CN110106894A - 一种护坡装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种护坡装置，包括用于护坡的植生卷材，植生卷材通过对水分的拦截和入渗，实现对水分的收集，并将收集的水分抽取输送至植物根系；用于固定植生卷材的锚钉，锚钉穿过植生卷材，将植生卷材固定在坡面上。本发明的护坡装置，巧妙精准地截断了、化解了、抵挡了引起坡面问题的三大成因：在水力成因方面，该装置的水分控制层截留了85％的降水量，解决了前两年水力成因造成的坡面岩土体的软化问题；在风化成因方面，该装置消减了70％的风化进程，解决了风化成因造成的松散岩土体来源问题；在重力成因方面，该装置解决了两年后及长期饱和水分条件下厚度1.5米以内岩土体抵抗重力成因的强度。

Description

一种护坡装置

技术领域

本发明涉及一种护坡装置，其涉及一种用于不同坡面植物种植、生态恢复及景观绿化的护坡装置。

背景技术

人工植物生态系统是指在自然或非自然生态系统的基础上按照人类的某种或某些需求构建、由植物参与并维持的生态系统。一般而言，人工植物生态系统的构建是通过构建能够对植物进行生长调控和培育的设备来进行。在非自然生态系统基础上的植物生态系统构建，主要是利用相关的人造设备模仿植物在自然状态下所需的生长环境，以使得植物能在该系统中生长并维持系统的循环运作。

目前，在植物生态环境修复方面，存在的困难包括构建适于植物生长的生态环境。由于很多地域具有复杂的小生境，因此，在修复该地域的植物生态环境时，所构建的植物生态环境需适应多种且复杂的小生境。小生境是小尺度的供生物生活栖息或生长发育的环境，根据不同情况其尺度的划分有所区别。具体在占中国国土面积的喀斯特地区而言，小生境的尺度约几米。云南师范大学的俞筱押在其硕士论文中通过对石林国家地质公园的小生境进行分析，提出了适于具体小生境的植被恢复的方法，从而在整体上实现喀斯特地区的制备恢复。

坡面种植植物，对斜坡护坡是一种典型的小生境，坡面种植植物可以起到生态防护、景观绿化、保温节能、水土保持和防沙治沙等作用。现有技术中，一般采用客土喷播护坡、喷混植生护坡、土工格室护坡、植生袋护坡、浆砌护坡、骨架护坡、孔窗护坡、混凝土喷射护坡等方式对斜坡护坡，现有坡面植物防护主要有稳定性差、管养成本高的缺点，主要适用于南方降雨比较充足的地区，且很容易发生表面冲蚀的现象，而且取土进行客土喷播、喷混植生、植生袋会照成环境的二次破坏。骨架护坡、孔窗护坡在表面径流的作用下极易出现下部土石的掏空现象，失去其防护的作用。而浆砌护坡、混凝土护坡虽然可以解决防护问题，但不具有绿化功能而造成生态环境的不协调，且工程成本高。

发明内容

为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种护坡装置，该装置结构简单，操作简便，能对不同的斜坡进行护坡，护坡效果好。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案：

一种护坡装置，包括：

用于护坡的植生卷材，所述植生卷材通过对水分的拦截和入渗，实现对水分的收集，并将收集的水分抽取输送至植物根系；

用于固定植生卷材的锚钉，所述锚钉穿过所述植生卷材，将植生卷材固定在坡面上。

进一步的是，所述坡面为土石坡面时，所述锚钉包括锚帽、锚扣Ⅰ、锚片、锚头和锚钉杆体；

所述锚帽通过螺纹安装在锚头上端，所述锚扣Ⅰ套接在锚头上端且位于锚帽下端，所述锚片和锚头为一体结构，锚片位于锚扣Ⅰ下端，所述锚头顶端设有尖端，底端固定在锚钉杆体内，所述锚钉杆体为管体结构，锚钉杆体底端设有尖端；

所述锚钉穿过植生卷材，垂直插入土石坡面中，植生卷材位于所述锚扣Ⅰ和锚片间；

所述锚钉沿坡面长度方向的布置间距为50-150cm，沿坡面宽度方向的布置间距为50-300cm。

本发明中，土石坡面包括土质坡面、卵石土坡面、碎石土坡面、土夹石坡面等，通过将锚钉杆体插入土石坡面内，固定锚钉杆体和锚头，然后用锚帽和锚扣Ⅰ将植生卷材固定在锚头上，安装方便。在安装时，锚钉锚固抗拔力不小于1KN，锚扣Ⅰ对植生卷材施加的压力不小于1KN。

进一步的是，所述坡面为岩石坡面时，所述锚钉包括锚帽、锚扣Ⅰ、锚片、锚头和锚钉杆体；

所述锚帽通过螺纹安装在锚头上端，所述锚扣Ⅰ套接在锚头上端且位于锚帽下端，所述锚片和锚头为一体结构，锚片位于锚扣Ⅰ下端，所述锚头顶端设有尖端，底端固定在锚钉杆体内，所述锚钉杆体为管体结构，锚钉杆体底端设有尖端；

所述岩石坡面设有与岩石坡面垂直的锚钉孔Ⅰ，所述锚钉孔Ⅰ内填充有砂浆；所述锚钉穿过植生卷材，垂直插入锚钉孔Ⅰ的砂浆中，所述植生卷材位于所述锚扣Ⅰ和锚片间；

所述锚钉沿坡面长度方向的布置间距为50-150cm，沿坡面宽度方向的布置间距为50-300cm，所述锚钉孔Ⅰ的深度为30-80cm，直径为20-50cm。

本发明中，岩石坡面包括硬质岩、软质岩的岩质坡面等，在安装时，在岩石坡面钻取锚钉孔Ⅰ，并在锚钉孔Ⅰ内灌入砂浆，再将锚钉杆体插入砂浆内，固定锚钉杆体和锚头，最后用锚帽和锚扣Ⅰ将植生卷材固定在锚头上，安装方便。在安装时，锚钉锚固抗拔力不小于1KN，锚扣Ⅰ对植生卷材施加的压力不小于1KN。

进一步的是，所述坡面为构筑物坡面时，所述锚钉包括锚锥和锚扣Ⅱ；

所述锚锥包括上端的锥板和下端的锥杆，所述锥杆底端设有尖端，所述锚扣Ⅱ套设在所述锥杆上；

所述构筑物坡面设有与构筑物坡面垂直的锚钉孔Ⅱ，所述锚钉孔Ⅱ内设有锚塞，所述锚钉的锚锥穿过植生卷材，垂直插入所述锚塞内，所述植生卷材位于所述锚扣Ⅱ下端；

所述锚钉沿坡面长度方向的布置间距为50-150cm，沿坡面宽度方向的布置间距为50-300cm，所述锚钉孔Ⅱ的深度为40-150cm，直径为6-15cm。

本发明中，构筑物坡面包括混凝土、浆砌片石、完整基岩等的坡面、挡土墙、建筑物等，在安装时，在构筑物坡面钻取锚钉孔Ⅱ，并在锚钉孔Ⅱ内插入锚塞，再将穿有锚扣Ⅱ的锚锥穿过植生卷材，将锥杆底端插入锚塞内，以固定植生卷材。在安装时，锚钉锚固抗拔力不小于1KN，锚扣Ⅱ对植生卷材施加的压力不小于1KN。

进一步的是，所述坡面上安装有框架支挡，所述框架支挡包括多个方形结构的框架支挡单元，所述框架支挡单元包括框架横梁、框架竖梁以及设置在所述框架横梁上连通相邻两个框架支挡单元的框架排水孔。

所述锚钉穿过植生卷材，将植生卷材固定安装在每个框架支挡单元内。

本发明中，坡面安装有框架支挡，坡面一般不需要再进行混凝土护面或其它护面处理，框架施工完成后通过锚钉安装植生卷材，将植生卷材固定安装在每个框架支挡单元内，降雨从上端框架支挡单元的框架排水孔进入下端的框架支挡单元中。

进一步的是，所述植生卷材由多个倾斜的水分控制单元拼接而成；

所述水分控制单元包括由外到内依次设置的水温层、蒸发阻隔层、供水层、水袋层、导水层、增强网，以及，

固定水温层和增强网两端的增强带，

支撑上部分水温层和蒸发阻隔层间水流通道的水流通道支撑浮点，

设置在下部分水温层和蒸发阻隔层间的储水袋，

设置在上部分供水层和水袋层间的生根层。

本发明中，通过多个水分控制单元拼接成植生卷材，拼接方式安装方便，便于现场施工安装；水温层起覆盖和反射作用，并收集降雨和浇水；蒸发阻隔层的作用是阻止和减少供水层的水分蒸发；供水层的作用是将储水袋中的水分抽出并输送至植物生长部位，供给植物萌发和生长；水袋层的作用是与弯折后的水温层一起焊接制成储水袋，以收集水分；导水层起覆盖作用，防止下层土壤水分的蒸发，或者与阻水层形成水渗流通道；增强网的作用是提供植生卷材的力学强度；增强带的作用是增强植生卷材的力学强度；水流通道支撑浮点的作用是支撑蒸发阻隔层上端的水温层，使两者间形成水流通道，浇水或者降雨从水流通道进入导水层，在顺导水层进入进入储水袋储存；储水袋的作用是收集水流通道内的浇水或者降雨，形成水分富集区域，并作为供水层的水源；生根层的作用是为植物提供根系生长的空间和根系微环境。本发明中储水袋结构简单，制造容易，易于收纳，自重轻，未使用时，为扁平结构，少占用空间。

进一步的是，所述水温层和蒸发阻隔层上部分分别设置有入渗孔Ⅰ和入渗孔Ⅱ，以及相互对齐的萌发孔Ⅰ和萌发孔Ⅱ，所述入渗孔Ⅰ沿坡面方向设置有多个；

所述蒸发阻隔层末端开设有连通所述储水袋与供水层的供水孔；

所述水袋层和导水层上部分分别设置有生根孔Ⅰ和生根孔Ⅱ，水袋层和导水层上部分靠近储水袋端分别设置有相互对齐的下渗孔Ⅰ和下渗孔Ⅱ。

所述供水层和生根层间填充有基质颗粒和种子颗粒，所述种子颗粒靠近所述萌发孔Ⅱ。

本发明中，入渗孔Ⅰ、入渗孔Ⅱ、供水孔、下渗孔Ⅰ和下渗孔Ⅱ均为水流通孔，供浇水或者降雨流通；萌发孔Ⅰ和萌发孔Ⅱ为种子萌发后的幼苗出苗通道；生根孔Ⅰ和生根孔Ⅱ用于种子萌发后根系向下生长进入下层土壤中。基质颗粒崩解后可以为植物根系生长提供优良的环境，并可以控制养分的释放速度满足植物的生长需求，连续长期释放植物生化调节剂、病虫害防治剂，调控植物的生长；种子颗粒为种子通过丸化包衣制成的颗粒，可以控制种子萌发时间、提高种子发芽率、延长种子保存时间。

与此同时，本发明入渗孔Ⅰ沿斜坡方向设置有多个，即在每个水分控制单元上端沿斜坡方向设置有多个入渗孔Ⅰ；当储水袋完好时，浇水或降雨的水分因储水袋的阻挡，从设置在靠近储水袋的入渗孔Ⅰ进入植生卷材内部后，直接进入储水袋，当储水袋的水满后，再通过下渗孔Ⅰ和下渗孔Ⅱ进入土壤或者下一个储水袋中；当储水袋损坏时，浇水或降雨的水分可以从设置在顶端的入渗孔Ⅰ直接进入植生卷材内部，水流通过设置在其下的伸根孔和下渗孔直接进入土壤或者下一个储水袋中。

进一步的是，所述生根层和水袋层间设有水分控制层，所述水分控制层覆盖在所述下渗孔Ⅰ上端，所述水分控制层由可降解的不透水材料制成，降解时间为1-3年。水分控制层可控制储水袋中水分往下渗孔Ⅰ中流动，以便更好地控制植物生长。在降解前封闭水袋层下的下渗孔Ⅰ和一部分生根孔Ⅰ，减少水分进入坡面的量，避免土壤中水分过多造成坡面岩土剥落、碎落、碎屑流、泥流、冲蚀、侵蚀；在降解后，20-40％的水分直接经生根孔、下渗孔进入坡面，剩余的水进入储水袋储存，此时植物的根系已进入下层土壤中生长，水分进入下层土壤中可供植物根系吸收生长。

进一步的是，所述水分控制单元还包括渗水层和阻水层，所述渗水层和阻水层由外到内依次设置在导水层和增强网间；

顶端的水袋层和导水层上分别设置有相互对齐的入渗孔Ⅲ和入渗孔Ⅳ，靠近入渗孔Ⅳ下端的导水层和阻水层间设有水分阻隔坝，所述阻水层上设有生根孔Ⅲ。

本发明中，通过设置渗水层和阻水层，上端储水袋中水储存满后，水可直接进入下端储水袋，以便于工作人员浇水。上端储水袋水储存满后，水分经供水层、下渗孔Ⅰ和下渗孔Ⅱ后，进入渗水层形成的水渗流通道中，然后进入下端水分控制单元中，由于水分阻隔坝的阻挡，经入渗孔Ⅳ和入渗孔Ⅲ后，进入生根层和供水层，并从供水层进入下一个储水袋中储存，与此同时，一部分水从生根孔进入下层土壤。

进一步的是，所述水温层、蒸发阻隔层、水袋层、导水层和阻水层均为不透水、不透光、抗老化的薄膜材料；

所述供水层由吸水性材料制成，一端伸入储水袋中，一端与种子颗粒、基质颗粒和生根层形成的植物生长部位连接；

所述增强网和增强带均由高强度和抗老化的材料制成，提高植生卷材的力学强度；

所述生根层由麻布、植物纤维毯、岩棉毯和/或无纺布材料制成；

所述基质颗粒由肥料、杀菌剂、植物生长调节剂、病虫害防治剂和/或有机质材料复合而成，基质颗粒吸水后，通过崩解剂的膨胀，将颗粒崩解开，通过有机质、吸水剂的吸水保水，为植物生长提供水分，并通过有机质为植物根系提供生长环境，同时添加植物生化调控剂、微生物菌剂来调控、促进植物生长；

所述种子颗粒内部包括种子、杀菌剂、植物生长调节剂和病虫害防治剂，控制种子萌发时间、提高种子发芽率、延长种子保存时间；

所述渗水层由纤维网、布料和/或纤维毯材料制成，填充于导水层与阻水层形成水渗流通道中，起到水流通道的作用。

所述水分阻隔坝通过热焊或涂覆胶粘导水层和渗水层制成。

本发明的有益效果：

本发明的护坡装置，巧妙精准地截断了、化解了、抵挡了引起坡面问题的三大成因：在水力成因方面，该装置的水分控制层截留了85％的降水量，解决了前两年水力成因造成的坡面岩土体的软化问题；该装置的植生卷材通过覆盖消减了70％的风化进程，解决了风化成因造成的松散岩土体来源问题；通过该装置内的植物根系在岩土体里的生长实现土壤的加筋与锚固，提高两年后及长期饱和水分条件下厚度1.5米以内的岩土体的强度，抵抗重力造成的岩土体不稳定。本发明的植生卷材、锚钉与种植的植物构造协同，彻底可靠地解决了坡面落石、剥落、碎落、碎屑流、泥流、冲蚀、侵蚀七大问题。

本发明的护坡装置，可替代现有客土喷播护坡、喷混植生护坡、土工格室护坡、生态袋护坡、浆砌护坡、骨架护坡、孔窗护坡、混凝土喷射护坡等传统护坡方案；与此同时施工简单，只需在坡面钻孔后，用锚钉将植生卷材固定在坡面上即可，只需使用凿岩机、空压机、发电机、洒水车等机具。

本发明的护坡装置，可直接收集、储存自然降水，并将水输送至种子或植物根系中，满足植物生长的水分需求；也可以通过只在坡面顶端浇水，上端储水袋储满后，水流可直接进入下端储水袋，减少工作人员工作量以及浇水设备成本；可设置为多种空间结构形式，适用于不同的坡度条件，可以应用于治沙工程、水保工程、护坡工程、绿化工程、墙面工程和屋面工程等领域，以起到生态防护、景观绿化、保温节能、水土保持和防沙治沙的作用。

附图说明

图1为本发明坡面为土石坡面、岩石坡面和构筑物坡面的示意图；

图2为本发明图1中的断面图；

图3为本发明坡面为土石坡面时使用的锚钉示意图；

图4为本发明坡面为岩石坡面时使用的锚钉示意图；

图5为本发明坡面为构筑物坡面时使用的锚钉示意图；

图6为本发明坡面上安装有框架支挡的示意图；

图7为本发明图6中的断面图；

图8为本发明实施例5的示意图；

图9为图8中A-A剖视图中一个水分控制单元示意图；

图10为图8中B-B剖视图中一个水分控制单元示意图；

图11为本发明实施例6的示意图；

图12为图11中C-C剖视图中一个水分控制单元示意图；

图13为图11中D-D剖视图中一个水分控制单元示意图；

图中：01、植生卷材；02、锚钉；021、锚帽；022、锚扣Ⅰ；023、锚片；024、锚头；025、锚钉杆体；026、锚钉孔Ⅰ；027、砂浆；02-1、锚锥；02-2、锚扣Ⅱ；02-3、锚钉孔Ⅱ；02-4、锚塞；03、坡面；04、框架支挡；041、框架横梁；042、框架竖梁；043、框架排水孔；1、水温层；1-1、入渗孔Ⅰ；1-2、萌发孔Ⅰ；2、蒸发阻隔层；2-1、入渗孔Ⅱ；2-2、萌发孔Ⅱ；2-3、供水孔；3、供水层；4、水袋层；4-1、生根孔Ⅰ；4-2、下渗孔Ⅰ；4-3、入渗孔Ⅲ；5、导水层；5-1、生根孔Ⅱ；5-2、下渗孔Ⅱ；5-3、入渗孔Ⅳ；6、增强网；7、增强带；8、水流通道支撑浮点；9、储水袋；10、生根层；11、基质颗粒；12、种子颗粒；13、水分控制层；14、渗水层；15、阻水层；15-1、生根孔Ⅲ；16、水分阻隔坝。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

一种护坡装置，如图1、2和3所示，包括：用于护坡的植生卷材01，植生卷材01通过对水分的拦截和入渗，实现对水分的收集，并将收集的水分抽取输送至植物根系；用于固定植生卷材01的锚钉02，锚钉02穿过植生卷材01，将植生卷材01固定在坡面03上。

锚钉02包括锚帽021、锚扣Ⅰ022、锚片023、锚头024和锚钉杆体025；

锚帽021通过螺纹安装在锚头024上端，锚扣Ⅰ022套接在锚头024上端且位于锚帽021下端，锚片023和锚头024为一体结构，锚片023位于锚扣Ⅰ022下端，锚头024顶端设有尖端，底端固定在锚钉杆体025内，锚钉杆体025为管体结构，锚钉杆体025底端设有尖端；

锚钉02穿过植生卷材01，垂直插入土石坡面03中，植生卷材01位于锚扣Ⅰ022和锚片023间；锚钉02沿坡面03长度方向的布置间距为50-150cm，沿坡面03宽度方向的布置间距为50-300cm。

本实施例中，坡面03为土石坡面，土石坡面包括土质坡面、卵石土坡面、碎石土坡面、土夹石坡面等。安装时，通过将锚钉杆体025插入土石坡面内，固定锚钉杆体025和锚头024，然后用锚帽021和锚扣Ⅰ022将植生卷材01固定在锚头024上。在安装时，锚钉锚固抗拔力不小于1KN，锚扣Ⅰ022对植生卷材01施加的压力不小于1KN。

实施例2

一种护坡装置，如图1、2和4所示，包括：用于护坡的植生卷材01，植生卷材01通过对水分的拦截和入渗，实现对水分的收集，并将收集的水分抽取输送至植物根系；用于固定植生卷材01的锚钉02，锚钉02穿过植生卷材01，将植生卷材01固定在坡面03上。

锚钉02包括锚帽021、锚扣Ⅰ022、锚片023、锚头024和锚钉杆体025；

锚帽021通过螺纹安装在锚头024上端，锚扣Ⅰ022套接在锚头024上端且位于锚帽021下端，锚片023和锚头024为一体结构，锚片023位于锚扣Ⅰ022下端，锚头024顶端设有尖端，底端固定在锚钉杆体025内，锚钉杆体025为管体结构，锚钉杆体025底端设有尖端；

岩石坡面设有与岩石坡面垂直的锚钉孔Ⅰ026，锚钉孔Ⅰ026内填充有砂浆027；锚钉02穿过植生卷材01，垂直插入锚钉孔Ⅰ026的砂浆027中，植生卷材01位于锚扣Ⅰ022和锚片023间；锚钉02沿坡面03长度方向的布置间距为50-150cm，沿坡面03宽度方向的布置间距为50-300cm，锚钉孔Ⅰ026的深度为30-80cm，直径为20-50cm。

本实施例中，坡面03为岩石坡面，岩石坡面包括硬质岩、软质岩的岩质坡面等。安装时，首先在岩石坡面钻取锚钉孔Ⅰ026，并在锚钉孔Ⅰ026内灌入砂浆027，再将锚钉杆体025插入砂浆027内，固定锚钉杆体025和锚头024，最后用锚帽021和锚扣Ⅰ022将植生卷材01固定在锚头024上。安装时，锚钉02锚固抗拔力不小于1KN，锚扣Ⅰ022对植生卷材01施加的压力不小于1KN。

实施例3

一种护坡装置，如图1、2和5所示，包括：用于护坡的植生卷材01，植生卷材01通过对水分的拦截和入渗，实现对水分的收集，并将收集的水分抽取输送至植物根系；用于固定植生卷材01的锚钉02，锚钉02穿过植生卷材01，将植生卷材01固定在坡面03上。

锚钉02包括锚锥02-1和锚扣Ⅱ02-2；锚锥02-1包括上端的锥板和下端的锥杆，锥杆底端设有尖端，锚扣Ⅱ02-2套设在锥杆上。

构筑物坡面设有与构筑物坡面垂直的锚钉孔Ⅱ02-3，锚钉孔Ⅱ02-3内设有锚塞02-4，锚钉02的锚锥02-1穿过植生卷材01，垂直插入锚塞02-4内，植生卷材01位于锚扣Ⅱ02-2下端；锚钉02沿坡面03长度方向的布置间距为50-150cm，沿坡面03宽度方向的布置间距为50-300cm，锚钉孔Ⅱ02-3的深度为40-150cm，直径为6-15cm。

本实施例中，坡面03为构筑物坡面，构筑物坡面包括混凝土、浆砌片石、完整基岩等的坡面、挡土墙、建筑物等。安装时，在构筑物坡面钻取锚钉孔Ⅱ02-3，并在锚钉孔Ⅱ02-3内插入锚塞02-4，再将穿有锚扣Ⅱ02-2的锚锥02-1穿过植生卷材01，将锥杆底端插入锚塞02-4内，以固定植生卷材01。安装时，锚钉02锚固抗拔力不小于1KN，锚扣Ⅱ02-2对植生卷材01施加的压力不小于1KN。

实施例4

一种护坡装置，如图6和7所示，坡面03上安装有框架支挡04，框架支挡04包括多个方形结构的框架支挡单元，框架支挡单元包括框架横梁041、框架竖梁042以及设置在框架横梁041上连通相邻两个框架支挡单元的框架排水孔043；锚钉02穿过植生卷材01，将植生卷材01固定安装在每个框架支挡单元内。

本实施例中，坡面安装有框架支挡04，坡面一般不需要再进行混凝土护面或其它护面处理，框架施工完成后通过锚钉02安装植生卷材01，将植生卷材01固定安装在每个框架支挡单元内，降雨从上端框架支挡单元的框架排水孔043进入下端的框架支挡单元中。

实施例5

一种护坡装置，本实施例在实施例1、2或4的基础上，如图8-10所示，植生卷材01由多个倾斜的水分控制单元拼接而成；

水分控制单元包括由外到内依次设置的水温层1、蒸发阻隔层2、供水层3、水袋层4、导水层5、增强网6，各层之间通过热焊复合的方式连接复合在一起，以及，

固定水温层1和增强网6两端的增强带7，

支撑上部分水温层1和蒸发阻隔层2间水流通道的水流通道支撑浮点8，

设置在下部分水温层1和蒸发阻隔层2间的储水袋9，

设置在上部分供水层3和水袋层4间的生根层10，

供水层3和生根层10间填充的基质颗粒11和种子颗粒12，

设置在生根层10和水袋层4间的水分控制层13，水分控制层13由可降解的不透水材料制成，降解时间为1-3年，例如改性淀粉基聚乙烯薄膜。

作为本实施例的优化方案，水温层1和蒸发阻隔层2上部分分别设置有入渗孔Ⅰ1-1和入渗孔Ⅱ2-1，以及相互对齐的萌发孔Ⅰ1-2和萌发孔Ⅱ2-2，入渗孔Ⅰ1-1沿坡面方向设置有多个；蒸发阻隔层2末端开设有连通储水袋9与供水层3的供水孔2-3；水袋层4和导水层5上部分分别设置有生根孔Ⅰ4-1和生根孔Ⅱ5-1，水袋层4和导水层5上部分靠近储水袋9端分别设置有相互对齐的下渗孔Ⅰ4-2和下渗孔Ⅱ5-2，水分控制层13覆盖在下渗孔Ⅰ4-2上端。

作为本实施例的优化方案，水温层1、蒸发阻隔层2、水袋层4和导水层5均为不透水、不透光、抗老化的薄膜材料，例如PVDF复合薄膜、铝箔复合膜；供水层3由吸水性材料制成，如吸水性布料、无纺布、纤维绳等材料；增强网6和增强带7均由高强度和抗老化的材料制成，如玻璃纤维网、布等材料；生根层10由麻布、植物纤维毯、岩棉毯和/或无纺布材料制成；基质颗粒11由肥料、杀菌剂、植物生长调节剂、病虫害防治剂和/或有机质材料复合而成；种子颗粒12内部包括种子、杀菌剂、植物生长调节剂和病虫害防治剂。

为了更好的理解本实施例，下面对本实施例的工作原理作一次完整的描述：

在水分控制层13降解前，浇水或者降雨时，水分通过入渗孔Ⅰ1-1、水流通道支撑浮点8形成的水流通道、入渗孔Ⅱ2-1和供水层3，进入储水袋9中储存，当储水袋9中水分储存满后，水分从植生卷材表面排走。

在水分控制层13降解后，浇水或者降雨时，水分通过入渗孔Ⅰ1-1、水流通道支撑浮点8形成的水流通道、入渗孔Ⅱ2-1和供水层3，进入储水袋9中储存，当储水袋9中水分储存满后，水分通过下渗孔Ⅰ4-2和下渗孔Ⅱ5-2进入下层土壤中。

在植物生长期间，储水袋9中的水分，通过供水孔2-3进入供水层3，由供水层3输送至种子颗粒12、基质颗粒11和生根层10形成的植物生长部位进行利用。种子颗粒12的种子萌发后，从萌发孔Ⅰ1-2和萌发孔Ⅱ2-2伸出植生卷材，植物的根系则由生根孔Ⅰ4-1和生根孔Ⅱ5-1进入下层的土壤中。

与此同时，本发明在每个水分控制单元上端沿斜坡方向设置有多个入渗孔Ⅰ1-1，当储水9完好时，浇水或降雨的水分因储水袋9的阻挡，从设置在靠近储水袋9的入渗孔Ⅰ1-1进入植生卷材内部后，直接进入储水袋9，当储水袋9的水满后，在水分控制层13降解前，水分从植生卷材表面排走，在分控制层13降解后，通过下渗孔Ⅰ4-2和下渗孔Ⅱ5-2进入土壤中；当储水袋9损坏时，浇水或降雨的水分可以从设置在顶端的入渗孔Ⅰ1-1直接进入植生卷材内部，水流通过设置在其下的生根孔Ⅰ4-1、生根孔Ⅱ5-1、下渗孔Ⅰ4-2和/或下渗孔Ⅱ5-2直接进入土壤中。

实施例6

一种护坡装置，本实施例在实施例1、2或4的基础上，如图11-13所示，植生卷材01由多个倾斜的水分控制单元拼接而成；

水分控制单元包括由外到内依次设置的水温层1、蒸发阻隔层2、供水层3、水袋层4、导水层5、渗水层14、阻水层15、增强网6，各层之间通过热焊复合的方式连接复合在一起，以及，

固定水温层1和增强网6两端的增强带7，

支撑上部分水温层1和蒸发阻隔层2间水流通道的水流通道支撑浮点8，

设置在下部分水温层1和蒸发阻隔层2间的储水袋9，

设置在上部分供水层3和水袋层4间的生根层10，

供水层3和生根层10间填充的基质颗粒11和种子颗粒12，

设置在导水层5和阻水层15间的水分阻隔坝16。

作为本实施例的优化方案，水温层1和蒸发阻隔层2上部分分别设置有入渗孔Ⅰ1-1和入渗孔Ⅱ2-1，以及相互对齐的萌发孔Ⅰ1-2和萌发孔Ⅱ2-2，入渗孔Ⅰ1-1沿斜坡方向设置有多个；蒸发阻隔层2末端开设有连通储水袋9与供水层3的供水孔2-3；水袋层4、导水层5和阻水层15上部分分别设置有生根孔Ⅰ4-1、生根孔Ⅱ5-1和生根孔Ⅲ15-1，水袋层4和导水层5上部分靠近储水袋9端分别设置有相互对齐的下渗孔Ⅰ4-2和下渗孔Ⅱ5-2；顶端的水袋层4和导水层5上分别设置有相互对齐的入渗孔Ⅲ4-3和入渗孔Ⅳ5-3，水分阻隔坝16靠近入渗孔Ⅳ5-3。

作为本实施例的优化方案，水温层1、蒸发阻隔层2、水袋层4、导水层5和阻水层15均为不透水、不透光、抗老化的薄膜材料；供水层3由吸水性材料制成，如吸水性布料、无纺布、纤维绳等材料；增强网6和增强带7均由高强度和抗老化的材料制成，如玻璃纤维网、布等材料；生根层10由麻布、植物纤维毯、岩棉毯和/或无纺布材料制成；基质颗粒11由肥料、杀菌剂、植物生长调节剂、病虫害防治剂和/或有机质材料复合而成，种子颗粒12内部包括种子、杀菌剂、植物生长调节剂和病虫害防治剂；渗水层14由纤维网、布料和/或纤维毯材料制成；水分阻隔坝16通过热焊或涂覆胶粘导水层5和渗水层14制成。

为了更好的理解本实施例，下面对本实施例的工作原理作一次完整的描述：

工作人员在植生卷材顶端浇水时，在顶端的水分控制单元内，水分通过入渗孔Ⅰ1-1、水流通道支撑浮点8形成的水流通道、入渗孔Ⅱ2-1和供水层3，进入储水袋9中储存；当顶端储水袋9中水分储存满后，水分经供水层3、下渗孔Ⅰ4-2和下渗孔Ⅱ5-2后，进入渗水层14形成的水渗流通道中，然后进入下端的水分控制单元中，由于下端水分控制单元内的水分阻隔坝16的阻挡，水分经入渗孔Ⅳ5-3和入渗孔Ⅲ4-3后，进入供水层3和生根层10内，并通过供水层3进入下一个储水袋9中储存；第二个储水袋9储满后，水流再进入下一个储水袋中，依次类推。工作人员只在顶端浇水，就能让其余的储水袋9储满水，减少了工作人员工作量以及浇水设备成本。

在植物生长期间，储水袋9中的水，通过供水孔2-3进入供水层3，由供水层3输送至植物生长部位进行利用。种子颗粒12的种子萌发后，从萌发孔Ⅰ1-2和萌发孔Ⅱ2-2伸出植生卷材，植物的根系，则由生根孔Ⅰ4-1、生根孔Ⅱ5-1和生根孔Ⅲ15-1进入下层的土壤中。

与此同时，本发明在每个水分控制单元上端沿斜坡方向设置有多个入渗孔Ⅰ1-1，当储水袋9完好时，浇水的水分因顶端储水袋9的阻挡，从设置在靠近顶端储水袋9的入渗孔Ⅰ1-1进入植生卷材内部后，直接进入储水袋9，当储水袋9的水满后，水分从供水层3、下渗孔Ⅰ4-2和下渗孔Ⅱ5-2后，进入渗水层14形成的水渗流通道中，然后进入下层的储水袋9中储存；当储水袋9损坏时，浇水的水分可以从设置在顶端的入渗孔Ⅰ1-1直接进入植生卷材内部，水流通过设置在其下的生根孔Ⅰ4-1、生根孔Ⅱ5-1、生根孔Ⅲ15-1、下渗孔Ⅰ4-2和/或下渗孔Ⅱ5-2直接进入土壤中。

上述实施例中，实施例5的植生卷材适用于在坡面投影面积上年有效降水量≥200mm，坡度1:5-1:0.3的坡面。实施例6的植生卷材适用于和浇水的节水站配合使用，用于坡度1:5-1:90的，在坡面投影面积上年有效降水量＜200mm的坡面。

本发明的护坡装置，巧妙精准地截断了、化解了、抵挡了引起坡面问题的三大成因：在水力成因方面，该装置的水分控制层截留了85％的降水量，解决了前两年水力成因造成的坡面岩土体的软化问题；该装置的植生卷材通过覆盖消减了70％的风化进程，解决了风化成因造成的松散岩土体来源问题；通过该装置内的植物根系在岩土体里的生长实现土壤的加筋与锚固，提高两年后及长期饱和水分条件下厚度1.5米以内的岩土体的强度，抵抗重力造成的岩土体不稳定。本发明的植生卷材、锚钉与种植的植物构造协同，彻底可靠地解决了坡面落石、剥落、碎落、碎屑流、泥流、冲蚀、侵蚀七大问题。

本发明的护坡装置，适用于公路工程、铁路工程、水电工程、市政工程等的坡面的防护、绿化和装饰；适用于路堑坡面、路堤坡面、隧道洞门及仰坡面、桥墩及锥体面、涵洞门及仰坡面、站场及建筑场地坡面、大坝坝体及渠道坡面、取土及弃土场坡面的防护、绿化和装饰；适用于挡土墙、土钉墙、抗滑桩、锚杆框架等支挡结构表面的防护、绿化和装饰。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种护坡装置，其特征在于，包括：

用于护坡的植生卷材(01)，所述植生卷材(01)通过对水分的拦截和入渗，实现对水分的收集，并将收集的水分抽取输送至植物根系；

用于固定植生卷材(01)的锚钉(02)，所述锚钉(02)穿过所述植生卷材(01)，将植生卷材(01)固定在坡面(03)上。

2.根据权利要求1所述的一种护坡装置，其特征在于，所述锚钉(02)包括锚帽(021)、锚扣Ⅰ(022)、锚片(023)、锚头(024)和锚钉杆体(025)；

所述锚帽(021)通过螺纹安装在锚头(024)上端，所述锚扣Ⅰ(022)套接在锚头(024)上端且位于锚帽(021)下端，所述锚片(023)和锚头(024)为一体结构，锚片(023)位于锚扣Ⅰ(022)下端，所述锚头(024)顶端设有尖端，底端固定在锚钉杆体(025)内，所述锚钉杆体(025)为管体结构，锚钉杆体(025)底端设有尖端；

优选的，所述坡面(03)为土石坡面，所述锚钉(02)穿过植生卷材(01)，垂直插入土石坡面中，植生卷材(01)位于所述锚扣Ⅰ(022)和锚片(023)间；

所述锚钉(02)沿坡面(03)长度方向的布置间距为50-150cm，沿坡面(03)宽度方向的布置间距为50-300cm。

3.根据权利要求1所述的一种护坡装置，其特征在于，所述锚钉(02)包括锚帽(021)、锚扣Ⅰ(022)、锚片(023)、锚头(024)和锚钉杆体(025)；

所述锚帽(021)通过螺纹安装在锚头(024)上端，所述锚扣Ⅰ(022)套接在锚头(024)上端且位于锚帽(021)下端，所述锚片(023)和锚头(024)为一体结构，锚片(023)位于锚扣Ⅰ(022)下端，所述锚头(024)顶端设有尖端，底端固定在锚钉杆体(025)内，所述锚钉杆体(025)为管体结构，锚钉杆体(025)底端设有尖端；

优选的，所述坡面(03)为岩石坡面，所述岩石坡面设有与岩石坡面垂直的锚钉孔Ⅰ(026)，所述锚钉孔Ⅰ(026)内填充有砂浆(027)；所述锚钉(02)穿过植生卷材(01)，垂直插入锚钉孔Ⅰ(026)的砂浆(027)中，所述植生卷材(01)位于所述锚扣Ⅰ(022)和锚片(023)间；

所述锚钉(02)沿坡面(03)长度方向的布置间距为50-150cm，沿坡面(03)宽度方向的布置间距为50-300cm，所述锚钉孔Ⅰ(026)的深度为30-80cm，直径为20-50cm。

4.根据权利要求1所述的一种护坡装置，其特征在于，所述锚钉(02)包括锚锥(02-1)和锚扣Ⅱ(02-2)；

所述锚锥(02-1)包括上端的锥板和下端的锥杆，所述锥杆底端设有尖端，所述锚扣Ⅱ(02-2)套设在所述锥杆上；

优选的，所述坡面(03)为构筑物坡面，所述构筑物坡面设有与构筑物坡面垂直的锚钉孔Ⅱ(02-3)，所述锚钉孔Ⅱ(02-3)内设有锚塞(02-4)，所述锚钉(02)的锚锥(02-1)穿过植生卷材(01)，垂直插入所述锚塞(02-4)内，所述植生卷材(01)位于所述锚扣Ⅱ(02-2)下端；

所述锚钉(02)沿坡面(03)长度方向的布置间距为50-150cm，沿坡面(03)宽度方向的布置间距为50-300cm，所述锚钉孔Ⅱ(02-3)的深度为40-150cm，直径为6-15cm。

5.根据权利要求1所述的一种护坡装置，其特征在于，所述坡面(03)上安装有框架支挡(04)，所述框架支挡(04)包括多个方形结构的框架支挡单元，所述框架支挡单元包括框架横梁(041)、框架竖梁(042)以及设置在所述框架横梁(041)上连通相邻两个框架支挡单元的框架排水孔(043)；

所述锚钉(02)穿过植生卷材(01)，将植生卷材(01)固定安装在每个框架支挡单元内。

6.根据权利要求2-5任一项权利要求所述的一种护坡装置，其特征在于，所述植生卷材(01)由多个倾斜的水分控制单元拼接而成；

所述水分控制单元包括由外到内依次设置的水温层(1)、蒸发阻隔层(2)、供水层(3)、水袋层(4)、导水层(5)、增强网(6)，以及，

固定水温层(1)和增强网(6)两端的增强带(7)，

支撑上部分水温层(1)和蒸发阻隔层(2)间水流通道的水流通道支撑浮点(8)，

设置在下部分水温层(1)和蒸发阻隔层(2)间的储水袋(9)，

设置在上部分供水层(3)和水袋层(4)间的生根层(10)。

7.根据权利要求6所述的一种护坡装置，其特征在于，所述水温层(1)和蒸发阻隔层(2)上部分分别设置有入渗孔Ⅰ(1-1)和入渗孔Ⅱ(2-1)，以及相互对齐的萌发孔Ⅰ(1-2)和萌发孔Ⅱ(2-2)，所述入渗孔Ⅰ(1-1)沿坡面方向设置有多个；

所述蒸发阻隔层(2)末端开设有连通所述储水袋(9)与供水层(3)的供水孔(2-3)；

所述水袋层(4)和导水层(5)上部分分别设置有生根孔Ⅰ(4-1)和生根孔Ⅱ(5-1)，水袋层(4)和导水层(5)上部分靠近储水袋(9)端分别设置有相互对齐的下渗孔Ⅰ(4-2)和下渗孔Ⅱ(5-2)。

所述供水层(3)和生根层(10)间填充有基质颗粒(11)和种子颗粒(12)，所述种子颗粒(12)靠近所述萌发孔Ⅱ(2-2)。

8.根据权利要求7所述的一种护坡装置，其特征在于，所述生根层(10)和水袋层(4)间设有水分控制层(13)，所述水分控制层(13)覆盖在所述下渗孔Ⅰ(4-2)上端，所述水分控制层(13)由可降解的不透水材料制成，降解时间为1-3年。

9.根据权利要求7所述的一种护坡装置，其特征在于：所述水分控制单元还包括渗水层(14)和阻水层(15)，所述渗水层(14)和阻水层(15)由外到内依次设置在导水层(5)和增强网(6)间；

顶端的水袋层(4)和导水层(5)上分别设置有相互对齐的入渗孔Ⅲ(4-3)和入渗孔Ⅳ(5-3)，靠近入渗孔Ⅳ(5-3)下端的导水层(5)和阻水层(15)间设有水分阻隔坝(16)，所述阻水层(15)上设有生根孔Ⅲ(15-1)。

10.根据权利要求9所述的一种护坡装置，其特征在于，

所述水温层(1)、蒸发阻隔层(2)、水袋层(4)、导水层(5)和阻水层(15)均为不透水、不透光、抗老化的薄膜材料；

所述供水层(3)由吸水性材料制成；

所述增强网(6)和增强带(7)均由高强度和抗老化的材料制成；

所述生根层(10)由麻布、植物纤维毯、岩棉毯和/或无纺布材料制成；

所述基质颗粒(11)由肥料、杀菌剂、植物生长调节剂、病虫害防治剂和/或有机质材料复合而成；

所述种子颗粒(12)内部包括种子、杀菌剂、植物生长调节剂和病虫害防治剂；

所述渗水层(14)由纤维网、布料和/或纤维毯材料制成；

所述水分阻隔坝(16)通过热焊或涂覆胶粘导水层(5)和渗水层(14)制成。