CN1091892A - 泥岩或岩层坡面稳定绿化施工法 - Google Patents

Abstract

一种泥岩或岩层坡面稳定绿化施工法，其步骤如 下：泥岩或岩层坡面经整地成人工坡面后，于其表面 设置数个斜向排水槽，于排水槽间散布数个植根区， 数个植根区间设置植根管以连通。植根管内装设数 种有机肥料且其底部适当位置切齐埋设于泥岩内；于 植根区可植入具有使树根呈横向生长之树丛包，并令 树根个别导入植根管内；又于泥岩或岩层面上未栽植 树丛包之其它层面固设数个植生速绿袋，提供植物营 养以达到改良坡面岩质及提供植物迅速成长之目 的。

Description

本发明是有关一种泥岩或岩层坡面稳定绿地施工法，特别是有关一种具有可于泥岩或岩层上形成草本植物与木本植物之创新施工法，以达到提升泥岩或岩层之应用及保护之目的。

一般而言，世界各国对于边坡稳定绿化保护工法，在针对一般土、石等边坡的研究都发展得十分完备，但对有恶质地形称号的泥岩或岩层坡面稳定水土保持工程，则迄今尚无有效对策。

有关泥岩或岩层特性大致可归纳如下：

1.当其是巨厚的岩层，除级小部份外泥岩中不夹有沙岩，地质年代很轻。（属新生代的上新世之第三世纪岩）。组成颗粒细小，（0.06mm以下）粘粒含量低，粉粒含量高，胶结疏松，干时岩质坚硬（24-37mm）因含泥量高，岩化（lithfi-cation）程度较轻，与大气接触之裸露风化面在脱水干燥过程中极易产生泥裂（mud        crack），其裂隙宽深从1-2mm至数公分，密布于地表，紧接其下之底部则为不透水之新鲜泥岩，两者间所存在界面在长期干旱时即形成风化剥落层，降雨时常由此整片滑落而成破坏面，因此泥岩地质不具有含水层，也无地下水可利用，故植生植物所需之水份，完全仰赖降雨及浇水所储留于岩层裂缝之极少水份存活，由于植物不易取得水份，所以导入植物存活率于旱季时有迅速降低之趋势，尤以木本植物为然。

2.泥岩或岩层本身无足够胶结力、分散率大、抗蚀性弱、有效孔隙又低（约9-14%），故其透水性极差，（1.785×10-8cm/sec）所以降雨时水份因无法下渗，极易产生地表泾流，而泥岩遇水即膨胀、崩解，表层裂隙之存在更加速加深水进入泥岩中扩大崩塌流失之规模，每年因此被冲蚀之表土厚度平均约在10cm以下，所以泥岩有机质及有效养份含量极少且含大量碱性阳离子，其PH在8-9之间，故极不适宜植生植物生长。

3.遇水时表层立即吸水膨胀因内外膨胀差异过大而产生剪力破坏，因此泥岩垂直渗透率较水平渗透率为低（比值约为2～5∶1），当表层快速趋向干燥时内层反因排水速率较为缓慢降低而造成内弛外张，形成洋葱状剥落与大量裂纹。

4.在许多地区，旱雨二季均颇分明，以台湾地区为例，雨季集中于5-9月，11-4月为旱季年雨量在1800-2500mm，单日最大雨量350mm，4月起即进入25℃以上高温持续到11月，因此为高温，旱季长，暴雨型之气候形态。由上述各点可知泥岩恶地灾害之成因，其立地条件与气候特性互为因果，关系因素甚多，需处理对象颇为复杂，所以施工方法、资材必需极具变化，同时须多种方法配合应用，而非一般传统工法所能单独克服。

传统工法于泥岩或岩层恶地施用上有下列缺点：

1.泥岩或岩层降雨时易形成地表泾流，将植生工程施工时所添加于坡面上之有机肥料、种子等植生材料冲刷流失，植物生长所必须之养份无法蓄留，使植生植物常处于水份、养料不足，贫瘠恶劣环境下植株脆弱耐旱能力减低，致易加速其老化及死亡，因此植生植物生存率都有逐年明呈显下降之情形尤以木本植物为然。

2.为改善上项缺点曾赏试采用穴植、打钢桕及钢网格床等工法，希望藉以达到有效蓄留养份材料之目的，却发现泥岩或岩层不但硬度高且具韧性，使人工挖穴或打钢桕甚至动力钻孔皆感很困难进行，同时泥岩有不扰动禁忌，因此经挖穴或打桩钻孔之处反而常为降雨时崩滑的起因。

3.泥岩或岩层坡面植生向来偏重于草本植物，它虽具快速密集覆盖优点，但据日本山寺博士（Dr.ramatera）研究，草本植物根系拉力小且逐年减弱，木本之根系入土深度抗拉力大且逐年增强，因此为建长久有效的植生处理，所以有复层植被植物理论引入，其重点着重于植物料选用，将乡土性多年的优势地被、花草、灌木、乔木等植物同时引入，可大幅缩短自然演替时间，并使泥岩坡地所覆盖之植物呈现丰富而活泼之景观，且能利用草类侧根发达密集之纲结功能，木本植物根系较深之桕柱效果，两者同时对地壤发挥握裹作用，以提升泥岩边坡稳定固结果，所以复层植被工法之实施于泥岩植生工程而言却有其必要性。

但由于植物根系深入地中之硬度界限为25mm，因而在多次的泥岩地区植生植物根系生长情况调查中都发现，木本及草类植生植物根系都依循着泥岩裂隙生长，而盘结于风化层与原坡面（硬度约37mm）间之界面，无法持续往下生长，久之因木本植物根部成长肥大，会撑大原分界面之间隙，并增加风化层的裂隙及其宽深，因此若遇降雨反而成一最佳破坏面，原本立意甚佳之设计却潜伏着日后降雨量时整片滑落之危险性。

4.习用植生工法及材料因受功能限制，故在台湾地区于泥岩或岩层地区施工常须避开7-9月之台风暴雨期及10月至翌年3月之干旱期，施工常限于4-6月对于非常讲究时效性之泥岩水土保持工作是极为棘手之问题

5.将植往草类及木本植物两者同时于坡面上用种子作植生处理时可简化及节省复层植被施工成本，大部份木本植物种子萌芽较慢，初期生长势亦较草类弱，所以常发现强势草本植物严重干扰，甚至完全覆盖阻绝了木本植物之生存空间，故复层植被以种子法施行多年来一直未见良好成效。

有鉴于传统工法无法解除泥岩或岩层恶地之缺失，而泥岩或岩层又为许多国家岩地开发所亟于解决之问题，发明人针对这些缺点研究改进之道，藉本身数十年研究土质经验及实地测试、改进，终有本发明之产生。

本发明之主要目的在于使泥岩或岩层面适于植生木本植物与草本植物之共生环境。

本发明之次一目的是在于减缓泥岩或岩层地表泾流，使地表冲刷现象降至最低。

本发明之又一目的在于提供覆层植被方法，以期应用于泥岩或岩层类有较佳植生稳固的效果。

至于本发明之详细应用原理及技术手段，请参照下列附图所作之说明即可得到充分的了解。

图1是本发明应用于泥岩面之初期分布图;

图2是本发明应用于泥岩面植入树丛衍生示意图;

图3是本发明分布速绿袋示意图;

图4是本发明速绿袋剖示图;

图中元件标号与名称对照如下：

1……泥岩面        2……有机料

13……防护层        3……树丛

11……植根区        30……树丛树根

12……植根管        B……成长区

13……排水槽        4……速绿袋

A……萌芽区        5……背视体

C……保水区

如图1所，本发明泥岩或岩层坡面稳定施工法实施时，先将泥岩或岩层面边坡整理成人工坡面，于其表面上设置呈斜向平行之排水槽13，于排水槽13之间分布数个植根区11，根植区11之间则埋设植根管12，植根管12上是以纸质等可于一定时间内腐烂之材料为素材，其未埋入泥岩或岩层面之管壁内缘可预先装填有机肥料2，以便提供一个适于树丛树根30生长之培育容室，有机肥料2是包括：有机氧料、微生物、缓效性肥料及吸水粒子等，另.植根管12露出泥岩面1之管壁外围则敷设有防护层14，以防止水分及草根入侵使植根管12过速腐烂植根管外壁较低位可加设背视体5，以使根植管较为稳固

图2所示，植根管12埋设于植根区11之间是以放射状方式排列，以使近距离之植根区11可互相连通，当植根管12埋设定位后，于植根区11内植入经预先培植具有使树根30呈横向生长之气生根植物之树丛3，并将树根30个别导入植根管12内，由于树丛3之主根于培植前已切除，再加上植根管12内设有利于树根30快速成长之有机肥料2，因此各树丛3之树根30得以迅速成长并相互缠绕，由于气生根植物之根系生长不同于其它原生植物需向下生长，其根系生长得沿岩地表面成长以形成一紧密攀缘之稳定基部，是以不仅不致破坏泥岩表面，而且可针对泥岩之恶地特性，提供一较佳稳定保护基部，其中栽植树丛包之长成树干可限定其枝叶及高度，以助于根系所需氧份之汲取。

请参见图3，当树丛3及植根管12植入定位后，泥岩或岩层面之其它浮露面则固设有利于草根植物生长之速绿袋4，速绿袋4之设计是以能充份适应各种地形之泥岩或岩层地区生长之快速绿化植生袋体，速绿袋4得以等距离按装打钉方式固定于泥岩工或岩层面1上，其布置方式是以2度倾斜角横列于排水槽13之间，形成针对下雨时分次拦截下流之水量并导流至排水槽13，可减少水量聚积在泥岩或岩层面之时间及防止地表泾流情形。

速绿袋4内依植生植物萌芽与生长不同阶段条件需求予区隔设计，如图所示，速绿袋4内设有萌芽区A，成长区B，及保水区C等，其中种子萌芽区A内之组成介质是以泥炭土，适量保水剂，肥料及种子为主，以提供种子发芽所需之最佳环境，萌芽区A与成长区B之区隔材料为一多孔隙易分解之天然纤维棉，当种子于萌芽后3-4天其根系可轻易由萌芽区延伸至成长区B，成长区B之组成介质包括高有机成份之泥炭土，高成份IB或CDU缓效性肥料及较高比率保水剂等，除可提供植株生长所需养份，水份外，其较高比率保水剂亦在适当降雨或人为浇水时随水份增加而逐渐吸附膨胀，此时其结构体内之介质孔隙相对迅速减少，当保水剂饱合时其透水性即迅速减小故可避免养份因淋洗流失，可有效发挥含蓄水份养份之功能。使其具的良好之柔性以顺应地形而达到紧密贴地之效果，而且速绿袋4内所有之介质仅经充分搅拌即装填于极其柔软之多孔隙纤维编织袋体内，故可随地形起伏而任意贴地，尤其当保水剂吸水膨胀后更能发挥良好之贴地效果。

于保水区C内之组成介质以保水剂（如聚丙希酸系列，天然物接枝化淀粉系列等），及缓效性肥料（如：IB        CDU）为主，保水剂具有含蓄本身重量500倍水份之工能，当其体积因吸水饱合膨胀之同时，其袋体纤维棉即因受膨胀力产生反作用力，使区内孔隙密闭致使水份不易渗入，因而使本创作结构体内与肥料之流失现象降至最低，是以速绿袋应用于岩坡面施工后即使植生植物尚未生长，当降雨时，它也可改变坡面地表糙度及具阻截分散雨水泾流之功能。

如图所示，保水区C于现场施工时是位于较低之位置。为免于在浇水或降雨后，含蓄于袋体内之水份因重力作用而由保水区下方流渗至袋体外，或因蒸散造成损失，故于保水区C纤维棉之内应加缝一圆弧装状不透水之塑胶布，藉以减少水份蒸散及无谓流渗损失，使当天气干旱或植物缺水时保水剂会自动调节袋体内介质水份含量，适当释出水份供给植物生长所需，提供植物生长所需之理想环境。

当树丛3植根管12及植生速绿袋4装置位定位后，于等待草木植物与木本植物成长之一段时期，得配合喷植工法实施，于其它浮露在外之泥岩表面，可定期喷植有机容土及液体肥料，液体肥料主要包含：微生物，渗透剂，特殊粘剂，腐植酸，微量无毒，适量P.K及保水剂。使泥岩表面得长久吸取氧份改善岩质，而且能促进草本植物之快速生长，而且更为成长后之植物提供一适生之场所。

综上所述，本发明泥岩或岩层坡面稳定绿地施工法，经对泥岩或岩层整地且根植有紧密缠结之树根，及应用一个可完全适用于泥岩，岩层之植生速绿袋等，不仅彻底改善岩表层之吸收氧份能力，且为兼顾排水系统保持水份及氧份，不使树种根部破坏岩层结构，相信定能解决长久以来深受泥岩面所困扰之工程问题，可使道路工程进入一更有潜力发展之时代，之前并未出现相近工法，而且经由上述说明，亦足证本发明泥岩或岩层坡面稳定绿地施工法符合产业利用之价值

需要说明的是，以上所述为本发明较佳具体实施例，若依本发明之构想所作之改变，其所产生之功能作用仍未超出本发明说明书及图式所包含的精神时，都属本发明之范围内，理应予以申明。

Claims (15)

1、一种泥岩或岩层坡面经整地成人工坡面后，于其表面设置数个斜向排水槽，于排水槽间散布数个植根区，数植根区间设置植根管以连通，植根管内装设数种有机肥料且其底部适当位置并埋设于泥岩内，于植根区可植入具有使树根呈横向生长之树丛包，并令树根个别导入植根管内，使相异树丛包之树根于植根管内迅速生长且紧密相互缠绕，以形成泥岩绿化之稳定基部；

又于泥岩或岩层面上未栽植树丛包之其它层面固设数个植生速绿袋，速绿袋依草根生长期之不同而分成多区且承装多种有机料以提供草本植物自发芽至成长之适生场所，部份植生速绿袋并贴附于植根管上以形成对植根管之保护层，整体布置完成后即以液态肥料持续喷植整个坡面，以达到改良坡面岩质及提供草本与木本植物迅速成长之目的，藉由上述方法提供泥岩或岩层面适为草本植物与木本植物共生区。

2、按权利要求1所述的泥岩或岩层坡面稳定绿化施工法，其中液态肥料包含微生物，渗透剂，特殊粘剂，腐植酸，微量无毒，适量P.K及保水剂等。

3、按权利要求1所述的泥岩或岩层坡面稳定绿化施工法，其中排水槽及植生速绿袋之设置倾斜角以2度为较佳。

4、按权利要求1所述的泥岩或岩层坡面稳定绿化施工法，其中树丛包以气生根植物为较佳，且使其主根于培育时先切除为较佳。

5、按权利要求4所述的泥岩或岩层坡面稳定绿化施工法，其中植根管以易于一定时间内腐烂之素材制成为较佳。

6、按权利要求5所述之泥岩或岩层坡面稳定绿化施工法，其中植根外壁可加设防护层，以防止水份及草根入侵，其管内可充有机氧料，微生物，缓性肥料及吸水粒子等。

7、按权利要求6所述之泥岩或岩层坡面稳定绿化施工法，其中植根管外壁较低位置可加设背衬体，以提供植根管较为稳固者。

8、按权利要求1所述之泥岩或岩层坡面稳定绿化施工法，其植根管之设置以放射状排列为较佳。

9、按权利要求1所述之泥岩或岩层坡面稳定绿化施工法，其中植生速绿袋内分设萌芽区，成长区及保水区等，于区内各含有适当介质以提供种子生长，各介质经充份搅拌装植于袋体内，使含有介质之袋体为柔软状，为一可依附于任何地形之接触面之植生袋体。

10、按权利要求8所述之泥岩或岩层坡面稳定绿化施工法，其中植生速绿袋体材质以人造纤维棉为较佳。

11、按权利要求1所述之泥岩或岩层坡面稳定绿化施工法，其中植生速绿袋内于萌芽区内含介质以泥炭土，适当量保水剂肥料及种子等较佳，成长区内含介质以高有机质成份之IB或CDU缓效性肥料及较高比率之保水剂等为较佳，保水区内含介质以保水剂及缓效性肥料为较佳。

12、按权利要求9所述之泥岩或岩层坡面稳定绿化施工法，其中速绿袋萌芽区，成长区及保水区之间隔以多孔隙天然纤维棉隔绝。

13、按权利要求9所述之泥岩或岩层坡面稳定绿化施工法，其中速绿袋内袋体间隙，以维持在保水剂吸水膨胀后最大体积之2/3为较佳，以提供保水剂吸水膨胀后得适度密闭袋体侧壁间隙，以防止氧份及水份散失。

14、按权利要求9所述之泥岩或岩层坡面稳定绿化施工法，其中植生速绿袋装设于较低位置之侧壁，得加设一不透水保护层，可减少水份蒸散及无谓渗泾流。

15、按权利要求1的所述之泥岩或岩层坡面稳定绿化施工法，其中栽植树丛包之长成树干可限定其枝条及高度，以助于根系所需氧份之汲取。

Images