CN105756073B - 一种离子型稀土矿山生态护坡砌块及其生态护坡系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种离子型稀土矿山生态护坡砌块及其生态护坡系统,所述的护坡砌块,为正立方体的工字结构,工字结构的尺寸满足:c1=c2=1/3c,其中c为工字砌块宽度,c1为工字横条宽度,c2为嵌锁槽的槽宽;嵌锁槽的深度等于1/3b,b为工字砌块长度;沿工字砌块高度的1/3h处设有一层加筋竹片,2/3h处设有另一层加筋竹片,h为工字砌块的高度,所述的加筋竹片为井字形;在工字竖条的中心沿砌块高度方向布有一通孔。所述的护坡系统,在边坡的斜坡面上铺设有土工网,土工网上铺设相互嵌合的工字砌块,工字砌块的通孔中插入加筋木棍,加筋木棍打入边坡斜坡面的土层中。本发明可防治边坡失稳,工程造价低、生态环保。

Description

一种离子型稀土矿山生态护坡砌块及其生态护坡系统
技术领域
[0001] 本发明涉及生态护坡技术,尤其是涉及一种离子型稀土矿山生态护坡砌块及其生 态护坡系统。
背景技术
[0002] 稀土是镧、铈和镨等17种稀有元素的总称,我国的稀土矿分为重稀土和轻稀土两 类,重稀土以南方离子型稀土为主,轻稀土以北方稀土为主。稀土是一组同时具有电、磁、光 以及生物等多种特性的新型功能材料,是信息技术、生物技术、能源技术等高新技术领域和 国防建设的重要基础材料。南方稀土矿富含钇、镝、铽等中重稀土元素而成为信息技术、能 源技术、生物技术等现代高新技术和国防等尖端领域的重要基础材料,是我国的优势矿产 资源和战略资源。
[0003] 南方稀土矿床类型为“风化壳型”,南方离子型稀土矿山在风化过程中易形成形态 各异的风化壳,薄则数厘米,厚则数十米,稀土元素主要以阳离子状态存在于稀土矿物中, 并吸附在高岭土、蒙脱石等矿物上。南方离子型稀土矿的开采工艺有池浸工艺、堆浸工艺和 原地浸矿工艺,目前主要采用原地浸矿工艺对稀土矿进行开采。池浸工艺和堆浸工艺原理 相同,池浸工艺用水泥池作浸取槽,使用浸矿剂把浸取槽中的稀土置换出来,收集稀土富集 液后在沉淀池用草酸沉淀稀土。堆浸工艺和池浸工艺不同之处是稀土在堆浸场中被置换出 来,相对效率更高。原地浸矿工艺将浸矿溶液通过网格布置的注液井直接注入天然埋藏条 件下的风化矿体,在静压渗浸条件下,浸矿剂溶液中的阳离子将吸附在粘土表面的稀土离 子交换下来形成母液,母液从收液工程系统流出,用草酸沉淀母液中的稀土。
[0004] 堆浸和池浸工艺对地表植被直接破坏,开采后的山头植被和有效土层基本全部剥 离,基岩裸露,开采中产生大量尾砂占压土地,对堆置场地原有生态系统造成破坏。“原地浸 矿”工艺方法虽然克服了池侵、堆浸工艺的许多缺点,但因需开挖大量的注液井、水封井和 集液沟,对矿山植被与地貌造成了一定程度的破坏,大量酸性侵矿剂和顶水通过注液井注 入地下矿层,对山体原有的岩土应力平衡状态造成破坏,地层扰动明显,易诱发滑坡。传统 池、堆浸工艺“搬山运动”式开采对矿区植被破坏严重,直接损毁大量山地、林地,产生大面 积失去植被和表土保护的裸露采场,同时产出大量堆存于采场附近的尾砂、废土。矿体的赋 存条件亦决定了其可能引发和加剧滑坡地质灾害的可能性,离子型稀土矿的矿体均赋存于 风化壳内,从含矿地层的富水性分析,含矿体的全风化层以及上部的残坡积层,自然状态下 均可赋存较为丰富的潜水,其富水性、透水性均较好,为含水层,而作为矿体底板的是半风 化一未风化的基岩,其岩层的富水性、透水性均差,可视为隔水层。
[0005] 据调查,南方某市共有废弃稀土矿区500多个,因稀土开采直接损毁的山地、林地 面积达122.24平方公里,尾砂累计积存量达19117万吨,这个地区所有稀土矿区的地质灾害 防治、生态环境的恢复预计费用高达380亿元。因此,对离子型稀土矿山进行生态防护,避免 地质灾害的发生,实现区域社会经济可持续发展,具有重要意义。
[0006] 目前,离子型稀土矿山边坡生态护坡的方法主要有由抗滑挡土墙、锚杆锚固、格构 梁、锚钉墙、削方减载等岩土工程措施和生物措施联合防护的方式。其中挡土墙作为支承路 基填土、自然边坡及山坡土体等的支挡构筑物,可以防止填土或土体变形失稳,我国目前常 用的挡土墙形式为重力式挡土墙结构形式。重力式挡土墙依靠结构自重和挡土墙底面与基 础之间摩擦力来抗倾覆和抵抗土压力作用以保持工程结构和边坡土体的稳定性,因其体 积、重量较大,施工开挖土方量大,施工费用较高,重力式挡土墙的施工高度及在软弱地基 的应用受到了一定限制。护坡互嵌式砌块挡土墙对地基承载力要求较低;与重力式挡土墙 相比,墙身体积更小,施工时可减小土方工作量,具有生态和景观功能且组合方式灵活,因 此,互嵌式砌块挡土墙在这几年发展很快,但是目前我国还没有适合离子型稀土矿山护坡 的生态砌块及其生态护坡系统。
[0007] 中国专利201210157707.4“一种互嵌式生态砌块挡土墙及其施工方法”,公开了一 种互嵌式生态砌块挡土墙及其施工方法,通过改变互嵌式生态砌块顶面凹槽部分的相对位 置,可以改变制得的挡土墙外立面的倾角大小,使外立面倾角从垂直到与垂直线夹角15°范 围内任意变化。中国专利201310428546.2“一种生态护坡单元及其组成的生态护坡结构”, 公开了一种生态护坡单元及其组成的生态护坡结构,该生态护坡单元主要由两个上下部分 叠合连接且内部中空的第一框体与第二框体组成,叠合处设有用于封闭该开口的土工布, 下层的第二框体设有用于封闭下部开口的土工布,通过至少两个护坡单元的第一拼接部连 接第二拼接部形成生态护坡结构。中国专利201310007646.8 “一种生态复合基质、复合生物 生态砌块及复合生物生态挡土墙”,公布了一种生态复合基质、一种复合生物生态砌块和一 种复合生物生态挡土墙,砌块为空心无盖盒状,内腔充塞有生态复合基质,其侧壁距离底部 一定距离设置有种植孔和排水孔,挡土墙由复合生物生态砌块堆砌而成。中国专利 201210087727.9“柔性生态护坡砌块”,公开了一种柔性生态护坡砌块,砌块台体设有上开 口空腔、排水口、槽孔、通孔,生态护坡通过生态砌块即可方便地组合后,通过插入台体侧壁 通孔内的钢筋或塑料棒等使砌块间相互嵌固砌成,植物根系可以深入挡墙后的土体。
[000S]对于离子型稀土矿山,边坡存在松散土体,现有护坡技术存在以下缺陷:
[0009] (1)由于离子型稀土矿山大多位于丘陵山区交通不便地区,若采用钢筋混凝土抗 滑挡土墙、锚钉墙等结构措施会造成工程所需的大型施工机械进出场不便,施工困难,同时 土方、混凝土工程量大、工程造价较高,也易造成生态环境破坏。如若对原地浸矿采场仅采 用注液井和集液坑道工程的改进、排洪系统的设置等,由于浸矿液之间的渗流作用及矿体 地质条件和水文条件的复杂性影响,易诱发滑坡的发生。
[0010] (2)传统的砌块挡土墙一般采用浆砌块石方法,施工工序较多,工作量大。互嵌式 砌块形式嵌体通过前后两个砌块组合形成完整的嵌体与凹槽,有的砌块之间需要通过钢筋 等连接固定以形成有一定稳定性的边坡防护结构,砌块结构相对复杂,对砌块的加工和边 坡防护施工的精度要求较高,使用效果和实际应用上存在一定的限制性。
[0011] (3)目前的互嵌式砌体用混凝土结构或钢筋混凝土结构形式,砌块本身并无生态 功能,且混凝土或钢筋混凝土工程量大,造价高。目前的生态护坡砌块通过在砌块上留置空 腔作为植物生长的空间,砌块和边坡土体之间由于雨水、渗水的作用会带走部分土体,这样 砌块和边坡土体难以真正实现连成一整体,不利于边坡的稳定。
发明内容
[0012]本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种离子型稀土矿山生态护坡砌块 及其生态护坡系统,其可以消除离子型稀土矿山边坡整体及局部失稳安全隐患,砌块和护 坡结构简单、易于制作、施工方便、绿色环保、生态环境效应好、工程造价低。
[0013] 为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
[0014] —种离子型稀土矿山生态护坡砌块,为正立方体的工字结构,工字结构的尺寸满 足:ci = c2 = 1/3c,其中c为工字砌块宽度,C1为工字横条宽度,(32为嵌锁槽的槽宽,也就是工 字坚条高度;嵌锁槽的深度等于l/3b,b为工字砌块长度,也就是工字横条长度;沿工字砌块 高度的l/3h处设置有一层加筋竹片,2/3h处设置有另一层加筋竹片,h为工字砌块的高度, 所述的加筋竹片为井字形;在工字竖条的中心沿砌块高度方向布置有一通孔。
[0015]所述的工字砌块宽度c或砌块长度b或砌块高度h为0.2米一 1.2米,通孔的直径为5 厘米一 30厘米。
[0016]所述的加筋竹片中竹片宽为1 一5厘米,长度同工字砌块宽度c。
[0017]所述的工字砌块由砂土、粘土、切断杂草、复合肥(草木灰)、草种子、水拌和均匀 后,放入模具内分层压实并放入加筋竹片压制而成,材料的重量比为:砂土 10% — 30%,粘 土10 % —70 %,切断杂草2%—10%,复合肥(草木灰)5 %—10 %,草种子0.01—1 %,水5— 10%〇
[0018] 所述的草种子选取狗牙根、百喜草、高羊茅。
[0019]所述的切断杂草的长度为6—8厘米。
[0020] 工字砌块的制作方法,把重量比为:砂土 10% —30%,粘土 10% —70%,切断杂草 2% —10%,复合肥(草木灰)5% —10%,草种子0.01—1 %混合料搅拌均匀,再将重量比为 5—10%水浇到混合材料中进行拌合;将拌合好的混合料分层放到工字砌块的模具中,用压 板压实;当被压实的混合料厚度达到工字砌块模具高度的三分之一时,将第一层井字形加 筋竹片放到模具内混合料上,再加入混合料分层压实;当添加混合料的厚度达到工字砌块 模具高度的三分之二时,将第二层井字形加筋竹片放到模具内混合料上,再加入混合料分 层压实;当混合料高出模具2厘米一5厘米时,放上钢制压板,再用5公斤一 10公斤重的锤子 从0 • 5米一 2.5米高度落下,锤击钢制压板5—20下,工字砌块即做成。
[0021] 一种离子型稀土矿山生态护坡系统,在边坡的斜坡面上铺设有土工网,土工网上 铺设相互嵌合的工字砌块,工字砌块的通孔中插入加筋木棍,加筋木棍打入边坡斜坡面的 土层中。
[0022] 一种离子型稀土矿山生态护坡系统,在边坡的坡底和周边布置有排水沟,排水沟 内铺设相互嵌合的工字砌块,坡顶布置有种草沟和小树。
[0023] 将工字砌块中工字横条宽度部分C1插入另一个工字砌块的嵌锁槽槽宽部分C2中, 就完成工字砌块的相互嵌合,以此类推,所有工字砌块之间形成一个稳固的整体。工字砌块 的通孔可以减少砌块的应力集中、提高砌块整体强度、延长砌块的使用寿命。通孔可作边坡 排水通道、有利于砌块中草种的发育和生长,同时也可插入加筋木棍以增加砌块的稳定和 边坡的稳定性。
[0024] 本发明是通过两个以上砌块互嵌组合形成基本护坡单元,砌块之间不需要钢筋等 连接件固定连接,砌块连接后形成柔性护坡结构,砌块结构简单,砌块里的草种发芽、生根 后草的根须深入边坡土层,砌块本身有生态功能,而砌块主要成分之一为粘土,因此护坡后 砌块和边坡土体形成一稳定整体。削坡减载有利于坡体的稳定,种草、树后既能形成生态护 坡林又能形成经济作物林,排水沟能防护雨水对边坡土体的冲刷和浸泡,防止雨水、渗水的 作用带走部分土体,这样砌块和边坡土体连成一整体、有利于边坡的稳定,本发明可以防治 离子型稀土原地浸矿采场边坡失稳,操作简便、工程造价低、生态环保。
附图说明
[0025]图1是本发明单个护坡砌块的结构示意图。
[0026]图2是图1中护坡砌块的横向剖示图。
[0027]图3是本发明护坡砌块组合方式之一的示意图。
[0028]图4是本发明护坡砌块组合方式之二的示意图。
[0029]图5是本发明的实施例1护坡系统的示意图。
[0030]图6是本发明的实施例2护坡系统的示意图。
[0031]图7是本发明的实施例3护坡系统的示意图。
[0032]图中:1 •工字砌块,2 •通孔,3 •嵌锁槽,4 •加筋竹片,5 •边坡斜坡面,6 •加筋木棍,7. 土工网,8 •种草沟,9 •小树,10 •排水沟,11 •坡底,I2边坡,c为工字砌块宽度(其中C1为工字 横条宽度,c2为嵌锁槽的槽宽,也就是工字竖条高度);b为工字砌块长度,也就是工字横条 长度;h为工字砌块的高度。
具体实施方式
[0033]下面通过具体实施例,并结合附图,对本发明作进一步详细说明:
[0034]实施例1:
[0035]本发明中所述工字砌块1由砂土、粘土、切断的杂草、草木灰、草种子、水拌和均匀 后,放入模具内分层压实并放入加筋竹片4压制而成。
[0036]如图1、图2所示的工字砌块1为“工”字结构,工字砌块1中间开有通孔2、两边设有 嵌锁槽3;工字砌块1内有“井”字形加筋竹片4。工字砌块1的宽度c = 〇.6米,高度h = 0.6米, 长度b = 0.6米,其中ci = c2=1/3c = 0.2米。通孔2的直径为0.1米,在工字砌块1的两边对称 开有嵌锁槽3。工字砌块1内放置有两层“井”字形加筋竹片4,加筋竹片4位于工字砌块1高度 0 • 2米和0 • 4米的位置,加筋竹片仲的竹片长度为〇. 6米、宽度3厘米。
[0037] 所述工字砌块1材料的重量比为:砂土:粘土:切断的杂草:草木灰:草种子:水= 15% :60% :5% :9.9% :0.1% :1〇%。
[0038] 砂土占重量比15%,砂土就地取材采用稀土矿山废弃的矿碴土,砂土本身的通透 性较强、作为砌块的组成成分可提高砌块整体强度。
[0039]粘土占重量比60%,粘土用一般的粘土。
[0040]切断的杂草占重量比5%,杂草用新鲜杂草,从稀土矿山边坡就地割下来并用铡刀 切成6厘米长。
[0041] 草木灰占重量比9.99%,草木灰在现场用杂草、谷糠烧制而成为作砌块内草种的 肥料基材,烧制草木灰的原材料中杂草占重量比70 %、谷糠占重量比30 %。
[0042]草种子占重量比0.1%,种子选用狗牙根。狗牙根繁殖能力强大,具很强的生命力, 在旺长季节里,狗牙根的根茎日生长速度平均达〇.9cm,高的达14cm,其茎节向下生不定 根,节上腋牙向上发育成地上枝,茎部形成分蘖节,节上分生侧枝,分蘖节上产生新的走茎, 走茎的节上又分生侧枝与新的走茎;新老茎在地面上互相穿插,交织成网,短时间内即成 坪,形成占优势的植物群落。
[0043] 水占重量比10%,水用河水。
[0044]加筋竹片4:使用毛竹加工的竹片,竹片宽3厘米,长度0.6米。
[0045]所述工字砌块1的制作方法:把砂土、粘土、切断的杂草、草木灰、草种子、水按上述 比例准备好后,将砂土、粘土、切断的杂草、草木灰、草种子混合后用铁锨搅拌均匀,再将水 浇到混合材料中进行拌合。将拌合好的原料分层放到i厘米厚钢板制成的工字砌块1模具 中,再用钢制压板压实。当被压实的工字砌块1材料位于砌块模具高度0.2米时,将第一层加 筋竹片4放上,再放入工字砌块1原材料分层压实。当压到砌块模具高度〇. 4米时,将第二层 加筋竹片4放到模具内的土层上,放入工字砌块丨原材料用钢制压板分层压实。最后工字砌 块1材料与模具等高时,在顶层再铺3厘米厚原材料混合土,放上钢制压板,用5公斤锤子从 从2.0米高度锤击10下。脱模得到工字砌块1。
[0046]如图3所示为所述砌块的连接方式之一,将工字砌块1中工字横条宽度部分C1插入 另一个工字砌块1的嵌锁槽3槽宽部分〇2中,就完成工字砌块1的相互嵌合,以此类推,所有 工字砌块1之间形成一个稳固的整体。工字砌块1的通孔2可以减少工字砌块1的应力集中、 提高工字砌块1整体强度、延长工字砌块1的使用寿命。通孔2还可作边坡排水通道、有利于 工字砌块1中草种的发育和生长,同时可用于插入加筋木棍6以增加工字砌块1的稳定和边 坡的稳定性。
[0047]如图5所示,一种离子型稀土矿山生态护坡系统,在边坡的斜坡面上铺设有土工网 7,土工网7上铺设相互嵌合的工字砌块1,工字砌块1的通孔中插入加筋木棍6,加筋木棍6打 入边坡斜坡面的土层中。所述工字砌块1互相嵌锁拼接组成护坡面板,每隔1.8米在工字砌 块1的中心通孔2内插入加筋木棍6,加筋木棍6直径5厘米、长度1.5米,加筋木棍6前端用柴 刀削尖,加筋木棍6就地采用稀土矿山山上的杂木。工字砌块1连接后形成柔性护坡结构,工 字砌块1内草种发芽、生根后草的根须深入边坡土层。所述工字砌块丨内的草种生长后工字 砌块1本身构成生态护坡结构,而工字砌块1主要成分之一为粘土,因此护坡后工字砌块1和 边坡土体形成一稳定整体且整个坡面形成一非常美观的绿化坡面。在本实施例中这种护坡 系统比传统的钢筋混凝土砌块护坡节省工程造价约40%。
[0048] 实施例2:
[0049] 本发明所述工字砌块1由砂土、粘土、切断的杂草、草木灰、草种子、水拌和均匀后, 放入模具内分层压实并放入加筋竹片4压制而成。
[0050] 如图所示的护坡砌块,为正立方体的工字结构,工字结构的尺寸满足:C = b = h = 0.45米,〇1二(:2 = 1/3(; = 0.15米,其中〇为工字砌块1宽度,〇1为工字横条宽度,(;2为嵌锁槽3 的槽宽,也就是工字竖条高度;嵌锁槽3的深度等于l/3b,b为工字砌块1长度,也就是工字横 条长度;沿工字砌块1高度的l/3h处即0.15米高度处设置有一层加筋竹片4,2/3h处即0.3 米处设置有另一层加筋竹片4,h为工字砌块1的高度,所述的加筋竹片4为井字形;在工字竖 条的中心沿工字砌块1高度方向布置有一通孔2,通孔2的直径为6厘米,加筋竹片4中的竹片 长度为〇 • 45米、宽度都为2厘米。
[0051] 所述工字砌块1材料的重量比为:砂土:粘土:切断的杂草:草木灰:草种子:水= 25% :50% :6% :9.98% :0.02% :9%。
[0052]砂土占重量比25%,砂土用河砂。
[0053]粘土占重量比5〇%,粘土用一般的粘土。
[00M]切断的杂草占重量比,杂草用新鲜杂草,从稀土矿山边坡就地割下来并用铡刀 切成长度为5厘米长的小段。
[0055]草木灰占重量比9.98%,草木灰在现场用杂草、灌木烧制而成为作砌块内草种的 肥料基材。
[0056] 草种子占重量比0.02%,种子选用百喜草,百喜草生性粗放,对土壤选择性不严, 在肥力较低、较干旱的沙质土壤上生长能力仍很强,而稀土矿山为砂质土。分蘖旺盛,地下 茎粗壮,根系发达,耐旱性、耐暑性极强,耐寒性尚可,耐阴性强,耐踏性强。基生叶多而耐践 踏,匍匐茎发达,复盖率高,所需养护管理水平低,是南方优良的道路护坡、水土保持和绿化 植物。
[0057] 水占重量比9%,水用自来水。
[0058]加筋竹片4:使用毛竹加工的竹片,竹片宽2厘米,长度0.45米。
[0059]所述工字砌块1的制作方法:把砂土、粘土、切断的杂草、草木灰、草种子、水按上述 比例准备好后,将砂土、粘土、切断的稻草、草木灰、草种子混合后用铁锨搅拌均匀,再将水 浇到混合材料中进行拌合。将拌合好的原料分层放到1厘米厚钢板制成的工字砌块1模具 中,再用压板压实。当被压实的砌块材料位于工字砌块1模具高度0.15米时,将第一层加筋 竹片4放到土层上,再放入砌块原材料分层压实。当压到工字砌块1模具高度〇 . 3米时,将第 二层加筋竹片4放到模具土层上,放入工字砌块1原材料分层压实。最后工字砌块1材料与模 具等高时,在顶层再铺2厘米厚原材料混合土,放上钢制压板,用5公斤锤子从从1.0米高度 锤击5下。脱模后得到工字砌块1。
[0060]如图4所示,将工字砌块1中工字横条宽度部分C1插入另一个工字砌块1的嵌锁槽3 槽宽部分c2中,就完成工字砌块1的相互嵌合,以此类推,所有工字砌块1之间形成一个稳固 的整体。工字砌块1的通孔2可以减少工字砌块1的应力集中、提高工字砌块1整体强度、延长 工字砌块1的使用寿命。通孔2可作边坡排水通道、有利于工字砌块1中草种的发育和生长, 同时可用于插入加筋木棍6以增加工字砌块1的稳定和边坡的稳定性。
[0061]如图6所示,一种离子型稀土矿山生态护坡系统,在边坡的斜坡面上铺设有土工网 7,土工网7上铺设相互嵌合的工字砌块1,工字砌块1的通孔2中插入加筋木棍6,加筋木棍6 打入边坡斜坡面的土层中。在施工时,首先将边坡12的坡面修整成台阶状,再在边坡斜坡面 5上铺设一层土工布7,在坡底11处挖一宽度和深度都是0.45米的沟,再在沟内拼接工字砌 块1以起到保护坡底11的作用,然后从下往上在坡面上进行工字砌块1的拼接。工字砌块1互 相嵌锁拼接组成护坡面板并成为生态挡土结构,每隔0.45米在砌块的中心通孔2内插入加 筋木棍6,加筋木棍6直径4厘米、长度1.0米,加筋木棍6前端用柴刀削尖。工字砌块1连接后 形成柔性护坡结构,工字砌块1内草种经发芽、生根后草的根须深入边坡土层,工字砌块1内 的草种生长后砌块本身构成生态护坡挡土墙,施工操作简便、生态环保,节省工程造价,这 种护坡系统比传统的浆砌石挡土墙节省工程造价约30%。
[0062] 实施例3:
[0063] 本发明所述工字砌块1由砂土、粘土、切断的稻秸杆、复合肥、草种子、水拌和均匀 后,放入模具内分层压实并放入加筋竹片压制而成。
[00M]如图所示护坡砌块,为正立方体的工字结构,工字结构的尺寸满足:b = c = h = 0 • 6 米,(^ = (32 = 1/30 = 0.2米,其中c为工字砌块宽度0.6米,cd工字横条宽度0.2米,c2为嵌锁 槽3的槽宽0.2米,也就是工字竖条高度;嵌锁槽3的深度等于l/3b,b为工字砌块长度〇. 6米, 也就是工字横条长度;沿工字砌块1高度的l/3h处即0.2米处设置有一层加筋竹片4,2/3h处 即0.4米处设置有另一层加筋竹片4,h为工字砌块的高度,所述的加筋竹片4为井字形,加筋 竹片4中竹片宽为3厘米,长度0.6米;在工字竖条的中心沿工字砌块1高度方向布置有一通 孔2,通孔2的直径为8厘米。
[0065] 所述工字砌块1材料的重量比为:砂土、粘土、切断的稻秸杆、草木灰、草种子、水= 23% :45% :10% :9.95% :0.05% : 12%。
[0066]砂土占重量比23%,本实施例在稀土矿山堆浸废弃的矿区,采用削坡下来的废弃 稀土矿碴。
[0067] 粘土占重量比45 %,粘土用一般的粘土。
[0068]切断的稻秸秆占重量比10%,稻秸秆用铡刀切成长度为8厘米长的小段。
[0069]复合肥占重量比9.95%,复合肥用普通复合肥。
[0070、草种子占重量比0_05%,种子选用高羊茅草,高羊茅草坪系禾本科多年生禾本科 草本,高羊茅须根发达,直立丛生,高可达40至70厘米。高羊茅草坪适应性强,具有抗旱、耐 涝、耐瘠薄、寿命长、耐践踏等优点,春秋季节生长较快,管理粗放。
[0071] 水占重量比12%,水用自来水。
[0072]加筋竹片4:使用毛竹加工的竹片,竹片宽3厘米,长度0.6米。
[0073]所述工字砌块1的制作方法:把砂土、粘土、切断的稻秸秆、草木灰、草种子、水按上 述比例准备好后,将砂土、粘土、切断的稻秸秆、草木灰、草种子混合后用铁锨搅拌均匀,再 将水浇到混合材料中进行拌合。将拌合好的原料分层放到i厘米厚钢板制成的工字砌块!的 模具中,再用压板压实。当被压实的工字砌块1材料位于工字砌块1模具高度0.2米时,将第 一层加筋竹片4放到土层上,再放入砌块原材料分层压实。当压到工字砌块丨模具高度〇. 4米 时,将第二层加筋竹片4放到模具土层上,放入工字砌块丨原材料用钢制压板分层压实。最后 工字砌块1材料与模具等高时,在顶层再铺5厘米厚原材料混合土,放上钢制压板,用10公斤 锤子从从2 • 0米高度锤击10下,脱模后得到工字砌块1。
[0074]如图4所示,将工字砌块1中工字横条宽度部分C1插入另一个工字砌块1的嵌锁槽3 槽宽部分C2中,就完成工字砌块1的相互嵌合,以此类推,所有工字砌块丨之间形成一个稳固 的整体。工字砌块1的通孔2可以减少砌块的应力集中、提高工字砌块1整体强度、延长工字 砌块1的使用寿命。通孔2可作边坡排水通道、有利于砌块中草种的发育和生长,同时插入加 筋木棍6以增加砌块的稳定和边坡的稳定性。
[0075]如图7所示,一种离子型稀土矿山生态护坡系统,在边坡的斜坡面上铺设有土工网 7,土工网7上铺设相互嵌合的工字砌块1,工字砌块丨的通孔2中插入加筋木棍6,加筋木棍6 打入边坡斜坡面5的土层中。
[0076]如图7所示,一种离子型稀土矿山生态护坡系统,在边坡的坡底丨丨布置有排水沟 10,坡顶布置有种草沟8和小树9。由生态挡土结构和植物生态护坡结构组成。在施工时,首 先将边坡12的坡面修整成台阶状分级放坡,两个斜坡之间整平,再在分级放坡的斜坡坡面5 上铺设一层土工布7,从下往上在坡面上按图4所示的连接方式进行工字砌块1的拼接构成 挡土墙。生态挡土结构由工字砌块1互相嵌锁拼接而成,每隔1.2米在工字砌块1的通孔2内 插入加筋木棍6,加筋木棍6直径2—5厘米、长度0.8—1.5米,加筋木棍6前端用柴刀削尖,加 筋木棍6采用竹柳,竹柳插入边坡土体中后会生根发芽。工字砌块1连接后形成柔性护坡结 构,工字砌块1内草种经发芽、生根后草的根须深入边坡土层,拼接的工字砌块1本身构成生 态护坡挡土墙。
[0077] 在整平的坡地上布有种草沟8和小树9,种草沟8的草种选用高羊茅,种草沟8的深 度0.6米、深度0.4米;小树9选用脐橙。在坡底11处挖一宽度0.6米、深度0.6米的排水沟10, 在边坡12的周边挖一条环形排水沟,排水沟中铺设一层相互嵌合的工字砌块。削坡减载有 利于坡体的稳定施工操作简便、生态环保,节省工程造价,在本实施例中这种护坡系统比传 统的浆砌石挡土墙节省工程造价约25%。
[0078]上述实施例中砌块拼接后形成柔性护坡结构,砌块内草种发芽、生根后草的根须 深入边坡土层,砌块本身有生态功能。削坡减载有利于坡体的稳定,种上高羊茅草、脐橙树 后即能形成生态护坡林又能形成经济作物林,排水沟能防护雨水对边坡土体的冲刷和浸 泡,防止雨水、渗水的作用带走部分土体,砌块和边坡土体连成一整体,竹柳插入边坡土体 中后会生根发芽后也有利于边坡的稳定。

Claims (3)

1. 一种离子型稀土矿山生态护坡砌块,其特征是:为正立方体的工字结构,工字结构的 尺寸满足:d = C2= 1/3C,其中C为工字砌块宽度,C1为工字横条宽度,C2为嵌锁槽的槽宽;嵌 锁槽的深度等于l/3b,b为工字砌块长度;沿工字砌块高度的1/3h处设置有一层加筋竹片, 2/3h处设置有另一层加筋竹片,h为工字砌块的高度,所述的加筋竹片为井字形;在工字竖 条的中心沿砌块高度方向布置有一通孔; 所述的工字砌块宽度c或砌块长度b或砌块髙度h为0.2米一 1.2米,通孔的直径为5厘 米一 30厘米; 所述的加筋竹片中竹片宽为1 一5厘米,长度同工字砌块宽度c; 所述的工字砌块由砂土、粘土、切断杂草、复合肥或草木灰、草种子、水拌和均匀后,放 入模具内分层压实并放入加筋竹片压制而成,材料的重量比为:砂土 10 % —30 %,粘土 10% — 70%,切断杂草2% —10%,复合肥或草木灰5%一10%,草种子(^的一丨%,水5— 10%; 所述的草种子选取狗牙根、百喜草、高羊茅; 所述的切断杂草的长度为6—8厘米。
2.制作权利要求1所述的一种离子型稀土矿山生态护坡砌块的方法,其特征是:把重量 比为:砂土 10%—30%,粘土 10%—70%,切断杂草2%—10%,复合肥或草木灰5%—10%, 草种子0.01—1 %混合料搅拌均匀,再将重量比为5—10 %水浇到混合材料中进行拌合;将 拌合好的混合料分层放到工字砌块的模具中,用压板压实;当被压实的混合料厚度达到工 字砌块模具高度的三分之一时,将第一层井字形加筋竹片放到模具内混合料上,再加入混 合料分层压实;当添加混合料的厚度达到工字砌块模具高度的三分之二时,将第二层井字 形加筋竹片放到模具内混合料上,再加入混合料分层压实;当混合料高出模具2厘米一5厘 米时,放上钢制压板,再用5公斤一 10公斤重的锤子从0.5米一2.5米高度落下,锤击钢制压 板5—20下,工字砌块即做成。
3.由权利要求1所述的护坡砌块组成的生态护坡系统,其特征是:在边坡的斜坡面上铺 设有土工网,土工网上铺设相互嵌合的工字砌块,工字砌块的通孔中插入加筋木棍,加筋木 棍打入边坡斜坡面的土层中; 在边坡的坡底和周边布置有排水沟,排水沟中铺设相互嵌合的工字砌块,坡顶布置有 种草沟和小树。
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