一種不穩定土石邊坡的生態修復構造法的製作方法
2023-07-15 03:10:56 1
專利名稱：一種不穩定土石邊坡的生態修復構造法的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種山體裸露邊坡的生態修複方法，特別是涉及一種土石混雜不穩定基底的山體裸露坡面的植生性修復構造法。
背景技術：
近年來，由於大規模的礦山開採和道路工程等建設項目，形成了大量裸露的巖土邊坡，容易產生水土流失、山體失穩滑坡、環境汙染、生態失衡、景觀破壞、小氣候變化等一系列負面效應。傳統的邊坡修復措施多是採用砌築圍牆、加固水泥等護坡結構，單方面考慮了抑制水土流失的作用，對生態環境沒有改善，反而破壞了生態環境的和諧。在我國創建環境友好型社會的大環境下，社會環境意識逐步增強，破碎邊坡的生態修復技術逐漸佔據了主導地位。目前邊坡生態修復主要有人工種草護坡、平鋪草皮護坡、植生袋護坡、構建網格後植草護坡、液壓噴播種草護坡、客土種養植物護坡等技術。各種技術在邊坡修復的同時都考慮到了生態環境的恢復，並且都有其適用範圍。然而，山體破壞後坡體裸露面並不都是穩定的純巖石結構或純土體結構。土石混雜的坡面在現實中具有很高的比例。這種坡面石塊體積差異很大，間隔地分布於鬆軟的土層中間，在自然界外力狀態下極不穩定，發生滑坡現象十分頻繁。這種不穩定態造就了對這種邊坡進行生態修復的工程難度。首先，暴雨徑流時在不穩定邊坡表面的雨水侵蝕強度很高，土層流失後，坡體中間的石塊會受重力作用跌落。其次，自身的不穩定性使得邊坡的客土或其它構築結構容易滑落，即使成功施工，後期受到破壞的可能性也比較大。再次，在裸露邊坡與植被群落尚好的未破壞山體銜接處容易在降雨時發生層疊式的跌落滑坡。對於土石混雜的裸露坡面，除去工程難度，現有的絕大多數坡面生態修復工程在降雨時都會形成開放式徑流。對於某些邊坡修復基質如有機肥、汙泥等，這種開放式徑流極易造成二次汙染。
發明內容
本發明的目的在於提供一種不穩定土石邊坡的生態修複方法，能夠解決修復工程中由於土石混雜邊坡的不穩定態所造成的技術問題，採用綜合技術措施對土石混雜邊坡進行生態修復，在短期內形成穩定的綠色植物覆蓋層，同時解決生態修復工程所造成的二次汙染問題。本發明旨在通過構築結構減輕前述第一、三個不利因素的同時，通過二次掛網錨固、二次客土噴漿實現對前述第二個不利因素的削減；同時通過將坡面徑流收集回用的方式來阻斷汙染物向下遊水體的遷移，從而減輕可能由基質帶來的二次汙染。為實現本發明目的採用如下技術方案在不穩定土石邊坡整理後，在邊坡坡頂開挖地表徑流截留溝和修建低矮加固牆；在坡底修建集水池，設置連接管將坡頂徑流截留溝和坡底集水池連通；在壓實的坡面上，利用鐵製錨杆將鍍鋅鐵絲網固定於坡面，進行第一次客土噴漿，使植物適生基質充分填滿網下空間形成第一層基質層；待第一層基質層粘附穩定後鋪設三維植被網，進行第二次客土噴播，使混有植物種子的基質分布到三維植被網中。所述的鐵製錨杆通過螺紋鋼預製而成，錨杆結構中的螺紋可增大邊坡內部的摩擦力，不易脫出；錨杆長度在5(Tl00cm，考慮到預應力，坡體上部宜用較長的錨杆。所述的鍍鋅鐵絲網採用方孔鐵絲網，使其能夠在坡面持留住噴覆的基質，同時也允許較大尺寸的基質材料如稻草秸稈通過。所述的三維植被網由多層塑制網壓制而成，其中每層網皆具有褶皺結構，因而三維植被網具有很密集的三維孔隙分布。本發明在不穩定土石邊坡預整理的基礎上，在邊坡坡頂裸露邊坡與未破壞山體銜接處開挖地表徑流截留溝和修建低矮加固牆抑止坡頂處層疊式的跌落滑坡，在邊坡坡底修建集水池，可蓄積暴雨期間坡面徑流和山體表面優勢流的匯水，並為邊坡的灌溉養護提供循環水源，通過建立連接管將坡頂截留溝和坡底集水池連通。通過鐵製錨杆和鍍鋅鐵絲網的加固作用確保邊坡修復時的客土噴播不易產生滑落現象，通過三維植被網的孔隙持留作用進一步減輕播種層的流失量。所述的加固牆修建在鍍鋅鐵絲網和三維植被網的坡頂一端之上，可對整個坡面客土噴播的框架提供拉力，使得坡面掛網脫落的可能性降到最低。所述的方法具體包括如下步驟
(1)整理邊坡，去除殘留的碎石、雜物，將邊坡結構中突兀的大小石塊釺出，機械整理後壓實成較為平整的坡面；
(2)通過螺紋鐵製錨杆將鍍鋅鐵絲網固定於邊坡之上，鍍鋅鐵絲網靠坡頂的部分預留一段長度；
(3)通過溼式噴漿系統將不含植物種子的基質噴覆至鐵絲網中間，厚度以蓋過鐵絲網表面為宜，該層基質厚度一般在5cm以上；
(4)待第一遍噴漿表面稍幹，於邊坡第一層基質層之上鋪設三維植被網，三維植被網靠坡頂的部分預留一段長度；
(5)通過溼式噴漿系統將含有植物種子的基質噴覆至三維植被網上，使基質填滿三維植被網的孔隙，並蓋過三位植被網表面為宜；本層基質厚度一般在5cm左右；
(6)在坡頂向未破壞山體方向處開挖表面徑流截留溝，沿坡頂水平方向按一定間距預埋PVC制排水管；
(7)在坡頂將前述步驟(2)、(4)中預留鐵絲網和三維植被網展平，在其上砌築低矮加固
掉工回；
(8)坡底修建集水池，經PVC制排水管布管使集水池與坡頂截留溝連通。所述的三維植被網可用鐵製錨杆或帶尖竹籤固定。所述的集水池靠坡面一側可修築V字形收集堰，以確保坡面排水能夠盡數匯流其中。本發明還可以在坡頂截留溝設置旁通管，以便在雨量過大時使截留溝中雨水不經下遊集水池而流走。這樣，修復坡體的徑流在集水池中不會因水位過高隨雨水溢出。本發明的施工方法對於傾斜度小於60°的陡坡適用。本發明的施工方法建議坡降 IOm左右，若是坡降過高可機械處理為梯級串聯結構。本發明方法播種層噴覆完畢後，在初期宜用大孔遮陽網覆蓋保護，植被穩定後撤除。經證實，本發明的不穩定土石邊坡生態修複方法可有效解決不穩定態的土石混雜邊坡在生態修復中的問題，通過構造穩定的植物基底，可在短期內形成修復植被層，並不易破壞。本發明的不穩定土石邊坡修複方法構造簡介，材料低廉易得，並可在短期內形成穩定的綠色植物覆蓋層，且不易隨著時間推移而破壞；同時有效解決生態修復工程所造成的二次汙染問題。下面結合具體實施方式
對本發明進行詳細描述。本發明的保護範圍並不以具體實施方式
為限，而是由權利要求加以限定。
圖1為不穩定土石邊坡修復總體結構剖面圖； 圖2為坡頂處地表徑流截留溝和加固牆的構建圖3為坡面錨固掛網結構以及客土噴播分層結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明進行進一步說明。圖1為不穩定土石邊坡修復總體剖面圖，圖2為坡頂處地表徑流截留溝和加固牆的構建圖，圖3為坡面錨固掛網結構以及客土噴播分層結構示意圖。本發明的具體實施方式
中，在被破壞後形成的不穩定土石邊坡與未破壞且有植被覆蓋的背景山體1銜接處開挖地表徑流截留溝2，並修建低矮的坡頂結構加固牆3。裸露邊坡上方多存在較長距離未被破壞的且植被生長良好的原始山體，這部分山體雖在暴雨初期的水土保持能力明顯，但隨著表層土壤飽和度的增加，山體表面徑流逐步產生並會無規律地沿地勢形成一股股的地表優勢流。假若不採取措施，這部分優勢流勢必在裸露的土石邊坡上侵蝕出一道道溝壑，進而盤剝未破壞山體的尾部導致坡頂跌落。即使進行了生態恢復， 也極易受到這種暴雨期間地表優勢流的破壞導致恢復不完全。本發明方法通過開挖並砌築地表徑流截留溝2，將未破壞山體流下的表面徑流匯集截留，並沿截留溝底部預留的排放管道排入坡底的集水池9。同時修築的低矮加固圍牆3由於沿水平方向延伸形成一道整體， 故而首先是對坡頂結構的進一步加強，同時本發明設計將加固牆3修建在下述鍍鋅鐵絲網 6和三維植被網7之上，可對整個坡面客土噴播的框架提供拉力，使得坡面掛網脫落的可能性降到最低。坡面修復採用錨固掛網-溼式客土噴播工藝。在充分清理和壓實坡面後，利用鐵製錨杆5將鍍鋅鐵絲網6固定於坡面，進行第一次客土噴漿，使植物適生基質充分填滿網下空間。待第一層基質層粘附穩定並稍幹後鋪設三維植被網7，進行第二次客土噴播，使混有植物種子的基質分布到三維植被網7的五層複合機構中。本發明具體實施時採用的鐵製錨杆5通過螺紋鋼預製而成，其結構中的螺紋可增大於邊坡內部的摩擦力，不易脫出。採用的鍍鋅鐵絲網6採用4cmX4cm方孔鐵絲網，使其能夠在坡面持留住噴覆的基質，同時也允許較大尺寸的基質材料如稻草秸稈通過。本發明具體實施時推薦採用的三維植被網7可由五層塑制網壓制而成，其中每層網皆是具有褶皺結構，因而三維植被網具有很密集的三維孔隙分布，當含有植物種子的基質被噴覆至三維植被網，基質會填入其中的孔隙，削弱了水土侵蝕的影響。本發明方法在坡底修建集水池9，集水池9靠坡面一側修築V字形收集堰以確保坡面排水能夠盡數匯流其中，又通過排水管4與坡頂截留溝2連通，用來收納山體上方在降雨期間形成的表面徑流，同時可利用為山坡植被灌溉養護的水源。這不但令坡面徑流的水資源得以循環利用，而且由於循環利用這部分水源使得水力停留時間(HRT)增長，汙染物質可通過自淨作用以及坡面植物的吸收作用而削減，進而解決了生態恢復工程中由於客覆基質選用對下遊水體造成的營養鹽流失等二次汙染問題。本發明方法在具體實施過程中還可以在坡頂截留溝設置旁通管，以便在雨量過大時使截留溝中雨水不經下遊集水池9而流走。這樣，修復坡體的徑流在集水池中不會因水位過高隨雨水溢出。上述施工方法具體步驟如下
(1)整理邊坡。去除開採活動殘留的碎石、雜物等，將邊坡結構中突兀的大小石塊釺出， 機械整理後壓實形成較為平整的坡面。本發明的施工方法對於傾斜度小於60 °的陡坡適用。本發明的施工方法建議坡降 IOm左右，若是坡降過高可機械處理為梯級串聯結構。(2)通過螺紋鐵製錨杆5將4cmX4cm方孔鍍鋅鐵絲網6固定於邊坡之上。錨杆長度在5(Tl00cm。考慮到預應力，坡體上部宜用較長的錨杆。錨杆在邊坡上的間距為 50cmX 50cmo鍍鋅鐵絲網6靠坡頂的部分沿垂直方向要預留30cm的長度。(3)通過溼式噴漿系統將不含植物種子的基質8噴覆至鐵絲網6中間，厚度以蓋過鐵絲網6表面為宜。由於不穩定土石邊坡表面呈凹凸結構，故本層基質厚度一般在5cm以上。(4)待第一遍噴漿表面稍幹，於邊坡之上鋪設三維植被網7，三維植被網可用鐵製錨杆或帶尖竹籤固定。錨杆或帶尖竹籤在邊坡上的間距為IOOcmX 100cm。三維植被網7靠坡頂的部分沿垂直方向要預留30cm的長度。(5)通過溼式噴漿系統將含有植物種子的基質8噴覆至三維植被網7上，使基質填滿三維植被網7的孔隙，並蓋過三位植被網7表面為宜。本層基質厚度一般在5cm左右。(6)在坡頂向未破壞山體1方向50cm處開挖約30cm寬，30cm深的表面徑流截留溝2，預留溝底排水管的位置。排水管布置頻度為沿坡頂水平方向5m—個。溝底壁使用石塊和水泥砌實，以達到不滲水為準。溝底和未破壞山體方向的溝壁施工完成後，預埋PVC制排水管4。預埋旁通管。(7)將前述步驟(2)、(4)中預留鐵絲網6和三維植被網7展平，在其上砌築低矮加固牆3，加固牆寬約Mcm，高約30cm。PVC制排水管4設計穿過加固牆3底部。(8)坡底修建集水池9。靠坡面一側修築V字形收集堰，收集堰的範圍要涵蓋整個坡面修復單元的兩端。經PVC制排水管布管使集水池9與坡頂截留溝2連通。本發明方法在實施過程中，播種層噴覆完畢後，在初期宜用大孔遮陽網覆蓋保護， 植被穩定後撤除。在植物生長初期要及時使用集水池中的水源進行噴霧灌溉，以保證植物儘早成坪。在暴雨量過大時要打開坡頂截留溝旁通管，堵住截留溝與集水池間的連通管，防止集水池因水位過高而溢出，對下遊水體造成二次汙染。
權利要求
1.一種不穩定土石邊坡的生態修復構造法，其特徵在於對不穩定土石邊坡整理後， 在邊坡坡頂開挖地表徑流截留溝和修建低矮加固牆；在坡底修建集水池，設置連接管將坡頂徑流截留溝和坡底集水池連通；在壓實的坡面上，利用鐵製錨杆將鍍鋅鐵絲網固定於坡面，進行第一次客土噴漿，使植物適生基質充分填滿網下空間形成第一層基質層；待第一層基質層粘附穩定後鋪設三維植被網，進行第二次客土噴播，使混有植物種子的基質分布到三維植被網中。
2.根據權利要求1所述的不穩定土石邊坡的生態修復構造法，其特徵在於所述的鐵製錨杆通過螺紋鋼預製而成，錨杆長度在5(Tl00Cm。
3.根據權利要求1所述的不穩定土石邊坡的生態修復構造法，其特徵在於所述的鍍鋅鐵絲網採用方孔鍍鋅鐵絲網。
4.根據權利要求1所述的不穩定土石邊坡的生態修復構造法，其特徵在於所述的三維植被網由多層塑制網壓制而成，其中每層皆具有褶皺結構。
5.根據權利要求1所述的不穩定土石邊坡的生態修復構造法，其特徵在於所述的加固牆修建在鍍鋅鐵絲網和三維植被網的坡頂一端之上。
6.根據權利要求1至5所述的任一不穩定土石邊坡的生態修復構造法，其特徵在於 所述的方法包括如下步驟(1)整理邊坡，去除殘留的碎石、雜物，將邊坡結構中突兀的大小石塊釺出，機械整理後壓實成較為平整的坡面；(2)通過螺紋鐵製錨杆將鍍鋅鐵絲網固定於邊坡之上，鍍鋅鐵絲網靠坡頂的部分預留一段長度；(3)通過溼式噴漿系統將不含植物種子的基質噴覆至鐵絲網中間，厚度蓋過鐵絲網表(4)待第一遍噴漿表面稍幹，於邊坡第一層基質層之上鋪設三維植被網，三維植被網靠坡頂的部分預留一段長度；(5)通過溼式噴漿系統將含有植物種子的基質噴覆至三維植被網上，使基質填滿三維植被網的孔隙，並蓋過三位植被網表面；(6)在坡頂向未破壞山體方向處開挖表面徑流截留溝，沿坡頂水平方向按一定間距預埋PVC制排水管；(7)在坡頂將前述步驟(2)、(4)中預留鐵絲網和三維植被網展平，在其上砌築低矮加固掉工回；(8)坡底修建集水池，經PVC制排水管布管使集水池與坡頂截留溝連通。
7.根據權利要求6所述的不穩定土石邊坡的生態修復構造法，其特徵在於所述的三維植被網用鐵製錨杆或帶尖竹籤固定。
8.根據權利要求6所述的不穩定土石邊坡的生態修復構造法，其特徵在於所述的集水池靠坡面一側修築V字形收集堰。
9.根據權利要求6所述的不穩定土石邊坡的生態修復構造法，其特徵在於所述的坡頂截留溝設置旁通管。
10.根據權利要求1所述的不穩定土石邊坡的生態修復構造法，其特徵在於所述的邊坡傾斜度小於60°。
全文摘要
本發明公開了一種不穩定土石混雜邊坡的生態修復構造法，對坡面採用鐵製螺紋錨杆和鍍鋅鐵絲網加固後運用溼式噴播工藝進行修復，同時通過三維植被網的孔隙持留作用進一步減輕播種層的流失量。在裸露陡坡與未破壞山體銜接處築砌地表徑流截留溝、修建加固牆抑止坡頂跌落；通過坡底修建集水池收集坡面徑流和山體優勢流。本發明的邊坡生態修複方法可有效解決不穩定土石邊坡的植物基質的有效固著，在短期內形成修復植被層，並不易被破壞；同時由於水力停留時間增長，適生性好，修復的基底不易流失。
文檔編號E02D17/20GK102174816SQ20111002489
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月24日 優先權日2011年1月24日
發明者周麒麟, 王兆德, 範成新 申請人:中國科學院南京地理與湖泊研究所