CN204676571U - 一种砒砂岩自然边坡的柔性护坡结构 - Google Patents
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Abstract
一种砒砂岩自然边坡的柔性护坡结构，包括微润***区域、单层柔性网区域、植被绿化区域和固结材料固结层区域。本实用新型柔性边坡结构与周围的景观环境相互协调，具有优异的力学性能、耐紫外线降解性能、抗风蚀、水蚀和重力侵蚀性能、抗冻融、保水、保温、保肥等综合性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种自然边坡的护坡结构，具有涉及一种砒砂岩自然边坡的柔性护坡结构。
背景技术
在黄河流域的晋陕蒙接壤地区，分布着被当地人俗称为“砒砂岩”的松散岩层，是由古生代二叠纪、中生代三叠纪、侏罗纪和白垩纪的厚层砂岩、砂页岩和泥质砂岩组成的岩石互层。该地层为陆相碎屑岩系，覆岩层厚度小、压力低，从而造成其成岩程度低、沙粒间胶结程度差、结构强度低，无水坚硬如石，遇水则松软如烂泥。
目前，为解决砒砂岩无水坚硬如石，遇水则松软如烂泥的问题，国内已有学者研究并提出了多种不同的治理措施，但由于砒砂岩地区立地条件差加之水资源匮乏，生物措施难以全面实施，再则护坡工程中一般以水泥，石料，混凝土等硬性材料为主要建材，在设计上优先以力学的角度去思考边坡稳定，忽略了生态修复，使自然边坡的生态功能恢复更加困难；同时在此类自然边坡生态修复中没有考虑到周边自然环境、植物修复相协调等因素，与周边的景观不协调，与目前注重保护生态环境的发展趋势相违背。因此，在砒砂岩上采用以保护、创造生物良好的生存环境和自然景观为前提，在保证护坡具有一定的强度、安全性和耐久性的同时，兼顾工程的环境效应，以达到一种土体和生物相互涵养、适合生物生长的仿自然状态的新型固结促生的柔性护坡结构是发展趋势。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种具有安全性强，生态修复好，保持和谐自然生态环境的砒砂岩自然边坡的柔性护坡结构。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是，一种砒砂岩自然边坡的柔性护坡结构，包括微润***区域、单层柔性网区域、植被绿化区域和固结材料固结层区域，其中，所述微润***区域由铺设在坡顶区截水沟、储水窖以及中等坡度区的微润管构成；所述单层柔性网区域由截水沟底部、沟壁，储水窖底部、窖壁，陡坡区，中等坡度区分别挂网构成；所述植被绿化区域由距坡面10m范围内的坡顶区，中等坡度区，坡脚缓坡区，坡脚区分别撒播根系发达、生长力强、耐旱、适应力强的草本植物及种植耐旱、生存能力较强的乔木和/或灌木构成；所述固结材料固结层区域由截水沟的沟底、沟壁和截水沟上口线外0.5m范围内，储水窖底部、窖壁和储水窑口周边0.5m范围内，陡坡区，中等坡度区，坡脚缓坡区喷涂固结材料构成。
进一步，所述截水沟设置坡顶区距坡面4～6米内，所述储水窖设置在截水沟上，两两储水窖相隔8～12m间；所述微润管埋设深度为5～10cm，管内水压为2.4～2.6kPa，微润管与储水窖两者之间用柔性管道连接，微润管的供水管上设置减压阀，每一个减压阀控制3～4根微润管，相邻微润管之间的间距为0.5～0.7m之间，供水控制范围为上下各0.3m，每个减压阀控制的微润管尾端用快速接头进行连接，形成并联回路。
再进一步，所述截水沟采用梯形断面，边坡比为1∶0.5，沟底宽400cm，沟顶宽900cm；所述储水窖底部直径为1000cm，顶部直径为1400cm，窖深1000cm，边坡比为1∶0.2。
进一步，所述单层柔性网区域由自上而下长度50～60cm锚件固定，同时相邻两卷柔性网交接处要求有20～30cm的重叠，并用锚件固定，所述锚件纵横向间距控制在1.5～2.5m，局部需加密处按纵横向间距控制在1m。
进一步，所述植被绿化区域为坡顶区种植沙棘和油松，撒播蒙古冰草、克氏冰草、野牛草、匍匐剪股颖草种，中等坡度区，坡脚缓坡区均采用草、灌相结合种植的立体配置模式，并播撒保水剂，所述灌木选用沙棘，在微润管的中间位置每隔0.8米种植2颗沙棘，沙棘的埋设深度为15～20cm，播撒蒙古冰草、克氏冰草、野牛草、匍匐剪股颖四种草种；坡脚区种植杨树、油松、柠条，撒播蒙古冰草、克氏冰草，总播种量20g/m2。
进一步，在坡顶区的截水沟的沟底及边坡自上而下均匀喷涂8％固结材料W-OHC溶液，形成厚4～5cm固结层；在截水沟上口线外0.5m范围内地表喷涂8％固结材料W-OHC溶液，形成厚5cm固结层；在坡顶区的储水窖底部及窖壁自上而下均匀喷涂10％固结材料W-OHC溶液，形成厚4～5cm固结层；储水窑口周边0.5m范围内喷涂10％固结材料W-OHC溶液，形成厚5cm固结层；陡坡区喷涂浓度为10％的固结材料W-OHC溶液，每平方的喷洒量控制在2.0～3.0L，保证渗透的厚度2～3cm，坡面角中等坡度区喷涂浓度为6％的固结材料W-OHC溶液， 形成厚2～3cm固结层，坡脚缓坡区喷涂浓度为4％的固结材料W-OHC溶液，形成厚1～2cm固结层。其中，W-OHC是一种生态环保型改性亲水性聚氨酯树脂类复合固化材料，呈淡黄色乃至褐色油状液体，遇水后极易溶解或乳化，可以任意比例与水反应，并迅速形成保水性好、有弹性的含水凝胶体。该胶体与沙土等有很好的附着力，形成多孔结构的固结层，固结层的弹性等力学性能高，且具有较好的植生功能，遇水不再溶解。复合紫外线降解控制剂W-US、力学性能增强剂EVA、PVA等功能添加材料可提高W-OH的耐候性、力学性等综合性能，而且经毒性试验和有害物质检验结果表明，W-OH无毒无害，具有高度安全性，是一种成本低廉、施工方便、环境负荷小的新型抗蚀促生材料。
本实用新型之砒砂岩自然边坡的柔性护坡结构，改善坡面土壤结构、增强整体稳定性、减少水土流失，附加植生功能，同时植被生长提供必要的水分，可以在固定砒砂岩的同时，与种子喷射法等植生手法结合，促进植被恢复，有效提高水土保持的效果。本发明柔性边坡结构与周围的景观环境相互协调，具有优异的力学性能、耐紫外线降解性能、抗风蚀、水蚀和重力侵蚀性能、抗冻融、保水、保温、保肥等综合性能。
附图说明
图1为截水沟断面大样图。
图2为储水窖平面及剖面大样图。
图3为坡顶施工大样图。
图4为陡坡区(坡面角≥60°的完全固结区)护坡结构大样图。
图5为微润管工作***图。
图6为中等坡度区(坡面角30°～60°的促生区)结构大样图。
图7为坡脚缓坡区(坡面角≤30°的促生区)护坡结构大样图。
图8为自然边坡柔性护坡施工断面形式。
图9为砒砂岩自然边坡治理平面图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型进一步加以说明。
实施例1：砒砂岩自然边坡的柔性护坡结构的实现方式
(1)坡顶区
坡顶区地势平缓，在距坡面4～6米内设置截水沟用于收集周围汇水，截水沟采用梯形断面，边坡比为1∶0.5，沟底宽400cm，沟顶宽900cm；其结构如图1所示，在截水沟上每隔10m设置一处储水窖，所述储水窖底部直径为1000cm，顶部直径为1400cm，窖深1000cm，边坡比为1∶0.2，用于存储收集的雨水，并为微润管供水，其结构形式如图2所示。
在截水沟的沟底及边坡、储水窖的底板及窖壁均挂单层柔性网，挂网施工时，首先放卷网目边长3～5cm单层柔性网铺在坡面，然后自上而下打入长度50～60cmU形钢筋锚件，同时相邻两卷柔性网交接处要求有20cm的重叠，并用锚件固定，所述锚件纵横向间距控制在2m，局部需加密处按纵横向间距控制在1m。
截水沟及储水窖施工完成后，在距坡面10m范围内的坡顶区进行 绿化，种植耐旱的沙棘及油松等大型植物，撒播蒙古冰草、克氏冰草、野牛草、匍匐剪股颖草种，一方面可以增强坡顶区域土壤涵养水源的能力，另一方面可以起到过滤雨水的作用，减少地面泥土冲入截水沟和储水窖造成淤积。
在截水沟的沟底及边坡自上而下均匀喷涂8％固结材料W-OHC溶液，形成厚4～5cm固结层；在截水沟上口线外0.5m范围内地表喷涂8％固结材料W-OHC溶液，形成厚5cm固结层；在储水窖底部及窖壁自上而下均匀喷涂10％固结材料W-OHC溶液，形成厚4～5cm固结层；储水窑口周边0.5m范围内喷涂10％固结材料W-OHC溶液，形成厚5cm固结层，由此形成了坡顶区的结构，如图3所示。
在雨水充足的季节，通过收集雨水作为储水窖的补水水源，当雨水不足时，以及植物恢复初期可采用人工补水作为储水窖的供水水源。
(2)陡坡区(坡面角≥60°的完全固结区)
陡坡区边坡整体稳定，应局部对突出孤石、局部不稳定土层或倒坡砒砂岩清除。
坡面整理后进行挂网，放卷网目边长3～5cm单层柔性网铺在坡面，然后自上而下打入长度50～60cmU形钢筋锚件，同时相邻两卷柔性网交接处要求有20cm的重叠，并用锚件固定，所述锚件纵横向间距控制在2m，局部需加密处按纵横向间距控制在1m。
在陡坡区喷洒固结材料溶液固化表层砒砂岩，形成边坡表面复合材料固化层，主要功能为减少雨水对砒砂岩的侵蚀，形成保护层，降 低水土流失量。考虑溶液中固结材料的浓度变化直接影响到固结效果，因此在该区域采用浓度为10％W-OHC溶液进行喷洒，实现坡面机械化操作。具体喷涂方法：以水为固化剂，将无色～淡黄色的亲水性固结材料液体溶于水中至设计浓度，经充分搅拌后，使用所研发的二液喷洒***进行均匀喷洒，每平方的喷洒量控制在2.0～3.0L左右，以保证渗透的厚度2～3cm，保证固结效果，该区生态护坡结构大样图，见图4。
(3)中等坡度区(坡面角30°～60°的促生区，有微润)
在砒砂岩区每年的降水量不大，在坡面上雨水易冲蚀砒砂岩，导致严重的水土流失，不能充分的渗入砒沙岩中，且在砒砂岩上喷涂上固结材料后会在表面形成一定厚度的固结层，这在减少砒砂岩流失的同时，水分的渗入量大大减少。因此，为了提高促生区植物的成活率，采用微润灌溉措施，在风化较为严重的松散区域铺设微润管，微润管铺采用储水窖供水，微润管的铺设间距为60cm，埋设深度为5～10cm，管内水压约为2.5kPa。微润管与储水窖两者之间用柔性管道连接。微润管的供水管上设置减压阀，每一个减压阀控制3～4根微润管，相邻微润管之间的间距为0.6m，供水控制范围为上下各0.3m，每个减压阀控制的微润管尾端用快速接头进行连接，形成并联回路，防止微润管因接头损坏导致整根无法使用，微润管铺设形式如图5所示。
在促生区采用草、灌相结合种植的立体配置模式，并播撒保水剂，所述灌木选用耐旱、生存能力较强的沙棘，在微润管的中间位置每隔0.8米种植2颗沙棘，沙棘的埋设深度为15～20cm，选取蒙古冰草、 克氏冰草、野牛草、匍匐剪股颖四种草种进行播撒，总播种量为20g/m2。
喷涂浓度为6％的固结材料W-OHC溶液，形成厚2～3cm固结层，中等坡度促生区结构大样图，如图6所示。
(4)坡脚缓坡区(坡面角≤30°的促生区，无微润)
喷涂浓度为4％的固结材料W-OHC溶液，形成厚1～2cm固结层。
考虑在坡面上施工及挖坑的可行性，在促生区采用草、灌相结合种植的立体配置模式，并播撒保水剂，灌木选用耐旱、生存能力较强的沙棘，在微润管的中间位置每隔0.8米种植2颗沙棘，沙棘的埋设深度大约为15～20cm。根据当地的气候特点，选取一些生长力强、耐旱、适应力强的本地植物进行栽种，经综合考虑，在促生区选取蒙古冰草、克氏冰草、野牛草、匍匐剪股颖四种草种进行播撒，总播种量约为20g/m2，且按照其生长特点进行了简单的搭配，同时为了提高种子的播撒效果，加快发芽，提高成活率，在播撒前，对轻质种子进行了浸泡处理。草种播撒后进行了表层覆砒砂岩，同时浇撒部分水量，以保证种子的生根发芽。坡脚缓坡区护坡结构大样图，如图7所示，边坡柔性护坡施工断面效果，如图8所示，边坡治理平面图，如图9所示。
(5)坡脚区
坡脚区种植杨树、油松、柠条，撒播蒙古冰草、克氏冰草，总播种量20g/m2。
Claims (6)
1.一种砒砂岩自然边坡的柔性护坡结构，其特征在于，包括微润***区域、单层柔性网区域、植被绿化区域和固结材料固结层区域，其中，所述微润***区域由铺设在坡顶区截水沟、储水窖以及中等坡度区的微润管构成；所述单层柔性网区域由截水沟底部、沟壁，储水窖底部、窖壁，陡坡区，中等坡度区分别挂网构成；所述植被绿化区域由距坡面10m范围内的坡顶区，中等坡度区，坡脚缓坡区，坡脚区分别撒播根系发达、生长力强、耐旱、适应力强的草本植物及种植耐旱、生存能力较强的乔木和/或灌木构成；所述固结材料固结层区域由截水沟的沟底、沟壁和截水沟上口线外0.5m范围内，储水窖底部、窖壁和储水窑口周边0.5m范围内，陡坡区，中等坡度区，坡脚缓坡区喷涂固结材料构成。
2.根据权利要求1所述的砒砂岩自然边坡的柔性护坡结构，其特征在于，所述截水沟设置坡顶区距坡面4～6米内，所述储水窖设置在截水沟上，两两储水窖相隔8～12m间；所述微润管埋设深度为5～10cm，管内水压为2.4～2.6kPa，微润管与储水窖两者之间用柔性管道连接，微润管的供水管上设置减压阀，每一个减压阀控制3～4根微润管，相邻微润管之间的间距为0.5～0.7m之间，供水控制范围为上下各0.3m，每个减压阀控制的微润管尾端用快速接头进行连接，形成并联回路。
3.根据权利要求2所述的砒砂岩自然边坡的柔性护坡结构，其特征在于，所述截水沟采用梯形断面，边坡比为1∶0.5，沟底宽400cm，沟顶宽900cm；所述储水窖底部直径为1000cm，顶部直径为1400cm， 窖深1000cm，边坡比为1∶0.2。
4.根据权利要求1所述的砒砂岩自然边坡的柔性护坡结构，其特征在于，所述单层柔性网区域由自上而下长度3～5cm锚件固定，同时相邻两卷柔性网交接处要求有20～30cm的重叠，并用锚件固定，所述锚件纵横向间距控制在1.5～2.5m，局部需加密处按纵横向间距控制在1m。
5.根据权利要求1所述的砒砂岩自然边坡的柔性护坡结构，其特征在于，所述植被绿化区域为坡顶区种植沙棘和油松，撒播蒙古冰草、克氏冰草、野牛草、匍匐剪股颖草种，中等坡度区，坡脚缓坡区均采用草、灌相结合种植的立体配置模式，并播撒保水剂，所述灌木选用沙棘，在微润管的中间位置每隔0.8米种植2颗沙棘，沙棘的埋设深度为15～20cm，播撒蒙古冰草、克氏冰草、野牛草、匍匐剪股颖四种草种；坡脚区种植杨树、油松、柠条、灌木，撒播蒙古冰草、克氏冰草，总播种量20g/m2。
6.根据权利要求1所述的砒砂岩自然边坡的柔性护坡结构，其特征在于，在坡顶区的截水沟的沟底及边坡自上而下均匀喷涂8％固结材料W-OHC溶液，形成厚4～5cm固结层；在截水沟上口线外0.5m范围内地表喷涂8％固结材料W-OHC溶液，形成厚5cm固结层；在坡顶区的储水窖底部及窖壁自上而下均匀喷涂10％固结材料W-OHC溶液，形成厚4～5cm固结层；储水窑口周边0.5m范围内喷涂10％固结材料W-OHC溶液，形成厚5cm固结层；陡坡区喷涂浓度为10％的固结材料W-OHC溶液，每平方的喷洒量控制在2.0～3.0L，保证渗透的厚度2～ 3cm，坡面角中等坡度区喷涂浓度为6％的固结材料W-OHC溶液，形成厚2～3cm固结层，坡脚缓坡区喷涂浓度为4％的固结材料W-OHC溶液，形成厚1～2cm固结层。
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|---|---|---|---|---|
| CN105230323A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-01-13 | 天津城建大学 | 一种适用于砒砂岩小流域的抗蚀促生二元立体配置模式 |
| CN105684778A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-06-22 | 宏大国源（芜湖）资源环境治理有限公司 | 一种高陡边坡植被恢复***及其方法 |
| CN110419287A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-11-08 | 南京梦联桥传感科技有限公司 | 一种新型砒砂岩区煤矿复垦控渗促生布置结构 |
| CN110558170A (zh) * | 2019-10-19 | 2019-12-13 | 福建农林大学 | 减少黄河中游砒砂岩区河道泥沙沿岸搬运的方法 |
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2015
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