发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种使用挡土翼的吹喷式边坡绿化方法,利用该方法可在混凝土锚喷面上或者陡立全岩质边坡上创造并固定住符合植物生长最低需求的土壤基础,达到绿化生态修复的目的。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种使用挡土翼的吹喷式边坡绿化方法,适用于表面设有混凝土锚喷面防护的边坡,其特征包括以下步骤:
1)、制作植生基盘材:先将20重量份树皮、35重量份木屑和45重量份牛粪混合后行成基材I;再在每立方米基材I中放入9.5~10.5千克过磷酸钙和0.75~0.85千克复合微生物菌剂,均匀混合后于室温下发酵45~60天形成植生基盘材;
2)、制作生育层材料:选用部分上述植生基盘材,先将体积比为5∶2∶2∶1的植生基盘材、泥炭、蛭石和粘土均匀混合后形成基材II,再在每立方米基材II中放入38~42克硅酸盐菌剂和4.8~5.2克菌根菌剂均匀混合后形成生育层材料;
3)、制作基盘层材料:选用部分上述植生基盘材,将20~30体积份的植生基盘材、30~40体积份的客土和40~50体积份的砂均匀混合后形成基盘层材料;所述客土是pH值为4~8、且颗粒小于2cm的土壤;
4)、在混凝土锚喷面上设置垂直且贯穿整个混凝土锚喷面的通孔作为导根孔;
5)、选用由固定杆和面板组成的挡土翼,固定杆穿过混凝土锚喷面固定在边坡内,此时面板垂直于混凝土锚喷面,且面板的下端与混凝土锚喷面相接触;
6)、在步骤3)所得的基盘层材料中加入高分子粘合剂组成混合物I;采用吹喷装置将上述混合物I吹附在经过清坡处理的混凝土锚喷面上形成基盘层,基盘层的厚度为12~14cm;面板的高度等于基盘层的厚度;
7)、在基盘层上设置金属防护网,金属防护网与基盘层之间的距离为1.5~2.5cm;
8)、在步骤2)所得的生育层材料中加入植物种子和高分子粘合剂组成混合物II,采用吹喷装置将上述混合物II吹附在由金属防护网固定的基盘层上形成生育层,生育层的厚度为3~5cm。
作为上述使用挡土翼的吹喷式边坡绿化方法的改进:所述金属防护网为规格是4×4mm~5×5mm的菱形钢丝网。步骤4)中,每m2混凝土锚喷面上设置7个通孔,通孔的孔径为5cm。步骤5)中,每m2边坡上设置1~2个挡土翼。步骤1)中所指的室温一般是0~40℃。
本发明的方法中所设置的通孔作为导根孔,目的是后期植物根系生长后能通过此导根孔进入边坡深部扎根,从而进行生物固坡防护。
本发明还提供了同一发明构思下的另一种使用挡土翼的吹喷式边坡绿化方法,适用于陡立全岩质边坡,包括以下步骤:
1)、制作植生基盘材:先将20重量份树皮、35重量份木屑和45重量份牛粪混合后行成基材I;再在每立方米基材I中放入9.5~10.5千克过磷酸钙和0.75~0.85千克复合微生物菌剂,均匀混合后于室温下发酵45~60天形成植生基盘材;
2)、制作生育层材料:选用部分上述植生基盘材,先将体积比为5∶2∶2∶1的植生基盘材、泥炭、蛭石和粘土均匀混合后形成基材II,再在每立方米基材II中放入38~42克硅酸盐菌剂和4.8~5.2克菌根菌剂均匀混合后形成生育层材料;
3)、制作基盘层材料:选用部分上述植生基盘材,将20~30体积份的植生基盘材、30~40体积份的客土和40~50体积份的砂均匀混合后形成基盘层材料;所述客土是pH值为4~8、且颗粒小于2cm的土壤;
4)、选用由固定杆和面板组成的挡土翼,固定杆被固定在陡立全岩质边坡内,此时面板垂直于陡立全岩质边坡,且面板的下端与陡立全岩质边坡相接触;
5)、在步骤3)所得的基盘层材料中加入高分子粘合剂组成混合物I;采用吹喷装置将上述混合物I吹附在经过清坡处理的陡立全岩质边坡上形成基盘层,基盘层的厚度为12~14cm;面板的高度等于基盘层的厚度;
6)、在基盘层上设置金属防护网,金属防护网与基盘层之间的距离为1.5~2.5cm;
7)、在步骤2)所得的生育层材料中加入植物种子和高分子粘合剂组成混合物II,采用吹喷装置将上述混合物II吹附在由金属防护网固定的基盘层上形成生育层,生育层的厚度为3~5cm。
作为上述使用挡土翼的吹喷式边坡绿化方法的改进:金属防护网为规格是4×4mm~5×5mm的菱形钢丝网。步骤4)中,每m2陡立全岩质边坡上设置1~2个挡土翼。
本发明的生育层材料和基盘层材料中所使用的全部原料均为天然原料或市售产品。例如复合微生物菌剂、硅酸盐菌剂和菌根菌剂均为市售产品。复合微生物菌剂可选用上海中美科技发展有限公司生产的复合微生物菌剂,此种复合微生物菌剂由乳酸菌、酵母菌、丝状细菌、放线菌、光合细菌、发酵菌等混合组成。硅酸盐菌剂可选用江苏省微生物研究所责任有限公司生产的苏微牌硅酸盐菌剂,菌根菌剂可选用日本株式会社テクノグリ一ン公司生产的VA菌根菌。为了节约成本,客土选用的是施工地(即需要绿化的边坡)附近所采集的符合植物生长的土壤,该种土壤的pH值要求为4~8,以熟土为优。所采集的土壤应过筛,从而使土壤颗粒保持在2cm以下;且避免采用块状粘性土、强酸性土或碱性土。砂可采用建筑用中粗砂。
在本发明中:每m3基盘层材料中加入18~22g的高分子粘合剂,每m3生育层材料中加入5~7g的高分子粘合剂,植物种子的用量可按照下列公式进行计算(此为现有技术):
计算公式:
W:种子使用量(g/m2) D:施工日期修正值
A:发生期待本数(本/m2) E:使用种子发芽率(%)
B:吹喷工法厚度修正值 F:使用种子单位粒数(粒/g)
C:立地条件、工法修正值 G:使用种子的纯度(%)。
本发明所设置的挡土翼和金属防护网的作用是:确保吹喷在混凝土锚喷面(或者陡立全岩质边坡)上的基盘层和生育层的土体稳定,防止滑脱现象的发生。
本发明的使用挡土翼的吹喷式边坡绿化方法,主要适用于边坡表面已被混凝土锚喷面防护覆盖的边坡和>60度的陡立全岩质边坡;在混凝土锚喷面上设置的导根孔,便于植物种子发芽后,植物的根系能穿过混凝土锚喷面进入到坡体内部,从而达到植物固坡的目的;最终从根本上解决水土流失、岩石塌落和山体滑坡等现象,并且起到修复美化自然环境的作用。
本发明首先在混凝土锚喷面(或者陡立全岩质边坡)表面吹喷由植生基盘材、客土和砂组成的基盘层材料;然后再在基盘层上吹喷设置生育层。这样做的好处是:下部的基盘层能起到入渗、保水、保肥、提供植物根系生长的土壤基础;而上部的生育层主要为植物苗期提供充足的养分和理化环境,能确保植物前期的健康生长,其容重小,可避免由于土层厚度大的原因而导致的表层土壤容易被冲刷剥落的现象发生。
具体地说,本发明的边坡绿化方法中,在边坡上按1-2个/m2的密度设置挡土翼,其作用是将符合植物生长最低限度厚度的土壤给固定住,确保植物生长所需的基盘层和生育层能很好的固定在边坡表面,防止基盘层和发育层出现滑脱现象发生。
本发明的边坡绿化方法,由于选用了特制的挡土翼、基盘层材料和生育层材料,因此具有以下优点:
a、由于挡土翼的采用,可以在其它的边坡吹喷方法所无法解决绿化问题的混凝土锚喷面或者陡立的全岩质边坡上进行创造性的绿化,其可在光滑的混凝土锚喷面上或者陡立的全岩质边坡上起到固土、增加边坡土壤厚度的作用,是一种特殊的边坡绿化工艺。
b、养分充足、绿化效果佳:
植生基盘材中所含有的复合微生物菌剂是由多种有益微生物菌群等组成的,这些有益微生物菌群能够抑制土壤中有害病菌的繁殖,能增强植物的抗病、抗旱及抗逆性,还能有效的改良土壤团粒结构,提高土壤的保水、保肥、透气能力,能疏松活化土壤;因此具有土壤增肥、调酸、抗病等作用。其能促进植物根系生长,使植物能充分适应土壤,从而使植物茁壮生长。
生育层材料中含有的硅酸盐细菌,一方面由于其生长代谢产生的有机酸类物质,能够将土壤中含钾的长石、云母、磷灰石、磷矿粉等矿物的难溶性钾及磷溶解出来为作物和菌体本身利用,菌体中富含的钾在菌死亡后又被植物吸收;另一方面硅酸盐细菌所产生的激素、氨基酸、多糖等物质能促进植物的生长。同时,硅酸盐细菌在土壤中繁殖,抑制其它病原菌的生长。因此本发明的边坡养护方法所选用的生育层材料,对植物的生长有良好的作用。
生育层材料中含有的菌根菌,具有肥料之功能。由于菌根菌在感染寄主植物根部后,其根外菌丝可延伸数公分,能增加植物根部吸收面积。因此本发明的边坡养护方法所选用的生育层材料,可促进作物生长,增加对水分、矿物营养之吸收能力,特别是对于磷肥的吸收;能提高幼苗存活率,并可中和重金属毒害,增加植株耐干旱及病害之能力等。
c、为了增加边坡土壤的保水、保肥能力,改善土壤物理结构,发明人选用了一些自然界中存在的具有轻质、吸水、保水能力强的自然矿物;因此在生育层材料中采用了蛭石、泥炭等有机和无机材料。大量的实验证明上述材料为良好的轻质、吸水和保水材料,其中蛭石的吸水能力可达其本身体积的350%,可存效的储存水分、养分,同时可释放有助于植物生长所需的镁、钙、铁等微量元素。
d、由颗粒状有机和无机材料形成的基盘层材料,由于其疏松的物理结构,因此可降低边坡土壤板结,形成良好的入渗能力,较大幅度地减少由于降雨形成的边坡表面径流对基盘层材料的冲蚀;因此具有较强的抗冲刷能力,避免由于边坡损毁所造成的后期补救工作量。该类材料轻质的特性还能降低土壤容重,避免土壤受重力作用沿坡面滑脱现象的产生。
本发明的边坡养护方法所选用的生育层材料,经检测具备以下理化指标,具体数据见表1:
表1、植生绿化生育基材的理化指标
检测项目 |
测试结果 |
容重 |
0.45±10%g/cm<sup>3</sup> |
检测项目 |
测试结果 |
有机质 |
≥300g/kg |
全氮 |
≥5.0g/kg |
全磷 |
≥5.0g/kg |
全钾 |
≥12g/kg |
PH值 |
6.3~6.8 |
电导率(EC) |
≤4mS/cm |
阳离子交换量 |
≥35me/100g |
e、成本低廉:本发明的边坡绿化方法所选用的植生基盘材采用树皮、木屑和牛粪这类低廉且易得的物品作为原料,并且生产工艺简单、无需特定的工艺设备;因此能降低生产成本,便于大规模使用。
f、牛粪等动物排泄物是污染环境的一大因素,本发明采用其作为边坡绿化的主要材料,即解决了环境污染的问题,又为植物生长提供了良好的养分来源。
综上所述,本发明的方法用于混凝土锚喷面防护的边坡或者陡立全岩质边坡上时,具有绿化效果好、施工简便、成本低廉等优点。
具体实施方式
实施例1、图1~图3结合给出了一种使用挡土翼的吹喷式边坡绿化方法,适用于表面设有混凝土锚喷面5的边坡6,依次进行以下步骤:
1)、制作植生基盘材:先将20重量份树皮、35重量份木屑和45重量份牛粪混合后行成基材I;再在每立方米基材I中放入10千克过磷酸钙和0.8千克复合微生物菌剂,均匀混合后于室温下发酵50天形成植生基盘材;此植生基盘材作为成品待用;
2)、制作生育层材料:选用部分上述植生基盘材,先将体积比为5∶2∶2∶1的植生基盘材、泥炭、蛭石和粘土均匀混合后形成基材II,再在每立方米基材II中放入40克硅酸盐菌剂和5克菌根菌剂均匀混合后形成生育层材料;此生育层材料作为成品待用;
3)、制作基盘层材料:在施工现场,选用部分上述植生基盘材,将25体积份的植生基盘材、35体积份的客土和45体积份的砂均匀混合后形成基盘层材料;该客土是施工现场附近的pH值为6、且颗粒小于2cm的熟土;
4)、在混凝土锚喷面5上垂直钻设通孔7,通孔7的孔径为5cm,每m2混凝土锚喷面5上设置7个通孔7,通孔7作为植物后期根系生长进入边坡6内从而进行生物固坡防护的导根孔;
5)、选用由固定杆32和面板31组成的挡土翼3,利用钻孔设备,使固定杆32穿过混凝土锚喷面5后被固定在边坡6内,此时整个面板31垂直于混凝土锚喷面5,且面板31的下端与混凝土锚喷面5相接触;每m2边坡6上设置1~2个挡土翼3;面板31的尺寸为宽500mm、高120mm。
6)、在步骤3)所得的基盘层材料中加入高分子粘合剂搅拌混合后组成混合物I;采用吹喷装置将上述混合物I吹附在经过清坡处理的混凝土锚喷面5上形成基盘层4,基盘层4的厚度为120mm;即面板31的高度等于基盘层4的厚度;
7)、在基盘层4上设置金属防护网2用于进行二次防护固定,金属防护网2与基盘层4之间的距离为2cm;以确保吹喷在混凝土锚喷面5上的基盘层4和后续步骤中的生育层1的稳固,防止滑脱。
8)、在步骤2)所得的生育层材料中加入植物种子和高分子粘合剂组成混合物II,采用吹喷装置将上述混合物II吹附在由金属防护网2固定的基盘层4上形成生育层1,生育层1的厚度为4cm。
实施例2、图2~图4结合给出了另一种使用挡土翼的吹喷式边坡绿化方法,适用于陡立全岩质边坡8,依次进行以下步骤:
1)、制作植生基盘材:先将20重量份树皮、35重量份木屑和45重量份牛粪混合后行成基材I;再在每立方米基材I中放入9.5千克过磷酸钙和0.85千克复合微生物菌剂,均匀混合后于室温下发酵60天形成植生基盘材;
2)、制作生育层材料:选用部分上述植生基盘材,先将体积比为5∶2∶2∶1的植生基盘材、泥炭、蛭石和粘土均匀混合后形成基材II,再在每立方米基材II中放入38克硅酸盐菌剂和5.2克菌根菌剂均匀混合后形成生育层材料;
3)、制作基盘层材料:在施工现场,选用部分上述植生基盘材,将30体积份的植生基盘材、30体积份的客土和40体积份的砂均匀混合后形成基盘层材料;该客土是施工现场附近的pH值为4、且颗粒小于2cm的熟土;
4)、选用由固定杆32和面板31组成的挡土翼3,利用钻孔设备,使固定杆32被固定在陡立全岩质边坡8内,此时整个面板31垂直于陡立全岩质边坡8,且面板31的下端与陡立全岩质边坡8相接触;每m2陡立全岩质边坡8上设置1~2个挡土翼3;面板31的尺寸为宽450mm、高140mm。
5)、在步骤3)所得的基盘层材料中加入高分子粘合剂组成混合物I;采用吹喷装置将上述混合物I吹附在经过清坡处理的陡立全岩质边坡8上形成基盘层4,基盘层4的厚度为140mm;即面板31的高度等于基盘层4的厚度;
6)、在基盘层4上设置金属防护网2,金属防护网2与基盘层4之间的距离为1.5cm;
7)、在步骤2)所得的生育层材料中加入植物种子和高分子粘合剂组成混合物II,采用吹喷装置将上述混合物II吹附在由金属防护网2固定的基盘层4上形成生育层1,生育层1的厚度为5cm。
为了充分证明本发明的使用挡土翼的吹喷式边坡绿化方法的优越性,发明人将本发明的方法用于具体的以下边坡:
试验1、进行水库锚喷混凝土边坡绿化:
该工程位于龙门水库大坝出水口右侧,由于基础山体风化破碎不稳固,已采用混凝土锚喷方式进行了强风化泥质山体边坡覆盖固定,混凝土锚喷面厚度为10cm。为了改善自然环境和防止混凝土老化剥离所产生的不良后果,业主方采用了本发明所示的方法1,两年后验收成果评定优秀。具体成果见下表2:
表2、龙门水库边坡绿化成果检测表:
检测项目 |
效果评价 |
土壤吹喷厚度 |
15cm,其中基盘层12cm,生育层3cm. |
抗冲刷能力 |
土壤保持良好,无冲刷现象产生 |
后期养护 |
无养护 |
灌木生长速度 |
>2m/2年 |
绿化覆盖率 |
灌木覆盖率达到100% |
根系生长状况 |
主根生长状况良好,通过导根孔进入地下>15cm |
试验2、进行浙江舟山庆峰废弃石矿边坡绿化:
工程应用目的:1、舟山为一缺水地区,年降水量在800mm左右,植物生长土壤缺水现象严重;2、工程地处海风吹蚀口,水分蒸发现象明显,严重影响土壤中水分的保持;3、开采边坡为陡立岩质边坡,岩石硬度大且完整,不利于植物生长;4、常规边坡绿化无法解决上述问题,存在无法确保植物生长基础土壤的困难。
针对上述问题,发明者利用本发明的方法2进行了边坡复绿治理,经过历时160天的跟踪调查,取得了良好的效果,详见下表3。
表2、浙江舟山庆峰废弃石矿边坡绿化成果检测表:
检测项目 |
效果评价 |
土壤吹喷厚度 |
15cm,植生绿化基盘层12cm,植生绿化生育层3cm. |
抗冲刷能力 |
土壤表面无明显冲蚀, |
后期养护 |
无养护 |
灌木生长速度 |
20-80cm/160天 |
绿化覆盖率 |
85% |
根系生长状况 |
主根生长状况良好,进入地表>15cm |
最后,还需要注意的是,以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然,本发明不限于以上实施例,还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形,均应认为是本发明的保护范围。