CN106193066B - 一种基于生态修复的黄土崩塌治理方法 - Google Patents

一种基于生态修复的黄土崩塌治理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于生态修复的黄土崩塌治理方法，涉及地质工程技术领域。对黄土崩塌体上部进行分台阶削方，改善了黄土崩塌隐患点高陡的斜坡形态，同时在削坡坡面上利用三维土工格网植草护坡，对表层土体加筋固土，消除雨水入渗使垂直节理扩大的问题；于坡面底部采用加筋粉煤灰空心砖进行支挡，相较于浆砌片石支挡结构造价相对较低，同时内部采用玻璃纤维作为加筋材料，有效的提高边坡支护的抗拉强度和耐久性，这一防治体系可以达到生态修复和工程治理的有效结合，消除降水对坡体的影响，提升坡体的自身抗冲蚀和生态恢复等功能，有效地提高了崩塌的整体稳定性。

Description

一种基于生态修复的黄土崩塌治理方法
技术领域
本发明涉及地质工程技术领域，特别涉及一种基于生态修复的黄土崩塌治理方法。
背景技术
黄土是在第四纪特殊的气候条件下形成，具有大孔隙、垂直节理发育、湿陷性等特殊性质，正是由于这些性质致使黄土高原地区一般易形成高陡边坡，高达几十米的陡直土坡甚至土柱随处可见；其次，黄土地区降雨多集中于每年的7至9月，并多为暴雨的形式，雨水沿垂直裂隙大量灌入，土体容重增加，强度大幅度降低，使得黄土高原地区崩塌灾害频繁发生。
由于黄土地区特殊的地形条件，弯曲回转，平坦的地方较少，在修建厂房、建造窑洞等工业和民用建设活动过程中，或者道路工程、水利工程建设过程中，常常进行切坡卸载以增加建设用地面积，切坡卸载形成高达数米、数十米的陡崖的高陡边坡，改变了斜坡的应力状态，在雨水入渗等因素的作用下，卸荷裂隙向外不断拉张，水沿节理下渗，黄土节理裂隙面强度衰减，在重力的作用下，更是容易引发黄土崩塌灾害。
目前西部大开发进程不断发展，较多人类工程活动致使黄土斜坡植被覆盖稀疏，而黄土地区降水大多以暴雨形式出现，雨水的冲蚀易造成表土和草籽的流失，加之干旱期长，蒸发量大，坡面植被成活率本身就较低，因此在暴雨期间，坡面植被往往起不到抗冲蚀、抗滑动的作用，雨水沿黄土垂直节理入渗，易形成贯通裂缝，土体容重增加，缺乏植物根系加筋固土、抗冲蚀抗滑动的作用，更易崩落。而现今植被护坡措施多是单纯依赖于植物根系的固土作用，而西北地区夏季暴雨较多，这种护坡形式难以抵御暴雨对植物幼苗的冲蚀，进而达不到预期的生态修复及抗滑动加固的效果，同样缺乏美观性。
目前黄土高原地区大部分人民均居住于高陡斜坡之下，所建造的房屋大多距离陡坡较近，极易受到黄土崩塌地质灾害的威胁，若只采取搬迁这一单一的防治措施，搬迁量十分巨大，花费高昂，同时黄土高原地区多为高陡斜坡地形，平坦且适宜居住的搬迁点少，现今的搬迁点多为黄土高原山顶之上，而这些地方交通及用水问题难以解决，致使当地居民生活不便，经济难以发展。
因此，针对黄土高陡斜坡的天然地貌及植被遭受破坏所致的西北地区黄土高原崩塌灾害频发的现象，如何经济合理的在满足治理黄土崩塌的基础上，达到绿色环保、美观环境的需求，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种基于生态修复的黄土崩塌治理方法，用以解决现有技术中存在的问题。
一种基于生态修复的黄土崩塌治理方法，包括：
在地面上靠近黄土崩塌体的位置开挖深度为0.8米的基坑，所述基坑的底部填埋20厘米厚的灰土垫层，在所述灰土垫层上填埋60厘米厚的碎石土基础，所述灰土垫层和碎石土基础的压实度最小为0.93；
在所述碎石土基础上采用六边形的加筋粉煤灰空心砖修建竖直高度为3米的挡土墙，所述挡土墙的坡比为1:0.35；
在所述加筋粉煤灰空心砖的空心处种植紫花苜蓿和沙打旺；
在所述黄土崩塌体3米以上的位置对所述黄土崩塌体进行分台阶削方，形成多个坡面和多个台阶平台，其中所述坡面和台阶平台间隔设置，所述坡面采用1:0.35至1:0.75的坡比，每个所述坡面的竖直高度为3米或6米，所述台阶平台包括位于所述黄土崩塌体顶部的顶部平台和高度低于所述顶部平台的非顶部平台；
在所述坡面和台阶平台上铺设厚度为10厘米的种植土，在所述种植土上铺设三维土工格网，铺设在所述坡面和台阶平台上的所述三维土工格网相互分离，相邻两块所述三维土工格网之间的搭接部的长度至少为15厘米；
使用U型的长钢钉将所述三维土工格网固定在所述坡面和台阶平台上，在所述三维土工格网与所述挡土墙顶部接触位置将所述三维土工格网卷边30厘米，用所述长钢钉压边，并用水泥在压边的所述长钢钉上部抹面密封；
在所述三维土工格网中填埋种植土，采用液压喷播草种；
在所述顶部平台远离相邻的所述坡面的一端向远离所述坡面的方向向下开挖一个倾角为45°、长度为2米的顶部坡面，在所述顶部坡面上铺设所述三维土工格网，并采用U型的短钢钉将所述三维土工格网固定在所述顶部坡面上，将开挖土体回填压实，压实度最小为0.92；
在地面靠近所述挡土墙的位置设置排水沟，所述排水沟深度为50厘米，底宽50厘米，采用MU30片石砌筑，使用M10砂浆抹面，抹面厚度20毫米。
优选地，所述灰土垫层中石灰和黏土的比例为3：7，所述碎石土基础中砂石含量最小为30％。
优选地，所述加筋粉煤灰空心砖内外横截面均为正六边形，其外边长30厘米，内边长25厘米，长60厘米，厚度为5厘米，采用M10砂浆分层砌筑，所述加筋粉煤灰空心砖内部加筋材料为玻璃纤维。
优选地，步骤在所述碎石土基础上采用六边形的加筋粉煤灰空心砖修建竖直高度为3米的挡土墙，所述挡土墙的坡比为1:0.35之后还包括：
在所述挡土墙和黄土崩塌体之间的空隙采用分层堆填法，每层堆填的土体厚度最大为30厘米，压实度大于0.95。
优选地，步骤在所述黄土崩塌体3米以上的位置对所述黄土崩塌体进行分台阶削方，形成多个坡面和多个台阶平台之后还包括：
所述顶部平台的宽度为1米，采用7‰的坡度向相邻的低处的所述坡面方向排水，所述非顶部平台的宽度为1.5米或者2米，采用5‰的坡度向相邻的低处的所述坡面方向排水。
优选地，所述三维土工格网为高强度塑固土网垫，是由多层聚乙稀材料塑料立体网和高强度平面网经热熔后粘结而成的立体网结构。
优选地，所述长钢钉长度为1.1米，在沿所述坡面方向上的间距和在同一高度上的水平间距均为1.2米，采用直径为10毫米的钢筋制成。
优选地，喷播的所述草种为苜蓿草种。
优选地，所述短钢钉的长度为0.3米，其沿所述顶部坡面方向上的间距和在同一高度上的水平间距均为1.5米，采用直径为8毫米的钢筋制成。
本发明的有益效果在于：
(1)采用1:0.35至1:0.75的坡比分台阶削方，改善了黄土崩塌隐患点高陡的斜坡形态，同时在削坡坡面上利用三维土工格网植草护坡，对表层土体加筋固土，消除雨水入渗使垂直节理扩大的问题；于坡面底部采用加筋粉煤灰空心砖进行支挡，相较于浆砌片石支挡结构造价相对较低，同时内部采用玻璃纤维作为加筋材料，有效的提高边坡支护的抗拉强度和耐久性，这一防治体系可以达到生态修复和工程治理的有效结合，消除降水对坡体的影响，提升坡体的自身抗冲蚀和生态恢复等功能，有效地提高了崩塌的整体稳定性。
(2)六边形加筋粉煤灰空心砖内部空心可作为边坡支挡结构的排水通道，增强其排水性能，同时于空心处植草具有一定程度加筋固土和防治水土流失的性能，同时具有美化环境的作用。
(3)三维土工格网植草护坡，其网格式构造使植被育苗将少受风雨的冲蚀，植物和网格的纠结作用可使边坡得到有效保护，从而达到构建具有生态修复功能的护坡系统的目的，实现边坡的抗冲蚀、抗滑动加固和生态平衡以及美化环境等目的。
(4)三维土工格网植草护坡相较于其他护坡措施施工便利，造价相对较低。
(5)所采用的草种为苜蓿草种，其主根长，根系可深入地下180厘米，有良好的加筋固土作用，其耐干旱，产量高而质优。
附图说明
为了更清楚地说明本发明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于生态修复的黄土崩塌治理方法的效果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，本发明提供了一种基于生态修复的黄土崩塌之力方法，该方法包括：
在地面上靠近黄土崩塌体的位置开挖深度为0.8米的基坑，所述基坑的底部填埋20厘米厚的灰土垫层110，在所述灰土垫层110上填埋60厘米厚的碎石土基础120，所述灰土垫层110和碎石土基础120的压实度最小为0.93。在本实施例中，所述灰土垫层110中石灰和黏土的比例为3：7，所述碎石土基础120中砂石含量最小为30％。
在所述碎石土基础120上采用六边形的加筋粉煤灰空心砖修建竖直高度H1为3米的挡土墙200，所述加筋粉煤灰空心砖层叠设置，其空心的轴向与所述黄土崩塌体的坡面平行，且其坡比为1:0.35。在本实施例中，所述加筋粉煤灰空心砖内外横截面均为正六边形，其外边长30厘米，内边长25厘米，长60厘米，厚度为5厘米，采用M10砂浆分层砌筑。所述加筋粉煤灰空心砖内部加筋材料为玻璃纤维。所述挡土墙200与所述黄土崩塌体之间的空隙采用分层堆填法，每层堆填的土体厚度最大为30厘米，压实度大于0.95，土体含水率为当地黄土的最优含水率，该最优含水率通过现场试验获得。
在所述加筋粉煤灰空心砖的空心处种植紫花苜蓿和沙打旺。
在所述黄土崩塌体的上部，即高度在3米以上的位置对所述黄土崩塌体进行分台阶削方，形成多个坡面210和多个台阶平台220，其中所述坡面210和台阶平台220间隔设置，所述坡面210采用1:0.35至1:0.75的坡比，每个所述坡面210的竖直高度H2为3米或6米。所述台阶平台220包括位于所述黄土崩塌体顶部的顶部平台230以及高度低于所述顶部平台230的非顶部平台，所述顶部平台230的宽度W1为1米，采用7‰的坡度向相邻的低处的所述坡面210方向排水，所述非顶部平台的宽度W2为1.5米或者2米，采用5‰的坡度向相邻的低处的所述坡面210方向排水。
在所述坡面210和台阶平台220上铺设厚度为10厘米的种植土，在所述种植土上铺设三维土工格网300，铺设在所述坡面210和台阶平台220上的所述三维土工格网300相互分离，相邻两块所述三维土工格网300之间的搭接部的长度至少为15厘米。所述三维土工格网300为高强度塑固土网垫，是由多层聚乙稀材料塑料立体网和高强度平面网经热熔后粘结而成的一种稳定的立体网结构，所述立体网表面凹凸不平，材质疏松柔韧，留有90％的空间可填充土壤、沙粒和细石，底层的平面网具有延伸率低，强度高的特性。
使用U型的长钢钉410将所述三维土工格网300固定在所述坡面210和台阶平台220上，在所述三维土工格网300与所述挡土墙200顶部接触位置将所述三维土工格网300卷边30厘米，用所述长钢钉410压边，并用水泥在压边的所述长钢钉410上部抹面密封。在本实施例中，所述长钢钉410长度为1.1米，在沿所述坡面210方向上的间距和在同一高度上的水平间距均为1.2米，同时采用直径为10毫米的钢筋制成。
在所述三维土工格网300中填埋种植土，采用液压喷播草种。在本实施例中，喷播的所述草种为苜蓿草种。
在所述顶部平台230远离相邻的所述坡面210的一端向远离所述坡面210的方向向下开挖一个倾角为45°、长度为2米的顶部坡面240，将所述三维土工格网300铺设在所述顶部坡面240上，并采用U型的短钢钉420将所述三维土工格网300固定在所述顶部坡面240上，并将开挖土体回填压实，压实度最小为0.92。在本实施例中，所述短钢钉420的长度为0.3米，其沿所述顶部坡面240方向上的间距和在同一高度上的水平间距均为1.5米，同时采用直径为8毫米的钢筋制成。
在地面靠近所述挡土墙200的位置设置排水沟430，所述排水沟430深度为50厘米，底宽50厘米，采用MU30片石砌筑，使用M10砂浆抹面，抹面厚度20毫米。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种基于生态修复的黄土崩塌治理方法，其特征在于，包括：
在地面上靠近黄土崩塌体的位置开挖深度为0.8米的基坑，所述基坑的底部填埋20厘米厚的灰土垫层，在所述灰土垫层上填埋60厘米厚的碎石土基础，所述灰土垫层和碎石土基础的压实度最小为0.93；
在所述碎石土基础上采用六边形的加筋粉煤灰空心砖修建竖直高度为3米的挡土墙，所述挡土墙的坡比为1:0.35；
在所述加筋粉煤灰空心砖的空心处种植紫花苜蓿和沙打旺；
在所述黄土崩塌体3米以上的位置对所述黄土崩塌体进行分台阶削方，形成多个坡面和多个台阶平台，其中所述坡面和台阶平台间隔设置，所述坡面采用1:0.35至1:0.75的坡比，每个所述坡面的竖直高度为3米或6米，所述台阶平台包括位于所述黄土崩塌体顶部的顶部平台和高度低于所述顶部平台的非顶部平台；
在所述坡面和台阶平台上铺设厚度为10厘米的种植土，在所述种植土上铺设三维土工格网，铺设在所述坡面和台阶平台上的所述三维土工格网相互分离，相邻两块所述三维土工格网之间的搭接部的长度至少为15厘米；
使用U型的长钢钉将所述三维土工格网固定在所述坡面和台阶平台上，在所述三维土工格网与所述挡土墙顶部接触位置将所述三维土工格网卷边30厘米，用所述长钢钉压边，并用水泥在压边的所述长钢钉上部抹面密封；
在所述三维土工格网中填埋种植土，采用液压喷播草种；
在所述顶部平台远离相邻的所述坡面的一端向远离所述坡面的方向向下开挖一个倾角为45°、长度为2米的顶部坡面，在所述顶部坡面上铺设所述三维土工格网，并采用U型的短钢钉将所述三维土工格网固定在所述顶部坡面上，将开挖土体回填压实，压实度最小为0.92；
在地面靠近所述挡土墙的位置设置排水沟，所述排水沟深度为50厘米，底宽50厘米，采用MU30片石砌筑，使用M10砂浆抹面，抹面厚度20毫米。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述灰土垫层中石灰和黏土的体积比例为3：7，所述碎石土基础中砂石质量含量最小为30％。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加筋粉煤灰空心砖内外横截面均为正六边形，其外边长30厘米，内边长25厘米，长60厘米，厚度为5厘米，采用M10砂浆分层砌筑，所述加筋粉煤灰空心砖内部加筋材料为玻璃纤维。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤在所述碎石土基础上采用六边形的加筋粉煤灰空心砖修建竖直高度为3米的挡土墙，所述挡土墙的坡比为1:0.35之后还包括：
在所述挡土墙和黄土崩塌体之间的空隙采用分层堆填法，每层堆填的土体厚度最大为30厘米，压实度大于0.95。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤在所述黄土崩塌体3米以上的位置对所述黄土崩塌体进行分台阶削方，形成多个坡面和多个台阶平台之后还包括：
所述顶部平台的宽度为1米，采用7‰的坡度向相邻的低处的所述坡面方向排水，所述非顶部平台的宽度为1.5米或者2米，采用5‰的坡度向相邻的低处的所述坡面方向排水。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维土工格网为高强度塑固土网垫，是由多层聚乙稀材料塑料立体网和高强度平面网经热熔后粘结而成的立体网结构。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述长钢钉长度为1.1米，在沿所述坡面方向上的间距和在同一高度上的水平间距均为1.2米，采用直径为10毫米的钢筋制成。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，喷播的所述草种为苜蓿草种。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述短钢钉的长度为0.3米，其沿所述顶部坡面方向上的间距和在同一高度上的水平间距均为1.5米，采用直径为8毫米的钢筋制成。
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