CN108252312B - 适于湿陷性土质边坡的植被恢复基质及其喷播方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了适于湿陷性土质边坡的植被恢复基质及其喷播方法，涉及植被绿化技术领域。基质包括底层基质、中层基质、表层基质，其中底层基质，厚度为2～3cm，由以下体积比的材料组成：黄土76～82、粘合剂7～10、植物纤维9～15、稳定剂0.8～1.2；中层基质，厚度为1～5cm，由以下体积比的材料组成：黄土33～41、有机质46～54、植物纤维11‑16、稳定剂0.1～0.17、团粒剂0.08～0.16、无机肥料0.21～0.26；表层基质，厚度为1～2cm，由以下体积比的材料组成：黄土28～33、有机质46～54、植物纤维16～22、稳定剂0.1～0.13、团粒剂0.05～0.09。本发明土壤培养基本身具有结构强度高、有机质含量高、抗雨水冲刷能力强和满足植物生长的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及边坡绿化技术领域，尤其涉及适于湿陷性土质边坡的植被恢复基质及其喷播方法。
背景技术
湿陷性黄土，成分以粉粒和亲水弱的矿物为主，具有土质均匀、结构疏松，多孔隙，且空隙多为大孔隙，天然含水量小的特殊性质。湿陷性黄土干燥时压缩性较小，强度高，浸湿后，土粒连结显著减弱，引起土结构破坏，产生较大附加下沉，产生湿陷变形。
湿陷性黄土在我国主要分布于年平均降水量在200-600mm的地区，该地区具有降水集中、蒸发量远大于降水量的特点。湿陷性土质对人类工程活动危害很大，其受到水浸湿后在自重应力或自重应力和附加应力共同作用下，会导致建筑物、渠道、库岸、山体及边坡造成结构性的破坏，产生山体滑坡和泥石流等灾害，导致严重的水土流失。湿陷性土质边坡不仅水稳性差，而且无法含蓄水分和养分，导致有机质含量低，不利于植物的生长，长期裸露的边坡经过风吹日晒，容易沙化，对环境造成严重影响。
目前常用的植被恢复方式有挖穴育苗、三维网植草法、液压喷播、客土喷播、喷混植生技术、厚层基材等，常规的挖穴育苗存在苗木成活率低，植被覆盖率低，修复效果差等问题；三维网植草法只能适用于坡率较缓的边坡，存在应用范围狭窄，养护成本高，植物成活率低等问题。液压喷播则存在耗费资源多，护坡固坡效果差，坡面易坍塌破裂，植物成活率低等问题。客土喷播存在喷播工艺繁琐，养护过程长、成本高，适应范围狭窄的问题。喷混植生技术施工操作复杂，养护复杂时间长，坡面易出现破裂坍塌，固破效果差。厚层基材喷播，则存在基质层荷载大，不适用于湿陷性土质边坡，容易造成结构不稳定出现山体滑坡的问题。
现有技术中的种植基质仅包含一层或两层基质，基质所包含的成分繁多，用料多，制备复杂，制备工艺繁琐，种植基质成本高，且无法适应湿陷性土质边坡，固水效果差，不能为绿化植被提供有效的生长基质，植被覆盖率低，不耐冲刷。
发明内容
本发明提供有效的减少雨水过量渗入造成原土层结构破坏的适于湿陷性土质边坡的植被恢复基质及其喷播方法，解决了现有技术中基质成分多成本高，土壤稳定性差，固水效果差，有效期段，不抗雨水冲刷的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：包括底层基质、中层基质和表层基质三层，所述底层基质包括黄土，粘合剂，植物纤维和稳定剂，所述中层基质包括黄土，有机质，植物纤维，稳定剂，团粒剂和无机肥料，所述表层基质包括黄土，有机质，植物纤维，稳定剂和团粒剂。
底部基质组分简单，作为种植基质的密封层，透水系数在7.3×10-7cm/～2.6×10-6cm/s，具有优良的隔水作用，通过阻止水分渗入坡面，提高湿陷性土质边坡的稳定性，满足植物根系的深入；中层基质和表层基质，具有组分简单，制备成本低的特点，中层基质和表层基质作为种植基质的营养层、固定层，结构强度高、粘附性好、抗雨水冲刷能力强和满足植物生长需要等特点。基质由三层发挥不同作用的基质层组成，提高植被成活率，提高边坡植被覆盖率，强化边坡土壤结构，减少沙化现象。
作为进一步地优选，所述底层基质中的黄土、粘合剂、植物纤维、稳定剂的体积比为80:10:8.8:1.2。
作为进一步地优选，所述粘合剂为钠基膨润土。
作为进一步地优选，所述中层基质中的黄土，有机质，植物纤维，稳定剂，团粒剂和无机肥料的体积比为38:48:13.5:0.15:0.1:0.25。
作为进一步地优选，所述表层基质中的黄土，有机质，植物纤维，稳定剂和团粒剂的体积比为28:52:19.82:0.1:0.08。
适于湿陷性土质边坡的植被恢复基质的喷播方法，运用团粒喷播技术，向边坡敷设好的金属网上，先均匀喷播2～3cm厚的底层基质形成密封层，在底层上均匀喷播1～5cm厚的中层基质形成营养层，在中层基质上均匀喷播1～2cm的表层基质形成种植层。
表层基质的最佳厚度为1-2cm，种子层厚度可视种子粒径而定；中层基质，根据原坡面的坡度、土质及设计要求来定，厚度范围为1-5cm。采用团粒喷播的形式，将包含种子的表层基质喷附于坡面，种子依靠基质中的水分和营养成分，正常生长形成植物群落。
作为进一步地优选，敷设金属网之前还包括以下步骤：(1)现场勘查；(2)坡面整理，对坡面进行削坡，坡度小于70度，坡面凹陷处进行回填，回填土采用加筋土，填土后对坡面进行清理整平，坡面比小于1:0.5；(3)截排水施工，坡顶设置截水渠、坡面设置竖向排水沟、坡底设置排水沟；(4)边坡支护，采用抗滑桩或挡土墙来支承山坡上可能滑塌的覆盖层土体，维持坡面的稳定。
步骤(2)进行坡面整理，回填选用加筋土，增强土体的抗拉、抗剪强度和整体稳定性。坡面比小于1:0.5，利于以保证坡体的稳定性。
步骤(3)截排水施工，防止短时间强降雨对坡体的损坏，根据需要在坡顶设置截水渠、坡面设置竖向排水沟、坡底设置排水沟等，具体尺寸应根据当地水文条件及坡面情况而定。
步骤(4)边坡支护，根据滑坡体厚度、推力大小、防水要求和施工条件等，选定是否采用抗滑桩或挡土墙来支承山坡上可能滑塌的覆盖层土体，以维持坡面的稳定。湿陷性土边坡的施工中主要存在的问题就是水的预防，包括降雨和施工用水等。湿陷性土受水浸湿后，土的结构会迅速破坏，产生显著附加下沉，在重力作用下沿不规则斜面整体向下塌落，需采用抗滑桩或挡土墙支承山坡上可能滑塌的覆盖层土体。对于具备削坡条件的地方，可以削坡至45度以降低荷载保证坡体安全，而对于坡体顶部和底部均不具备继续再进行削坡的地方，则需要采取边坡支护。
作为进一步地优选，所述金属网自上而下敷设，横向搭接10cm，竖向搭接15cm，搭接处用U型锚钉固定。金属网与竖梁接触处需回卷5cm，用U型锚固件压边，边坡上部边缘区域金属网，至少向外延展100cm，并用加长网钉固定。
本发明的有益效果是，植被恢复基质组分简单，制备成本低，底层基质为密封层，透水系数小，具有良好的防渗水功能，可有效的减少雨水过量渗入造成原土层结构破坏，绿化植物根系可向下正常生长，适用于与湿陷性黄土主要分布区的气候条件；植被恢复基质本身具有结构强度高、有机质含量高、抗雨水冲刷能力强和满足植物生长需要等特点，有效期长，能克服湿陷性土质边坡土壤贫瘠、蓄水保肥能力差和抗雨水冲刷能力差等一系列问题，利于提高植被覆盖率，减少沙化现象。
具体实施例
下面将应用实施例对本发明进行进一步说明，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作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。
实施例1
适于湿陷性土质边坡植被恢复的基质配方，其特征在于，配方中的原料包括黄土，粘合剂，有机质，植物纤维，稳定剂，团粒剂和无机肥料。底层基质，喷播厚度为2cm，由以下体积的材料组成：黄土80、粘合剂10、植物纤维8.8、稳定剂1.2。中层基质，喷播厚度为5cm，由以下体积比的材料组成黄土38，有机质48，植物纤维13.5，稳定剂0.15，团粒剂0.1和无机肥料0.25；表层基质，喷播厚度为2cm，由以下体积比材料组成：黄土28，有机质52，植物纤维19.82，稳定剂0.1和团粒剂0.08。
实施例2
适于湿陷性土质边坡植被恢复的基质配方，其特征在于，配方中的原料包括黄土，有机质，粘合剂，植物纤维，稳定剂，团粒剂和无机肥料。底层基质，喷播厚度为2cm，由以下体积的材料组成：黄土76、粘合剂8.2、植物纤维15、稳定剂0.8。中层基质，喷播厚度为3cm，由以下体积比的材料组成：黄土41、有机质46、植物纤维12.41、稳定剂0.17、团粒剂0.16、无机肥料0.26。表层基质，喷播厚度为2cm，由以下体积比的材料组成：黄土29.84、有机质54、植物纤维16、稳定剂0.11、团粒剂0.05。
实施例3
适于湿陷性土质边坡植被恢复的基质配方，其特征在于，配方中的原料包括黄土，粘合剂，有机质，植物纤维，稳定剂，团粒剂和无机肥料。底层基质，喷播厚度为2cm，由以下体积比的材料组成：黄土82、粘合剂7、植物纤维9.8、稳定剂1.2。中层基质，喷播厚度为3cm，由以下体积的材料组成：黄土33、有机质50.6、植物纤维16、稳定剂0.1、团粒剂0.08、无机肥料0.22。表层基质，喷播厚度为2cm，由以下体积比的材料组成：黄土31、有机质46.78、植物纤维22、稳定剂0.13、团粒剂0.09。
实施例4
适于湿陷性土质边坡植被恢复的基质配方，其特征在于，配方中的原料包括黄土，粘合剂，有机质，植物纤维，稳定剂，团粒剂和无机肥料。底层基质，喷播厚度为2cm，由以下体积比的材料组成：黄土81、粘合剂9、植物纤维9、稳定剂1.0。中层基质，喷播厚度为5cm，由以下体积的材料组成：黄土34.5、有机质54、植物纤维11、稳定剂0.15、团粒剂0.14、无机肥料0.21。表层基质，喷播厚度为2cm，由以下体积比的材料组成：黄土33、有机质46、植物纤维20.8、稳定剂0.12、团粒剂0.08。
运用实施例1-4基质配方，进行绿化喷播方法为：
(1)现场勘查
对土质强度、渗透性、断层和节理的形态与现状，以及边坡的环境地质条件进行勘测与评价；对边坡稳定性进行判断；
(2)坡面整理
对坡面进行削坡，坡面凹陷处进行回填，回填土采用加筋土，填土后对坡面进行清理整平，坡面比小于1:0.5；
(3)截排水施工
在坡顶设置截水渠、坡面设置竖向排水沟、坡底设置排水沟；
(4)边坡支护
根据滑坡体厚度、推力大小、防水要求和施工条件等，选定是否采用抗滑桩或挡土墙来支承山坡上可能滑塌的覆盖层土体，以维持坡面的稳定，坡面采用钢筋混凝土框架内加筋土护坡的方式；
(5)敷设金属网
自上而下敷设，横向搭接10cm，竖向搭接15cm，搭接处用U型锚钉固定。边坡上部边缘区域金属网的铺设，应向外延展大于100cm，并用加长网钉固定；
(6)团粒喷播基质层，基质层包括底层基质，中层基质和表层基质。底层为密封层，其厚度为2-3cm。中层基质厚度为1～5cm，表层基质厚度为1～2cm；
(7)养护管理。
实施例5
在陕西省韩城市芝川东部台塬，以实施例1-4的植被恢复基质为实验组A1，实验组A2，实验组A3，实验组A4，每个实验组的喷播面积为100m2，以客土喷播绿化方式为对照组A，对照组的喷播面积为100m2，陕西省韩城市芝川东部台塬两地，选用植物种类有刺槐，臭椿、盐肤木，合欢，紫穗槐，二色胡枝子，白刺花，高羊茅，黑麦草，于2017年5月份进行施工。
实验组的绿化喷播方式为：
(1)现场勘查
对土质强度、渗透性、断层和节理的形态与现状，以及边坡的环境地质条件进行勘测与评价；对边坡稳定性进行判断；
(2)坡面整理
对坡面进行削坡，坡面凹陷处进行回填，回填土采用加筋土，填土后对坡面进行清理整平，坡面比小于1:0.5；
(3)截排水施工
在坡顶设置截水渠、坡面设置竖向排水沟、坡底设置排水沟；
陕西省渭韩城市芝川东部台塬的截排水沟的尺寸数据见表。
表1截排水沟计算
(4)边坡支护
根据滑坡体厚度、推力大小、防水要求和施工条件等，选定是否采用抗滑桩或挡土墙来支承山坡上可能滑塌的覆盖层土体，以维持坡面的稳定。
(5)敷设金属网
自上而下敷设，横向搭接10cm，竖向搭接15cm，搭接处用U型锚钉固定。边坡上部边缘区域金属网的铺设，应向外延展大于100cm，并用加长网钉固定；
(6)团粒喷播基质层，基质层包括底层基质，中层基质和表层基质。底层为密封层，其厚度为2-3cm。中层基质厚度为1～5cm，表层基质厚度为1～2cm；
(7)养护管理。
经过一年植被恢复后，陕西省渭韩城市芝川东部台塬的实验组A1覆盖率达94％，实验组A2覆盖率达93％，实验组A3覆盖率达92％，实验组A4覆盖率达92％，施工期未发生边坡滑塌和水土流失现象。对照组A发生边坡滑塌两次，滑塌面积共计67％，后期水土流失严重，覆盖率仅为9％。
上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.适于湿陷性土质边坡的植被恢复基质，其特征在于，包括底层基质、中层基质和表层基质三层，所述底层基质包括黄土，粘合剂，植物纤维和稳定剂，所述中层基质包括黄土，有机质，植物纤维，稳定剂，团粒剂和无机肥料，所述表层基质包括黄土，有机质，植物纤维，稳定剂和团粒剂；
所述底层基质中的黄土、粘合剂、植物纤维、稳定剂的体积比为80:10:8.8:1.2或76:8.2:15:0.8或82:7:9.8:1.2或81:9:9:1.0；
所述中层基质中的黄土，有机质，植物纤维，稳定剂，团粒剂和无机肥料的体积比为38:48:13.5:0.15:0.1:0.25或41:46:12.41:0.17:0.16:0.26或33:50.6:16:0.1:0.08:0.22或34.5:54:11:0.15:0.14:0.21；
所述表层基质中的黄土，有机质，植物纤维，稳定剂，团粒剂的体积比为28:52:19.82:0.1:0.08或29.84:54:16:0.11:0.05或31:46.78:22:0.13:0.09或33:46:20.8:0.12:0.08。
2.根据权利要求1所述的适于湿陷性土质边坡的植被恢复基质，其特征在于，所述的粘合剂为膨润土。
3.权利要求1所述适于湿陷性土质边坡的植被恢复基质的喷播方法，其特征在于，运用团粒喷播技术，向边坡敷设好的金属网上，先均匀喷播2～3cm厚的底层基质形成密封层，在底层上均匀喷播1～5cm厚的中层基质形成营养层，在中层基质上均匀喷播1～2cm的表层基质形成种植层。
4.根据权利要求3所述的喷播方法，其特征在于，敷设金属网之前还包括以下步骤：(1)现场勘查；(2)坡面整理，对坡面进行削坡，坡度小于70度，坡面凹陷处进行回填，回填土采用加筋土，填土后对坡面进行清理整平，坡面比小于1:0.5；(3)截排水施工，坡顶设置截水渠、坡面设置竖向排水沟、坡底设置排水沟；(4)边坡支护，采用抗滑桩或挡土墙来支承山坡上可能滑塌的覆盖层土体，维持坡面的稳定。
5.根据权利要求4所述的喷播方法，其特征在于，所述金属网自上而下敷设，横向搭接10cm，竖向搭接15cm，搭接处用U型锚钉固定，金属网与竖梁接触处需回卷5cm，用U型锚固件压边边坡上部边缘区域金属网，至少向外延展100cm，并用加长网钉固定。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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