CN107975049B - 黄土边坡小断面窑洞积水入渗地基的生态护坡系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开的黄土边坡小断面窑洞积水入渗地基的生态护坡系统，包括位于边坡顶部的水渠，水渠的渠底均匀分布有若干砂井a；边坡上还分布有若干相互连接的台阶，每层台阶上均匀分布有若干的窑洞，每个窑洞前的台阶上对应设置有砂井b，砂井b通过水分运移管连接至下一层的窑洞内壁；砂井a通过坡体水分运移管连接至位于最高层的窑洞内壁；每个窑洞内和边坡顶部顶均还设置有绿化单元。本发明生态护坡系统通过在黄土边坡面开挖窑洞，利用边坡积水进行植物种植，既能利用自然资源，又能起到良好的生态恢复作用，与传统的坡面工程防护措施共同形成了边坡工程植物防护体系，有很好的实用价值。

Description

黄土边坡小断面窑洞积水入渗地基的生态护坡系统

技术领域

本发明属于黄土边坡治理技术领域，具体涉及一种黄土边坡小断面窑洞积水入渗地基的生态护坡系统。

背景技术

我国黄土地区广泛分布在内陆腹地，黄土粒度成分以粉砂粒为主，而其中粗粉砂含量更占优势；黄土具有胶结疏松、孔隙大，土体遇水易分散、崩解的特性。由于黄土高原地区具有降水集中、强度大、暴雨多的特点，土体长期受到水土侵蚀切割，塑造了残垣、梁、峁和沟谷等多种地貌形态。因此暴雨易形成径流对土体造成冲刷侵蚀，造成水土流失。除了自然环境外，人为的不合理利用土地，都会造成水土流失，进而引起滑坡、泥石流等破坏，造成生态破坏，人员伤亡。

造成黄土地区滑坡、泥石流破坏的主要原因是水的作用，因此恢复生态环境，减少水的侵蚀作用，合理利用降水具有巨大的现实效益。传统的护坡方法，如挡土墙护坡、干砌块石封闭护坡等都难以恢复自然植被，不利于环境保护和生态平衡。植被护坡是利用植被含水固土的原理稳定黄土边坡，同时达到生态恢复的一种新技术。边坡生态恢复目标是，遵循营造自然气氛，人造环境溶于大环境，最大程度地恢复自然状态。以本土植物为主、引进外来植物为辅进行人工恢复，并为其提供适宜的养护措施，最终达到与自然环境相协调的目的。并且利用植物根系固定边坡土壤，利用植物的茎、叶对边坡的覆盖，防止水流对坡面的冲刷以及对坡面的侵蚀所造成的水土流失，增加边坡的稳定性，保护环境。

发明内容

本发明的目的是提供一种黄土边坡小断面窑洞积水入渗地基的生态护坡系统，解决了现有黄土边坡易造成水土流失、且不能恢复生态环境的问题。

本发明所采用的技术方案是，黄土边坡小断面窑洞积水入渗地基的生态护坡系统，包括位于边坡顶部的水渠，水渠的渠底均匀分布有若干砂井a；边坡上还分布有若干相互连接的台阶，每层台阶上均匀分布有若干的窑洞，每个窑洞前的台阶上对应设置有砂井b，砂井b通过水分运移管连接至下一层的窑洞内壁；砂井a通过坡体水分运移管连接至位于最高层的窑洞内壁；

每个窑洞内和边坡顶部顶均还设置有绿化单元。

本发明的特征还在于，

每层台阶的竖直高度均为3-4m。

每相邻的两层台阶上的窑洞位置相互错开。

每相邻的两个砂井a的间距为5-7m、砂井a内径为0.5-0.8m。

每个窑洞参数为：洞径2-4m、洞深1.5-2m。

坡体水分运移管和水分运移管两者均与竖直方向的夹角为8-10°，内径均为0.5-0.8m。

绿化单元包括从上到下依次连接种植层、阻水层和渗水层；每个窑洞内的种植层均位于土工格室内。

渗水层具体为与水平面呈8-12°夹角的砂石和粗砂组成。

本发明的有益效果是：本发明生态护坡系统首先通过对边坡进行小断面窑洞开挖，对坡顶和窑洞地基土层进行挖土换填，从下而上依次铺设渗水层、阻水层和种植层，减少水的下渗，在阻水层上埋置土工格室，实现保水；在坡顶修建渠道，修葺水渠护坡，用于收集坡顶积水，再通过水渠底部开挖砂井a，输送到窑洞内灌溉植物；再通过窑洞口开挖砂井，将层面积水引入下层窑洞，对整个边坡的积水进行导流、使用，实现了利用自然降雨进行植物灌溉，恢复生态环境的同时加固了边坡的稳定。

附图说明

图1是本发明生态护坡系统的结构示意图；

图2是本发明生态护坡系统的立体图；

图3是本发明生态护坡系统中砂井的结构示意图；

图4是本发明生态护坡系统中第一层台阶上窑洞内的绿化单元的结构示意图。

图中，1.坡体水分运移管，2.砂井a，3.水分运移管，4.种植层，5.阻水层，6.渗水层，7.水渠，8.土工格室，9.台阶，10.窑洞，11.砂井b，12.水渠护坡。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

降雨往往是诱发土质边坡失稳的主要因素之一，特大降雨过后黄土边坡产生积水。积水易渗入坡体中，引起土体孔隙水压力增高、抗剪强度降低，容易导致边坡产生滑动破坏。且当积水量达一定程度会在坡面形成地表径流，对坡面造成冲刷。

本发明黄土边坡小断面窑洞积水入渗地基的生态护坡系统，如图1和图 2所示，包括位于边坡顶部的水渠7，水渠7两边修葺水渠护坡12减少水渗入土体。水渠7的渠底均匀分布有若干砂井a2，水渠7用于收集坡顶积水；边坡上还分布有若干相互连接的台阶9，每层台阶9上均匀分布有若干的窑洞10，每个窑洞10前的台阶9上对应设置有砂井b11，如图3所示，砂井 b11通过水分运移管3连接至下一层的窑洞10内壁，灌溉窑洞内植物，以此类推，对整个边坡的积水进行导流、使用；砂井a2通过坡体水分运移管1 连接位于最高层的窑洞10内壁，灌溉窑洞内植物；每个窑洞10内和边坡顶部顶均还设置有绿化单元。

每层台阶9的竖直高度均为3-4m。

每相邻的两层台阶9上的窑洞10位置相互错开。

每相邻的两个砂井a2的间距为5-7m、砂井a2内径为0.5-0.8m。

每个窑洞10参数为：洞径2-4m、洞深1.5-2m。

坡体水分运移管1和水分运移管3两者均与竖直方向的夹角为8-10°，内径均为0.5-0.8m，方便水流出来。

如图4所示，绿化单元包括从上到下依次连接种植层4、阻水层5和渗水层6；每个窑洞10内的种植层4均位于土工格室8内，实现保水，土工格室8进行植物种植，宜种植灌木丛等植被，恢复生态环境。渗水层6具体为与水平面呈8-12°夹角的砂石和粗砂组成，渗水层6方便将积水快速地流向水渠7和砂井a或砂井b。

土工格室8的蜂窝限制结构可以固定填充土体，限制作用于其上的水压，从而增加流动能力，减少毛沟侵蚀，防止水压积聚，消除集中冲蚀。蜂窝壁使正常的排水可以进行，但控制了窝内的流动速度，将集中水流分散成均匀、舒缓的薄层水流。

本发明生态护坡系统的具体施工方法如下：

1)对边坡进行开挖成台阶层状，每层台阶9的竖直高度均为3-4m，在每层台阶上开挖小断面窑洞10，窑洞10内洞径3m，洞深1.5m，间距3m；

2)对坡顶及窑洞10地基土层进行换填，换填一层砂土作为渗水层6，渗水层6上覆盖一层素土为阻水层5；

3)阻水层5上埋置土工格室8，在土工格室8内填筑种植层4，在土工格室8内进行植物种植；

4)在坡顶修建梯形断面的水渠7，水渠7底部间隔6m开挖砂井a2，直径0.6m；

5)在窑洞10内一定位置处钻孔，最高层的窑洞10内钻孔处通过坡体水分运移管1连接砂井a2；第二层的窑洞10内钻孔处通过水分运移管3连接第一层的砂井b11，第三层的窑洞10内钻孔处通过水分运移管3连接第二层的砂井b11，以此类推，完成施工。

Claims (3)

1.黄土边坡小断面窑洞积水入渗地基的生态护坡系统，其特征在于，包括位于边坡顶部的水渠(7)，水渠(7)的渠底均匀分布有若干砂井a(2)；所述边坡上还分布有若干相互连接的台阶(9)，每层台阶(9)上均匀分布有若干的窑洞(10)，每个窑洞(10)前的台阶(9)上对应设置有砂井b(11)，砂井b(11)通过水分运移管(3)连接至下一层的窑洞(10)内壁；所述砂井a(2)通过坡体水分运移管(1)连接至位于最高层的窑洞(10)内壁；

每个所述窑洞(10)内和边坡顶部顶均还设置有绿化单元；

每相邻的两层所述台阶(9)上的窑洞(10)位置相互错开；

所述绿化单元包括从上到下依次连接种植层(4)、阻水层(5)和渗水层(6)；每个所述窑洞(10)内的种植层(4)均位于土工格室(8)内；

所述坡体水分运移管(1)和水分运移管(3)两者均与竖直方向的夹角为8-10°，内径均为0.5-0.8m；

每个所述窑洞(10)参数为：洞径2-4m、洞深1.5-2m；

所述渗水层(6)具体为与水平面呈8-12°夹角的砂石和粗砂组成。

2.根据权利要求1所述的黄土边坡小断面窑洞积水入渗地基的生态护坡系统，其特征在于，每层所述台阶(9)的竖直高度均为3-4m。

3.根据权利要求1所述的黄土边坡小断面窑洞积水入渗地基的生态护坡系统，其特征在于，每相邻的两个砂井a(2)的间距为5-7m、砂井a(2)内径为0.5-0.8m。

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