CN109723068A

CN109723068A - 利于边坡植被生长陡立混凝土框格梁护坡系统及营造方法

Info

Publication number: CN109723068A
Application number: CN201910010673.8A
Authority: CN
Inventors: 徐礼根; 吕庆; 毛伟泽; 蒋干良
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2019-01-07
Filing date: 2019-01-07
Publication date: 2019-05-07
Anticipated expiration: 2039-01-07
Also published as: CN109723068B

Abstract

本发明涉及边坡生态护坡技术，旨在提供一种利于边坡植被生长陡立混凝土框格梁护坡系统及营造方法。该框格梁护坡系统包括建筑于陡立岩质边坡上的混凝土框格梁加固结构；该系统还包括：预埋在各框格的每条框格梁中的连通管，作为植被根系连通构造；铺设在各框格内的网格片，作为坡面固土生根构造；布置在各框格中的边坡坡面上的多个钻孔，用于辅助植被生根；填充于各框格中并覆盖或填充网格片、钻孔及连通孔的基质土，其中包含植物种子。本发明利用连通管使植物根系吸收均匀，根系可以穿越框格梁起到加固表层土壤的作用，表层植被可以完整覆盖框格梁，减少框格梁裸露面积，提供生态修复效果，重建边坡优美景观。

Description

利于边坡植被生长陡立混凝土框格梁护坡系统及营造方法

技术领域

本发明涉及边坡生态护坡技术领域，具体涉及一种利于边坡植被生长陡立混凝土框格梁护坡系统及营造方法。

背景技术

近年来，我国公路、铁路、水利、矿山、核电站等基础设施建设迅速发展，为了满足山区基建需求，工程建设开挖周边岩体形成了大量的岩质陡立边坡。受复杂地质条件的影响，为保证边坡的长期稳定，需要对边坡进行加固处理，其中采用混凝土框格梁锚固技术是陡立岩质边坡常见的工程加固措施。早期采用混凝土框格梁加固的大量边坡，受地形和地质条件等因素的制约，边坡表面大多裸露。导致出现大量影响边坡稳定和周围生态环境的问题：一方面，裸露坡面受长期日晒雨淋和冻融的影响，极易风化，造成局部坍塌或坡面水土流失等问题；另一方面，裸露的陡立岩质边坡难以自行恢复原有植被生态，造成环境破坏和景观缺陷。近年来，随着国家对生态环境保护和生态修复的重视，越来越多的陡立混凝土框格梁边坡需要采用人工植被营造的方式来实现生态护坡和环境修复。

目前，常用的陡立混凝土框格梁边坡的生态护坡方案大多采用在框格梁框格中培植植被生长所需土壤或基质材料，实现坡面复绿和植被生长。但是，由于岩质边坡坡度一般较陡，高度较大，加上坡面裂隙发育程度及坡面岩体完整与否变异性较大，导致不同坡面位置的水分和养分分布不均，使得不同框格之间的植被生长条件不同，造成生态修复效果存在差异。此外，即使在同一框格内，由于下部土壤易受雨水补给，往往水分和养分富集，而上部土壤受框格梁阻挡、遮蔽，往往水分、养分不足而导致植物难以生长或存活。再者，在局部岩体较为完整的坡面，护坡植物根系很难扎根伸入坡体内部，由于缺乏有效的根锚作用，护坡植物不易生长，要恢复到开挖前的周边环境生态效果较为困难，严重的甚至会发生局部培植土壤坍塌问题。

由上述分析可知，影响陡立混凝土框格梁边坡植被生长的主要原因有：(1)框格梁的阻隔作用，导致不同框格间不能实现水分和养分的互通共享，使得部分坡面上的植被生长受到抑制；(2)部分岩体完整的坡面位置，护坡植物根系难以扎入坡体内部，导致植被难以恢复到开挖前的水平，甚至会发生护坡植被生长土壤局部坍塌，影响植被护坡的耐久性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种利于边坡植被生长陡立混凝土框格梁护坡系统及营造方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种利于边坡植被生长陡立混凝土框格梁护坡系统，包括建筑于陡立岩质边坡上的混凝土框格梁加固结构；该系统还包括：

预埋在各框格的每条框格梁中的连通管，作为植被根系连通构造；

铺设在各框格内的网格片，作为坡面固土生根构造；

布置在各框格中的边坡坡面上的多个钻孔，用于辅助植被生根；

填充于各框格中并覆盖或填充网格片、钻孔及连通孔的基质土，其中包含植物种子。

本发明中，在每条框格梁中，均匀布置2～4个连通管。

本发明中，所述网格片是包塑镀锌铁丝网、强化纤维编织网、金属编织网或铁丝网，其形状大小与框格的形状大小相匹配。

本发明中，在网格片与边坡坡面之间设有木条或木块，使网格片与坡面之间保持间距。

本发明中，每个框格中的钻孔数量为3～5个/m²，且均匀布置；钻孔的直径为30～50mm，深度为150～300mm。

本发明中，所述连通管的长度与格构梁的宽度相同，直径为30～70mm，壁厚不小于2mm。

本发明中，所述连通管是由PVC管切割而成。

本发明进一步提供了前述系统的营造方法，是在采用混凝土框格梁加固边坡的施工过程中，增设植被根系连通构造和坡面固土生根构造；具体包括：

(1)在各框格的每条框格梁施工位置分别预埋2～4个连通管，作为植被根系连通构造；在各框格内铺设网格片，作为坡面固土生根构造；在各框格中的边坡坡面上布置多个钻孔，用于辅助植被生根；

(2)进行框格梁及锚固工程施工，同时使连通管和网格片得到固定；

(3)向每个框格和钻孔中喷播包含植物种子的基质土，在种子萌芽后的植被生长初期，进行养护管理。

本发明中，所述基质土是由种植土、有机质、肥料、保水剂、黏结剂和植物种子混合拌匀而成。

本发明中，每立方米基质土中包括下述组分：种植土700～800kg、有机质50～100kg、肥料20～50kg、保水剂0.5kg、黏结剂0.5kg、植物种子0.3～0.5kg。

本发明中，框格梁的尺寸、间距、锚杆或锚索的长度、直径以及锚具的规格，由边坡加固工程的设计人员根据工程要求具体确定，对本发明具体实现并无影响，不属于本发明技术内容。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要表现在：

(1)本发明利用连通管将相邻的框格梁连通起来，位于框格梁上部的种植土中的水分和养分可以通过连通管流向梁下的框格中，这样每个框格中的上部土壤可以得到上一层框格的水分和养分补给，使得框格中水分、养分分布相对均匀，这样植物根系吸收就会相对均匀，坡面绿化效果更加协调美观。

(2)本发明中，植物的根系可以利用连通管实现横向、纵向穿越框格梁，一方面起到加固表层土壤的作用，另一方面表层植被可以完整覆盖框格梁，减少框格梁裸露面积，提供更好的生态修复效果，重建边坡优美景观。

(3)本发明在框格内的坡面设置辅助生根钻孔，可以使植物根系向坡体内延伸生长，增强了附着能力，防治水土流失，进一步加强了植被护坡的作用。

(4)本发明能够在保证混凝土框格梁强度的基础上减少混凝土的用量，降低了加固成本。

附图说明

图1为连通管的示意图；

图2为混凝土框格梁植被根系连通装置放置位置平面示意图；

图3为混凝土框格梁植被根系连通装置放置位置剖面示意图。

附图标记：1框格梁；2锚杆(索)；3木条；4连通管；5钻孔；6网格片；7排水沟；8基质土。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步详细描述。

本发明所述利于边坡植被生长的陡立混凝土框格梁护坡系统，包括建筑于陡立岩质边坡上的混凝土框格梁加固结构；该系统还包括：预埋在各框格的每条框格梁1中的连通管4，作为植被根系连通构造；铺设在各框格内的网格片6，作为坡面固土生根构造；布置在各框格中的边坡坡面上的多个钻孔5，用于辅助植被生根；填充于各框格中并覆盖或填充网格片6、钻孔5及连通孔4的基质土8，其中包含植物种子。

本发明中的连通管4结构如图1所示。连通管4用于植被根系延展生长，具体直径可根据格构梁高度及植物根系的粗细情况确定，可以PVC管切割并预埋入框格梁1内(如图2、3所示)。在每条框格梁1中，均匀布置2～4个连通管4。连通管4的长度与格构梁1的宽度相同，直径为30～70mm，壁厚不小于2mm。

网格片6可选包塑镀锌铁丝网、强化纤维编织网、金属编织网或铁丝网，其形状大小与框格的形状大小相匹配。推荐采用包塑镀锌铁丝网，通过对铁丝网进行包塑、电镀工艺处理，可提高防腐性能。在网格片6与边坡坡面之间放置木条3(或木块)，使网格片6与坡面之间留有间隙，便于基质土9喷播后的附着，保证坡面土层有足够厚度。

为了保证植被根系的生长，还需对表面岩石光滑平整、裂隙较少的框格内边坡布置钻孔以辅助植被生根。钻孔数量为3～5个/m²。钻孔的直径为30～50mm，深度为150～300mm。

本发明所述利于边坡植被生长陡立混凝土框格梁护坡系统的营造方法，是在采用混凝土框格梁加固边坡的施工过程中，增设植被根系连通构造和坡面固土生根构造；具体包括：(1)在各框格的每条框格梁1的施工位置分别预埋2～4个连通管4，作为植被根系连通构造；在各框格内铺设网格片6，作为坡面固土生根构造；(2)进行框格梁1及锚固工程施工，同时使连通管4和网格片6得到固定；(3)向每个框格内和钻孔5中喷播包含植物种子的基质土8，在种子萌芽后的植被生长初期，进行养护管理。

基质土8是由种植土、有机质、肥料、保水剂、黏结剂、植物种子等混合拌匀而成，具体成分可根据实际情况调整。植物种子以低矮乔木、灌木和草本植物为主。示例的配比方案：每立方米基质土中包括下述组分：种植土700～800kg、有机质50～100kg、肥料20～50kg、保水剂0.5kg、黏结剂0.5kg、植物种子0.3～0.5kg。

具体实施例子：

有利于陡立混凝土框格梁边坡植被生长的营造方法，具体包括如下步骤：

1)平整坡面

人工清理掉坡面上残余的浮石、碎石以及垃圾、杂草，对边坡鼓胀处要进行修整，便于铺设包塑镀锌铁丝网。

2)锚杆(索)定位与钻孔

用经纬仪、卷尺确定锚杆(索)的位置，按照设计要求确定锚杆(索)纵向、横向间距，一般为2～5m。使用潜孔钻机进行钻孔，孔深，孔径，钻孔倾角依据设计图纸施工。钻孔结束之后，要用清洗液清除孔底沉渣。如果框格内边坡表面岩石光滑平整，为了保证植被根系的生长还需对其进行辅助生根钻孔的布置，钻孔直径30～50mm，深150～300mm，设置数量为3～5个/m²。

3)锚杆(索)制作与安装

将锚杆(索)按照设计要求制作，并在现场安装。安装前锚杆(索)外露部分要进行防锈处理，插入之后，进行孔底注浆使锚杆(索)固定。

4)框格梁制作与安装

按照设计要求，架设框格梁浇筑模板，绑扎钢筋笼。制作完成之后，进行现场安装，框格梁交叉部位为锚头的位置。

5)铺设包塑镀锌铁丝网

包塑镀锌铁丝网边长与框格内边长相当，采用包塑、电镀工艺处理，提高防腐性能。包塑镀锌铁丝网与坡面之间要放置方木条(40mm×40mm×300mm)，方木条设置数量为3～5条/m²，呈梅花形布置。用直径为6.5～10mm、长为150～400mm的倒“L”形锚钉将木条垫片连同网格片钩住卡固在坡面上，钉入预先已钻小孔的岩石中。通过垫衬以保持网格片高出坡面约4cm。使得铁丝网与坡面之间留有空隙，便于喷播基质土的附着，保证坡面基质土层有足够厚度。

6)植被根系连通装置制作与安装

将连通管绑扎在框格梁钢筋笼上，每个框格边上放置2～4个，具体数量根据框格梁长度及选用植物种类确定。

7)框格梁浇筑

框格边放置好连通管后，使得各框格上下、左右连通，然后再进行混凝土的浇筑。框格梁的宽度为400mm，高度500mm，每个框格的边长2～5m。

8)锚头封闭

锚头混凝土与框格梁同步浇筑。

9)喷播植物生长基质材料

将基质土按照要求拌和，通过喷播装置充填每个框格，并喷洒适量的水，提供植物生长所需的水分。

10)盖无纺布或遮阳网

铺设无纺布或遮光网，防止雨水的冲刷侵蚀，并起到减少水分蒸发，保温、保湿的作用。

11)人工养护

根据天气情况及时浇水，以促进种子萌发；待植物出苗后，及时检查出苗情况，对幼苗稀疏区域及时进行补喷补种；在病虫害发生季节，要适当喷施农药，以防治病虫害。

以上步骤完成之后，经过1～2年时间的养护，坡面植被会茁壮成长，框格梁也渐渐被植物地上部分(茎叶、枝条)所覆盖，实现植被护坡和生态修复的目的，2年后植被适应了生长，一般可不再需要进行人工养护。

Claims

1.一种利于边坡植被生长陡立混凝土框格梁护坡系统，包括建筑于陡立岩质边坡上的混凝土框格梁加固结构；其特征在于，该系统还包括：

铺设在各框格内的网格片，作为坡面固土生根构造；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在每条框格梁中，均匀布置2～4个连通管。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述网格片是包塑镀锌铁丝网、强化纤维编织网、金属编织网或铁丝网，其形状大小与框格的形状大小相匹配。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在网格片与边坡坡面之间设有木条或木块，使网格片与坡面之间保持间距。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每个框格中的钻孔数量为3～5个/m²，且均匀布置；钻孔的直径为30～50mm，深度为150～300mm。

6.根据权利要求1至5任意一项中所述的系统，其特征在于，所述连通管的长度与格构梁的宽度相同，直径为30～70mm，壁厚不小于2mm。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述连通管是由PVC管切割而成。

8.权利要求1所述系统的营造方法，其特征在于，是在采用混凝土框格梁加固边坡的施工过程中，增设植被根系连通构造和坡面固土生根构造；具体包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基质土是由种植土、有机质、肥料、保水剂、黏结剂和植物种子混合拌匀而成。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，每立方米基质土中包括下述组分：种植土700～800kg、有机质50～100kg、肥料20～50kg、保水剂0.5kg、黏结剂0.5kg、植物种子0.3～0.5kg。