CN102138428A - 一种植物纤维毯辅之泥浆喷播的植被恢复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生态工程领域，涉及一种生态恢复工程中喷播覆盖种植的施工方法，即植物纤维毯辅之泥浆喷播的植被恢复方法。其特征是先用植物纤维毯铺设坡面，再用泥浆喷播覆盖，再用植物纤维面毯覆盖。本发明能替代土工材料三维网，在同样达到提高边坡的整体和局部稳定性效果的同时，显著减少化工合成材料进入自然界，而且植物纤维还能增加土壤有机质成分，有利于改善表层土壤的持水恒温能力，利于边坡植被的生长。在降低工程造价的同时，实现了农、林剩余物的低碳转化利用，延伸了农、林产业链、提高副产品工业附加值。在我国水土保持、防沙治沙和工程创面植被生态恢复中有很大的应用价值。
Description
技术领域
本发明属于生态工程领域，涉及一种生态恢复工程中喷播覆盖种植的施工方法。
背景技术
针对工程创面遗留的高陡土质边坡，通常采用挂三维网植被护坡技术，近年又出现了植物纤维毯护坡技术。前者采用工业化生产的三维网包结构土工网，结合覆土和喷播种植技术将工程材料固土技术与喷射播种植被恢复技术合成，达到植被恢复和生态护坡的目的。后者采用农、林植物纤维工业化生产成含有植物种子的毯状物，覆盖坡面，达到保护坡面和恢复植被的目的。土工材料通常采用高分子有机化合物，如聚乙烯、聚丙烯等，长时间驻留地表，对自然环境生态和植物生长均无益。而采用植物纤维毯施工时，由于坡面不平整，以及植物纤维毯自身的刚性，很难做到纤维毯与土壤表面紧密接触，产生的非接触区会造成植物生长不良或坏死，影响出苗率和绿化覆盖率；毯面覆土时，固土承载强度不够。
发明内容
本发明的目的是为了解决土质高陡边坡抗侵蚀和植被防护问题，弥补了单独使用植物纤维毯施工的技术缺陷。
一种植物纤维毯辅之泥浆喷播的植被恢复方法，其特征是先用植物纤维毯铺设坡面，然后用泥浆喷播覆盖，再用一层植物纤维面毯覆盖，具体步骤如下
1.边坡处理
将边坡上杂石碎物清理干净，将低洼处回填夯实平整，确保坡面平顺。
2.铺设纤维毯
⑴铺设：将植物纤维毯沿坡面由上至下铺于坡面上，纤维毯与坡面之间保持平顺结合。
⑵预埋：植物纤维毯在坡顶处延伸40～80cm，埋于土中并压实。
⑶锚固：将植物纤维毯自下而上用ф6mm以上的U型钢筋将植物纤维毯固定，U型钢筋长约15～30cm，ф6mm以上，U型钢筋间距约1.5～2.5m，中间用8﹟U型铁钉或竹钉进行辅助固定。
3.泥浆喷播
将肥料、生长素、植物种子与粘合剂按30~20:1~2:2~4:1~2的比例与泥浆混合均匀，自上而下喷洒于表层将纤维毯覆盖住，直至不出现空隙，确保植物纤维毯内充满泥土。
4.草毯覆盖
喷播施工完成之后，在边坡表面覆盖薄的植物纤维面毯，以保持坡面水分并减少降雨对种子的冲刷，促使种子生长。
5.养护管理
施工完成之后，必需定期进行养护，直到种苗出齐，而后可逐步减少养护量。
发明意义
本发明继承了三维网护坡技术核心理念，综合植物纤维毯和泥浆客土喷播的优点，可有效地解决土质高陡边坡抗侵蚀和植被防护问题。先用植物纤维毯铺设坡面，对边坡表层土壤的稳定极为有利，固土保墒效果非常好；再用泥浆喷播覆盖，泥浆充满纤维毯的孔隙，其重量压实了毯面，能快速实现植物种子层、纤维覆盖层与表面土壤层的完美结合。有效弥补了单独使用植物纤维毯施工的技术缺陷。
本发明根据三维网施工技术原理，将植物纤维毯结构作技术性调整，提高上、下网和缝合线的抗拉强度，以满足不同坡度、坡长的固土承载强度要求；以植物纤维形成的雀巢骨架毯状结构替代三维网包；结合泥浆喷播技术施工，从而实现护坡和植被恢复的目的。即形成一种新的施工技术——植物纤维毯辅之喷播的植被恢复施工技术。
功能机理
植被的抗侵蚀作用是通过它的三个主要构成部分来实现的：一是植物的地面生长层（包括花被、叶鞘、叶片、茎），通过自身致密的覆盖防止边坡表层土壤直接遭受雨水的冲蚀，降低暴雨径流的冲刷能量和地表径流速度，从而减少土壤的流失；二是腐质层（包括落叶层与根茎交界面），为边坡表层土壤提供了一个保护层；三是根系层，这一部分对坡面的地表土壤加筋锚固，提供机械稳定作用。
植物纤维毯的铺设在坡面建立一种类似植被和腐质层的保护层，固毯钉起到基本锚固作用。本技术充分发挥了有限的土工材料抗拉强度和植物纤维雀巢结构的稳固作用，结合泥浆喷播技术优势，不仅能快速实现土壤和种源回归，同时增强了坡面抗侵蚀和植被恢复效率，也有益于增加表层土壤有机质成分和持水能力。通过以下途径实现：
一是初期在一定的厚度范围内，提高表层土壤保护性能和机械稳定性能；二是植被郁闭后，植物的主根深入土层（相当于边坡表层土壤加筋）、须根与植物纤维毯的网纲连接在一起形成一个板块结构，从而增加防护层的抗张强度和抗剪强度，限制在冲蚀情况下引起的“逐渐破坏”（侵蚀作用会对单株植物直接造成破坏，随时间推移，受损面积加大）现象的扩展，最终限制边坡浅表层滑动和隆起的发生，三是当植被的防护功能逐步增强时，植物纤维逐步降解成为腐殖质改善土壤。
防护作用
植物纤维毯辅之喷播的植被恢复护坡技术继承了三维网技术核心理念，综合了植物纤维毯和泥浆喷播技术的优点，起到了优势互补、长短结合复合护坡的作用。边坡的植被覆盖率达到30%以前就能承受小雨的冲刷，覆盖率达80%以上时能承受暴雨的冲刷。待植物生长茂盛时，能抵抗冲刷的径流流速达6m/s，为一般草皮的2倍多。植物纤维毯的存在，对减少边坡土壤的水分蒸发，增加入渗量有良好的作用。同时，由于植物纤维毯材料主要为天然生物质材料，具有吸湿恒温的作用，可促进种子发芽和微生物繁衍，有利于植物生长。
施工工艺
首先应根据土质类型和施工需要确定适用的植物纤维类型（如农作物秸秆或棕丝、松针等林业枯落物）和纤维毯厚度，尔后根据裸露边坡长度和坡度确定网纲抗拉强度等技术参数，定制适用的植物纤维底毯。也可根据施工养护技术需要定制相同数量薄的植物纤维面毯。施工工艺如下：（参见附图1）
技术特点：
1. 与原有的三维网相比，植物纤维毯化工材料成分大幅度减少，仅网纲（上、下网和缝合线）采用高分子材料以及抗紫外线稳定剂，保持可靠的抗拉强度（其化学稳定性高，对环境无污染降解型的网纲二年后可在土中不留痕迹），网包部分完全由天然生物质材料取代，植物纤维材料形成的雀巢骨架完全能达到网包固持土壤颗粒的作用。
2. 泥浆客土喷播将覆土与播种工序合二为一，简化工序从而提高施工效率；
3. 泥浆良好的流动性保障了泥土可以充满植物纤维毯的空隙，同时完全沉降；
4.植物纤维毯的主体是生物质材料，比土工材料有更好的土壤亲和力，且具有一定的吸水滞胀能力，可以弥补泥浆喷播易滑溜的缺陷。
本发明不仅能替代土工材料三维网，在同样达到提高边坡的整体和局部稳定性效果的同时，显著减少化工合成材料进入自然界，而且植物纤维还能增加土壤有机质成分，有利于改善表层土壤的持水恒温能力，利于边坡植被的生长。在降低工程造价的同时，实现了农、林剩余物的低碳转化利用，延伸了农、林产业链、提高副产品工业附加值，符合循环经济理念、低碳生产技术和边坡工程生态技术的发展方向，在我国水土保持、防沙治沙和工程创面植被生态恢复中有很大的应用价值。
附图说明
图1 本发明施工应用示意图
图2 为图1的A-A剖面图
1、种子2、植物纤维毯（面毯）3、客土4、植物纤维毯（底毯）5、U型铁钉6、边坡岩土。
具体实施方式
实施例1
用于高度H＞3m高速公路土质边坡护坡工程。选用宽度为2500mm、厚度为12mm的加强型麦秸秆纤维毯作为底毯，同时选用宽度为2500mm、厚度为8mm的普通型麦秸秆纤维毯作为面毯作为施工主要材料。施工工艺如下：
1.边坡处理
将边坡上杂石碎物清理干净，将低洼处回填夯实平整，确保坡面平顺。
2.铺设纤维毯
⑴铺设：将植物纤维毯沿坡面由上至下铺于坡面上，纤维毯与坡面之间保持平顺结合。
⑵预埋：植物纤维毯在坡顶处延伸40～80cm，埋于土中并压实（可结合拦水沟施工）。
⑶锚固：将植物纤维毯自上而下用长20cm，宽8mm，ф6mm的U型钢筋将植物纤维毯固定，钢筋间距约1.5m，植物纤维毯中间和两毯之间用8﹟U型铁钉进行辅助固定。
3.泥浆喷播
将肥料、生长素、植物种子与粘合剂按25:1:3:2的比例与泥浆混合均匀，自上而下喷洒于表层将纤维毯覆盖住，直至不出现空隙，确保植物纤维毯内充满泥土。
4.草毯覆盖
喷播施工完成之后，可酌情在边坡表面覆盖薄的纤维面毯，以保持坡面水分并减少降雨对种子的冲刷，促使种子生长。
5.养护管理
施工完成之后，定期进行养护，直到种苗出齐，而后可逐步减少养护量。
实施例2
用于高度H＞3m河堤土质边坡护坡工程。选用宽度为2500mm、厚度为12mm的加强型麻棕纤维毯作为底毯，同时选用宽度为2500mm、厚度为8mm的普通型麦秸秆纤维毯作为面毯作为施工主要材料。施工工艺如下：
1.边坡处理
将边坡上杂石碎物清理干净，将低洼处回填夯实平整，确保坡面平顺。
2.铺设纤维毯
⑴铺设：将植物纤维毯沿坡面由上至下铺于坡面上，纤维毯与坡面之间保持平顺结合。
⑵预埋：植物纤维毯在坡顶处延伸40～80cm，埋于土中并压实。
⑶锚固：将植物纤维毯自上而下用长20cm，宽8mm，ф6mm的U型钢筋将植物纤维毯固定，钢筋间距约1.5m，植物纤维毯中间和两毯之间用8﹟U型铁钉进行辅助固定。
3.泥浆喷播
将肥料、生长素、植物种子与粘合剂按25:1:2.5:1的比例与泥浆混合均匀，自上而下喷洒于表层将纤维毯覆盖住，直至不出现空隙，确保植物纤维毯内充满泥土。
4.草毯覆盖
喷播施工完成之后，可酌情在边坡表面覆盖薄的纤维毯面毯，以保持坡面水分并减少降雨对种子的冲刷，促使种子生长。
5.养护管理
施工完成之后，定期进行养护，直到种苗出齐，而后可逐步减少养护量。
Claims (3)
1.一种植物纤维毯辅之泥浆喷播的植被恢复方法，其特征是先用植物纤维毯铺设坡面，再用泥浆喷播覆盖，再用一层植物纤维毯覆盖，具体步骤如下：
1）.边坡处理
将边坡上杂石碎物清理干净，将低洼处回填夯实平整，确保坡面平顺；
2）.铺设纤维毯
（1）铺设：将植物纤维毯沿坡面由上至下铺于坡面上，纤维毯与坡面之间保持平顺结合；
（2）预埋：植物纤维毯在坡顶处延伸40～80cm，埋于土中并压实；
（3）锚固：将植物纤维毯自下而上用ф6mm以上的U型钢筋将植物纤维毯固定，中间用8﹟U型铁钉或竹钉进行辅助固定；
3）.泥浆喷播
将肥料、生长素、植物种子与粘合剂按比例与泥浆混合均匀，自上而下喷洒于表层将纤维毯覆盖住，直至不出现空隙，确保植物纤维毯内充满泥土；
4）.草毯覆盖
喷播施工完成之后，在边坡表面覆盖薄的植物纤维面毯，以保持坡面水分并减少降雨对种子的冲刷，促使种子生长；
5）.养护管理
施工完成之后，必需定期进行养护，直到种苗出齐，而后逐步减少养护量。
2.如权利要求1所述的一种植物纤维毯辅之泥浆喷播的植被恢复方法，其特征是步骤2）的U型钢筋长为15～30cm，ф6mm以上，U型钢筋间距为1.5～2.5m。
3.如权利要求1所述的一种植物纤维毯辅之泥浆喷播的植被恢复方法，其特征是步骤3）中的肥料、生长素、植物种子与粘合剂的混合比例为30~20:1~2:2~4:1~2。
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