CN113235623A - 一种适用于高陡边坡生态恢复的厚层基材客土喷播结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种适用于高陡边坡生态恢复的厚层基材客土喷播结构及其施工方法，该喷播结构包括依次铺设在边坡表面的第一层基质土壤、植物纤维垫、第二层基质土壤、植生层与土工布，其中所述植生层包括客土基质和植被种子，所述客土基质以底泥堆肥为原料，所述植物纤维垫和土工布采用可生物降解材料制备，并且设置加固结构和种植槽，以提高边坡固土稳定性。本发明通过采用多层基材形成复合结构，覆盖在边坡上，有效解决高、陡边坡客土的边坡稳定性问题和其造成的新的环境负担问题。

Description

一种适用于高陡边坡生态恢复的厚层基材客土喷播结构及其 施工方法

技术领域

本发明于边坡生态防护技术领域，尤其涉及一种适于高陡边坡生态恢复的厚层基材客土喷播结构及其施工方法。

背景技术

近年来，随着经济的不断发展，在对公路、铁路建设和山区开发等工程的不断增加、对矿山的开采不断加深，产生了大量人为因素造成的高陡边坡。裸露的高陡边坡不仅为环境和景观带来影响，还易发生坍塌、滑坡等地质灾害，造成安全隐患，高陡边坡防护是一直以来的工程难题。

传统的工程加固措施如喷锚、水泥骨架、挡土墙等虽能够快速形成护坡效果，但在护坡后期，随着时间的推移，工程材料的老化，其加固效果逐渐减弱。且单一的工程措施成本较高，其单调的外观不能很好地满足景观需求，也对边坡所在地的生态系统造成了一定的破坏。客土喷播、植物袋等生态护坡措施逐渐替代传统的工程护坡方式。

客土喷播技术施工方便，成本较低，能较快达到修复和平衡生态环境的效果。但客土喷播所需基质通常需要大量的壤土，易形成新的挖掘和裸露。同时，由于植物养分需求和边坡固土需求，常需要在客土基质中添加化肥等肥料和水泥、石灰等固化剂增加基质肥力和强度，对边坡土壤环境和护坡植物造成一定的负担。对于高、陡边坡，客土喷播还易出现固土、保水能力差等问题。因此，迫切需要确定一个较为稳定和环保的厚层基材客土喷播结构，实现绿色、环保、稳定的高、陡边坡护坡目标。

发明内容

本发明提供一种适用于高、陡边坡生态恢复的厚层基材客土喷播结构，该喷播结构通过设计多层基材构成复合结构，覆盖在边坡上，有效解决高、陡边坡客土的边坡稳定性问题和其造成的新的环境负担问题。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种适用于高陡边坡生态恢复的厚层基材客土喷播结构，包括基质土壤、客土喷播的植生层、可生物降解的植物纤维垫和土工布，其中所述基质土壤包括第一层基质土壤和第二层基质土壤，所述植生层包括客土基质和植被种子，所述客土基质以底泥堆肥为原料，且所述第一层基质土壤、植物纤维垫、第二层基质土壤、植生层与土工布自内而外依序铺设在边坡表面上。

与现有技术对比，本发明具有以下的有益效果：

一方面，本发明通过将底泥堆肥作为客土基质的主要组成成分，有效减少由于大量土壤需求造成的新的土方开挖和裸露，底泥的主要成分为SiO₂和Al₂O₃等无机物和有机质，其成分与植生土壤类似，可以满足植生种子所需养分，代替植生土壤，同时实现底泥的资源化再利用；

另一方面，本发明采用可生物降解的植物纤维垫和土工布，在植物生长初期，植物纤维垫和土工布可以起到良好的保水、防风防冲刷等防护作用，为植被提供良好的萌发条件，随着植被的生根，植物根系不断伸长、蔓延透过植物纤维垫，起到网格加筋作用，实现高陡边坡固土，提高高陡边坡的稳定性，并且随着时间的推移，在土壤微生物作用下，植物纤维和土工布逐渐降解，为植被生长提供肥力和有机质。

进一步地，该喷播结构还包括加强筋和种植槽，所述加强筋一端固定在边坡内，另一端穿出边坡表面，以固定所述第一层基质土壤、植物纤维垫、第二层基质土壤、植生层与土工布；所述种植槽开设在边坡表面，且所述种植槽内填充有营养土和植物种子。通过在边坡打入加强筋，固定基质土壤、纤维垫等喷播土层，提高边坡表面的抗滑性和边坡固土的稳定性；在边坡表面设置种植槽，回填营养土，播撒植物种子，营养土附着在种植槽内，和成为植物的底肥，有利于植物的扎根与生长；植物纤维垫铺设在种植槽上，覆盖营养土，在植物没有生长发芽之前，起防护作用，随着植物萌芽生长，穿过植物纤维垫，从而进一步固定植物纤维垫。

进一步地，所述客土基质还包括陶粒、土壤固化剂、消毒剂、复合物生物肥料和植物纤维素；所述客土基质包括50％底泥堆肥、20％陶粒、10％土壤固化剂、10％消毒剂、8％复合微生物肥料、2％植物纤维素。底泥堆肥作为客土基材的主要成分，一方面可以减少新土开挖，另一方面，底泥堆肥中富含养分和有机质，可以减少客土喷播中化肥的使用，减少土壤污染，在一定程度上保护护坡植物。

进一步地，所述第一层基质土壤和第二层基质土壤均由底泥堆肥和土壤改良剂组成；所述底泥堆肥与土壤改良剂的比例在5:5～7:3。

进一步地，所述第一层基质土壤的厚度为15cm，所述第二层基质土壤的厚度为2～5cm。

进一步地，所述第二层基质土壤还包括土壤固化剂。第二层基质土壤的作用是覆盖植物纤维垫，确保坡面平整，防止植物纤维外露，因此在第二层基质土壤中添加土壤固化剂，固化土壤和植物纤维垫，提高边坡固土的稳定性。

进一步地，所述土壤改良剂由泥炭土、珍珠岩、生物素、pH调节剂和植物纤维组成。优选地，所述土壤改良剂包括32％泥炭土、60％珍珠岩、5％生物素、2％pH调节剂、1％植物纤维。

本发明还提供一种适用于高陡边坡生态恢复的厚层基材客土喷播结构的施工方法，其包括以下步骤：

S1：清理及平整坡面；

S2：开挖种植槽并回填：在边坡表面开挖若干种植槽，并在槽内播撒植物种子，回填

营养土压实；

S3：铺设第一层基质土壤：将一定比例的底泥堆肥和土壤改良剂掺和一起，配置第一

层基质土壤，并铺设在坡面上；

S4：铺设植物纤维垫：在坡面上按顺序铺放若干植物纤维垫，并用U型钢筋固定；

S5：铺设第二层基质土壤：配置第二层基质土壤并喷射在边坡坡面表层；

S6：客土喷播植生层：配置客土基质，并混入植被种子，喷播在边坡表面上；

S7：覆盖土工布：在喷播完成后的边坡表面上洒水，然后覆盖并固定土工布。

本方案所提供的喷播结构由上述施工方法布置完成，其操作简便，可得到较为稳定和环保的厚层基材客土喷播结构，方便推广使用。

进一步地，步骤S2中，平整坡面后，在坡面上按照一定间距打入加强筋。

进一步地，步骤S5中，在坡顶铺设植物纤维垫时向外延伸30～60cm，各植物纤维垫排布重叠部分为5～10cm。

附图说明

图1为本发明中的厚层基材客土喷播基材喷播结构的结构示意图；

图2为本发明的厚层基材客土喷播基材喷播结构中竹筋的打设排布示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参考图1，本发明提供一种适用于高陡边坡生态恢复的厚层基材客土喷播结构，其包括第一层基质土壤1、植物纤维垫2、第二层基质土壤3、植生层4与土工布5，所述第一层基质土壤1、植物纤维垫2、第二层基质土壤3、植生层4与土工布5自内而外依序排布在边坡表面上，形成护坡层。

所述第一层基质土壤1和第二层基质土壤3主要由底泥堆肥和土壤改良剂混合配制而成，其比例均为7:3，土壤改良剂包括32％泥炭土、60％珍珠岩、5％生物素、2％pH调节剂、1％植物纤维，且第二层基质土壤3中还添加适量土壤固化剂，固化土壤和植物纤维垫，确保坡面平整，防止植物纤维外露，提高边坡固土的稳定性。

所述植物纤维垫2主要由土工网和植物纤维如麻纤维、椰丝、秸秆等构成，其生物可降解，在土壤微生物作用下植物纤维的逐渐降解，为植被生长提供肥力和有机质，且在植被生长初期起到覆盖固定植生层的作用，减少雨水的冲刷，随着植被的生根，起到网格加筋的作用。

所述植生层4包括客土基质和植被种子，客土基质由50％底泥堆肥、20％陶粒、10％土壤固化剂、10％消毒剂、8％复合微生物肥料、和2％植物纤维素混合而成，植被种子选择草本植物及灌木种子，在其他实施例中，植被种子可根据当地边坡环境、气候、土性等条件进行选择。

所述土工布5选用可降解的无纺布，无纺布可以减少太阳直射，降低水分蒸发，有较好的保水效果，降雨时能防止表面形成汇流冲刷坡面，能保土保种子，而且防止草种被鸟吃和被风吹失以及浇水时植物种冲走造成草种不匀。

本实施例中，在高陡边坡表面设置种植槽6，将不同的苗木相间种植在槽6内，回填营养土压实，营养土附着在种植槽内，成为植物的底肥，有利于植物的扎根与生长。

为提高高陡边坡客土喷播的稳定性，本实施例设置竹筋7作为加强筋，将竹筋7的一端沿与坡面垂直的方向打入边坡内，另一端留在边坡表面，固定基质土壤、纤维垫等喷播土层，提高边坡表面的抗滑性和边坡固土的稳定性。在加固要求较高的工程中，可使用钢筋锚杆等代替竹筋进行加固。

基于上述方案，该喷播结构通过以下施工方法进行布置：

S1：清理及平整坡面：

按照加固方案设计的坡比进行开挖削坡减载，达到设计要求的边坡形态后，坡脚处设置碎石路，从坡上到坡下，将坡面依次进行整理，清除残留的工棚混凝土台和墙壁，除掉坡面上残留的浮土、浮砂、滚石及松动的块石，对于凹凸不平坡面应尽可能进行平缓处理，坡面平整度不大于30cm，清理有碍植物生长的有害植物.保留对坡面无害的植物，坡面整平后用粘土铺填并夯实，然后按1m间距的正方形网格状打入竹筋7，其打入位置如图2所示；

S2：开挖种植槽并回填：

按横向1m间距、纵向2m间距的长方形网格状在边坡表面开挖种植槽6，保持槽深20cm，开槽后，将不同的苗木相间播撒在槽内，然后喷射营养土并压实；

S3：铺设第一层基质土壤：

将配置好的第一层基质土壤7覆盖在回填完成后的种植槽6上，堆填厚度约为15cm，并平整压实；

S4：铺设植物纤维垫：

将植物纤维垫2自下而上用U型钢筋进行固定，在覆盖营养土的坡面自上往下、自左至右按顺序铺放一层植物纤维垫2，将植物纤维垫2与坡面紧贴，用U型钉进行固定，固定时保证植物纤维垫2平顺结合坡面并拉紧；在离坡顶30～60cm处的坡顶面开设固定槽，植物纤维垫2铺设在坡顶时，植物纤维垫6放置在固定槽内，并按1m间距打入U型钉固定并回填土压实，纤维垫搭接重合部分为5～10cm左右，保证植物纤维垫2覆盖在坡面上；

S5：铺设第二层基质土壤：

将配置好的第二层基质土壤3分2～3次均匀喷射在边坡坡面上，尽可能从正面进行，保证形成的新土层全面覆盖植物纤维垫2，新土层厚度为3cm，基本与植物纤维垫2凸面相持平，并且确保坡面整平；

S6：客土喷播植生层：

将混合好的客土基质和植被种子喷播在边坡坡面上，保证无漏喷；

S7：覆盖土工布：

客土喷播植生层4完成后，覆盖土工布5，确保两块土工布之间重叠20cm，用包装绳及锚钉固定。

综上所述，本发明通过铺设多层绿色、环保的基材形成复合结构，实现对高陡边坡的防护，实现绿色、环保、稳定的高、陡边坡护坡目标。

以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限定本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所做出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种适用于高陡边坡生态恢复的厚层基材客土喷播结构，其特征在于，包括基质土壤、客土喷播的植生层、可生物降解的植物纤维垫和土工布，其中所述基质土壤包括第一层基质土壤和第二层基质土壤，所述植生层包括客土基质和植被种子，所述客土基质以底泥堆肥为原料，且所述第一层基质土壤、植物纤维垫、第二层基质土壤、植生层与土工布自内而外依序铺设在边坡表面上。

2.根据权利要求1所述的一种适用于高陡边坡生态恢复的厚层基材客土喷播结构，其特征在于，还包括加强筋和种植槽，所述加强筋一端固定在边坡内，另一端穿出边坡表面，以固定所述第一层基质土壤、植物纤维垫、第二层基质土壤、植生层与土工布；所述种植槽开设在边坡表面，且所述种植槽内填充有营养土和植物种子。

3.根据权利要求1所述的一种适用于高陡边坡生态恢复的厚层基材客土喷播结构，其特征在于，所述客土基质还包括陶粒、土壤固化剂、消毒剂、复合物生物肥料和植物纤维素；所述客土基质包括50％底泥堆肥、20％陶粒、10％土壤固化剂、10％消毒剂、8％复合微生物肥料、2％植物纤维素。

4.根据权利要求1所述的一种适用于高陡边坡生态恢复的厚层基材客土喷播结构，其特征在于，所述第一层基质土壤和第二层基质土壤均由底泥堆肥和土壤改良剂组成；所述底泥堆肥与土壤改良剂的比例在5:5～7:3。

5.根据权利要求4所述的一种适用于高陡边坡生态恢复的厚层基材客土喷播结构，其特征在于，所述第一层基质土壤的厚度为15cm，所述第二层基质土壤的厚度为2～5cm。

6.根据权利要求4所述的一种适用于高陡边坡生态恢复的厚层基材客土喷播结构，其特征在于，所述第二层基质土壤还包括土壤固化剂。

7.根据权利要求4所述的一种适用于高陡边坡生态恢复的厚层基材客土喷播结构，其特征在于，所述土壤改良剂由泥炭土、珍珠岩、生物素、pH调节剂和植物纤维组成，所述土壤改良剂包括32％泥炭土、60％珍珠岩、5％生物素、2％pH调节剂、1％植物纤维。

8.一种适用于高陡边坡生态恢复的厚层基材客土喷播结构的施工方法，其特征在于，该方法步骤如下：

S1：清理及平整坡面；

S2：开挖种植槽并回填：在边坡表面开挖若干种植槽，并在槽内播撒植物种子，回填营养土压实；

S3：铺设第一层基质土壤：将底泥堆肥和土壤改良剂掺和一起，配置第一层基质土壤，并铺设在坡面上；

S4：铺设植物纤维垫：在坡面上按顺序铺放植物纤维垫，并用U型钢筋固定；

S5：铺设第二层基质土壤：配置第二层基质土壤并喷射在边坡坡面表层；

S6：客土喷播植生层：配置客土基质，并混入植被种子，喷播在边坡表面上；

S7：覆盖土工布：在喷播完成后的边坡表面上洒水，然后覆盖并固定土工布。

9.根据权利要求8所述的一种适用于高陡边坡生态恢复的厚层基材客土喷播结构的施工方法，其特征在于，步骤S2中，平整坡面后，在坡面上按照一定间距打入加强筋。

10.根据权利要求8所述的一种适用于高陡边坡生态恢复的厚层基材客土喷播结构的施工方法，其特征在于，步骤S5中，在坡顶铺设植物纤维垫时向外延伸30～60cm，各植物纤维垫排布重叠部分为5～10cm。

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