CN109339068B - 一种用于混凝土和岩石高陡坡面的生态护坡植物措施方法 - Google Patents

一种用于混凝土和岩石高陡坡面的生态护坡植物措施方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于混凝土和岩石高陡坡面的生态护坡植物措施方法。采用在混凝土、岩石等坡面设置混凝土蓄水槽和自流式微灌系统以解决陡坡面水分不能依靠重力进入土壤内的问题,同时在坡面采用加固的植物种植孔、水分孔和透气追肥孔以解决植物生长所必须的水分、养分和透气性。植物的根须发达以后使边坡在绿化的同时形成了一道植物加筋墙,有利于浅层滑坡的改善,达到生态护坡的目的。通过本发明的措施方法对喷射混凝土、混凝土、岩石等高陡坡面植物根须难以生长的部位进行生态治理,植物成活率高,植物种植范围广、成活时间长,景观效果好,环保影响小,抗风、抗水流侵蚀、抗冰冻侵蚀能力强,投资省,材料需用量少,工人劳动强度低,工期短。

Description

一种用于混凝土和岩石高陡坡面的生态护坡植物措施方法
技术领域
本发明属于水土保持领域,涉及绿化和水土保持下的坡面植物措施方法和护坡方法。特别的涉及混凝土面、岩石面、陡坡、反坡等坡面的绿化和水土保持植物措施方法。植物成活率高,植物种植范围广、成活时间长,景观效果好,环保影响小,抗风、抗水流侵蚀、抗冰冻侵蚀能力强,投资省,材料需用量少,工人劳动强度低,工期短。
背景技术
目前在水利水电、公路、铁路、港航交通等行业对人工作业后的岩石面或喷锚混凝土后的坡面以及陡坡、反坡面采用的喷播绿化措施方法主要有高次团粒喷播法、客土喷播法、液力喷播法、CBS植被混凝土喷播法、三维网植被喷播法等。但以上方法在混凝土面和岩石面高陡边坡上成功的案例较少,导致许多项目上不得不采用土工格栅+藤本植物的方案或其他非喷播方案,如格构混凝土、植生袋等造价较高的方案。这主要是由于岩石没有裂隙缺乏水分流出的通道或者喷射混凝土、混凝土层隔离了坡体内的水分进入植物生长的土壤,而土壤内部的水分由于高次团粒剂的疏水作用、干旱造成的土壤裂纹、土壤间的空隙等原因导致在高陡坡面时水分自动外流,外部的养护水由于陡坡的原因不能利用重力渗入土壤,从而引起植物缺水而死亡。同时在喷射混凝土、混凝土、岩石高陡边坡上植物措施的土壤厚度较小,一般只有10cm~15cm,只能种植地被植物,灌木植物由于株高以米计,根须难以进入岩体,不具备抗风的条件而难以存活。另外以上技术由于不具备后期追肥功能,都采用加大在有限的土壤厚度内肥料的用量,导致早期养分过足植物发芽期烧死,中期因疯长抵御环境能力差不能越冬而处于濒死状态,后期养分枯竭植物不易存活,也造成了严重的化肥污染。CBS植被混凝土喷播法由于使用了较多的水泥固结材料,虽然解决了水流侵蚀,也部分解决了抗冻、干缩膨胀问题,但牺牲了部分土壤原有的功能,土壤的基质养分偏低,易退化,易板结,植物的土壤透气通道易被堵死,水分也容易蒸发,只适用于土坡。土工格栅+藤本植物的方案由于藤本植物(如油麻藤、爬墙虎等)不具有植物多样性、保土固沙的功能,只具有一定的景观效果,现已逐渐被淘汰。格构混凝土、植生袋等方案则造价较高,施工麻烦、工期长。所以在目前大力提倡生态发展的政策导向下,如何克服上述缺陷成为当前急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对以上技术不足,综合利用上述各方法的长处,提供了一种既适用于混凝土坡面、喷射混凝土面、岩石面、碎石面、土坡面,也适用于陡坡面、反坡面、一般坡面的生态护坡植物措施方法。植物成活率高,植物种植范围广、成活时间长,景观效果好,环保影响小,抗风、抗水流侵蚀、抗冰冻侵蚀能力强,投资省,材料需用量少,工人劳动强度低,工期短。
为实现上述目的,采用如下技术方案:
一种用于混凝土和岩石高陡坡面的生态护坡植物措施方法,其步骤为:
步骤S101,清坡和处理坡面排水:修整坡面,清理坡面杂物、危石,对坡面径流和涌水进行处理,使坡面保持平整;
步骤S102,对混凝土坡面或岩石面按照设计的间距测量放线;
步骤S103,用手持式钻机在植物种植处钻出植物种植孔,利用该孔进行固结灌浆;
在岩体破碎易垮塌情况下,用电锤或手持式钻机在植物种植孔处钻取固结灌浆孔,清孔后在孔底部填筑粘土并夯密,再进行固结灌浆;
待灌浆体强度达到《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148-2012要求后,用跟管钻进工艺扩孔至植物种植孔设计直径和深度并清孔;用弯头工具将前跟管往里打入到底部,并保持后跟管与前跟管间的间隙不影响透气追肥孔的钻穿;
步骤S104,凿开喷射混凝土,钻取水分孔和透气追肥孔;
步骤S105,用C25混凝土或高一个强度等级的混凝土修补凿开处喷射混凝土并同时浇筑蓄水槽;
步骤S106,在植物种植孔内置入种植土和缓释肥料,在置入前清除植物种植孔内的残渣和粘土;
步骤S107,点播植物种子,封上植生布和植生布压板;
步骤S108,在水分孔的外露孔口处安装滴灌组件;
步骤S109,装上防淤网和压板及压板螺栓,防淤网一端安装于蓄水槽平行于坡面的槽壁内顶端,另一端通过压板和压板螺栓固定安装于坡面;
步骤S110,通过水分孔浇水管护。
所述步骤S102中所述的间距为行距×排距=1.0m×1.0m~3.0m×3.0m,且排距为上下行错开布置,即下一行的蓄水槽能连续承受坡面流水。
所述步骤S103中植物种植孔直径为φ50mm~φ300mm、深度为200mm~1000mm;所述粘土层厚度为5cm~20cm。
所述步骤S103中粘土层厚度为5cm~20cm。
所述步骤S103中跟管为两节或多节,钢质或PVC材质注浆管,直径为φ48mm~φ299mm,前跟管长度为50mm~200mm,后跟管长度为100mm~800mm或多节,壁厚2mm~10mm。
所述步骤S104中水分孔直径为φ10mm~φ32mm,透气追肥孔直径为φ20mm~φ50mm,且水分孔和透气追肥孔均与植物种植孔倾斜相通。
所述步骤S104中追肥透气孔外露孔口的孔底高于蓄水槽上平面5mm~500mm,水分孔外露孔口的孔底高于蓄水槽槽底0mm~100mm。
所述步骤S105中的蓄水槽为钢筋混凝土结构,或钢质、塑料结构。
所述步骤S108中滴灌组件所使用的沉淀管采用TPE材料20ml~100ml医用注射器筒,滴头为重力自流式滴头。
所述的防淤网采用不锈钢丝或钢丝制成,孔径φ4.75mm~φ20mm,安装角度为与水平倾角450~700。
与现有技术相比本发明的有益效果如下:本发明克服了现有技术缺陷,公开了一种用于混凝土和岩石高陡坡面的生态护坡植物措施方法,达到了下述效果:
1、采用蓄水槽和自流式微灌系统解决了混凝土、喷射混凝土、岩石等陡坡面的水分不能进入土壤内的问题。同时微灌系统的水分以微灌的方式进入植物最适宜的深度(20cm~30cm),有利于植物的生长,同时水分从内部往外渗透使得土壤不容易板结;
2、在混凝土、喷射混凝土、岩石等陡坡面设置植物措施孔,解决了灌木植物在坡面生根和抗风的问题,也避免了喷播技术中干旱与雨水引起的干缩和膨胀的损害问题,并解决了地面径流的冲刷损坏、冰冻损坏问题;
3、利用透气追肥孔进行后期的追肥有利于植物的长期存活,也避免了喷播技术中土壤养分早期浓度高易烧苗,中期长势过于茂盛不易越冬,后期养分枯竭不易存活的问题;
4、错开的植物和蓄水槽排距有利于最大限度的利用坡面流水和雨水,也达到了重复利用流失的氮磷钾等养分的作用,减少了化肥污染;
5、灌木植物的根须可以深入到岩石的裂隙中,起到了植物加筋的作用,有利于坡面的稳定,达到了生态护坡的目的;
6、透气追肥孔改善了植物的透气性问题,使得根部的二氧化碳有了排出的通道,也为更多的植物创造了栽植条件,也为植物的长期存活提供了施肥条件;
7、跟管钻进工艺解决了钻孔过程中可能出现的局部垮塌问题,钻孔周围的固结灌浆可以避免对山体的扰动,混凝土补强则解决了孔洞周围引起的应力集中问题;
8、采用人工从透气追肥孔施肥,可以避免肥料的浪费和污染;
9、不论岩石是否有裂隙,植物均可以从外部获得水分、养分和部分植物特需的透气性,保证了植物长时间存活;
10、固结灌浆时临时在孔底部填筑的粘土保持了植物进行物质交换所需的通道,也提供了植物的根须在更深部扎根的空间。植生布形成了致密的反滤网,阻止了土壤中细小颗粒和养分的流失,符合水土保护和环保要求;
11、既可以种植灌木植物,也可以种植藤本植物,弥补了藤本植物爬高不够的短板;
防淤网采用卡式结构,可利用其弹性,便于维护和拆卸。
附图说明
图1为植物措施布置图;
图2为安装示意图;
图3为蓄水槽剖面图;
图4为滴灌组件示意图。
其中:1-喷锚混凝土,2-坡体,3-补强混凝土,4-固结灌浆,5-水分孔,6-透气追肥孔,7-灌木主根,8-缓释肥料,9-种植土,10-前跟管,11-后跟管,12-岩石裂隙,13-植物种植孔,14-植生布压板,15-膨胀螺栓,16-植生布,17-灌木,18-藤本植物,19-蓄水槽,20-滴灌组件,21-防淤网,22-压板螺栓,23-压板,24-固定圈,25-沉淀管,26-软管,27-滴头,28-滤网,29-密封座。
具体实施方式
下面结合附图详述本发明的具体实施方式:
一种用于混凝土和岩石高陡坡面的生态护坡植物措施方法,其步骤为:
A、清坡和处理坡面排水:修整坡面,清理坡面杂物、危石,对坡面径流和涌水进行处理,使坡面保持平整;
B、对混凝土坡面或岩石面按照设计的间距(行距×排距=1.0m×1.0m~3.0m×3.0m)测量放线。蓄水槽排距在行距间错开,即下一行的蓄水槽与上一行的错开,以最大限度承接雨水或浇灌水。
C、用电锤或手持式钻机在植物种植孔处钻取固结灌浆孔(直径φ25mm~φ32mm),清孔后在孔底部填筑10cm厚粘土并夯密,再进行固结灌浆。
遇易垮塌地质时可直接采用跟管钻进工艺进行护壁成孔。
植物种植孔底部填筑粘土,可以防止浆液进入管底,能让灌木主根向岩石深部发展。采用两节跟管,一是前跟管打入后能防止钻头的刀头部分的岩石垮塌,二是透气追肥孔钻孔时避开跟管,钻孔更容易成孔。
固结灌浆材料采用普通硅酸盐PO42.5水泥或复合硅酸盐PC42.5水泥。
D、待灌浆体强度达到要求后,用跟管钻进工艺扩孔至植物种植孔设计直径和深度并清孔。用弯头工具将前跟管往里打入到底部,并保持后跟管与前跟管间的间隙不影响透气追肥孔的钻穿。
植物种植孔直径φ110mm~φ160mm,深度400mm~1000mm,跟管直径φ108mm~φ159mm,跟管采用PVC材质或钢质花管,前跟管长度100mm~200mm,后跟管长200mm~700mm,壁厚2mm~4mm。
E、凿开喷射混凝土,钻取水分孔和透气追肥孔。
凿开喷射混凝土后再钻孔,可以减小钻头的长度。
透气追肥孔可以设计成在通过浇水的过程中施肥,但为了减少肥料的浪费和污染,从环保的角度上选用人工从透气追肥孔进行施肥的方案。
F、用C25混凝土或高一个强度等级的混凝土修补凿开处喷射混凝土并同时浇筑蓄水槽。
用C25混凝土或高一个强度等级的混凝土修补,可以解决喷射混凝土打孔后造成混凝土孔处的应力集中问题,避免喷射混凝土或混凝土整体强度降低。
G、在孔内置入种植土和缓释肥料。
H、点播植物种子,封上植生布和压板。
压板采用厚度5mm塑料制成,用6个均布φ8mm膨胀螺栓压紧。
植生布可以防止土壤的流失,也可以减少氮磷钾养分的流失,同时具有保水作用。
安装自流式微灌系统。
自流式微灌系统采用TPE材料20ml~100ml医用注射器筒和重力自流式滴头以及不锈钢丝滤网(6135柴油机油泵进油滤网),方便实用。
自流式微灌系统既可以保证土壤依据植物所需要的湿润率,也不需一般的微灌系统的动力设备。前端设置可拆卸的滤网和橡胶固定座,可保证密封性,也便于维护。
I、装上防淤网和压板及压板螺栓。
防淤网采用不锈钢丝网或钢丝筛网,筛孔直径φ4.75mm或φ9.5mm。
防淤网安装角度600,合理的防淤网角度(≥600),枯叶、草根可以自行滑落,还可以引导水流进入蓄水池,即使防淤网下部被遮蔽,也能起到减小槽内水分蒸发的作用。
J、通过水分孔浇水管护。

Claims (7)

1.一种用于混凝土和岩石高陡坡面的生态护坡植物措施方法,其步骤为:
步骤S101,清坡和处理坡面排水:修整坡面,清理坡面杂物、危石,对坡面径流和涌水进行处理,使坡面保持平整;
步骤S102,对混凝土坡面或岩石面按照设计的间距测量放线;
步骤S103,用手持式钻机在植物种植处钻出植物种植孔(13),利用该孔进行固结灌浆;
在岩体破碎易垮塌情况下,用手持式钻机在植物种植孔处钻取固结灌浆孔,清孔后在孔底部填筑粘土并夯密,再进行固结灌浆;
待灌浆体强度达到《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148-2012要求后,用跟管钻进工艺扩孔至植物种植孔设计直径和深度并清孔;用弯头工具将前跟管往里打入到底部,并保持后跟管与前跟管间的间隙不影响透气追肥孔的钻穿;
步骤S104,凿开喷射混凝土,钻取水分孔(5)和透气追肥孔(6);
步骤S105,用C25混凝土或高一个强度等级的混凝土修补凿开处喷射混凝土并同时浇筑蓄水槽(19);
步骤S106,在植物种植孔(13)内置入种植土和缓释肥料,在置入前清除植物种植孔(13)内的残渣和粘土;
步骤S107,点播植物种子,封上植生布(16)和植生布压板(14);
步骤S108,在水分孔(5)的外露孔口处安装滴灌组件(20);
步骤S109,装上防淤网(21)和压板(23)及压板螺栓(22),防淤网(21)一端安装于蓄水槽(19)平行于坡面的槽壁内顶端,另一端通过压板(23)和压板螺栓(22)固定安装于坡面;
步骤S110,通过水分孔浇水管护;
所述步骤S103中跟管为两节或多节,钢质或PVC材质注浆管,直径为φ48mm~φ299mm,前跟管长度为50mm~200mm,后跟管长度为100mm~800mm或多节,壁厚2mm~10mm;
所述步骤S104中水分孔(5)直径为φ10mm~φ32mm,透气追肥孔(6)直径为φ20mm~φ50mm,且水分孔和透气追肥孔均与植物种植孔倾斜相通;
所述步骤S104中透气追肥孔(6)外露孔口的孔底高于蓄水槽(19)上平面5mm~500mm,水分孔(5)外露孔口的孔底高于蓄水槽(19)槽底0mm~100mm。
2.如权利要求1所述的措施方法,其特征在于:所述步骤S102中所述的间距为行距×排距=1.0m×1.0m~3.0m×3.0m,且排距为上下行错开布置,即下一行的蓄水槽能连续承受坡面流水。
3.如权利要求1所述的措施方法,其特征在于:所述步骤S103中植物种植孔(13)直径为φ50mm~φ300mm、深度为200mm~1000mm;所述粘土层厚度为5cm~20cm。
4.如权利要求1所述的措施方法,其特征在于:所述步骤S103中粘土层厚度为5cm~20cm。
5.如权利要求1所述的措施方法,其特征在于:所述步骤S105中的蓄水槽(19)为钢筋混凝土结构。
6.如权利要求1所述的措施方法,其特征在于:所述步骤S108中滴灌组件(20)所使用的沉淀管采用TPE材料20ml~100ml医用注射器筒,滴头为重力自流式滴头。
7.如权利要求1所述的措施方法,其特征在于:所述的防淤网采用不锈钢丝或钢丝制成,孔径φ4.75mm~φ20mm,安装角度为与水平倾角450~700
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