CN101663941B - 岩土渣场植被恢复方法 - Google Patents

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

岩土渣场植被恢复方法

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。