CN101663941B - 岩土渣场植被恢复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种岩土渣场植被恢复方法,其步骤包括1)清除渣堆不稳定石块及杂物,并保持一定平顺度;2)向渣堆中锚入呈梅花形布置的螺纹钢;并灌注锚固剂固定;3)制备植物纤维与膨润土复合物;4)向渣堆表面铺筑;步骤3)所得复合物,并压实;5)沿坡面顺势铺挂镀锌铁丝网,并用扎丝绑扎固定于螺纹钢上;6)配制种子基质混合物;7)喷射种子基质混合物;8)铺挂无纺布,并浇水管理。成本合理,施工工艺简单,岩土渣场植被恢复结构稳定,保水好,能有效恢复植被。主要用于岩土渣场的植被恢复。
Description
技术领域
本发明涉及一种水土保持与生态环境建设领域中的植被恢复方法,特别涉及一种岩土渣场植被恢复方法。
背景技术
岩土渣场是公路、铁路、水电、矿山等基础工程建设必然产生的一种创面堆积体,常因渣体堆积无序,结构松散,常处于临界失稳,一遇降雨或水流冲刷,岩土渣场便形成大面积水土流失,严重破坏生态,甚至危及公共财产与人民生命安全。
中国专利CN 100350106C公开了一种弃土场水土保持生态恢复方法,其特征在于采用生物措施与工程措施相结合的保持生态恢复措施,利用香根草护坡并设计香根草的种植,弃土场堆积边坡设计削坡开级为三级,每级坡高10m,边坡平台宽4m,坡率:第一级1∶2.00,第二级1∶1.75,第三级1∶1.50。本专利方法的缺点主要在于两个方面:一是,虽然采取削坡分级的方法使坡面稳定性得到较好解决,但工程量巨大,利用机械作业不仅费工费时,而且资金消耗较大;二是,采用香根草种植方式,人工坡面种植操作相当困难,而且见效慢,植被覆盖周期很长。中国专利授权公告号CN201057698Y公开了一种渣体植被恢复结构,解决方案是:渣体植被恢复结构,具有渣体,其上覆盖覆土层,覆土层上种植植被层,其特征在于所述渣体上构建网络骨架结构,其底部埋入渣体中。其特点主要是采用粘性土壤作为覆土层,预实现防水保水功能,但由于需要采掘大量土壤,务必破坏土地资源,而且人工填筑麻烦,并未有效解决渣堆渗水快、保水难的关键技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点,提供一种能稳固岩土渣场植被恢复结构,有效拦截水分渗漏,提高结构层保水能力,确保岩土渣场植被恢复效果的岩土渣场植被恢复方法。
本发明岩土渣场植被恢复方法,其步骤包括:
1)清除渣堆不稳定石块及杂物,并保持一定平顺度。
2)向渣堆中锚入规格为Φ14-18mm、L80-150cm的螺纹钢,锚入螺纹钢呈梅花形布置,间距1.2m×1.2m,并灌注锚固剂固定。其中,锚固剂为郑州市王楼水泥工业有限公司市售产品(WSA新型锚固剂)。
3)制备植物纤维与膨润土复合物,其配合比例按重量份计是植物纤维∶膨润土=1∶6~15。其中,膨润土为四川省三台三鑫化工有限责任公司市售产品“钙基膨润土”;植物纤维为麻纤维、椰纤维、草茎纤维、木纤维中的任意一种,纤维长度为0.2-1.5cm,细度为0.2-2mm,含水率≤10%。麻纤维为苎麻、大麻、亚麻、剑麻、黄麻中的任意一种,椰纤维为天然椰壳纤维,草茎纤维为麦秸、稻秸、高粱秸秆、玉米秸秆、大豆杆、竹纤维、芦苇杆中的任意一种。木纤维由常熟市红星毛纺化工有限责任公司提供。
4)向渣堆表面铺筑步骤3)所得复合物,并压实,压实密度2.0-2.4g/cm3。
5)沿坡面顺势铺挂规格为14#、网孔8×8cm的镀锌铁丝网,并用22#扎丝绑扎,使其固定于螺纹钢上。
6)配制种子基质混合物,按重量份计是植被种子∶保水剂∶聚丙烯酰胺∶草炭∶植壤土∶土壤消毒剂∶复合肥=15~50∶40~120∶30~80∶2000~5000∶150000~200000∶5~10∶15~60。其中,植被种子可以是草本种子与灌木种子的混合物,也可以是草本种子、灌木种子及乔木种子的混合物,混合比例可根据实际情况而定;保水剂是美国四远公司的市售产品“施可保”;聚丙烯酰胺是上海沃衫化工有限公司市售产品;草炭是越西县腐殖加工厂的市售产品;植壤土是一般农田土;土壤消毒剂是成都新朝阳生物化学有限公司市售产品;复合肥是新都化工股份有限公司市售“桂湖复合肥”。
7)喷射种子基质混合物,喷射厚度8-15cm,控制容重为1.2-1.35g/cm3;
8)铺挂规格为12g/m2-15g/m2的无纺布,并浇水管理。
本发明岩土渣场植被恢复方法的优点在于,1)膨润土遇水膨胀性极强,且粒子水化后成凝胶状可渗入渣石缝隙,与渣石连接成整体,并有效阻止水分入渗。2),与钠基膨润土相比,选用钙基膨润土虽然其吸水性相对较弱,但其与水结合力强,收缩率小,而且资源广泛,成本较低,钙基膨润土既符合工程材料应用的基本需求特性,又可实现材料自身稳定,同时发挥恰当截水与排水的功能。3)由于膨润土粒子黏聚力与渗透系数较小,为提高渣堆结构层连接的整体性,将膨润土与植物纤维复合,可使膨润土充满纤维的空隙空间,吸水后形成致密的有机整体,确保其结构稳定,同时发挥合理疏水功能。4)膨润土与植物纤维的复合物,一方面可对基质渗水有效截留,增加基质蓄水库容能力,而且作为下层渣石与上层基质层的中间层,膨润土粒子吸水膨胀与分散起到很好的介面过渡与连接作用。5)基质混合物中不仅含有粘接物质聚丙烯酰胺,能充分保障基质稳定,而且含有保水剂,吸水后能蓄存较长时间,并根据植物生长需求供给水分。6)应用硬性防护锚杆和镀锌铁丝网分别将渣石层、膨润土-植物纤维复合层、基质层连接成力学整体,有力保障了系统结构的长期稳定。该方法不仅材料资源丰富,成本合理,施工工艺简单,而且能充分保障岩土渣场植被恢复结构稳定,保障岩土渣场植被生长所需的水分条件,达到有效恢复植被,防止水土流失,还原自然环境的目的。主要用于岩土渣场的植被恢复。
具体实施方式
实施例1
本发明岩土渣场植被恢复方法其操作步骤是:
1)清除渣堆不稳定石块及杂物,并保持一定平顺度;
2)向渣堆中锚入规格Φ16mm、L120cm的螺纹钢,呈梅花型布置,间距1.2m×1.2m,并灌注锚固剂;
3)制备植物纤维与膨润土复合物,其配合比例按重量份计是稻草纤维∶膨润土=1∶10。其中,稻纤维长度为0.2-1cm,细度为0.2-0.8mm,含水率8%;
4)向渣堆表面铺筑步骤3)所得复合物,并压实,压实密度2.0-2.4g/cm3;
5)沿坡面顺势铺挂规格为14#网孔8×8cm的镀锌铁丝网,并用22#扎丝绑扎固定于螺纹钢上;
6)配制种子基质混合物,按重量份计是植被种子∶保水剂∶聚丙烯酰胺∶草炭∶植壤土∶土壤消毒剂∶复合肥=50∶120∶50∶3500∶200000∶10∶15。其中,植物种子为刺槐、猪屎豆、高羊茅、苜蓿的种子混合物
7)喷射种子基质混合物,喷射厚度15cm,控制容重为1.35g/cm3;
8)铺挂规格为14g/m2的无纺布,并浇水管理。
实施效果
1)本发明应用于某高速公路建设项目岩土渣场植被恢复,施工时间为2008年3月,施工渣场坡面坡度为53°。施工后第6天种子开始萌发,15天基本萌发完全,平均萌发率达83%;3个月后,岩土渣场植被覆盖率达70%;1年后,植物种类由原来的4种变为9种,物种多样性Shannon-Weiner指数为2.65,均匀度Pielou指数0.91,群落结构基本稳定,植被覆盖率达90%,渣场植被得到了有效恢复。未使用本发明方法,施工后9天种子才开始萌发,22天基本萌发完全,平均萌发率仅为65%;3个月后,岩土渣场植被覆盖率仅为60%;1年后,植物种类仅由原来的4种变为3种,物种多样性Shannon-Weiner指数为1.25,均匀度Pielou指数0.73,群落结构不稳定,且有部分物种正在死亡,植被覆盖率仅为40%,渣场植被趋于逐渐消亡。
2)本发明方法施工后,首次饱和浇水,基质含水量维持在25%以上的时间达30天;而未使用本发明方法施工后,含水量维持在25%以上的时间仅为16天;
3)本发明方法施工后,在连续降雨12h(雨强为18mm/h)后,岩土渣场植被恢复基质表面仅有少量溅蚀,坡面未见任何滑移与坍塌,整体结构相对稳定;而未使用本发明方法施工后,基质表面有大量冲蚀,局部有滑落垮塌发生,结构不稳定。
实施例2
本发明岩土渣场植被恢复方法其操作步骤是:
1)清除渣堆不稳定石块及杂物,并保持一定平顺度;
2)向渣堆中锚入规格Φ14mm、L80cm的螺纹钢,呈梅花型布置,间距1.2m×1.2m,并灌注锚固剂;
3)制备植物纤维与膨润土复合物,其混合比例按重量份计是木纤维∶膨润土=1∶15。其中,木纤维长度为0.4-0.8cm,细度为0.5-1.2mm,含水率7%;
4)向渣堆表面铺筑步骤3)所得复合物,并太实,压实密度2.0-2.4g/cm3;
5)沿坡面顺势铺挂规格为14#、网孔8×8cm的镀锌铁丝网,并用22#扎丝绑扎固定于螺纹钢上;
6)配制种子基质混合物,按重量份计是植被种子∶保水剂∶聚丙烯酰胺∶草炭∶植壤土∶土壤消毒剂∶复合肥=35∶40∶30∶2000∶150000∶5∶35拌合均匀。其中,植物种子为银合欢、刺槐、狗牙根、胡枝子的种子混合物。
7)喷射种子基质混合物,喷射厚度8cm,控制容重为1.2g/cm3;
8)铺挂规格为15g/m2的无纺布,并浇水管理。
实施效果
本发明应用于攀西矿渣场植被恢复项目,施工时间为2008年6月,施工渣场坡度为25°
1)施工后第7天种子开始萌发,15天基本萌发完全,平均萌发率达80%;3个月后,岩土渣场植被覆盖率达75%;1年后,植物种类由原来的4种变为10种,物种多样性Shannon-Weiner指数为2.82,均匀度Pielou指数0.93,群落结构基本稳定,植被覆盖率达95%,渣场植被得到了有效恢复。
未使用本发明方法,按人工覆盖相同厚度和相同组分配比的基质混合物,并覆盖相同规格无纺布。施工后第10天种子才开始萌发,20天基本萌发完全,平均萌发率仅为62%;3个月后,岩土渣场植被覆盖率仅为55%;1年后,植物种类仅由原来的4种变为2种,物种多样性Shannon-Weiner指数为1.25,均匀度Pielou指数0.65,群落结构不稳定,且有2物种正慢慢死亡,植被覆盖率仅为42%,渣场植被趋于退化甚至消亡。
2)本发明方法施工后,首次饱和浇水,基质含水量维持在25%以上的时间达24天;而未使用本发明方法施工后,含水量维持在25%以上的时间仅为12天;
3)本发明方法施工后,在连续降雨6h(雨强为30mm/h)后,岩土渣场植被恢复基质表面仅有10%被溅蚀,但坡面未发生任何滑移与坍塌,整体结构相对稳定,抗侵蚀能力强;而未使用本发明方法施工后,基质表面有约65%被冲蚀形成小沟壑,局部已发生溜塌,结构很不稳定。
实施例3
本发明岩土渣场植被恢复方法其操作步骤是:
1)清除渣堆不稳定石块及杂物,并保持一定平顺度;
2)向渣堆中锚入规格Φ18mm、L150cm的螺纹钢,呈梅花型布置,间距1.2m×1.2m,并灌注锚固剂;
3)制备植物纤维与膨润土复合物,其混合比例按重量份计是天然椰壳纤维∶膨润土=1∶6。其中,天然椰壳纤维长度为1.0-1.5cm,细度为1.2-2.0mm,含水率10%;
4)向渣堆表面铺筑步骤3)所得复合物,并压实,压实密度2.0-2.4g/cm3;
5)沿坡面顺势铺挂规格为14#、网孔8×8cm的镀锌铁丝网,并用22#扎丝绑扎固定于螺纹钢上;
6)配制种子基质混合物,按重量份计是植被种子∶保水剂∶聚丙烯酰胺∶草炭∶植壤土∶土壤消毒剂∶复合肥=15∶80∶80∶5000∶170000∶7∶60。其中,植物种子为银合欢、多花木兰、盐肤木、木豆、百喜草、狗牙根的种子混合物。
7)种子基质混合物,喷射厚度12cm,控制容重为1.3g/cm3;
8)铺挂规格为12g/m2的无纺布,并浇水管理。
实施效果
本发明应用于高速公路岩土渣场植被恢复项目,施工时间为2008年10月,施工渣场坡度为45°
1)施工后第8天种子开始萌发,16天基本萌发完全,平均萌发率达78%;3个月后,岩土渣场植被覆盖率达70%;1年后,植物种类由原来的6种变为11种,物种多样性Shannon-Weiner指数为3.15,均匀度Pielou指数0.93,群落结构稳定,植被覆盖率达85%,渣场植被有效恢复;未使用本发明方法,按传统喷射工艺喷射与上述相同的基质混合物,并覆盖相同规格无纺布。施工后第12天种子才开始萌发,25天基本萌发完全,平均萌发率仅为58%;3个月后,岩土渣场植被覆盖率仅为52%;1年后,植物种类仍然为6种,原有种死亡1种,新增物种1种,物种多样性Shannon-Weiner指数为1.8,均匀度Pielou指数0.75,群落结构不稳定,且处于动态衰减变化中,植被覆盖率仅为40%,渣场植被存在退化趋势。
2)本发明方法施工后,首次饱和浇水,基质含水量维持在25%以上的时间达30天;而未使用本发明方法施工后,含水量维持在25%以上的时间仅为15天。
3)本发明方法施工后,在连续降雨4h(雨强为15mm/h)后,岩土渣场植被恢复基质表面仅有5%被溅蚀,但坡面仍未发生任何滑移与坍塌,整体结构相对稳定,抗侵蚀能力较强;而未使用本发明方法施工后,基质表面有约40%被冲蚀形成小沟壑,而且约25%的面积都发生了滑动,局部已坍塌。
Claims (4)
1.一种岩土渣场植被恢复方法,其操作步骤包括:
1)清除渣堆不稳定石块及杂物,并保持一定平顺度;
2)向渣堆中锚入规格为Φ14-18mm、L80-150cm的螺纹钢,锚入螺纹钢呈梅花形布置,间距1.2m*1.2m,并灌注锚固剂固定;
3)制备植物纤维与膨润土复合物,其配合比例按重量份计是植物纤维∶膨润土=1∶6~15;
4)向渣堆表面铺筑步骤3)所得复合物,并压实,压实密度2.0-2.4g/cm3;
5)沿坡面顺势铺挂规格为14#、网孔8*8cm的镀锌铁丝网,并用22#扎丝绑扎,使其固定于螺纹钢上;
6)配制种子基质混合物,按重量份计是植被种子∶保水剂∶聚丙烯酰胺∶草炭∶植壤土∶土壤消毒剂∶复合肥=15~50∶40~120∶30~80∶2000~5000∶150000~200000∶5~10∶15~60;
7)喷射种子基质混合物,喷射厚度8-15cm,控制容重为1.2-1.35g/cm3;
8)铺挂规格为12-15g/m2的无纺布,并浇水管理。
2.如权利要求1所述岩土渣场植被恢复方法,其特征在于步骤3)
中的植物纤维为麻纤维、椰纤维中的任意一种,纤维长度为0.2-1.5cm,细度为0.2-2mm,含水率≤10%。
3.如权利要求1所述岩土渣场植被恢复方法,其特征在于步骤3)中的植物纤维为草茎纤维、木纤维中的任意一种,纤维长度为0.2-1.5cm,细度为0.2-2mm,含水率≤10%。
4.如权利要求1所述岩土渣场植被恢复方法,其特征在于步骤6)中的植被种子是草本种子与灌木种子的混合物,或草本种子、灌木种子及乔木种子的混合物。
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