CN112554229A - 一种用于水位变幅带的新型重力式生态挡墙及植物保护方法 - Google Patents

Abstract

一种用于水位变幅带的新型重力式生态挡墙，包括挡墙主体、植物生长孔、密封装置、进水孔、切割装置、连通孔、植物种植区、通气孔。所述密封装置包括密封板卡槽、弹簧、定位插销、密封板、密封浮升体、密封上限位、密封下限位，橡胶密封止水条、密封装置升降通道。所述切割装置包括切割刀、切割上限位、切割浮升体、切割下限位、切割装置升降通道。本发明通过根据库水位的周期性涨落的变化产生的水压力的不同，从而实现植物生长孔的开启和关闭，保证了植物能够适应库水位的升降变化且正常存活，同时又对挡墙实现了随水位变化的周期性的生态绿化功能。

Description

一种用于水位变幅带的新型重力式生态挡墙及植物保护方法

技术领域

本发明涉及生态挡墙，尤其是一种用于水位变幅带的新型重力式生态挡墙及植物保护方法。

背景技术

传统挡土墙主要分为混凝土挡土墙和浆砌石挡土墙。混凝土挡土墙优点是取材方便，施工方便，施工质量容易控制；缺点是不生态，不利于植物生长。浆砌石挡墙，优点是造价低；缺点是使用受区域限制，仅限于石料丰富的地区，同时植物不能生长，不便于绿色美观装饰。

生态挡墙主要包括混凝土预制块生态挡墙、格宾石笼生态挡墙以及生态袋挡墙。生态挡墙可以克服传统挡土墙的缺点，很好的实现绿化。但是其成本高，耐久性不好。如预制块生态挡墙需要提前加工好指定形状的砌块，成本高；格宾石笼生态挡墙金属丝易被腐蚀、断裂；生态带挡土墙的生态袋易老化，耐久性极差。

现有的生态挡墙多半是用在路堤和边坡上，能够适应水位变化的生态挡墙很是匮乏，亟待研发一种能够适应水位变化的生态挡墙。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于水位变幅带的新型重力式生态挡墙及植物保护方法，能够利用水位变化产生的压力不同，实现植物生长孔的开启和关闭，以保证植物在水位变幅带能够正常存活。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种用于水位变幅带的新型重力式生态挡墙，包括挡墙主体，挡墙主体上开有植物生长孔、进水孔、连通孔、植物种植区、密封装置升降通道、切割装置升降通道；

所述进水孔与连通孔、密封装置升降通道、切割装置升降通道相互连通；植物生长孔通过密封板卡槽与密封装置升降通道连通，植物生长孔通过切割刀穿孔与切割装置升降通道连通；植物生长孔另一端与植物种植区连通；

所述密封装置升降通道内安装有密封装置，密封装置包括密封浮升体，密封浮升体将密封装置升降通道密封间隔成上下两段且上下端受密封上限位、密封下限位限位，密封浮升体上端安装有密封板，在水体上升后，密封板与密封板卡槽卡接完成对植物生长孔的封堵密封；

所述切割装置升降通道内安装有切割装置，切割装置包括切割浮升体，切割浮升体将切割装置升降通道密封间隔成上下两段且上下端受切割上限位、切割下限位限位，切割浮升体上端安装有切割刀，在水体上升后，切割刀伸入到植物生长孔内并对植物切割。

所述挡墙主体上横向设有弹簧销，弹簧销一端与密封板上的定位插销卡槽卡接或松脱，弹簧销另一端通过柔性拉索与切割浮升体连接。

所述弹簧销包括定位插销，定位插销滑动设置在凹槽内，凹槽将密封装置升降通道、切割装置升降通道连通；所述定位插销一端伸进密封装置升降通道内，定位插销另一端与弹簧、柔性拉索连接，弹簧另一端固定在凹槽底部，柔性拉索另一端穿过柔性拉索伸出孔后与切割浮升体连接。

所述种植区上端设有通气通道，通气通道的顶部布设有聚硅氧烷薄膜。

所述密封板卡槽内侧安装有橡胶密封止水条。

所述切割刀主体为圆柱状，顶端刀刃为圆弧形状，切割刀的直径小于植物生长孔的直径2 mm -3mm。

所述密封浮升体和切割浮升体均采用高密度聚乙烯材料作外壳，内部充填聚氨酯泡沫材材料，其整体构件密度小于水的密度。

所述柔性拉索采用耐腐蚀抗疲劳的不锈钢钢丝。

一种用于水位变幅带的新型重力式生态挡墙的植物保护的方法，包括以下步骤：

步骤1）在低水位的情况下，可以将爬藤类植物种子或扦插根茎种植在种植区，当水位低于进水孔时，密封浮升体在自重的作用下停靠在密封下限位上，此时植物生长孔是打开的状态，植物可以自由生长；切割浮升体在自重的作用下停靠在切割下限位上。随着植物的生长，植物的茎沿着植物生长孔长出，并且依附挡墙的表面继续向上生长，最终布满整个墙面，实现绿化的目的。

步骤2）当水位高于进水孔时，水会沿着进水孔流入。随着水位的上涨，水位最终到达密封下限位和切割下限位处，由于密封下限位、切割下限位高度相同，切割浮升体和密封浮升体在水的浮力的作用下，会带动切割刀和密封板向上运动。

步骤3）、当水位继续上涨到某一位置时，切割浮升体上端受切割上限位限制，而切割刀伸入到植物生长孔内，将植物生长孔内植物的茎切断；此时密封板位于密封装置通道中。

步骤4）、当水位继续上涨时，切割浮升体受切割上限位限制无法上移，而密封浮升体在水的浮力的作用下会继续上移，当密封板顶端到达密封板卡槽的时候，定位插销刚好插入到定位插销卡槽中，且定位插销在弹簧作用下顶紧，从而保证密封板不会上下移动。

步骤5）当水位高于所述植物生长孔时，此时植物生长孔在密封板的作用下处于封堵状态。在密封板卡槽的内侧贴有橡胶密封止水条，其遇水会发生膨胀，紧紧与密封板贴合，使得水不会流入种植区内，保证植物根系不会被淹死。此外，由于通气通道的存在，气体也会进入到种植区，植物根系不会因为缺氧而死亡，同时由于聚硅氧烷薄膜会阻水透气，外界的雨水也不能进入到种植区内，保证了植物不会发生涝渍。

步骤6）当水位从高于所述植物种植孔的位置开始下降时，随着水位的降低，切割浮升体受到向上的水的浮力减小。当切割浮升体受到的向上的浮力小于受到向下的重力时，其将产生向下的位移，在柔性拉索固定环的作用下会带动柔性拉索向下运动，当柔性拉索处于拉直状态时，其还会带动定位插销向右运动。当定位插销从定位插销卡槽中完全脱离出来以后，密封浮升体也会在重力的作用下向下移动。最终将植物生长孔打开。

本发明一种用于水位变幅带的新型重力式生态挡墙及植物保护方法，具有以下技术效果：

1）通过设置植物生长孔、进水孔、连通孔及密封装置升降通道、切割装置升降通道，且植物生长孔高于进水孔，密封装置升降通道的横截面积小于切割装置升降通道，在水位上涨时，利用水位变化产生的压力不同，实现植物生长孔的开启和关闭，以保证植物正常存活。当水位较低的时候，保证植物的正常生长，并且布满迎水面整个挡墙的表面；当水位升高时，可以通过自动化装置，先将植物生长孔内植物的茎切断，然后再通过密封板将植物生长孔封闭起来，从而保证库区的水不会倒灌到植物的种植区将植物淹死；当水位下降时，植物生长孔又可以重新开启，种植区的植物又能从生长孔长出，再次实现对挡土墙的绿化。

2）定位插销和定位插销卡槽设计为梯形，梯形结构的设计使得定位插销与定位插销卡槽的连接和断开更容易实现。

3）切割装置和密封装置之间顶部保持一定的高度差，从而保证随着水位的上升，切割装置先将植物生长孔内的茎切断，在水位继续上涨到一定高度后，再实现密封装置对生长孔的密封。由于该挡墙主要是安装在水位会有周期性波动的区域，位置较高，因此需要在水位上升到一定高度以后，才会将植物进行切割，由于次数较少，可在挡墙上刻画标记线，当达到某一水位，植物被切割后，人工可将生长孔内部的茎以及外部附在挡墙上的茎清除掉，后期密封板密封更稳定可靠。

4）、聚硅氧烷薄膜具有透气隔水的功能，从而保证种植区中的植物根系不会因为缺氧而死亡。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的整体立体结构示意图。

图2为本发明低水位状态下纵向剖示图。

图3为本发明低水位状态下局部剖视图。

图4为本发明中水位状态下局部剖视图。

图5为本发明高水位状态下局部剖视图。

图6为本发明中密封板卡槽处的局部放大示意图。

图7为本发明中定位插销处的局部放大示意图。

图8为本发明中密封板的结构示意图。

图中：挡墙主体1，密封板卡槽2，植物生长孔3，密封装置4，进水孔5，切割装置6，连通孔7，植物种植区8，通气孔9，高强度弹簧10，定位插销11，密封板12，密封浮升体13，密封下限位14，切割刀15，柔性拉索16，切割上限位17，切割浮升体18，切割下限位19，橡胶密封止水条20，柔性拉索固定环21，定位插销卡槽23，柔性拉索伸出孔24，密封装置升降通道25，切割装置升降通道26，聚硅氧烷薄膜27，密封上限位28。

具体实施方式

如图1所示，一种用于水位变幅带的新型重力式生态挡墙，包括挡墙主体1，挡墙主体1为混凝土结构，图1仅为挡墙的一个单元结构图，挡墙的尺寸要根据需要支挡的实际工程尺寸确定，挡墙尺寸不同，其所包含的植物数量也不相同，对应生长孔等构件数量也不相同。

挡墙主体1上开有植物生长孔3、进水孔5、连通孔7、植物种植区8、密封装置升降通道25、切割装置升降通道26。

所述进水孔5与连通孔7、密封装置升降通道25、切割装置升降通道26相互连通；植物生长孔3通过密封板卡槽2与密封装置升降通道25连通，植物生长孔3通过切割刀穿孔与切割装置升降通道26连通；植物生长孔3另一端与植物种植区8连通，植物种植区8与通气孔9连通。

如图2-3所示，所述密封装置升降通道25内安装有密封装置4，密封装置4包括弹簧10、定位插销11、密封板12、密封浮升体13、密封上限位28，密封下限位14，橡胶密封止水条20。

所述密封板12安装在密封浮升体13上，密封板12随着密封浮升体13的升降而产生上下位移变化，从而达到对植物生长孔3密封和开启的作用，所述橡胶密封止水条20安装在密封板卡槽2内侧。

所述密封装置升降通道25和密封浮升体13为圆柱型结构，密封浮升体13可沿密封装置升降通道25上下移动。

如图8所示，所述密封板12为长方体结构，密封板12与密封浮升体13之间是刚性连接，且密封板12底面中心与密封浮升体13上表面圆心重合，所述密封板12上的定位插销卡槽23为直角梯形体。

如图3所示，所述密封上限位28和密封下限位14均为中心带有长方体空腔的圆柱体，所述切割上限位17和切割下限位19均为壁厚较厚的圆环体，并带有一定厚度的橡胶止水条。

如图3所示，所述切割装置升降通道26内安装有切割装置6，切割装置包括切割刀15、切割上限位17、切割浮升体18、切割下限位19。

所述切割刀15安装在切割浮升体18上，所述切割刀15随着切割浮升体18的升降而产生上下位移变化，从而实现对植物切割的作用。

所述切割刀15主体为圆柱，顶端刀刃为圆弧形状，且其所在圆的半径略小于植物生长孔3的圆的半径，这样保证切割刀15伸入到植物生长孔3内并对植物茎完全切割。

如图3、图7所示，所述定位插销11与弹簧10相连，在混凝土墙体上预挖一个圆柱形的凹槽，凹槽右端开设柔性拉索伸出孔24。柔性拉索16（采用具有较强抗拉强度和耐腐蚀的不锈钢钢丝）穿过柔性拉索伸出孔24，柔性拉索16一端与定位插销11左端相连，另一端与切割浮升体18上的柔性拉索固定环21相连。

如图1所示，所述种植区8、植物生长孔3和通气通道9均为圆柱型结构；所述通气通道9的顶部布设有聚硅氧烷薄膜27。

另外，密封浮升体13、切割浮升体18均采用高密度聚乙烯材料（密度为0.962g/cm³）作外壳，内部充填聚氨酯泡沫材材料（密度为0.1-04 g/cm³），其整体构件密度小于水的密度。而密封板12采用密度比水大的塑料板制成，切割刀15为镀锌不锈钢制成。通过对密封浮升体13、切割浮升体18的体积进行合理设计，在放入水中时，保证密封浮升体13的浮力足够托起密封浮升体13与密封板12，切割浮升体18的浮力足够托起切割浮升体18与切割刀15。

一种用于水位变幅带的新型重力式生态挡墙，具体发挥功能过程如下：

步骤1）、在低水位的情况下，可以将爬藤类植物种子或扦插根茎种植在种植区8，当水位低于进水孔5时，密封浮升体13在自重的作用下停靠在密封下限位14上，切割浮升体18在自重的作用下停靠在切割下限位19上；此时植物生长孔3是打开的状态，植物可以自由生长。随着植物的生长，植物的茎沿着植物生长孔3长出，并且依附挡墙的表面继续向上生长，最终布满整个墙面，实现绿化的目的。

步骤2）、当水位高于进水孔5时，水会沿着进水孔5流入。随着水位的上涨，水位最终到达密封下限位14和切割下限位19处，由于密封下限位14、切割下限位19高度相同，切割浮升体18和密封浮升体13在水的浮力的作用下，会带动切割刀15和密封板12向上运动，此时状态如图3所示。

步骤3）、当水位继续上涨到某一位置时，切割浮升体18上端受切割上限位17限制，而切割刀15伸入到植物生长孔3内，将植物生长孔3内植物的茎切断；此时密封板12位于密封装置通道25中，此时状态如图4所示。

步骤4）、当水位继续上涨时，切割浮升体18受切割上限位17限制无法上移，而密封浮升体13在水的浮力的作用下会继续上移，当密封板12顶端到达密封板卡槽2的时候，定位插销11刚好插入到定位插销卡槽23中，且定位插销11在弹簧10作用下顶紧，从而保证密封板12不会上下移动，此时状态如图5所示。

步骤5）、当水位高于所述植物生长孔3时，此时植物生长孔3在密封板12的作用下处于封堵状态。在密封板卡槽2的内侧贴有橡胶密封止水条20，其遇水会发生膨胀，紧紧与密封板12贴合，使得水不会流入种植区8内，保证植物根系不会被淹死。此外，由于通气通道9的存在，气体也会进入到种植区8，植物根系不会因为缺氧而死亡，同时由于聚硅氧烷薄膜27会阻水透气，外界的雨水也不能进入到种植区8内，保证了植物不会发生涝渍。

步骤6）、当水位从高于所述植物种植孔3的位置开始下降时，随着水位的降低，切割浮升体18受到向上的水的浮力减小。当切割浮升体18受到的向上的浮力小于受到向下的重力时，其将产生向下的位移，在柔性拉索固定环21的作用下会带动柔性拉索16向下运动，当柔性拉索16处于拉直状态时，其还会带动定位插销11向右运动。当定位插销11从定位插销卡槽23中完全脱离出来以后，密封浮升体13也会在重力的作用下向下移动。最终将植物生长孔3打开。

Claims (9)

1.一种用于水位变幅带的新型重力式生态挡墙，其特征在于：包括挡墙主体（1），挡墙主体（1）上开有植物生长孔（3）、进水孔（5）、连通孔（7）、植物种植区（8）、密封装置升降通道（25）、切割装置升降通道（26）；

所述进水孔（5）与连通孔（7）、密封装置升降通道（25）、切割装置升降通道（26）相互连通；植物生长孔（3）通过密封板卡槽（2）与密封装置升降通道（25）连通，植物生长孔（3）通过切割刀穿孔与切割装置升降通道（26）连通；植物生长孔（3）另一端与植物种植区（8）连通；

所述密封装置升降通道（25）内安装有密封装置（4），密封装置（4）包括密封浮升体（13），密封浮升体（13）将密封装置升降通道（25）密封间隔成上下两段且上下端受密封上限位（28）、密封下限位（14）限位，密封浮升体（13）上端安装有密封板（12），在水体上升后，密封板（12）与密封板卡槽（2）卡接完成对植物生长孔（3）的封堵密封；

所述切割装置升降通道（26）内安装有切割装置（6），切割装置（6）包括切割浮升体（18），切割浮升体（18）将切割装置升降通道（26）密封间隔成上下两段且上下端受切割上限位（17）、切割下限位（19）限位，切割浮升体（18）上端安装有切割刀（15），在水体上升后，切割刀（15）伸入到植物生长孔（3）内并对植物切割。

2.根据权利要求1所述的一种用于水位变幅带的新型重力式生态挡墙，其特征在于：所述挡墙主体（1）上横向设有弹簧销，弹簧销一端与密封板（12）上的定位插销卡槽（23）卡接或松脱，弹簧销另一端通过柔性拉索（16）与切割浮升体（18）连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于水位变幅带的新型重力式生态挡墙，其特征在于：所述弹簧销包括定位插销（11），定位插销（11）滑动设置在凹槽内，凹槽将密封装置升降通道（25）、切割装置升降通道（26）连通；所述定位插销（11）一端伸进密封装置升降通道（25）内，定位插销（11）另一端与弹簧（10）、柔性拉索（16）连接，弹簧（10）另一端固定在凹槽底部，柔性拉索（16）另一端穿过柔性拉索伸出孔（24）后与切割浮升体（18）连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于水位变幅带的新型重力式生态挡墙，其特征在于：所述种植区（8）上端设有通气通道（9），通气通道（9）的顶部布设有聚硅氧烷薄膜（27）。

5.根据权利要求1所述的一种用于水位变幅带的新型重力式生态挡墙，其特征在于：所述密封板卡槽（2）内侧安装有橡胶密封止水条（20）。

6.根据权利要求1所述的一种用于水位变幅带的新型重力式生态挡墙，其特征在于：所述切割刀（15）主体为圆柱状，顶端刀刃为圆弧形状，切割刀（15）的直径小于植物生长孔（3）的直径2 mm -3mm。

7.根据权利要求1所述的一种用于水位变幅带的新型重力式生态挡墙，其特征在于：所述密封浮升体（13）和切割浮升体（18）均采用高密度聚乙烯材料作外壳，内部充填聚氨酯泡沫材材料，其整体构件密度小于水的密度。

8.根据权利要求2所述的一种用于水位变幅带的新型重力式生态挡墙，其特征在于：所述柔性拉索（16）采用耐腐蚀抗疲劳的不锈钢钢丝。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的一种用于水位变幅带的新型重力式生态挡墙进行植物保护的方法，包括以下步骤：

步骤1）、在低水位的情况下，可以将爬藤类植物种子或扦插根茎种植在种植区（8），当水位低于进水孔（5）时，密封浮升体（13）在自重的作用下停靠在密封下限位（14）上，此时植物生长孔（3）是打开的状态，植物可以自由生长；切割浮升体（18）在自重的作用下停靠在切割下限位（19）上；随着植物的生长，植物的茎沿着植物生长孔（3）长出，并且依附挡墙的表面继续向上生长，最终布满整个墙面，实现绿化的目的；

步骤2）、当水位高于进水孔（5）时，水会沿着进水孔（5）流入；随着水位的上涨，水位最终到达密封下限位（14）和切割下限位（19）处，由于密封下限位（14）、切割下限位（19）高度相同，切割浮升体（18）和密封浮升体（13）在水的浮力的作用下，会带动切割刀（15）和密封板（12）向上运动；

步骤3）、当水位继续上涨到某一位置时，切割浮升体（18）上端受切割上限位（17）限制，而切割刀（15）伸入到植物生长孔（3）内，将植物生长孔（3）内植物的茎切断；此时密封板（12）位于密封装置通道（25）中；

步骤4）、当水位继续上涨时，切割浮升体（18）受切割上限位（17）限制无法上移，而密封浮升体（13）在水的浮力的作用下会继续上移，当密封板（12）顶端到达密封板卡槽（2）的时候，定位插销（11）刚好插入到定位插销卡槽（23）中，且定位插销（11）在弹簧（10）作用下顶紧，从而保证密封板（12）不会上下移动；

步骤5）、当水位高于所述植物生长孔（3）时，此时植物生长孔（3）在密封板（12）的作用下处于封堵状态；在密封板卡槽（2）的内侧贴有橡胶密封止水条（20），其遇水会发生膨胀，紧紧与密封板（12）贴合，使得水不会流入种植区（8）内，保证植物根系不会被淹死；此外，由于通气通道（9）的存在，气体也会进入到种植区（8），植物根系不会因为缺氧而死亡，同时由于聚硅氧烷薄膜（27）会阻水透气，外界的雨水也不能进入到种植区（8）内，保证了植物不会发生涝渍；

步骤6）、当水位从高于所述植物种植孔（3）的位置开始下降时，随着水位的降低，切割浮升体（18）受到向上的水的浮力减小；

当切割浮升体（18）受到的向上的浮力小于受到向下的重力时，其将产生向下的位移，在柔性拉索固定环（21）的作用下会带动柔性拉索（16）向下运动，当柔性拉索（16）处于拉直状态时，其还会带动定位插销（11）向右运动；

当定位插销（11）从定位插销卡槽（23）中完全脱离出来以后，密封浮升体（13）也会在重力的作用下向下移动；最终将植物生长孔（3）打开。

Images