用於黃土邊坡植物護坡的客土的製作方法
2023-07-16 02:25:46
專利名稱：用於黃土邊坡植物護坡的客土的製作方法
技術領域：
本發明涉及植物護坡技術，特別涉及一種適用於半乾旱地區黃土路塹邊坡和黃土 路提邊坡植物防護的客土。
背景技術：
邊坡植物護坡技術是利用植物涵水、固土等原理穩定巖土邊坡的同時，美化生態 環境的一種新技術。近年來，生態環境保護的需要和綠色通道建設的要求，使得越來越多 的植物護坡技術應用於鐵路、公路、市政工程的邊坡防護，尤其是在氣候條件較好的南方地 區，液壓噴播、三維植被網、客土噴播、有機基材噴播等植被防護技術獲得了廣泛應用，並取 得良好的效果。然而，在氣候環境較惡劣的北方黃土地區，針對黃土路塹邊坡雖然也開展了 多種植物護坡的試驗，但應用效果較差，許多邊坡植物在養護期長勢很好，但試驗工程竣工 驗收後，在粗放管理的條件下很快就退化消亡。黃土邊坡植物防護的難點主要表現在以下三個方面(1)氣候惡劣。水分、氣溫、土壤，是植物生存的重要生態環境因素，黃土高原屬歐 亞大陸東部溫帶、暖溫帶大陸性季風氣候，大部分地區降水少，並且多以暴雨的形式出，而 蒸發強，乾旱問題較普遍。(2)邊坡高陡，表層乾旱缺水。黃土路塹邊坡坡比多為1 0.3 1 0.5，平臺 寬度3 8m，每級高度3 10m，由於平臺和坡面的雙面蒸發以及雨水的流失，土壤嚴重幹 旱缺水。(3) 土質貧瘠，結構不良。邊坡土質貧瘠，缺乏植物所需營養元素，「水是命，肥是 勁」。高陡邊坡區域全是外露的心土，土壤的養分極為缺乏，再者，心土中大於0. 25mm的水 穩性團粒含量不足10%，保水保肥能力差，也不利於植物的生長和發育。高陡邊坡極易產生 徑流，不利雨水向土中入滲保存。因此，目前黃土路塹邊坡的護坡仍以傳統的漿砌片石、噴射混凝土等圬工防護為主。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種用於黃土邊坡植物護坡的客土，該客土在 半乾旱黃土地區既具有滿足邊坡植物生長所需要的物理結構，又具有良好的貯水性、保水 性和保肥性，能提供給植物生長所需的水分和養分，而且具有一定膠結能力、藉助工程措施 能穩定附著於黃土坡面。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是本發明用於黃土邊坡植物護坡的客 土，其特徵是該客土按重量包括下列組分砂質黃土 800 900份、土壤改良劑100 200 份、保水劑1 2份、粘結劑0 1份、複合肥2 5份。本發明的有益效果是，既能改善砂質黃土的結構，提供給邊坡植物生長所需的土 壤環境，更重要的是有效地解決了北方半乾旱黃土地區因水分缺乏、保水困難造成的邊坡難以進行植被防護的問題；主要採用廢棄無用的棄土，原料易得，價格低廉，施工簡單，有利 於降低護坡工程投資。本發明適用於半乾旱地區坡比不超過1 0. 75的黃土路塹邊坡和黃土路提邊坡 的植物防護。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明進一步說明。本發明用於黃土邊坡植物護坡的客土，按重量包括下列組分砂質黃土 800 900 份、土壤改良劑100 200份、保水劑1 2份、粘結劑0 1份、複合肥2 5份。砂質黃土是客土的主要材料，其作用是為植物生長提供土壤環境。砂質黃土可在 施工地就近取用或採用開挖黃土邊坡的棄土，使用時宜風乾、過篩，篩孔宜小於IX lcm。同 現有邊坡植物防護的客土配比相比，不需要大量的肥沃表土或農田土，取土容易，成本低 廉土壤改良劑是指泥炭土、菌渣、廄肥中的至少一種。泥炭土可改善砂質黃土的物理 結構，同時具有一定的保水性能，分解後也能提供給邊坡植物生長所需的養分。泥炭土產自 西昌，使用時宜風乾、過篩，篩孔小於1 x lcm。菌渣是種植蘑菇後剩下的廢料，性能同泥炭土 相似。若客土用於黃土路提邊坡，土壤改良劑可用廄肥，廄肥是家畜糞尿和墊料(秸稈、野 草、落葉、泥炭、泥土、鋸末等)及飼料殘渣混合積制而成的肥料，廄肥既可以改善客土的物 理結構，又能增加客土中微生物數量，增強客土的活性，而且還可提供給植物生長所需的養 分。保水劑的主要作用是快速吸附人工養護水或大氣降雨並能長時間的保持客土水 分，延緩客土水分的蒸散，為植物的生長提供充足的水分。粘結劑的主要作用是使砂質黃土 顆粒具有一定的膠接性，顆粒之間能逸聯接在一起，提高客土的穩定性，並促進客土團粒結 構的形成。客土如果用於黃土路提邊坡，採用人工覆土時可以不用或減量應用。複合肥的 作用是提供給植物生長所需的養分，一般採用硫酸鉀複合肥，其N、P2O5、K2O的重量百分比為 15%、15%、15%。客土的配製在施工現場進行，製備方法如下①精確稱量保水劑、粘結劑和複合肥等用量少的材料，然後稱量一定的幹砂，把上 述材料拌和均勻備用。②精確定稱量邊坡防護所用的各草種，並拌和均勻備用。③就近取用風乾的砂質黃土過1 X lcm篩備用。④按組分取砂質黃土和土壤改良劑，倒入攪拌機的料鬥，按比例稱取混和均勻的 保水劑、粘結劑、複合肥和幹砂的混合物及草種並倒入料鬥。⑤把上述材料攪拌均勻，攪拌時間不少於2分鐘。配製好的客土可通過機械的方式噴覆於黃土路塹邊坡。為了保證黃土路塹邊坡的 穩定性，可先對邊坡進行工程加固及防護，如採用錨杆框架梁、漿砌片石骨架等，然後在框 架梁或骨架內打錨杆、掛網。上述工序完成後，可在黃土坡面進行客土噴覆施工。對於黃土 路提邊坡，也可採用人工的方式把客土直接覆蓋於邊坡。實施例1
4
客土按重量包括下列組分砂質黃土 900份、土壤改良劑(泥炭土)200份、保水劑 2份、粘結劑0. 2份、複合肥2份。用於DK248+641. 24 DK248+830路段黃土路提邊坡，本 段路基位於呂家崖隧道進口段，路基以填方和反坡路提式路塹通過。本段分布有第四系上更新統(Q3)砂質黃土、中更新統(Q2)砂質黃土，現將地層巖 性分述如下砂質黃土(鬆軟土)(Q3)淡黃、黃褐色，鬆散，稍溼，土質均勻，結構疏鬆，含 少許蝸牛化石，厚0 10m，靜力觸探貫入阻力1285 2232kPa，平均1659kPa，屬II級普通土。砂質黃土(Q3)灰黃、黃褐色，稍密 中密，稍溼，含少量鈣質結核及蝸牛 殼。溼陷係數0.002 0.024，平均0.008，自重溼陷係數0 0. 01，平均0. 002 ；厚度10 15m，靜力觸探貫入阻力2343 7191kPa，平均4643kPa，屬II級普通土。砂質黃土(Q2)紅褐色、棕黃色，密實，結構較緊密，土質不均勻，夾姜石層 透鏡體，垂直節理髮育。溼陷係數0.000 0.007，自重溼陷係數0.002 0.007，不具溼陷 性；分布於整個測段，厚度大於30m，局部為黏質黃土，靜力觸探貫入阻力3788 9517kPa， 平均6037kPa，屬III級硬土。路提邊坡採用拱形截水骨架內客土灌草護坡防護。實施例2:客土按重量包括下列組分砂質黃土 860份、土壤改良劑(泥炭土)120份、保水劑 1. 6份、粘結劑0. 5份、複合肥3份。用於鄭西客專DK297+182. 94 DK298+420路段黃土路 塹邊坡，試驗段路基長1237m。該段屬黃河二級階地，高程370 390m，相對高差約20m。線 路左側100 300m為連霍高速公路，有鄉村公路與310國道相連，交通較為方便。本段工程 主要為路基，兩端為挖方，中部為填方，中心最大填方高度2. 7m，路塹中心最深挖高18. lm。 黃土地表植被不發育，易形成水土流失。路塹邊坡主要地層為砂質黃土(鬆軟土 ) (Q廣1+al)灰黃色，鬆散，稍溼 潮溼，含少量蝸牛殼化 石，為鬆軟土層，雙橋靜力觸探錐尖阻力1400 2600kPa，溼陷係數0 0. 109，自重溼陷系 數0 0. 052，厚2 8m，分布於地表。屬II級普通土。砂質黃土(Q廣1+al)，灰黃、黃褐色，稍密，稍溼 潮溼，局部為黏質黃土，含少 量鈣質結核及蝸牛殼化石，溼陷係數0 0. 136，自重溼陷係數0 0. 107，厚20 25m，屬 II級普通土。砂質黃土(Q廣1+al)，灰黃、黃褐色，局部為黏質黃土，稍密_密實，含少量鈣質 結核及蝸牛殼化石，溼陷係數0 0. 010，自重溼陷係數0 0. 010，埋深大於25m，厚大於 20m，屬II級普通土。本區位於中緯度的內陸地區，屬暖溫帶大陸性季風氣候，具有高山盆地特徵，四季 分明，且雨季集中。夏季高溫多雨，且降雨歷時短，強度大，冬季低溫乾燥。據三門峽氣象站 1951 2000年共49年氣象資料，三門峽地區年平均氣溫13. 8°C，年平均無霜期217天，多 年平均降雨量為575mm ；最高氣溫多集中在7月份，平均氣溫26. 6°C，極高氣溫43. 2°C ；最 低氣溫多集中在1月份，平均氣溫_0.7°C，極低氣溫_16.5°C (1958年1月16日)。降水量 年際變化大，豐水年最大降水量為863. 4mm，乾旱年最小降水量388. 6mm。年內降水量分配不均，冬春缺雨，伏旱嚴重，秋季雨水集中，最大降雨量多集中在6 9月，四個月的總降雨 量佔全年降雨量的51.7%。多年平均蒸發量為2130. 3mm。平均相對溼度60%。最大凍土 深度45cm。在試驗段內的二 四邊坡拱形截水骨架內採用噴射改良客土護坡。實施例3 客土按重量包括下列組分砂質黃土 800份、土壤改良劑(泥炭土)200份、保水劑 1份、粘接劑1份，複合肥5份。用於鄭西客運專線DK299+210 DK301+949. 76路段黃土路 塹邊坡，該段屬黃河II級階地，高程400 430m，相對高差約30m。地形總體平坦開闊，兩 側略高，多為耕地及果園，沿線居民點較多，有鄉村公路與310國道相連，交通較為方便。線 路主要以路塹通過，中心最大挖深約17.9m。黃土地表植被不發育，易形成水土流失。
該路塹邊坡地層情況如下砂質黃土(鬆軟土)(Q/°1+al)灰黃色，鬆散，稍溼_潮溼，含少量蝸牛殼化 石，為鬆軟土層，溼陷係數0. 007 0. 104，自重溼陷係數0. 000 0. 061，具自重溼陷性， 溼陷性輕微 強烈。普遍分布於測段表層，厚2-8m，局部較厚，靜力觸探貫入阻力1252 2881kPa，平均 1988kPa，屬 II 級普通土。砂質黃土(Q廣1+al)，灰黃、黃褐色，稍密 中密，稍溼_潮溼，局部為黏質 黃土，含少量鈣質結核及蝸牛殼化石，溼陷係數0. 000 0. 340，自重溼陷係數0. 000 0. 990，具自重溼陷性，溼陷性輕微 強烈。厚10-20m，靜力觸探貫入阻力2972 8456kPa， 平均4569kPa，屬II級普通土。砂質黃土(Q廣1+al)，灰黃、黃褐色，中密-密實，稍溼-潮溼，局部為黏質黃 土，含少量鈣質結核及蝸牛殼化石，溼陷係數0. 000 0. 018，平均0. 004，自重溼陷係數 0. 000 0. 027，平均0. 005，為非溼陷性黃土，未見底。靜力觸探貫入阻力4128 9940kPa， 平均6864kPa，屬II級普通土。本區位於中緯度的內陸地區，屬暖溫帶大陸性季風氣候，具有高山盆地特徵，四季 分明，且雨季集中。夏季高溫多雨，且降雨歷時短，強度大，冬季低溫乾燥。據三門峽氣象站 1951 2000年共49年氣象資料，三門峽地區年平均氣溫13. 8°C，年平均無霜期217天，多 年平均降雨量為575mm ；最高氣溫多集中在7月份，平均氣溫26. 6°C，極高氣溫43. 2°C ；最 低氣溫多集中在1月份，平均氣溫_0.7°C，極低氣溫_16.5°C (1958年1月16日)。降水量 年際變化大，豐水年最大降水量為863. 4mm，乾旱年最小降水量388. 6mm。年內降水量分配 不均，冬春缺雨，伏旱嚴重，秋季雨水集中，最大降雨量多集中在6 9月，四個月的總降雨 量佔全年降雨量的51.7%。多年平均蒸發量為2130. 3mm。平均相對溼度60%。最大凍土 深度45cm。在試驗段內的二 四邊坡拱形截水骨架內採用噴射改良客土護坡。在上述各實施例中，保水劑均採用中國科學院成都有機化學有限公司生產的顆粒 狀的聚丙烯酸鹽吸水樹脂，其吸水倍數為300 500倍。粘結劑均採用中國科學院成都有 機化學有限公司生產的聚丙烯醯胺，分子量不小於600萬。複合肥均採用硫酸鉀複合肥，其 N、P205、K20 的重量百分比為 15%、15%、15%。在上述各實施例中，客土中混合入狗尾草、狗牙根和紫花苜蓿三種草種，按前述的 製備方法拌和均勻後，通過噴漿機等厚度噴附於黃土路提邊坡、黃土路塹邊坡的坡面。噴播施工2個月後植被完全覆蓋坡面，施工6個月後結束養護。在未進行養護的條件下，施工1 年後坡面植被覆蓋度仍是100 %，植被完全覆蓋坡面，狗尾草蓋度約60 %，紫花苜蓿蓋度約 30%,狗牙根蓋度約10%，偶有本地雜草侵入，坡面已基本形成穩定的、多樣性的植物群落， 取得了很好的防護效果。對現場試驗工點一年的觀測表明，用於黃土邊坡植物防護的客土 的配比滿足植物生長的要求。
權利要求
用於黃土邊坡植物護坡的客土，其特徵是該客土按重量包括下列組分砂質黃土800～900份、土壤改良劑100～200份、保水劑1～2份、粘結劑0～1份、複合肥2～5份。
2.如權利要求1所述的用於黃土邊坡植物護坡的客土，其特徵是所述土壤改良劑是 指泥炭土、菌渣、廄肥中的至少一種。
3.如權利要求2所述的用於黃土邊坡植物護坡的客土，其特徵是所述泥炭土經風乾、 過篩,篩孔小於IX lcm。
4.如權利要求1所述的用於黃土邊坡植物護坡的客土，其特徵是所述砂質黃土經風 幹、過篩，篩孔小於IX lcm。
5.如權利要求1所述的用於黃土邊坡植物護坡的客土，其特徵是所述保水劑為顆粒 狀的聚丙烯酸鹽吸水樹脂，其吸水倍數為300 500倍。
6.如權利要求1所述的用於黃土邊坡植物護坡的客土，其特徵是所述粘結劑為聚丙 烯醯胺，分子量不小於600萬。
7.如權利要求1所述的用於黃土邊坡植物護坡的客土，其特徵是所述複合肥為硫酸 鉀複合肥，其N、P205、K20的重量百分比為15%、15%、15%。
全文摘要
用於黃土邊坡植物護坡的客土，在半乾旱黃土地區既具有滿足邊坡植物生長所需要的物理結構，又具有良好的貯水性、保水性和保肥性，能提供給植物生長所需的水分和養分，而且具有一定膠結能力、藉助工程措施能穩定附著於黃土坡面。該客土按重量包括下列組分砂質黃土800～900份、土壤改良劑100～200份、保水劑1～2份、粘結劑0～1份、複合肥2～5份。本發明既能改善砂質黃土的結構，又能提供給邊坡植物生長所需的土壤環境，更重要的是有效地解決了北方半乾旱黃土地區因水分缺乏、保水困難造成的邊坡難以進行植被防護的問題；主要採用廢棄無用的棄土，原料易得，價格低廉，施工簡單，有利於降低護坡工程投資。
文檔編號E01C3/00GK101796913SQ201010134229
公開日2010年8月11日 申請日期2010年3月29日 優先權日2010年3月29日
發明者孫鶯, 張俊雲, 李安洪, 羅照新 申請人:中鐵二院工程集團有限責任公司