CN111705748A - 一种城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于植物修复技术领域，公开了一种城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复装置及方法，两根不锈钢管两端扁平，不锈钢管两端开设有第二通孔，不锈钢管外侧开设有多个第一通孔，两根不锈钢管之间通过对应的第一通孔插接固定有多根钢筋，钢筋外侧固定有种植槽，相邻的种植槽之间铺设有抗冲生物膜；种植槽外端底部两侧分别开设有第三通孔，第三通孔与下端相邻槽位的第一通孔之间穿设有支架。本发明在修复城市河流硬质驳岸中，通过种植植物软化硬质驳岸，增加河流的生境多样性，且不占据河道面积，材料简单，工艺简便，提供景观需求，无需进行地面处理，经济且操作方便，能充分利用岸坡空间。

Description

一种城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复装置及方法
技术领域
本发明属于植物修复技术领域，尤其涉及一种城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复装置及方法。
背景技术
目前，穿城而过的城市内河，往往是最富有特色的自然人文景观，城市内河对对于一个城市的发展十分重要。其是城市天然的生态廊道，河流与河滩、河岸植被一起，控制着水和矿物质养分的流动，可减少城市内涝、杂物淤积的发生和土壤肥力的损失。然而，人们为了行洪排涝、城镇建设等，渠化、硬化河道，带来了与人们的初衷背道而驰的结果，将河流形态直线化、河道断面规程化、护岸材料硬质化。随着社会发展，人们对河流健康的关心程度与日俱增，研究了大量的修复理论和技术，其中就包括城市河流硬质驳岸的植物修复的理论和技术。河道植物具有保持水土、拦截过滤、净化水质、生态修复、改善环境、美化景观等作用，也能为动物、微生物提供食物和栖息地，丰富河道的生物多样性。将城市河流硬质驳岸软化，是一项有技术的难题，有其相关的植物修复技术，要有效的将硬质驳岸软化，达到创建新生境的目的，且不妨碍河道本身的防洪等效益，充分的利用硬质驳岸空间，省时省力。
现有的城市河流硬质驳岸的植物修复技术，发展迅速。一般技术方案是制作种植槽，将种植槽直接固定在硬质驳岸；设定框架覆盖硬质驳岸，或者对硬质驳岸进行一定的处理等。往往这些技术方案会造成后期管理维护困难，一旦种植槽损坏，难以更换；技术装置之间留有大量空间，修复效果大打折扣。故提供的技术在安装固定时，操作复杂，后期维护困难，不仅费用较高，修复效果也难以保证。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有的城市河流硬质驳岸的植物修复方法，大多采用浆砌石和混凝土浇筑结构，基本都是单一的灰白色，与周围自然环境不相协调，即谈不上对生态环境的保护作用，相反的还会破坏生态环境的和谐。而且施工复杂，后期维护困难，不仅费用较高，修复效果也难以保证。
解决上述技术问题的难度：城市河流硬质驳岸的植物修复主要是将植物、构件、土壤和岩石结合在一起，既要起到挡土墙的作用，还要求具有透水性良好、绿化植物易存活、绿化面积大、与景观协调并起到美化环境的作用。同时要求安装简单、易施工。
解决上述技术问题的意义：具有重型挡土墙的作用。种植的植物面积大易存活。既能种植陆生植物还能种植水生植物，种植的中小型灌木能够易存活。安装快捷，易施工。后期更换和维护简单、
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复装置及方法。
本发明是这样实现的，一种城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复装置设置有：
多根(包括两根)不锈钢管；
所述多根不锈钢管两端扁平，不锈钢管两端开设有第二通孔，不锈钢管外侧开设有多个第一通孔，多根不锈钢管之间通过对应的第一通孔插接固定有多根钢筋，钢筋外侧固定有种植槽，相邻的种植槽之间铺设有抗冲生物膜；
所述种植槽外端底部两侧分别开设有第三通孔，第三通孔与下端相邻槽位的第一通孔之间穿设有支架。
进一步，所述种植槽上侧设置有横向安装的滴灌系统。
进一步，所述种植槽后端焊接有多个钩子，钩子挂扣在钢筋外侧对种植槽进行固定。
进一步，所述种植槽后端开设有多个第五通孔，通过铁丝穿过第五通孔将种植槽固定在钢筋外侧。
进一步，所述种植槽底端中间开设有第四通孔，用于排水。
本发明的另一目的在于提供一种城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复方法，具体包括以下步骤：
(1)将两根不锈钢管固定贴在硬质驳岸上，先将钢筋安插在一根不锈钢管的第一通孔处，再将另一根不锈钢管的第一通孔对准钢筋插入；
(2)通过钩子或铁丝将种植槽固定在钢筋外侧，将支架连接相邻槽位的第一通孔和开设在种植槽外端底部的第三通孔，用螺栓螺母固定；
(3)将安装好种植槽和支架的装置，用铆钉通过不锈钢管两端的第二通孔将装置固定至硬质岸坡；
(4)将抗冲生物膜剪裁至合适大小，紧贴在种植槽之间的空白位置；
(5)放入混有种子的种植土或者直接移栽植物至种植槽内，在每层种植槽设置滴灌系统；
(6)在后期管理维护中，若有植生槽内植物损失，重新覆土种植植物，种植槽损坏，则直接更换种植槽。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明在修复城市河流硬质驳岸中，通过种植植物软化硬质驳岸，增加河流的生境多样性，且不占据河道面积，材料简单，工艺简便，提供景观需求，无需进行地面处理，经济且操作方便，能充分利用岸坡空间。
附图说明
图1是本发明实施例提供的城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复装置结构示意图；
图2是本发明实施例提供的种植槽结构示意图；
图3是本发明实施例提供的不锈钢管结构示意图；
图中：1、不锈钢管；2、第一通孔；3、第二通孔；4、种植槽；5、第三通孔；6、第四通孔；7、支架；8、抗冲生物膜；9、钢筋；10、钩子；11、第五通孔；12、滴灌系统。
图4是本发明实施例提供的城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复方法流程图。
图5是本发明实施例提供的安装截面图。
图6是本发明实施例提供的城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复系统俯视图。
图7是本发明实施例提供的城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复系统基础示意图。
图8是本发明实施例提供的城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复系统顶部压顶示意图。
图9是本发明实施例提供的城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复系统在深2米左右的位置示意图。
图10是本发明实施例提供的负荷的作用范围示意图。
图11是本发明实施例提供的最大主要作用土压合力下示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
现有的城市河流硬质驳岸的植物修复方法操作复杂，后期维护困难，不仅费用较高，修复效果也难以保证。
为解决上述技术问题，本发明提供一种城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复装置及方法。下面结合附图对本发明作详细描述。
如图1至图3所示，本发明实施例提供的城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复装置包括：不锈钢管1、第一通孔2、第二通孔3、种植槽4、第三通孔5、第四通孔6、支架7、抗冲生物膜8、钢筋9、钩子10、第五通孔11、滴灌系统12。
两根不锈钢管1两端扁平，不锈钢管1两端开设有第二通孔2，不锈钢管1外侧开设有多个第一通孔2，两根不锈钢管1之间通过对应的第一通孔2插接固定有多根钢筋9，钢筋9外侧固定有种植槽4，相邻的种植槽4之间铺设有抗冲生物膜8；种植槽4外端底部两侧分别开设有第三通孔5，第三通孔5与下端相邻槽位的第一通孔2之间穿设有支架7。
本发明实施例中的种植槽4上侧设置有横向安装的滴灌系统12。
本发明实施例中的种植槽后端焊接有多个钩子10，钩子10挂扣在钢筋9外侧对种植槽4进行固定。
本发明实施例中的种植槽4后端开设有多个第五通孔11，通过铁丝穿过第五通孔11将种植槽4固定在钢筋外侧。
本发明实施例中的种植槽4底端中间开设有第四通孔6，用于排水。
如图4所示，本发明实施例提供的一种城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复方法，具体包括以下步骤：
S101：将两根不锈钢管固定贴在硬质驳岸上，先将钢筋安插在一根不锈钢管的第一通孔处，再将另一根不锈钢管的第一通孔对准钢筋插入。
S102：通过钩子或铁丝将种植槽固定在钢筋外侧，将支架连接相邻槽位的第一通孔和开设在种植槽外端底部的第三通孔，用螺栓螺母固定。
S103：将安装好种植槽和支架的装置，用铆钉通过不锈钢管两端的第二通孔将装置固定至硬质岸坡。
S104：将抗冲生物膜剪裁至合适大小，紧贴在种植槽之间的空白位置。
S105：放入混有种子的种植土或者直接移栽植物至种植槽内，在每层种植槽设置滴灌系统。
S106：在后期管理维护中，若有植生槽内植物损失，重新覆土种植植物，种植槽损坏，则直接更换种植槽。
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例
1设计条件
1.1设计条件
(1)挡土墙(护墙)形式: 倾斜式挡墙
(2)基础(根基)形式: 直接基础
(3)挡土墙(护墙)垂直高度: H＝5.5m
(4)土的压力 24.17kN/m2
(5)地表面承载负重 q＝30kN/m2
(6)单位体积重量
产品 24.5kN/m3
顶部混凝土压顶 24.5kN/m3
1.2土质条件
(1)挡土墙(护墙)背面的土
抗剪切角 ∮＝19.00(°)
单位体积重量 18.8kN/m3
(2)支撑地基的常数
挡土墙(护墙)底板和基础地基之间的摩擦系数 μ＝0.500粘着力 C＝8kN/m2
容许地基反作用力度 qa＝262.88kN/m2
1.3稳定条件
(1)对于滑动的分析 滑动安全率 Fs≧1.5
(2)对于倾倒的分析 偏心距离 e≤1/6B
1.4使用的产品
Figure BDA0002558196760000061
Figure BDA0002558196760000071
2形状尺寸图
2.1安装截面如图5。
2.2详细图如6所示。
3设计负重
作用于挡土墙(护墙)的负重，以下的负重需要考虑
a、自重
b、土压
3.1负重的计算
作用于挡土墙(护墙)的负荷是，垂直负荷V，水平负荷H，以及，对原点0作用位置(X，Y)的计算
在深2米左右的位置进行，如图9。
3.1.1自重
(1)顶部混凝土
Figure BDA0002558196760000072
体积V＝0.339×2＝0.678m3
(2)产品
Figure BDA0002558196760000073
Figure BDA0002558196760000081
(3)自重的总计
将各段的自重进行总计
Figure BDA0002558196760000082
(4)负荷的作用范围，如图10。
负荷作用位置是使用算出的重心位置(X0,Y0)和基准点(Xn,Yn)，依据下面的公式来计算的。
X＝X0+Xn
Y＝Y0+Yn。
Figure BDA0002558196760000083
3.1.2土压
土压依据实验木楔法来计算，而且，土压呈三角形分布
h＝4.729(m)
α＝-26.57(°)
W＝240(kN/m)
ω＝31.32(°)
δ＝3.33(°)
φ＝19.00(°)
C＝8kN/m2
LC＝6.800m
粘着高度：
最大主要作用土压合力，如图11。
Pa＝240×sin(31.32-19)-8×6.8×cos19
/cos(31.32-19-3.33+26.57)
＝24.17(kN/m)。
垂直负荷
V＝24.17×sin(3.33-26.57)×2
＝-19.07(kN)
水平负荷
H＝24.17×cos(3.33-26.57)×2
＝44.42(kN)
作用位置
X＝0.996(m)
Y＝4.729/3＝1.58(m)
3.2负荷的总结
负荷的总计
Figure BDA0002558196760000091
Figure BDA0002558196760000101
4稳定性计算
用合计的负荷进行稳定性的验算：
负荷的总计
ΣV＝157.73KN；
ΣH＝44.42KN；
ΣMr＝243.09KN.m；
ΣMo＝70.18KN.m。
1、对于滑动的稳定性计算
Fs＝(ΣV﹒M+C﹒B﹒L)/ΣH
＝(157.73×0.5+8×1.2×2)/44.42
＝2.207
Fsa＝1.5
Fs＞Fsa，因此滑动安全率满足安定条件。
2、对于倾倒的稳定性计算
从趾尖到合力R的作用点的距离
d＝(243.09-70.18)/157.73
＝1.096(m)
合力R的作用点到底部中央的偏心距
e＝B/2-d
＝1.2/2-1.096
＝-0.496
e＜1/6-B
e＜0.2
因此，偏心距满足稳定条件。
3、对于支撑的稳定性计算
最大地基反作用力
q＝ΣV/(B﹒L)
＝157.73/1.2×2
＝262.88KN/㎡。
本发明提供了一种城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复装置及方法，可以在修复城市河流硬质驳岸中，通过种植植物软化硬质驳岸，增加河流的生境多样性，且不占据河道面积，材料简单，工艺简便，提供景观需求，充分利用岸坡空间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复装置，其特征在于，所述城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复装置设置有：
多根不锈钢管；
所述多根不锈钢管两端扁平，不锈钢管两端开设有第二通孔，不锈钢管外侧开设有多个第一通孔，多根不锈钢管之间通过对应的第一通孔插接固定有多根钢筋，钢筋外侧固定有种植槽，相邻的种植槽之间铺设有抗冲生物膜；
所述种植槽外端底部两侧分别开设有第三通孔，第三通孔与下端相邻槽位的第一通孔之间穿设有支架。
2.如权利要求1所述的城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复装置，其特征在于，所述种植槽上侧设置有横向安装的滴灌系统。
3.如权利要求1所述的城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复装置，其特征在于，所述种植槽后端焊接有多个钩子，钩子挂扣在钢筋外侧对种植槽进行固定。
4.如权利要求1所述的城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复装置，其特征在于，所述种植槽后端开设有多个第五通孔，通过铁丝穿过第五通孔将种植槽固定在钢筋外侧。
5.如权利要求1所述的城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复装置，其特征在于，所述种植槽底端中间开设有第四通孔。
6.一种基于如权利要求1-5任意一项所述的城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复装置的城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复方法，其特征在于，所述城市河流硬质驳岸的阶梯式植物修复方法具体包括以下步骤：
(1)将两根不锈钢管固定贴在硬质驳岸上，先将钢筋安插在一根不锈钢管的第一通孔处，再将另一根不锈钢管的第一通孔对准钢筋插入；
(2)通过钩子或铁丝将种植槽固定在钢筋外侧，将支架连接相邻槽位的第一通孔和开设在种植槽外端底部的第三通孔，用螺栓螺母固定；
(3)将安装好种植槽和支架的装置，用铆钉通过不锈钢管两端的第二通孔将装置固定至硬质岸坡；
(4)将抗冲生物膜剪裁至合适大小，紧贴在种植槽之间的空白位置；
(5)放入混有种子的种植土或者直接移栽植物至种植槽内，在每层种植槽设置滴灌系统；
(6)在后期管理维护中，若有植生槽内植物损失，重新覆土种植植物，种植槽损坏，则直接更换种植槽。
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