CN112726637A - 一种应用在砂砾石边坡的生态护坡方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环境保护工程技术领域，具体涉及一种应用在砂砾石边坡的生态护坡方法。一种应用在砂砾石边坡的生态护坡方法，包括边坡土质预处理、混合型草种配制、复合生态基材的配制、复合生态基材的喷播、边坡养护等步骤。本发明通过将定量的缓释肥、喷播土与水拌和成稀泥浆喷洒至坡体，提高砂砾石基质的含泥量和肥力，改良土壤，增加土壤含水量；通过利用先锋植被与长期植被有机结合的建植体系进行混播，进一步提高边坡植被恢复能力；通过喷播具有一定厚度的固沙、保水、增肥、促生的复合生态基材，在实现砂砾石边坡表面加固的同时，改善了原土壤“水‑热‑肥‑气”效应，使边坡快速复绿，实现稳固边坡，减轻水土流失。

Description

一种应用在砂砾石边坡的生态护坡方法

技术领域

本发明涉及环境保护工程技术领域，具体涉及一种应用在砂砾石边坡的生态护坡方法。

背景技术

加强环境保护是推进经济社会发展的一项重大任务。在公路、铁路、水利、矿山、电力等基础设施的施工过程中，原地貌植被的破坏不可避免，弃土、弃石、开挖等会给自然环境留下大量的裸露边坡，由此需要对边坡进行加固，坡面加固方法主要有工程加固和植物加固。传统的工程护坡技术，通常采用抹面、锤面、喷浆、勾缝、坡面护墙等形式，但是混凝土在冷热变化时易产生裂缝，还易风化、易腐蚀，并且混凝土还会对边坡的景观、生态和环境产生负面影响，边坡表面往往寸草不生。现有的生态防护技术，包括人工种草护坡、土工网垫植草护坡和三维网护坡等技术，往往存在着施工技术较难、成本和养护要求较高，而且大多只注重了短期效果。

在生态防护技术中，高分子固化剂作为一种新型环保的土壤加固材料，因具有掺入量较少、运输方便、施工简单、生态环保等优点而备受关注。中国专利申请201310436492.4提出了“一种复合固化剂对土质边坡坡面生态加固的方法”，通过坡面整平、加固液配制、加固液喷洒、边坡养护及评估维护等步骤，在一定程度上能够解决一般土质边坡坡面侵蚀、水土流失、植被破坏、坡面失稳等问题。但是在砂砾石边坡的植被生长情况及稳定性都较差，这是由于砂砾石是一种颗粒状、无粘性材料，砂砾石边坡一般都土壤少、土质及肥力极差。由于砂砾石边坡的特殊性，单单依靠生态固化剂与普通草种结合对砂砾石边坡加固，已不能满足对砂砾石边坡抗坍塌、抗冲刷及绿化要求且存在成本较高的问题，加之砂砾石坡面易挠动，不具备相应的施工条件，因此能在砂砾石边坡应用成功的护坡方法极少。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的砂砾石边坡生态护坡技术无法满足需要及成本较高的问题，从而提供一种将复合生态基材和生态护坡治理措施有机结合的、可提高边坡固结植生能力、解决砂砾石边坡无法生长植被难题的应用在砂砾石边坡的生态护坡方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种应用在砂砾石边坡的生态护坡方法，包括以下步骤：

步骤一，边坡土质预处理：对坡面整平后的砂砾石边坡土质进行预处理，首先按质量百分比计，将35-40％泥土、0.5-1.0％缓释肥和59-64.5％水均匀混合制成预处理泥浆，使所述预处理泥浆的比重控制在1.2g/cm³-1.3g/cm³，然后将所述预处理泥浆喷洒至坡面；

步骤二，混合型草种配制：按照先锋植被与长期植被相结合的建植体系，将先锋植被与长期植被的草种按一定比例进行混合得到混合型草种；

步骤三，复合生态基材的配制：按质量百分比计，将0.3-0.5％生态固化剂、1-2％缓释肥、35-50％泥土、0.2-0.5％的经所述步骤二得到的混合型草种、47-63.5％水均匀混合配制成复合生态基材，使所述复合生态基材的比重控制在1.3g/cm³-1.5g/cm³；

步骤四，复合生态基材的喷播：将所述步骤三中得到的复合生态基材喷播到经所述步骤一处理后的砂砾石边坡，所述复合生态基材下渗，使边坡坡面表层形成固结层，使边坡坡面上表面形成保护膜，所述保护膜包裹着所述混合型草种；

步骤五，边坡养护：在喷播施工完成后的24小时之后且边坡固结完成，在所述混合型草种发芽前后提供充足的水分，促使植被生长，使得植被根系与所述步骤四得到的固结层协同作用，实现砂砾石边坡坡面生态加固。

所述步骤二中的先锋植被包括但不限于早熟禾、高羊茅、披碱草、黑麦草、草木樨中的一种或两种以上。

所述步骤二中的混合型草种按质量份数计包括：26份披碱草、50份高羊茅、17份黑麦草、7份冰草。

所述步骤四中的保护膜的厚度控制在1.5cm以内。

所述步骤四中复合生态基材的喷播方式为喷枪机喷、引管机喷中的一种或两种组合。

所述步骤四中的复合生态基材的喷播方式根据多级边坡累计坡高来确定，当多级边坡累计坡高小于40米时，采用自下而上式喷枪机喷，当多级边坡累计坡高大于40米时，采用引管机喷。

本发明实现生态固坡的机理是：

本发明通过采用砂砾石边坡土质预处理、混合型草种、复合生态基材的配制及喷播、边坡养护等技术来提高边坡固结植生能力，解决边坡无法生长植被的难题。为解决砂砾石边坡土壤少、土质及肥力极差等问题，对平整后的砂砾石边坡基层用定量的缓释肥、喷播土与水拌和成预处理泥浆喷洒至坡面，以提高砂砾石基质的含泥量和肥力，改良土壤，增加土壤含水量。

复合生态基材由生态固化剂、缓释肥、泥土、混合型草种按一定比例混合而成。缓释肥可采用高摩尔比脲甲醛缓释肥(中国专利申请：201310147647.2，专利名称：高摩尔比脲甲醛类缓释肥料及其制备方法)，该缓释肥料具有养分释放均匀、不易流失、释放完全、利用率高的特点，肥效期可达3-5年，而且能被微生物完全分解、无残留、对环境友好，能够被作物充分吸收，实现高效利用。该缓释肥为草种提供肥料以提高草种在砂砾石边坡的成活率。

混合型草种一般选用工程地的乡土类植被且多为须根发达、抗逆性能强的草种，以便更易于向稳定的植被群落发展。草种按照先锋植被与长期植被有机结合的建植体系进行混播，先锋植被发芽快，幼苗生长迅速，能快速覆盖地面，形成局部遮荫，给长期植被种子发芽创造适宜的环境，并能在一定程度上抑制杂草的生长。在后续的生长中，先锋植被不适应相互遮荫和根际竞争，被长期植被的种群排挤掉，从而实现长期植被在砂砾石边坡的长期生长。

在该复合生态基材喷播后，该复合生态基材下渗，在坡体7的坡面表层形成一定厚度的固结层3，此时，包裹混合型草种1的未下渗的复合生态基材在坡体7坡面上表面形成一层保护膜2，详见附图1。该固结层3及保护膜2呈现一定强度的粘性，能与边坡基体粘结成一体，共同组成边坡表面的防护层，且该复合生态基材混合物良好的团粒结构为植被提供了发芽生长的养分和水分。在混合型草种1生根发芽后通过植被根系主根4的锚固作用、水平根5和须根6的连接作用，使植物根系、复合生态基材和坡体7形成一个整体，能够有效抑制边坡坍塌、滑坡等现象发生，详见附图2。该复合生态基材中的生态固化剂的作用是使喷播到坡面的基材混合物具有一定的强度及抗侵蚀性，生态固化剂容易从土颗粒空隙渗入到土体内部，填充土颗粒间的孔隙并包裹土颗粒，将土颗粒与草种粘结成网络状的结构整体，该网状结构可储备水分及肥料，促进植被生长。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

虽然现有技术中也会用到生态固化剂的固化作用，以实现土质边坡坡面的生态加固，但针对砂砾石边坡的生态加固效果有限。本发明相比于现有技术创新性的对砂砾石边坡土质进行了预处理，通过将定量的缓释肥、喷播土与水拌和成稀泥浆喷洒至坡体，提高了砂砾石基质的含泥量和肥力，改良土壤，增加土壤含水量。

再者，本发明通过利用先锋植被与长期植被有机结合的建植体系进行混播，进一步提高了植被成活率及边坡植被恢复能力。

此外，本发明通过喷播具有一定厚度的固沙、保水、增肥、促生的复合生态基材，在实现砂砾石边坡表面加固的同时，改善了原土壤“水-热-肥-气”效应，使边坡快速复绿，并通过植被根系的锚固及连接作用，使植物根系、复合生态基材和边坡形成一个整体，具有砂砾石边坡抗坍塌、抗冲刷、植被生长性好、植被生长均匀等优点，实现稳固边坡，减轻水土流失。

附图说明

图1为本发明在砂砾石边坡生态加固的结构示意图。

图2为本发明中的植被生根后固坡的结构示意图。

图中：1、混合型草种，2、保护膜，3、固结层，4、主根、5、水平根，6、须根，7、坡体。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

实施例：

一种应用在砂砾石边坡的生态护坡方法，包括以下步骤：

步骤一，边坡土质预处理：采用机械或人工方式，自上而下清除砂砾石边坡表面松散的不稳定石块、垃圾及有害物质，把不平整处进行坡面整平；对坡面整平后的砂砾石边坡土质进行预处理，首先按质量百分比计，将35-40％泥土、0.5-1.0％缓释肥和59-64.5％水均匀混合制成预处理泥浆，使预处理泥浆的比重控制在1.2g/cm³-1.3g/cm³，然后将预处理泥浆喷洒至坡面；

步骤二，混合型草种配制：按照先锋植被与长期植被相结合的建植体系，将先锋植被与长期植被的草种进行混合得到混合型草种；该先锋植被可选取早熟禾、高羊茅、披碱草、黑麦草、草木樨等根系发达、抗寒、抗旱、耐贫瘠能力强的冷季型草种，也可考虑豆科草种与其它草种、灌木、藤蔓类植被搭配；长期植被的草种可选取禾本科植物，如冰草；为提高先锋植被与长期植被的成活率、可适应性及协同作用，混合型草种按质量份数计包括：26份披碱草、50份高羊茅、17份黑麦草、7份冰草；

步骤三，复合生态基材的配制：按质量百分比计，将0.3-0.5％生态固化剂、1-2％缓释肥、35-50％泥土、0.2-0.5％的经步骤二得到的混合型草种、47-63.5％水均匀混合配制成复合生态基材，进行配比用量设计时，如土壤肥力较好，缓释肥可适当减少；如土壤黏性较大，则可减少固化剂用量，反之则适量增加，使复合生态基材的比重控制在1.3g/cm³-1.5g/cm³；

步骤四，复合生态基材的喷播：将步骤三中得到的复合生态基材喷播到经步骤一处理后的砂砾石边坡，该复合生态基材下渗，使边坡坡面表层形成固结层，使边坡坡面上表面形成保护膜，保护膜包裹着混合型草种，该保护膜的厚度控制在1.5cm以内；该复合生态基材的喷播方式包括喷枪机喷、引管机喷中的一种或两种组合，根据多级边坡累计坡高来确定喷播方式，当多级边坡累计坡高小于40米时，采用自下而上式喷枪机喷，当多级边坡累计坡高大于40米时，采用引管机喷。

步骤五，边坡养护：为保证建植草种在幼苗期能够正常生长发育，在喷播施工完成后的24小时之后且边坡固结完成，在混合型草种发芽前后提供充足的水分，洒水应在每天早晚进行且喷洒过程要均匀，避免水流冲击基材形成径流，冲走基质和种子，影响种子发芽。若蒸发量很大时，应加大洒水频次与水量，可采用早、晚分时段洒水养护方式，以增加坡面下渗水量，减少水量蒸发对植被生长的影响，以促使植被生长，使得植被根系与步骤四得到的固结层协同作用，从而实现砂砾石边坡坡面生态加固。对局部盐碱化严重和砂砾石堆积较多区域，可能会出现种子出现萌发率过低以及出苗不整齐现象，应及时采取相应补植措施，补植的种子应具有自播能力，并进行了催芽预处理。

现以水电站砂砾石高陡边坡工程为例，进一步详细说明本发明的具体实施方式及其应用性能测试分析结果。

本实施例具体实施步骤和要求同上，其中部分具体参数如下：

水电站砂砾石高陡边坡工程：该项目的砂砾石边坡坡比为1：1，边坡累计坡高均超过40m，最大坡高近54m，最大坡级数5级，每级坡长10m～12m，需治理坡面面积15000m²。

混合型草种选取披碱草、高羊茅、黑麦草作为先锋植被，选取冰草为长期植被，按质量份数计包括26份披碱草、50份高羊茅、17份黑麦草、7份冰草。

该复合生态基材采用引管机喷的喷播方式，该复合生态基材下渗后，使保护膜的厚度控制在1.5cm以内。

边坡土质预处理、复合生态基材的配制步骤中各组分的用量表如表1所示。

表1工程段边坡土质预处理、复合生态基材配制各组分用量

24小时后边坡固结完成，进行养护时在每天早晚气温不高时进行，洒水过程均匀喷洒。夏季蒸发量较大，加大洒水频次与水量，采用早、晚分时段洒水养护方式，以增加坡面下渗水量，减少水量蒸发对植被生长的影响。

砂砾石边坡在该生态复合基材喷播后两周左右，喷播区域草籽开始萌芽；后经1个月、3个月、6个月、12个月的效果评估，上述实施例1、实施例2及实施例3均实现裸露边坡快速复绿、未有冲刷痕迹，植被生长分布均匀且生长茂盛，有效抑制了边坡坍塌、滑坡等现象发生，实现了稳固边坡，减轻了水土流失。

本发明经工程现场试验验证，取得了满意的应用效果。本发明各实施例应用在砂砾石边坡的生态护坡方法的优异性能详见表2。

表2本发明与现有砂砾石边坡护坡方法对比表

以上具体实施方式及实施例是对应用本发明提出的一种一种应用在砂砾石边坡的生态护坡方法的技术思想的具体支持，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在本技术方案基础上所做的任何等同变化或等效的改动，均仍属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (6)

1.一种应用在砂砾石边坡的生态护坡方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，边坡土质预处理：对坡面整平后的砂砾石边坡土质进行预处理，首先按质量百分比计，将35-40%泥土、0.5-1.0%缓释肥和59-64.5%水均匀混合制成预处理泥浆，使所述预处理泥浆的比重控制在1.2g/cm³-1.3g/cm³，然后将所述预处理泥浆喷洒至坡面；

步骤二，混合型草种配制：按照先锋植被与长期植被相结合的建植体系，将先锋植被与长期植被的草种按一定比例进行混合得到混合型草种；

步骤三，复合生态基材的配制：按质量百分比计，将0.3-0.5%生态固化剂、1-2%缓释肥、35-50%泥土、0.2-0.5%的经所述步骤二得到的混合型草种、47-63.5%水均匀混合配制成复合生态基材，使所述复合生态基材的比重控制在1.3g/cm³-1.5g/cm³；

步骤四，复合生态基材的喷播：将所述步骤三中得到的复合生态基材喷播到经所述步骤一处理后的砂砾石边坡，所述复合生态基材下渗，使边坡坡面表层形成固结层，使边坡坡面上表面形成保护膜，所述保护膜包裹着所述混合型草种；

步骤五，边坡养护：在喷播施工完成后的24小时之后且边坡固结完成，在所述混合型草种发芽前后提供充足的水分，促使植被生长，使得植被根系与所述步骤四得到的固结层协同作用，实现砂砾石边坡坡面生态加固。

2.根据权利要求1所述一种应用在砂砾石边坡的生态护坡方法，其特征在于：所述步骤二中的先锋植被包括但不限于早熟禾、高羊茅、披碱草、黑麦草、草木樨中的一种或两种以上。

3.根据权利要求1所述一种应用在砂砾石边坡的生态护坡方法，其特征在于：所述步骤二中的混合型草种按质量份数计包括：26份披碱草、50份高羊茅、17份黑麦草、7份冰草。

4.根据权利要求1所述一种应用在砂砾石边坡的生态护坡方法，其特征在于：所述步骤四中的保护膜的厚度控制在1.5cm以内。

5.根据权利要求1所述一种应用在砂砾石边坡的生态护坡方法，其特征在于：所述步骤四中复合生态基材的喷播方式为喷枪机喷、引管机喷中的一种或两种组合。

6.根据权利要求1所述一种应用在砂砾石边坡的生态护坡方法，其特征在于：所述步骤四中的复合生态基材的喷播方式根据多级边坡累计坡高来确定，当多级边坡累计坡高小于40米时，采用自下而上式喷枪机喷，当多级边坡累计坡高大于40米时，采用引管机喷。

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