CN101796913B

CN101796913B - 用于黄土边坡植物护坡的客土

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Publication number: CN101796913B
Application number: CN2010101342296A
Authority: CN
Inventors: 孙莺; 张俊云; 罗照新; 李安洪
Original assignee: China Railway Eryuan Engineering Group Co Ltd CREEC
Current assignee: China Railway Eryuan Engineering Group Co Ltd CREEC
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2030-03-29
Also published as: CN101796913A

Abstract

用于黄土边坡植物护坡的客土，在半干旱黄土地区既具有满足边坡植物生长所需要的物理结构，又具有良好的贮水性、保水性和保肥性，能提供给植物生长所需的水分和养分，而且具有一定胶结能力、借助工程措施能稳定附着于黄土坡面。该客土按重量包括下列组分：砂质黄土800～900份、土壤改良剂100～200份、保水剂1～2份、粘结剂0～1份、复合肥2～5份。本发明既能改善砂质黄土的结构，提供给边坡植物生长所需的土壤环境，更重要的是有效地解决了北方半干旱黄土地区因水分缺乏、保水困难造成的边坡难以进行植被防护的问题；主要采用废弃无用的弃土，原料易得，价格低廉，施工简单，有利于降低护坡工程投资。

Description

用于黄土边坡植物护坡的客土

技术领域

本发明涉及植物护坡技术，特别涉及一种适用于半干旱地区黄土路堑边坡和黄土路堤边坡植物防护的客土。

背景技术

边坡植物护坡技术是利用植物涵水、固土等原理稳定岩土边坡的同时，美化生态环境的一种新技术。近年来，生态环境保护的需要和绿色通道建设的要求，使得越来越多的植物护坡技术应用于铁路、公路、市政工程的边坡防护，尤其是在气候条件较好的南方地区，液压喷播、三维植被网、客土喷播、有机基材喷播等植被防护技术获得了广泛应用，并取得良好的效果。然而，在气候环境较恶劣的北方黄土地区，针对黄土路堑边坡虽然也开展了多种植物护坡的试验，但应用效果较差，许多边坡植物在养护期长势很好，但试验工程竣工验收后，在粗放管理的条件下很快就退化消亡。

黄土边坡植物防护的难点主要表现在以下三个方面：

(1)气候恶劣。水分、气温、土壤，是植物生存的重要生态环境因素，黄土高原属欧亚大陆东部温带、暖温带大陆性季风气候，大部分地区降水少，并且多以暴雨的形式出，而蒸发强，干旱问题较普遍。

(2)边坡高陡，表层干旱缺水。黄土路堑边坡坡比多为1∶0.3～1∶0.5，平台宽度3～8m，每级高度3～10m，由于平台和坡面的双面蒸发以及雨水的流失，土壤严重干旱缺水。

(3)土质贫瘠，结构不良。边坡土质贫瘠，缺乏植物所需营养元素，“水是命，肥是劲”。高陡边坡区域全是外露的心土，土壤的养分极为缺乏，再者，心土中大于0.25mm的水稳性团粒含量不足10％，保水保肥能力差，也不利于植物的生长和发育。高陡边坡极易产生径流，不利雨水向土中入渗保存。

因此，目前黄土路堑边坡的护坡仍以传统的浆砌片石、喷射混凝土等圬工防护为主。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于黄土边坡植物护坡的客土，该客土在半干旱黄土地区既具有满足边坡植物生长所需要的物理结构，又具有良好的贮水性、保水性和保肥性，能提供给植物生长所需的水分和养分，而且具有一定胶结能力、借助工程措施能稳定附着于黄土坡面。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明用于黄土边坡植物护坡的客土，其特征是该客土按重量包括下列组分：砂质黄土800～900份、土壤改良剂100～200份、保水剂1～2份、粘结剂0～1份、复合肥2～5份。

本发明的有益效果是，既能改善砂质黄土的结构，提供给边坡植物生长所需的土壤环境，更重要的是有效地解决了北方半干旱黄土地区因水分缺乏、保水困难造成的边坡难以进行植被防护的问题；主要采用废弃无用的弃土，原料易得，价格低廉，施工简单，有利于降低护坡工程投资。

本发明适用于半干旱地区坡比不超过1∶0.75的黄土路堑边坡和黄土路堤边坡的植物防护。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

本发明用于黄土边坡植物护坡的客土，按重量包括下列组分：砂质黄土800～900份、土壤改良剂100～200份、保水剂1～2份、粘结剂0～1份、复合肥2～5份。

砂质黄土是客土的主要材料，其作用是为植物生长提供土壤环境。砂质黄土可在施工地就近取用或采用开挖黄土边坡的弃土，使用时宜风干、过筛，筛孔宜小于1×1cm。同现有边坡植物防护的客土配比相比，不需要大量的肥沃表土或农田土，取土容易，成本低廉。

土壤改良剂是指泥炭土、菌渣、厩肥中的至少一种。泥炭土可改善砂质黄土的物理结构，同时具有一定的保水性能，分解后也能提供给边坡植物生长所需的养分。泥炭土产自西昌，使用时宜风干、过筛，筛孔小于1×1cm。菌渣是种植蘑菇后剩下的废料，性能同泥炭土相似。若客土用于黄土路堤边坡，土壤改良剂可用厩肥，厩肥是家畜粪尿和垫料(秸秆、野草、落叶、泥炭、泥土、锯末等)及饲料残渣混合积制而成的肥料，厩肥既可以改善客土的物理结构，又能增加客土中微生物数量，增强客土的活性，而且还可提供给植物生长所需的养分。

保水剂的主要作用是快速吸附人工养护水或大气降雨并能长时间的保持客土水分，延缓客土水分的蒸散，为植物的生长提供充足的水分。粘结剂的主要作用是使砂质黄土颗粒具有一定的胶接性，颗粒之间能逸联接在一起，提高客土的稳定性，并促进客土团粒结构的形成。客土如果用于黄土路堤边坡，采用人工覆土时可以不用或减量应用。复合肥的作用是提供给植物生长所需的养分，一般采用硫酸钾复合肥，其N、P₂O₅、K₂O的重量百分比为15％、15％、15％。

客土的配制在施工现场进行，制备方法如下：

①精确称量保水剂、粘结剂和复合肥等用量少的材料，然后称量一定的干砂，把上述材料拌和均匀备用。

②精确定称量边坡防护所用的各草种，并拌和均匀备用。

③就近取用风干的砂质黄土过1×1cm筛备用。

④按组分取砂质黄土和土壤改良剂，倒入搅拌机的料斗，按比例称取混和均匀的保水剂、粘结剂、复合肥和干砂的混合物及草种并倒入料斗。

⑤把上述材料搅拌均匀，搅拌时间不少于2分钟。

配制好的客土可通过机械的方式喷覆于黄土路堑边坡。为了保证黄土路堑边坡的稳定性，可先对边坡进行工程加固及防护，如采用锚杆框架梁、浆砌片石骨架等，然后在框架梁或骨架内打锚杆、挂网。上述工序完成后，可在黄土坡面进行客土喷覆施工。对于黄土路堤边坡，也可采用人工的方式把客土直接覆盖于边坡。

实施例1：

客土按重量包括下列组分：砂质黄土900份、土壤改良剂(泥炭土)200份、保水剂2份、粘结剂0.2份、复合肥2份。用于DK248+641.24～DK248+830路段黄土路堤边坡，本段路基位于吕家崖隧道进口段，路基以填方和反坡路堤式路堑通过。

本段分布有第四系上更新统(Q3)砂质黄土、中更新统(Q2)砂质黄土，现将地层岩性分述如下：

<2-1>砂质黄土(松软土)(Q3)：淡黄、黄褐色，松散，稍湿，土质均匀，结构疏松，含少许蜗牛化石，厚0～10m，静力触探贯入阻力1285～2232kPa，平均1659kPa，属II级普通土。

<2-2-1>砂质黄土(Q3)：灰黄、黄褐色，稍密～中密，稍湿，含少量钙质结核及蜗牛壳。湿陷系数0.002～0.024，平均0.008，自重湿陷系数0～0.01，平均0.002；厚度10～15m，静力触探贯入阻力2343～7191kPa，平均4643kPa，属II级普通土。

<3-3>砂质黄土(Q2)：红褐色、棕黄色，密实，结构较紧密，土质不均匀，夹姜石层透镜体，垂直节理发育。湿陷系数0.000～0.007，自重湿陷系数0.002～0.007，不具湿陷性；分布于整个测段，厚度大于30m，局部为黏质黄土，静力触探贯入阻力3788～9517kPa，平均6037kPa，属III级硬土。

路堤边坡采用拱形截水骨架内客土灌草护坡防护。

实施例2：

客土按重量包括下列组分：砂质黄土860份、土壤改良剂(泥炭土)120份、保水剂1.6份、粘结剂0.5份、复合肥3份。用于郑西客专DK297+182.94～DK298+420路段黄土路堑边坡，试验段路基长1237m。该段属黄河二级阶地，高程370～390m，相对高差约20m。线路左侧100～300m为连霍高速公路，有乡村公路与310国道相连，交通较为方便。本段工程主要为路基，两端为挖方，中部为填方，中心最大填方高度2.7m，路堑中心最深挖高18.1m。黄土地表植被不发育，易形成水土流失。

路堑边坡主要地层为：

<2-1>砂质黄土(松软土)(Q₃ ^eol+al)：灰黄色，松散，稍湿～潮湿，含少量蜗牛壳化石，为松软土层，双桥静力触探锥尖阻力1400～2600kPa，湿陷系数0～0.109，自重湿陷系数0～0.052，厚2～8m，分布于地表。属II级普通土。

<2-2>砂质黄土(Q₃ ^eol+al)，灰黄、黄褐色，稍密，稍湿～潮湿，局部为黏质黄土，含少量钙质结核及蜗牛壳化石，湿陷系数0～0.136，自重湿陷系数0～0.107，厚20～25m，属II级普通土。

<2-3>砂质黄土(Q₃ ^eol+al)，灰黄、黄褐色，局部为黏质黄土，稍密-密实，含少量钙质结核及蜗牛壳化石，湿陷系数0～0.010，自重湿陷系数0～0.010，埋深大于25m，厚大于20m，属II级普通土。

本区位于中纬度的内陆地区，属暖温带大陆性季风气候，具有高山盆地特征，四季分明，且雨季集中。夏季高温多雨，且降雨历时短，强度大，冬季低温干燥。据三门峡气象站1951～2000年共49年气象资料，三门峡地区年平均气温13.8℃，年平均无霜期217天，多年平均降雨量为575mm；最高气温多集中在7月份，平均气温26.6℃，极高气温43.2℃；最低气温多集中在1月份，平均气温-0.7℃，极低气温-16.5℃(1958年1月16日)。降水量年际变化大，丰水年最大降水量为863.4mm，干旱年最小降水量388.6mm。年内降水量分配不均，冬春缺雨，伏旱严重，秋季雨水集中，最大降雨量多集中在6～9月，四个月的总降雨量占全年降雨量的51.7％。多年平均蒸发量为2130.3mm。平均相对湿度60％。最大冻土深度45cm。

在试验段内的二～四边坡拱形截水骨架内采用喷射改良客土护坡。

实施例3：

客土按重量包括下列组分：砂质黄土800份、土壤改良剂(泥炭土)200份、保水剂1份、粘接剂1份，复合肥5份。用于郑西客运专线DK299+210～DK301+949.76路段黄土路堑边坡，该段属黄河II级阶地，高程400～430m，相对高差约30m。地形总体平坦开阔，两侧略高，多为耕地及果园，沿线居民点较多，有乡村公路与310国道相连，交通较为方便。线路主要以路堑通过，中心最大挖深约17.9m。黄土地表植被不发育，易形成水土流失。

该路堑边坡地层情况如下：

<2-1>砂质黄土(松软土)(Q₃ ^eol+al)：灰黄色，松散，稍湿-潮湿，含少量蜗牛壳化石，为松软土层，湿陷系数0.007～0.104，自重湿陷系数0.000～0.061，具自重湿陷性，湿陷性轻微～强烈。普遍分布于测段表层，厚2-8m，局部较厚，静力触探贯入阻力1252～2881kPa，平均1988kPa，属II级普通土。

<2-2>砂质黄土(Q₃ ^eol+al)，灰黄、黄褐色，稍密～中密，稍湿-潮湿，局部为黏质黄土，含少量钙质结核及蜗牛壳化石，湿陷系数0.000～0.340，自重湿陷系数0.000～0.990，具自重湿陷性，湿陷性轻微～强烈。厚10-20m，静力触探贯入阻力2972～8456kPa，平均4569kPa，属II级普通土。

<2-3>砂质黄土(Q₃ ^eol+al)，灰黄、黄褐色，中密-密实，稍湿-潮湿，局部为黏质黄土，含少量钙质结核及蜗牛壳化石，湿陷系数0.000～0.018，平均0.004，自重湿陷系数0.000～0.027，平均0.005，为非湿陷性黄土，未见底。静力触探贯入阻力4128～9940kPa，平均6864kPa，属II级普通土。

在上述各实施例中，保水剂均采用中国科学院成都有机化学有限公司生产的颗粒状的聚丙烯酸盐吸水树脂，其吸水倍数为300～500倍。粘结剂均采用中国科学院成都有机化学有限公司生产的聚丙烯酰胺，分子量不小于600万。复合肥均采用硫酸钾复合肥，其N、P₂O₅、K₂O的重量百分比为15％、15％、15％。

在上述各实施例中，客土中混合入狗尾草、狗牙根和紫花苜蓿三种草种，按前述的制备方法拌和均匀后，通过喷浆机等厚度喷附于黄土路堤边坡、黄土路堑边坡的坡面。喷播施工2个月后植被完全覆盖坡面，施工6个月后结束养护。在未进行养护的条件下，施工1年后坡面植被覆盖度仍是100％，植被完全覆盖坡面，狗尾草盖度约60％，紫花苜蓿盖度约30％，狗牙根盖度约10％，偶有本地杂草侵入，坡面已基本形成稳定的、多样性的植物群落，取得了很好的防护效果。对现场试验工点一年的观测表明，用于黄土边坡植物防护的客土的配比满足植物生长的要求。

Claims

1.用于黄土边坡植物护坡的客土，其特征是该客土按重量包括下列组分：砂质黄土800～900份、土壤改良剂100～200份、保水剂1～2份、粘结剂0～1份、复合肥2～5份。

2.如权利要求1所述的用于黄土边坡植物护坡的客土，其特征是：所述土壤改良剂是指泥炭土、菌渣、厩肥中的至少一种。

3.如权利要求2所述的用于黄土边坡植物护坡的客土，其特征是：所述泥炭土经风干、过筛，筛孔小于1×1cm。

4.如权利要求1所述的用于黄土边坡植物护坡的客土，其特征是：所述砂质黄土经风干、过筛，筛孔小于1×1cm。

5.如权利要求1所述的用于黄土边坡植物护坡的客土，其特征是：所述保水剂为颗粒状的聚丙烯酸盐吸水树脂，其吸水倍数为300～500倍。

6.如权利要求1所述的用于黄土边坡植物护坡的客土，其特征是：所述粘结剂为聚丙烯酰胺，分子量不小于600万。

7.如权利要求1所述的用于黄土边坡植物护坡的客土，其特征是：所述复合肥为硫酸钾复合肥，其N、P₂O₅、K₂O的重量百分比为15％、15％、15％。