CN111321700B - 一种防冲刷和防滑坡堰塞的过流消能式生态护岸方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种防冲刷和防滑坡堰塞的过流消能式生态护岸方法,针对降雨和河流冲刷等作用对岸坡土体产生的冲刷、淘蚀和崩岸破坏,以及滑坡堰塞河道的问题,利用亲水性(水生)植物联合土工合成材料做成透水、消能式的生态护岸的结构,该结构能同时起到过水流、防冲刷及防滑坡导致河道堰塞无法消洪的综合作用。根据此构思,本发明分为修筑植物顺坝的护岸方法和修筑植物丁坝的护岸方法,这两种方法属于同一发明构思。进行生态护岸时,根据具体河岸环境和防护需要,可同时修筑植物顺坝和植物丁坝,也可选择其中一种进行修筑护岸。本发明方法能够同时实现河道的防岸坡冲刷破坏、防滑坡堰塞河道、生态护岸以及生态护岸的耐久性。

Description

一种防冲刷和防滑坡堰塞的过流消能式生态护岸方法
技术领域
本发明属于生态护岸和防灾减灾工程领域,具体为一种防冲刷和防滑坡堰塞的过流消能式生态护岸方法。
背景技术
为了防止降雨和河流冲刷等作用对岸坡土体产生的冲刷、淘蚀和崩岸等形式的破坏,目前的护岸措施仍然主要表现为硬质护岸的结构形式:
①例如干砌块石、浆砌块石、铰链模袋混凝土沉排、预制混凝土六方块、预制混凝土四方块等的水上护岸型式。
②例如抛石、铰链混凝土板沉排、铰链模袋混凝土沉排、软体排、土工织物砂排、四面六边透水框架群、钢筋混凝土网架促淤沉箱等的水下护脚型式。
③例如枯水平台以下在坡脚堆石、打桩、石笼、软体排等防护措施,枯水平台以上采用浆砌或干砌块石、无纺布反滤层上覆碎石层或干砌块体、混凝土预制块、模袋混凝土护岸。
上述传统的工程措施可以防治由于坡脚的水流冲刷掏空了河岸的基土而形成河岸的崩塌,但较少考虑护岸与河流生态之间的关系,目前热议的“工程水利”与“生态水利”这对矛盾就是一例。
在植物生态护岸技术的研究方面,国内起步相对较晚。近年来以水利部的董哲仁教授为代表的一些学者提出了生态水利工程的原理和技术。上海、浙江、江苏和广东等经济发达地区和中西部部分城市在国家水利专项等项目的支持下,开展了一些生态河道治理示范工程,例如抛石护脚联合植草护岸、木桩联合植被复合护岸等,一般都强调“坡上添绿”的园林思维和城市景观水利的概念。在有关生态护岸的研究和实践中,在能够实现工程效用的研究方面,例如过水流消能式的生态护岸结构、防岸坡冲刷破坏、防滑坡堰塞河道以及生态护岸结构的耐久性等方面,都缺少深入有效的技术手段。
发明内容
本发明的目的在于针对现有河流冲刷岸坡工程及岸坡滑坡堰塞河道无法消洪等问题,提供一种防冲刷和防滑坡堰塞的过流消能式生态护岸方法,同时实现河道的防岸坡冲刷破坏、防滑坡堰塞河道、生态护岸以及生态护岸的耐久性。
本发明是发明人基于国家自然科学基金项目(No:51579167,41977239)、四川省重点研发基金项目(2020YFS0295)、四川省国际科技创新合作/港澳台科技创新合作项目(2019YFH0076)的资助而提出。
本发明针对降雨和河流冲刷等作用对岸坡土体产生的冲刷、淘蚀和崩岸破坏,以及滑坡堰塞河道的问题,利用亲水性(水生)植物联合土工合成材料做成透水、消能式的生态护岸的结构,该结构能同时起到过水流、防冲刷及防滑坡导致河道堰塞无法消洪的综合作用。根据此构思,本发明分为修筑植物顺坝的护岸方法和修筑植物丁坝的护岸方法,这两种方法属于同一发明构思。进行生态护岸时,根据具体河岸环境和防护需要,可同时修筑植物顺坝和植物丁坝,也可选择其中一种进行修筑护岸。
本发明提供的防冲刷和防滑坡堰塞的过流消能式生态护岸的方法一:修筑植物顺坝的方法,包括以下步骤:
(1)在河岸天然岸坡的坡脚和坡脚下的河滩上沿水流走向铺设无纺布或石笼网片,穿过无纺布或石笼网片在岸坡和河滩种植亲水性小树或插入扦插类植物树枝,扎根的小树或树枝作为利用植物根系将坝体与岸坡和河滩连接的第一层植物锚杆;
(2)在无纺布或石笼网片上均匀铺设坝体砌料块,所述坝体砌料块为装有固化水泥土块的生态袋、装有石块的石笼网袋和聚氨酯固化碎石块体中的至少一种,在铺设过程中在坝体砌料块形成的间隙中种植亲水性植物,作为利用植物根系对坝体加固的第二层植物锚杆;铺设过程中同时将步骤(1)作为植物锚杆的小树或树枝穿过坝体砌料块之间的间隙露出坝体;
(3)将岸坡上的无纺布或石笼网片的上部边缘与河滩上的无纺布或石笼网片的下部边缘拉拢并固定将坝体砌料块和植物下部根茎包裹成一体,形成沿岸坡坡脚的植物顺坝;或在坝体砌料块表层再铺设一层无纺布或石笼网片将全部坝体砌料块覆盖,铺设过程中将种植的植物穿过上层的无纺布或石笼网片,将上层无纺布和石笼网片与步骤(1)铺设的底层无纺布或石笼网片的边缘对应固定连接,将坝体砌料块和植物下部根茎包裹成一体,形成植物顺坝;岸坡上的水平或斜向伸出的植物和河滩上的垂直向的植物在生长过程中交叉成网格状,并将植物顺坝与岸坡连接成为一个整体;
(4)在坝顶种植亲水性灌丛植物。
以上步骤(1)的第一层植物锚杆和步骤(2)的第二层植物锚杆同时设置,或选择其中一层设置。
前序步骤岸坡上种植的第一层植物锚杆和坝体中种植的第二层植物锚杆成长到一定长度后交叉成网格状,与坝顶种植的亲水性灌丛植物(10)一起,形成高低错落的过水植物林,和坝体一起成为潜在滑坡堰塞后的过水通道。
本发明提供的防冲刷和防滑坡堰塞的过流消能式生态护岸方法二:修筑植物丁坝的方法,包括以下步骤:
(1)从天然岸坡坡脚起,在河滩上沿与水流方向呈一定夹角的方向铺设无纺布或石笼网片,穿过无纺布或石笼网片在河滩上种植亲水性小树或插入扦插类植物树枝,扎根的小树或树枝作为利用植物根系将坝体与岸坡和河滩连接的第一层植物锚杆(4);
(2)在无纺布或石笼网片上均匀铺设坝体砌料块,所述坝体砌料块为装有固化水泥土块的生态袋、装有石块的石笼网袋和聚氨酯固化碎石块体中的至少一种,坝体砌料块形成的间隙中种植亲水性植物,作为利用植物根系对坝体加固的第二层植物锚杆;铺设过程中同时将步骤(1)作为植物锚杆的小树或树枝穿过坝体砌料块之间的间隙露出坝体;
(3)将无纺布或石笼网片的沿坝体走向的两侧边缘向拉拢并固定,将坝体砌料块和植物下部根茎包裹成一体,形成与水流方向呈一定夹角的植物丁坝;或在坝体砌料块表层再铺设一层无纺布或石笼网片将全部坝体砌料块覆盖,铺设过程中将种植的植物穿过无纺布或石笼网片,上层无纺布和石笼网片与步骤(1)铺设的底层无纺布或石笼网片的边缘对应固定连接,将坝体砌料块以及种植的植物的下部根茎包裹成一体,形成与水流方向呈一定夹角的植物丁坝;
(4)在坝顶种植亲水性灌丛植物。
以上步骤(1)的第一层植物锚杆和步骤(2)的第二层植物锚杆同时设置,或选择其中一层设置。
本发明的以上技术方案中,进一步地,在步骤(2)铺设坝体砌料块,先铺设一层紧密排列的坝体砌料块基层,然后在基层上一边随机排布坝体砌料块,一边在坝体砌料块的缝隙中按照一定的排布顺序种植亲水性植物;种植的植物根部应与基层接触,并与种植间隙周围坝体砌料块靠紧以保持竖立。下层基层作为垫层基础,是为了提高植物顺坝和植物丁坝的稳固性,上层随机放置坝体砌料块是为了使砌料块之间保持稀疏,使坝体具有透水性。
进一步地,基层的顶部高程一般会低于河水位的高程;基层作为一个垫层基础,基层厚度优选为60~80厘米;修筑植物顺坝时,一般地,整个植物顺坝向岸坡上的延伸宽度约为1米,沿河滩的横向延伸宽度一般约为1至2米。
进一步地,为了防止河水冲击下坝体砌料袋袋口松开,最好将扎紧的袋口朝向下游方向,这样也可使植株间距较小(装满后袋宽一般约为30-40厘米)。
一步地,在垒砌基层的时候,按照上层砌料块对应下层砌料块之间的缝隙的方式进行垒砌。
进一步地,当仅采用底层无纺布或石笼网片包裹坝体砌料时,在铺设底层无纺布或石笼网片时,最好沿岸坡方向和河滩方向预留一定宽度以方便拉拢。在拉拢包裹的情况下,植物顺坝的横截面为扇形,植物丁坝的横截面为圆钝的矩形或矩形;当采用上下两层无纺布或石笼网片包裹坝体砌料时候,植物顺坝的横截面可以垒成扇形,也可以垒成规则的L形,从岸坡坡脚砌起的植物丁坝的横截面形状可自由垒砌成坝体型。一般地,需要将坝体沿坡面相对修筑较高,沿河滩修筑相对较宽时,采用上下层无纺布或石笼网片进行包裹坝体砌料。
本发明的以上技术方案中,进一步地,步骤(3)中将无纺布或石笼网片边缘合拢固定时候,对于无纺布采用拉结缝合绳进行缝合固定,对于石笼网片采用拉结钢丝绳进行绑扎固定。
本发明的以上技术方案中,进一步地,用作植物锚杆的植物可选用小柳树或柳枝,所述亲水性植物可选用小柳树、柳枝、芦苇、香根草中的至少一种,所述亲水性灌丛植物可选用菖蒲、芦苇等。
进一步地,所述亲水植物和用作植物锚杆的树苗或树枝,采用一年以上生的植株或扦插枝条,使植株根系锚于坝体(亲水植物)或岸坡中(植物锚杆)约40厘米长,露出坝顶约60厘米,同时要伸出水面以便长出枝叶。
本发明的以上技术方案中,进一步地,步骤(4)中种植亲水性灌丛植物时,对于生态袋或聚氨酯固化碎石块体,种植位置为生态袋或聚氨酯固化碎石块体之间的间隙,对于石笼网则种植在网洞内石缝中。在坝体下游侧面顺河水方向也可以扦插植株,用袋子重量压住植株根部。
进一步地,亲水性灌丛植物种植时,根据坝体砌料块间隙中的亲水植物以及用作植物锚杆的亲水植物形成的间隙确定种植位置,使灌丛植物与前序步骤种植的亲水性植物形成高低错落的植物林。
本发明的以上技术方案中,进一步地,所述坝体砌料块的大小以重量满足方便搬运和在岸坡、河滩上布置为宜。为了保证坝体的透水性,坝体砌料最好制作成多个大小不等的尺寸,且形状最好不规则,在基层上放置时大小不等的生态袋或石笼网袋或聚氨酯固化碎石块体随机放置,从而在保持稳定性的同时形成间隙保证坝体的透水性。而基层所用生态袋和石笼网袋或聚氨酯固化碎石块体可以是大小一致形状规则的,这样有利于排布成型,提高基层稳固性。
本发明的以上技术方案中,进一步地,所述生态袋中的固化水泥土块通过将水泥土或水泥土与其他辅料的混合物在添加水的情况下制作成块体形状后养护至一定强度得到,水泥固化土块相较散土不容易在水流冲刷下流失;所述石笼网袋中装填单粒结构的相互之间堆砌稳定的石块,石笼内的石块之间有足够的孔隙以保证透水性,大粒径的石块在外侧,小于孔径的石块放在里侧防止露出石笼袋,这样小颗粒不会从石笼网孔眼流失。所述聚氨酯固化碎石块体是通过将聚氨酯液体材料与2~4厘米粒径的石子混合均匀后装模粘接成透水块体得到。
本发明上述技术方案中,如果使用挖掘机直接挖掘河床砂石料,也可以不用坝体砌料块,而是直接使用一个完整的无纺布或石笼网外包砂石料成为一个整体的坝体。对于植物顺坝,将河床一侧的无纺布或石笼网片拉起,与岸坡上的无纺布或石笼网片围成U型,直接用挖掘机把河床砂石料放置在其中,同时再在砂石料面层覆盖一层无纺布或石笼网片,在砂石料中种植柳树、芦苇、香根草等亲水植物,再将无纺布或石笼网片边缘用拉结缝合绳固定成一体形成植物顺坝。对于植物丁坝,先在天然河床上铺设无纺布或石笼网片,将两侧的无纺布或石笼网拉起围成U型,直接用挖掘机把河床砂石料放置在其中,同时再在砂石料面层覆盖一层无纺布或石笼网片,在砂石料中种植柳树、芦苇、香根草等亲水植物,再将无纺布或石笼网片边缘用拉结缝合绳固定成一体形成植物丁坝。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1.本发明所述方法中,岸坡上的水平或斜向伸出的植物和河滩上的竖直生长的植物在生长过程中交叉成网格状,并将植物顺坝与岸坡连接成为一个整体,把植物顺坝、植物丁坝与岸坡连接成为一个整体,充分利用植物根系和枝茎的加筋作用,同时柳树枝、芦苇、香根草等的根系和枝茎将装有固化水泥土块的生态袋或装有石块的石笼网袋或聚氨酯固化碎石块体束笼成为整体布置于坡脚,大大增加了坡脚的稳定性和抗冲刷能力,且对鱼类和河流生态不会造成损害,反而有利。此外,由于植物具有再生性,因此彰显出很大的耐久性的优势。
2.一般情况下滑坡土体会堰塞河道,甚至形成堰塞湖。本发明的生态护岸结构由于联合利用了装有固化水泥土块的生态袋或装有石块的石笼网袋或聚氨酯固化碎石块体以及植物枝茎来过水流和消能,实现了河道不阻流护岸的良性循环。在可能发生滑坡的地段设置植物顺坝,滑坡后被埋没的植物顺坝可以作为一个类似泄洪洞的过水建筑物,帮助滑坡堰塞体实现河道堰塞后的过流消洪。
3.相对于灌砌块石和混凝土等传统的不透水丁坝结构,植物短丁坝由于其透水性就无需考虑上挑还是下挑、淹没式还是非淹没式,表现出较强的抗冲刷护岸的能力和良好的生态性。可以通过挑流和遮帘效应进行消能,减小河流对坡脚的冲刷力,保护滩岸,不会严重阻水形成紊乱的水流从而引起对岸或下游岸坡崩塌。由于植物丁坝的过流消能的作用,也减缓了河流对岸坡的冲刷,间接地起到护岸防冲刷的作用。
4.本发明所述方法与灌砌块石、混凝土等传统的重力式护岸形式相比,就近利用岸坡附近大量的石块或土体,将装有固化水泥土块的生态袋或装有石块的石笼网袋或聚氨酯固化碎石块体联合柳树枝、芦苇、香根草等植物,做成植物顺坝和植物短丁坝,施工时不需要开挖和修筑围堰,可以直接抛填覆植,机械化水平高、施工速度快、自动化程度高,有利于缩短工期,降低造价,实现很好的经济效益、环境效益和社会效益。
5.本发明所述方法设计合理、工艺简单、易于施工、操作方便、成本低、养护容易、易于推广用于岸坡的生态防护。
附图说明
图1为本发明生态护岸的分区示意图;
图2为本发明生态护岸断面的植物锚杆的示意图;
图3为本发明生态护岸的植物顺坝的示意图:(a)平面布置图、(b)(c)断面图;
图4为本发明生态护岸的植物丁坝的示意图:(a)平面布置图、(b)断面图;
图5为本发明生态护岸的U型无纺布、U型石笼钢丝网的顶部两端用拉结缝合绳连接的示意图:(a)植物顺坝、(b)植物丁坝;
图6为本发明的植物顺坝在可能的滑坡导致河道堰塞后帮助过流消洪的示意图:(a)平面图、(b)断面图。
图中,1—天然岸坡,2—生态护岸的坡脚河滩,3—天然河床,4—植物锚杆,5—坝体砌料块,6—无纺布,7—石笼网片,8—植物顺坝,9—植物丁坝,10—亲水性灌丛,11—拉结缝合绳,12—可能的滑坡导致的堰塞体。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明所述一种防冲刷和防滑坡堰塞的过流消能式生态护岸方法作进一步说明。
实施例1
本发明提供的防冲刷和防滑坡堰塞的过流消能式生态护岸方法,具体是修筑植物顺坝,步骤如下:
(1)在河岸天然岸坡1的坡脚和坡脚下的河滩2上沿水流走向铺设无纺布6,穿过无纺布的开孔在岸坡和河滩种植一年以上生的亲水性小柳树,扎根的柳树作为与岸坡和河滩连接的植物锚杆4,柳树锚于岸坡中约40厘米长,露出坝顶约60厘米,同时要伸出水面以便长出枝叶。
(2)在无纺布上均匀铺设坝体砌料块5,所述坝体砌料块为装有固化水泥土块的生态袋。铺设坝体砌料块时,先按照上层砌料块对应下层砌料块之间的缝隙的方式垒砌基层,然后在基层上一边随机排布生态袋一边在坝体砌料块的缝隙中按照一定的排布顺序种植亲水性植物芦苇,芦苇插入深度40厘米长,露出坝顶约60厘米,同时要伸出水面以便长出枝叶,种植的植物根部应与基层接触,并与种植间隙周围坝体砌料块靠紧以保持竖立。铺设同时将步骤(1)作为植物锚杆的柳树穿过坝体砌料块之间的间隙。为了保证坝体的透水性,生态袋制作成多个大小不等的尺寸,且形状最好不规则,在基层上随机放置大小不等的生态袋,从而在保持稳定性的同时形成间隙保证坝体的透水性。而基层所用生态袋是大小一致形状规则的,这样有利于排布成型,提高基层稳固性。生态袋的大小以重量满足方便搬运和在岸坡、河滩上布置为宜。生态袋中的固化水泥土块通过将水泥土或泥土与其他辅料的混合物在添加水的情况下制作成块体形状后养护至一定强度得到。下层基层作为垫层基础,是为了提高植物顺坝和植物丁坝的稳固性。基层作为一个垫层基础,顶部高程低于河水位的高程,基层厚度优选为60~80厘米,整个植物顺坝向岸坡上的延伸宽度约为1米,即贴岸坡约1米高,沿河滩的横向延伸宽度约为1至2米。
(3)将岸坡上的无纺布上部边缘与河滩上的无纺布下部边缘拉拢并固定将生态袋和植物下部根茎包裹成一体(在步骤(1)中的铺设底层无纺布时预先沿坝体走向预留一定宽度以方便拉拢),形成沿岸坡坡脚的植物顺坝。在铺设底层无纺布时预先沿岸坡方向和河滩方向预留一定宽度以方便拉拢,形成横截面为扇形的植物顺坝;岸坡上的水平或斜向伸出的植物和河滩上的垂直向的植物在生长过程中交叉成网格状,并将植物顺坝与岸坡连接成为一个整体;
(4)在坝顶生态袋的间隙之间种植亲水性灌丛植物。亲水性灌丛植物种植时,根据坝体生态袋间隙中的芦苇以及用作植物锚杆的柳树形成的空间间隙确定种植位置,使灌丛植物与前序步骤种植的柳树和芦苇一起生长成为高低错落的植物林。
实施例2
本发明提供的防冲刷和防滑坡堰塞的过流消能式生态护岸方法,具体是修筑植物顺坝,步骤如下:
(1)在河岸天然岸坡1的坡脚和坡脚下的河滩2上沿水流走向铺设无纺布6,穿过无纺布在岸坡和河滩种植一年以上生的亲水性小柳树,扎根的柳树作为与岸坡和河滩连接的植物锚杆4,柳树锚于岸坡中约40厘米长,露出坝顶约60厘米,同时要伸出水面以便长出枝叶。
(2)在无纺布上均匀铺设坝体砌料块5,所述坝体砌料块为石笼网袋,石笼网袋中装填单粒结构的相互之间堆砌稳定的石块,石笼内的石块之间有足够的孔隙以保证透水性,大粒径的石块在外侧,小于孔径的石块放在里侧防止露出石笼袋,这样小颗粒不会从石笼网孔眼流失。石笼网袋的大小以重量满足方便搬运和在岸坡、河滩上布置为宜。铺石笼网袋时,先按照上层石笼网袋对应下层石笼网袋之间的缝隙的方式垒砌基层,然后在基层上一边随机排布石笼网袋一边在石笼网袋的缝隙中按照一定的排布顺序种植亲水性植物香根草,香根草插入深度40厘米,露出坝顶约60厘米,同时要伸出水面以便长出枝叶,种植的植物根部应与基层接触,并与种植间隙周围坝体砌料块靠紧以保持竖立。铺设石笼网袋同时将步骤(1)作为植物锚杆的柳树穿过石笼网袋之间的间隙。为了保证坝体的透水性,石笼网袋制作成多个大小不等的尺寸,且形状最好不规则,在基层上随机放置大小不等的石笼网袋,从而在保持稳定性的同时形成间隙保证坝体的透水性。而基层所用石笼网袋是大小一致形状规则的,这样有利于排布成型,提高基层稳固性。下层基层作为垫层基础提高植物顺坝的稳固性。基层作为一个垫层基础,顶部高程低于河水位的高程,基层厚度优选为60~80厘米,整个植物顺坝向岸坡上的延伸宽度约为1米,即贴岸坡约1米高,沿河滩的横向延伸宽度约为1至2米。
(3)在石笼网袋表层再铺设一层石笼网片将全部石笼网袋覆盖,铺设过程中将种植的植物穿过上层的石笼网片,将上层石笼网片与步骤(1)铺设的底层石笼网片的边缘对应固定连接,将坝体砌料块和植物下部根茎包裹成一体,形成沿植物顺坝,植物顺坝的横截面垒成顺岸坡和河滩的L形。岸坡上的水平或斜向伸出的植物和河滩上的垂直向的植物在生长过程中交叉成网格状,并将植物顺坝与岸坡连接成为一个整体。
(4)在坝顶石笼网袋的间隙和石缝中种植亲水性灌丛植物。亲水性灌丛植物种植时,根据坝体石笼网袋间隙中的芦苇以及用作植物锚杆的柳树形成的空间间隙确定种植位置,使灌丛植物与前序步骤种植的柳树和芦苇形成高低错落的植物林。
实施例3
本发明提供的防冲刷和防滑坡堰塞的过流消能式生态护岸方法,具体是修筑植物丁坝,步骤如下:
(1)从岸坡1坡脚起,在河滩2上沿与水流方向呈一定夹角的方向铺设石笼网片7,穿过石笼网片在河滩上插入柳枝,扎根的柳枝与河滩2连接的植物锚杆4。
(2)在石笼网片上均匀铺设聚氨酯固化碎石块体,聚氨酯固化碎石块体是通过将聚氨酯液体材料与2~4厘米粒径的石子混合均匀后装模粘接成透水块体得到。铺聚氨酯固化碎石块体时,先按照上层聚氨酯固化碎石块体对应下层聚氨酯固化碎石块体之间的缝隙的方式垒砌基层,然后在基层上一边随机放置聚氨酯固化碎石块体一边在聚氨酯固化碎石块体的缝隙中按照一定的排布顺序种植亲水性植物香根草,香根草插入深度40厘米,露出坝顶约60厘米,同时要伸出水面以便长出枝叶,种植的植物根部应与基层接触,并与种植间隙周围坝体砌料块靠紧以保持竖立。在铺设同时将步骤(1)作为植物锚杆的柳枝穿过坝体砌料块之间的间隙。为了保证坝体的透水性,聚氨酯固化碎石块体制作成多个大小不等的尺寸,且形状最好不规则,在基层上随机放置大小不等的聚氨酯固化碎石块体,从而在保持稳定性的同时形成间隙保证坝体的透水性。而基层所用聚氨酯固化碎石块体是大小一致形状规则的,这样有利于排布成型,提高基层稳固性。聚氨酯固化碎石块体的大小以重量满足方便搬运和在岸坡、河滩上布置为宜。基层作为一个垫层基础,顶部高程低于河水位的高程,基层厚度为60~80厘米,沿河滩的横向延伸宽度约为2米。
(3)将石笼网片的沿坝体走向的两侧边缘向中部拉拢并用钢丝绳固定成一体(在步骤(1)中铺设底层石笼网片时预先沿坝体走向预留一定宽度以方便拉拢),将聚氨酯固化碎石块体和植物下部根茎包裹成一体,形成与水流方向呈一定夹角的植物丁坝。
(4)在坝顶聚氨酯固化碎石块体的间隙之间种植亲水性灌丛植物。亲水性灌丛植物种植时,根据坝体聚氨酯固化碎石块体间隙中的芦苇以及用作植物锚杆的柳枝形成的空间间隙确定种植位置,使灌丛植物与前序步骤种植的柳树和芦苇形成高低错落的植物林。
实施例4
本发明提供的防冲刷和防滑坡堰塞的过流消能式生态护岸方法,具体是修筑植物丁坝,步骤如下:
(1)从岸坡1坡脚起,在河滩2上沿与水流方向呈一定夹角的方向铺设石笼网片7,穿过石笼网片在河滩上插入柳枝,扎根的柳枝与河滩2连接的植物锚杆4。
(2)在石笼网片上均匀铺设石笼网袋,石笼网袋中装填单粒结构的相互之间堆砌稳定的石块,石笼内的石块之间有足够的孔隙以保证透水性,大粒径的石块在外侧,小于孔径的石块放在里侧防止露出石笼袋,这样小颗粒不会从石笼网孔眼流失。石笼网袋的大小以重量满足方便搬运和在岸坡、河滩上布置为宜。铺石笼网袋时,先按照上层石笼网袋对应下层石笼网袋之间的缝隙的方式垒砌基层,然后在基层上一边随机放置石笼网袋一边在石笼网袋的缝隙中按照一定的排布顺序种植亲水性植物香根草,香根草插入深度40厘米,露出坝顶约60厘米,同时要伸出水面以便长出枝叶,种植的植物根部应与基层接触,并与种植间隙周围坝体砌料块靠紧以保持竖立。同时将步骤(1)作为植物锚杆的柳枝穿过石笼网袋之间的间隙。为了防止河水冲击下坝体砌料袋袋口松开,将扎紧的袋口朝向下游方向。为了保证坝体的透水性,石笼网袋制作成多个大小不等的尺寸,且形状最好不规则,在基层上随机放置大小不等的石笼网袋,从而在保持稳定性的同时形成间隙保证坝体的透水性。而基层所用石笼网袋是大小一致形状规则的,这样有利于排布成型,提高基层稳固性。下层基层作为垫层基础,是为了提高坝体的稳固性。基层作为一个垫层基础,顶部高程低于河水位的高程,基层厚度为60~80厘米,沿河滩的横向延伸宽度为宽度约为2米。
(3)在坝体石笼网袋表层再铺设一层石笼网片将石笼网袋全部覆盖,铺设过程中将种植的植物穿过石笼网片,上层石笼网片与步骤(1)铺设的底层石笼网片的边缘对应通过钢丝绳拉结绑扎连接,将石笼网袋以及种植的植物的下部根茎包裹成一体,形成与水流方向呈一定夹角的植物丁坝。
(4)在坝顶石笼网袋的间隙之间种植亲水性灌丛植物。亲水性灌丛植物种植时,根据坝体石笼网袋间隙中的芦苇以及用作植物锚杆的柳枝形成的空间间隙确定种植位置,使灌丛植物与前序步骤种植的柳树和芦苇形成高低错落的植物林。在坝体下游侧面顺河水方向扦插香根草,用袋子重量压住植株根部。
实施例5
本发明提供的防冲刷和防滑坡堰塞的过流消能式生态护岸方法,具体是修筑植物丁坝,步骤如下:
(1)从岸坡1坡脚起,在河滩2上沿与水流方向呈一定夹角的方向铺设石笼网片7。
(2)在石笼网片上均匀铺设石笼网袋,石笼网袋中装填单粒结构的相互之间堆砌稳定的石块,石笼内的石块之间有足够的孔隙以保证透水性,大粒径的石块在外侧,小于孔径的石块放在里侧防止露出石笼袋,这样小颗粒不会从石笼网孔眼流失。石笼网袋的大小以重量满足方便搬运和在岸坡、河滩上布置为宜。铺石笼网袋时,先按照上层石笼网袋对应下层石笼网袋之间的缝隙的方式垒砌基层,然后在基层上一边随机放置石笼网袋一边在石笼网袋的缝隙中按照一定的排布顺序种植亲水性植物香根草,香根草插入深度40厘米,露出坝顶约60厘米,同时要伸出水面以便长出枝叶,种植的植物根部应与基层接触,并与种植间隙周围坝体砌料块靠紧以保持竖立。为了防止河水冲击下坝体砌料袋袋口松开,将袋口朝向下游方向。为了保证坝体的透水性,石笼网袋制作成多个大小不等的尺寸,且形状最好不规则,在基层上随机放置大小不等的石笼网袋,从而在保持稳定性的同时形成间隙保证坝体的透水性。而基层所用石笼网袋是大小一致形状规则的,这样有利于排布成型,提高基层稳固性。下层基层作为垫层基础,是为了提高坝体的稳固性。基层作为一个垫层基础,顶部高程低于河水位的高程,基层厚度为60~80厘米,沿河滩的横向延伸宽度约为2米。
(3)在坝体石笼网袋表层再铺设一层石笼网片将石笼网袋全部覆盖,铺设过程中将种植的植物穿过石笼网片,上层石笼网片与步骤(1)铺设的底层石笼网片的边缘对应通过钢丝绳拉结绑扎连接,将石笼网袋以及种植的植物的下部根茎包裹成一体,形成与水流方向呈一定夹角的植物丁坝。
(4)在坝顶石笼网袋的间隙之间种植亲水性灌丛植物。亲水性灌丛植物种植时,根据坝体石笼网袋间隙中的芦苇以及用作植物锚杆的柳枝形成的空间间隙确定种植位置,使灌丛植物与前序步骤种植的柳树和芦苇形成高低错落的植物林。在坝体下游侧面顺河水方向扦插香根草,用袋子重量压住植株根部。

Claims (10)

1.防冲刷和防滑坡堰塞的过流消能式生态护岸方法,其特征在于,按照以下方法修筑植物顺坝:
(1)在河岸天然岸坡(1)的坡脚和坡脚下的河滩(2)上沿水流走向铺设无纺布或石笼网片,穿过无纺布(6)或石笼网片(7)在岸坡和河滩种植亲水性小树或插入扦插类植物树枝,扎根的小树或树枝作为利用植物根系将坝体与岸坡和河滩连接的第一层植物锚杆(4);
(2)在无纺布或石笼网片上均匀铺设坝体砌料块(5),所述坝体砌料块为装有固化水泥土块的生态袋、装有石块的石笼网袋和聚氨酯固化碎石块体中的至少一种,在铺设过程中在坝体砌料块形成的间隙中种植亲水性植物,作为利用植物根系对坝体加固的第二层植物锚杆;铺设过程中同时将步骤(1)作为植物锚杆的小树或树枝穿过坝体砌料块之间的间隙;
(3)将岸坡上的无纺布或石笼网片的上部边缘与河滩上的无纺布(6)或石笼网片(7)的下部边缘拉拢并固定将坝体砌料块和植物下部根茎包裹成一体,形成沿岸坡坡脚的植物顺坝;或在坝体砌料块表层再铺设一层无纺布或石笼网片将全部坝体砌料块覆盖,铺设过程中将种植的植物穿过上层的无纺布或石笼网片,将上层无纺布和石笼网片与步骤(1)铺设的底层无纺布或石笼网片的边缘对应固定连接,将坝体砌料块和植物下部根茎包裹成一体,形成植物顺坝(8);
(4)在坝顶种植亲水性灌丛植物(10);
以上步骤(1)的第一层植物锚杆和步骤(2)的第二层植物锚杆同时设置,或选择其中一层设置。
2.防冲刷和防滑坡堰塞的过流消能式生态护岸方法,其特征在于,按照以下方法修筑植物丁坝:
(1)从岸坡(1)坡脚起在河滩(2)上沿与水流方向呈一定夹角的方向铺设无纺布或石笼网片,穿过无纺布(6)或石笼网片(7)在河滩上种植亲水性小树或插入扦插类植物树枝,扎根的小树或树枝作为利用植物根系将坝体与岸坡和河滩连接的第一层植物锚杆(4);
(2)在无纺布或石笼网片上均匀铺设坝体砌料块(5),所述坝体砌料块为装有固化水泥土块的生态袋、装有石块的石笼网袋和聚氨酯固化碎石块体中的至少一种,坝体砌料块形成的间隙中种植亲水性植物,作为利用植物根系对坝体加固的第二层植物锚杆;铺设过程中同时将步骤(1)作为植物锚杆的小树或树枝穿过坝体砌料块之间的间隙;
(3)将无纺布或石笼网片的沿坝体走向的两侧边缘拉拢并固定,将坝体砌料块和植物下部根茎包裹成一体,形成与水流方向呈一定夹角的植物丁坝;或在坝体砌料块表层再铺设一层无纺布或石笼网片将全部坝体砌料块覆盖,铺设过程中将种植的植物穿过无纺布或石笼网片,上层无纺布和石笼网片与步骤(1)铺设的底层无纺布或石笼网片的边缘对应固定连接,将坝体砌料块以及种植的植物的下部根茎包裹成一体,形成与水流方向呈一定夹角的植物丁坝(9);
(4)在坝顶种植亲水性灌丛植物(10);
以上步骤(1)的第一层植物锚杆和步骤(2)的第二层植物锚杆同时设置,或选择其中一层设置。
3.根据权利要求1或2所述防冲刷和防滑坡堰塞的过流消能式生态护岸方法,其特征在于,在步骤(2)铺设坝体砌料块,先铺设一层紧密排列的坝体砌料块形成基层,然后在基层上一边随机排布坝体砌料块一边在坝体砌料块的缝隙中按照一定的排布顺序种植亲水性植物;种植的植物根部应与基层接触,并与种植间隙周围坝体砌料块靠紧以保持竖立。
4.根据权利要求3所述防冲刷和防滑坡堰塞的过流消能式生态护岸方法,其特征在于,基层的顶部高程低于河水位的高程;基层厚度优选为60~80厘米;修筑植物顺坝时,植物顺坝向岸坡上的延伸宽度为1米,沿河滩的横向延伸宽度为1至2米。
5.根据权利要求1或2所述防冲刷和防滑坡堰塞的过流消能式生态护岸方法,其特征在于,当仅采用底层无纺布或石笼网片包裹坝体砌料块时,在铺设底层无纺布或石笼网片时最好沿岸坡方向和河滩方向预留一定宽度以方便拉拢;在拉拢包裹的情况下,植物顺坝的横截面为扇形或矩形,植物丁坝的横截面为圆钝的矩形或矩形;当采用上下两层无纺布或石笼网片包裹坝体砌料块时候,植物顺坝的横截面为扇形,或规则的L形,植物丁坝的横截面形状可自由垒砌成坝体型。
6.根据权利要求1或2所述防冲刷和防滑坡堰塞的过流消能式生态护岸方法,其特征在于,步骤(3)中将无纺布或石笼网片边缘合拢固定时候,对于无纺布采用拉结缝合绳(11)进行缝合固定,对于石笼网片采用拉结钢丝绳进行绑扎固定。
7.根据权利要求1或2所述防冲刷和防滑坡堰塞的过流消能式生态护岸方法,其特征在于,用作植物锚杆的植物可选用小柳树或柳枝,所述亲水性植物选用小柳树、柳枝、芦苇、香根草中的至少一种,所述亲水性灌丛植物选用菖蒲、芦苇。
8.根据权利要求1或2所述防冲刷和防滑坡堰塞的过流消能式生态护岸方法,其特征在于,步骤(4)中种植亲水性灌丛植物时,对于生态袋或聚氨酯固化碎石块体,种植位置为生态袋或聚氨酯固化碎石块体之间的间隙,对于石笼网袋则种植在石笼网袋洞内石缝中,使灌丛植物与前序步骤种植的亲水性植物形成高低错落的植物林。
9.根据权利要求3所述防冲刷和防滑坡堰塞的过流消能式生态护岸方法,其特征在于,坝体砌料块最好制作成多个大小不等的尺寸,且形状最好不规则,在基层上放置时大小不等的生态袋或石笼网袋或聚氨酯固化碎石块体随机放置,从而在保持稳定性的同时形成间隙保证坝体的透水性;而基层所用生态袋和石笼网袋或聚氨酯固化碎石块体可以是大小一致形状规则的,从而利于排布成型,提高基层稳固性。
10.根据权利要求1或2所述防冲刷和防滑坡堰塞的过流消能式生态护岸方法,其特征在于,所述生态袋中的固化水泥土块通过将水泥土或水泥土与其他辅料的混合物在添加水的情况下制作成块体形状后养护至一定强度得到;所述石笼网袋中装填单粒结构的相互之间堆砌稳定的石块,石笼网袋内的石块之间保持足够的孔隙以保证透水性,且大粒径的石块在外侧,小于孔径的石块放在里侧防止露出石笼网袋;所述聚氨酯固化碎石块体是通过将聚氨酯液体材料与2~4厘米粒径的石子混合均匀后装模粘接成透水块体得到。
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