如下步骤进行：

S51：自上而下实施，并使用U型锚钉进行固定；

S52：在距离坡顶边缘0.6m处开挖一条锚固沟，完成挖掘之后，将三维网垫沿着挖掘的沟底进行锚固，回填土并压实；

S53：用就地挖掘的土壤或富含有机质的土壤混合物对三维网垫进行封层回填，回填厚度控制在15-20cm。

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