CN113981993B - 一种裂隙软岩边坡生态防护结构及其防治方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种裂隙软岩边坡生态防护结构及其防治方法，结构包括至少一个生态防护层和排水系统；生态防护层包括从裂隙软岩边坡表层至外依次铺设的固化层、隔水层、生态疏水植生土层以及植被层；排水系统包括边坡内部的智能监控排水系统；智能监控排水系统包括伸入裂隙软岩边坡内部的吸水主排水管，吸水主排水管靠近坡面的一端通过智能分流装置分别与双向排水管道、单向补水管道连通，双向排水管道与纵向排水通道连通，单向补水管道通过补水毛细管网与生态疏水植生土层连通。本发明能够有效防护裂隙软岩边坡，有效的抑制边坡表层岩体遇水后强度劣化及降雨入渗到坡内导致失稳，提高了边坡的防护强度和稳定性。

Description

一种裂隙软岩边坡生态防护结构及其防治方法
技术领域
本发明属于边坡防护技术领域，涉及一种裂隙软岩边坡生态防护结构及其防治方法。
背景技术
随着高速公路的建设日益增多与边坡工程的不断发展，风化软岩边坡失稳引发的滑坡、崩塌等问题日渐凸显。雨水对软岩边坡的渗入程度以及软岩边坡内部排水效果直接影响到软岩边坡的表层稳定；软岩边坡坡内显著的收缩致使裂隙极易发育，裂隙的形成降低了土体的抗剪强度，引起边坡渗流场变化，影响边坡的稳定性。同时软岩独特的物理化学性质，使其对温度、湿度、应力和地下水等环境因素极为敏感，遇水易软化崩解，湿热作用后有显著的膨胀和裂化现象。
裂隙风化软岩边坡失稳是一个循环渐进的过程，在雨水、光和热作用下裂隙风化软岩边坡表层极易风化破碎，造成裂隙风化软岩边坡发生浅层失稳，裂隙风化软岩边坡失稳形成的新断面在雨水、光和热的作用下再次风化失稳，如此循环，从而造成裂隙风化软岩边坡由表及里发生渐进式浅层失稳。
风化后的裂隙软岩边坡，在长期的湿热循环作用下边坡表面形成大量的破裂碎石软岩，既不美观，也对水土保持等生态环境造成不利影响。因为软岩表面缺少土壤基质，风化的裂隙软岩边坡受雨水和温度影响，裂隙软岩边坡自我复绿非常困难。目前，常用的护坡方法主要有：喷射混凝土、砌石护坡、植生混凝土、抗滑桩等。虽然以上方法均可在一定程度上提高边坡的稳定性，但难以满足生态护坡的要求；此外，裂隙软岩边坡坡面粗糙不平滑，附着性差，传统的客土喷播材料在喷播后难以渗入边坡表层裂隙，黏结性与流动性不够，导致土体容易在重力的作用下滑移或剥落，喷播效果不佳，现有喷播基材有水泥、泥炭土等混合材料，其中水泥的碱性高，PH不可控，污染公共环境；泥炭土长期使用易板结，影响植被正常生长，容易破坏生长环境，影响绿化效果。
此外，当暴雨来临时，岩层下的地下水位快速上升，现有排水装置难以将表层入渗的雨水快速排出，很少考虑到外部环境变化、雨水入渗的排水问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种裂隙软岩边坡生态防护结构，能够有效防护裂隙软岩边坡，通过表层阻隔、中层堵排、底层加固的防护理念，有效的抑制边坡表层岩体遇水后强度劣化及降雨入渗到坡内导致失稳，提高了边坡的防护强度和稳定性，解决了现有技术中存在的问题。
本发明的另一目的是，提供一种裂隙软岩边坡的防治方法。
本发明所采用的技术方案是，一方面，提供一种裂隙软岩边坡生态防护结构，包括至少一个生态防护层和排水系统；
所述生态防护层包括从裂隙软岩边坡表层至外依次铺设的固化层、隔水层、生态疏水植生土层以及植被层，生态疏水植生土层的孔隙率为20%～30%；
所述排水系统包括边坡顶部截水沟、边坡底部的排水沟、边坡两侧的纵向排水通道，以及边坡内部的智能监控排水系统；
所述智能监控排水系统包括伸入裂隙软岩边坡内部的吸水主排水管，吸水主排水管靠近坡面的一端通过智能分流装置分别与双向排水管道、单向补水管道连通，双向排水管道与纵向排水通道连通，单向补水管道通过补水毛细管网与生态疏水植生土层连通。
进一步的，所述智能分流装置设有多个接管口，其中一个接管口与吸水主排水管连接，吸水主排水管内部安装有水流流量传感器，至少一个接管口与单向补水管道连接，至少一个接管口与双向排水管道连接，连接单向补水管道、双向排水管道的接管口内均安装有电感阀门，每个电感阀门与对应的单信号PLC控制器电连接，每个单信号PLC控制器分别与数据处理装置输出端无线通讯连接，数据处理装置的输入端与水流流量传感器电连接，数据处理装置用于接收水流流量传感器监测的水流量信号，将大小不同的流量信号转化为对应的数字信号，数据处理装置的输出端通过发射无线信号将处理后的数据传输到相对应的单信号PLC控制器，单信号PLC控制器控制对应的电感阀门打开，其余电感阀门处于关闭状态。
进一步的，所述单向补水管道与吸水主排水管同轴线，单向补水管道的出水口伸出至生态疏水植生土层底部，所述补水毛细管网由多个补水毛细管组成，多个补水毛细管与单向补水管道的出水口连接，补水毛细管网延伸至生态疏水植生土层表层。
进一步的，所述补水毛细管网均匀布设于每层边坡坡面，布设间距为0.4m～0.6m，补水毛细管网按S型埋置在生态疏水植生土层内部，通过回形针扣将补水毛细管固定在生态疏水植生土层的孔隙内，补水毛细管的管径为20mm~30mm。
进一步的，所述双向排水管道的两个管道轴线相同，分布于智能分流装置的两侧，双向排水管道与纵向排水通道垂直，用于将所要排出的积水引入纵向排水通道。
进一步的，所述裂隙软岩边坡的每层坡体内部均设有多个智能监控排水系统，吸水主排水管靠近裂隙软岩边坡内部的一端安装有高效滤水轧盖。
进一步的，所述固化层按照以下质量份数组成：被风化的裂隙软岩崩解土25～30份，水15～20份，黏土20～30份，聚氨酯固化剂7～12份，海藻酸钠20～25份，HCl和NaHCO3的混合溶液10～15份；其中HCl和NaHCO3的质量比是1：3，固化层的厚度为6～12cm。
进一步的，所述隔水层为隔水膜，通过喷洒隔水液在固化层上形成，隔水液按照以下质量分数组成：聚乙烯丙纶68%，环氧树脂22%，水10%。
进一步的，所述生态疏水植生土层由质量比为1:1的生态疏水材料和植生土组成，所述生态疏水材料按照以下质量份数组成：珊瑚砂颗粒80份、建筑陶粒5～13份、羟丙基壳聚糖5～10份、高岭土和松脂混合物1～5份、多巴胺改性碳纳米管接枝碳纤维3～6份、亲水性环氧树脂7～12份、木质素改性酚醛树脂胶黏剂6～10份；高岭土和松脂混合物由高岭土和松脂按照质量比5:1组成；
所述植生土按照以下质量份数组成：土壤80～88份，有机质2～5份，可降解塑料3～5份、生物酶类土壤固化剂5～8份，植被生长材料2～4份；其中，植被生长材料为麦类淀粉、磷酸钙或油菜素内酯中的任意一种。
另一方面，提供一种裂隙软岩边坡防治方法，采用上述裂隙软岩边坡生态防护结构，具体按照以下步骤进行：
S1，开挖、清理裂隙软岩边坡；
S2，设置排水系统；在坡面标记补水毛细管网和锚固孔的位置，在锚固孔内安插吸水主排水管，吸水主排水管一端伸入坡体内部，依次装设智能分流装置、双向排水管道、单向补水管道，双向排水管道一端通过智能分流装置与吸水主排水管连通，双向排水管道的另一端口与边坡两侧的纵向排水通道连通；单向补水管道通过智能分流装置与吸水主排水管同轴连通；
S3，依次铺设固化层、隔水层、生态疏水植生土层；固化层的厚度为5～10cm，隔水层的厚度为1mm～3mm，生态疏水植生土层的厚度为8～12cm；
S4，装接补水毛细管网；单向补水管道远离智能分流装置的一端在生态疏水植生土层底部具有出水口，出水口与补水毛细管网连接，补水毛细管网围绕单向补水管道的出水口均匀分散地埋置并固定在生态疏水植生土层中；
S5，铺设植被层。
本发明的有益效果是：
本发明裂隙软岩边坡生态防护结构，包括固化层、隔水层、生态疏水植生土层以及植被层；通过表层阻隔、中层堵排、底层加固有机结合的防护构思，有效阻隔湿热环境对裂隙软岩边坡岩体的直接作用、抑制暂态饱和区的形成和裂隙的扩展；提高了裂隙软岩强度，有效的抑制边坡表层岩体遇水后强度劣化及降雨入渗到坡内导致失稳，从而提高整体边坡的防护强度和稳定性。
本发明智能监控排水系统布设在边坡坡体内部，当暴雨雨水入渗边坡时，将边坡中层内部积水通过及时通过智能分流装置排水，积水被输送到边坡两边排水通道中并快速排水。
本发明不仅能有效排出坡内雨水，且能同时兼顾补水功能，在降雨量较小时，将边坡中层内部积水通过水流流量传感器监测水流流量小并及时通过智能分流装置补水，此时双向排水管道关闭，单向补水管道打开，积水通过单向补水管道、补水毛细管网及时自动补水，避免因土壤干旱导致边坡表面植被出现凋亡，节省了大量劳动力，保证了绿化效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的结构示意图。
图2是本发明实施例中智能监控排水系统的结构示意图。
图3是本发明实施例中智能分流装置的结构示意图。
图4是本发明实施例中补水结构示意图。
图5是本发明实施例中单向补水管道与补水毛细管的连接示意图。
图6是本发明实施例中智能监控排水系统的工作流程图。
图7为本发明实施例中裂隙软岩边坡防治方法流程图。
图中，1.固化层；2.隔水层；3.生态疏水植生土层；4.植被层；5.补水毛细管；6.出水口；7.滴水细孔；8.截水沟；9.智能监控排水系统；10.排水沟；11.纵向排水通道； 12.裂隙；13.双向排水管道；14.流量探测组件；15.水压阀；16.水流流量传感器；17.水流阈值表；18.单向补水管道；19.吸水主排水管；20.高效滤水轧盖；21.智能分流装置；22.第一PLC控制器；23. 第二PLC控制器；24. 第三PLC控制器；25.数据处理装置；26.电感阀门。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1，
一种裂隙软岩边坡生态防护结构，如图1所示，包括至少一个生态防护层和排水系统；
生态防护层包括从裂隙软岩边坡表层至外依次铺设的固化层1、隔水层2、生态疏水植生土层3以及植被层4；固化层1喷涂在有裂隙12的裂隙软岩边坡表层，防止裂隙进一步扩展造成岩体渐进崩解变形；生态疏水植生土层3的孔隙率为20%～30%，厚度为8～12cm，保证了植物根系能在该层正常生长；
排水系统包括边坡顶部的截水沟8、边坡底部的排水沟10、边坡两侧的纵向排水通道11，以及边坡内部的智能监控排水系统9；截水沟8、排水沟10，用于防止坡顶和坡底积水冲刷坡面，防止雨水入渗边坡坡面，生态疏水植生土层3延伸至排水沟10底部。
如图2所示，裂隙软岩边坡的每层坡体内部均设有多个智能监控排水系统9，智能监控排水系统9包括吸水主排水管19、双向排水管道13、单向补水管道18、流量探测组件14、水流流量传感器16、数据处理装置25、多个单信号PLC控制器。
吸水主排水管19伸入裂隙软岩边坡内部，吸水主排水管19靠近裂隙软岩边坡内部的一端安装有高效滤水轧盖20，吸水主排水管19内部安装有水流流量传感器16，吸水主排水管19靠近坡面的一端通过智能分流装置21分别与双向排水管道13、单向补水管道18连通，单向补水管道18通过补水毛细管网与生态疏水植生土层3连通；双向排水管道13与纵向排水通道11连通，用于将所要排出的积水引入纵向排水通道11，纵向排水通道11与生态防护层并齐，纵向排水通道11内按S型交错设置粒径20mm～30mm的光滑鹅卵石，减缓水流流速，削弱水流对边坡的冲刷作用；横向的排水沟10中间段水平，两边段倾斜5°向下，加速排水沟10内部水流的流通和疏散。
如图3所示，智能分流装置21设有多个接管口，其中一个接管口与吸水主排水管19连接，至少一个接管口与单向补水管道18连接，至少一个接管口与双向排水管道13连接，连接单向补水管道18、双向排水管道13的接管口内均安装有电感阀门26，每个电感阀门26与对应的单信号PLC控制器电连接，每个单信号PLC控制器分别与数据处理装置25输出端无线通讯连接，数据处理装置25的输入端与水流流量传感器16电连接。
水流流量传感器16监测水流流量信号并传输至数据处理装置25的输入端，数据处理装置25用于接收水流流量传感器16监测的水流量信号，将大小不同的流量信号转化为对应的数字信号，数据处理装置25的输出端通过发射无线信号将处理后的数据传输到相对应的单信号PLC控制器，单信号PLC控制器控制对应的电感阀门26打开，其余电感阀门26处于关闭状态。
水流流量传感器16采用涡轮式水流流量传感器，水流流量传感器16包括流量探测组件14和水流阈值表17；流量探测组件14安装于吸水主排水管19内部，用于探测水量流量；水流阈值表17的型号采用LXL水平螺翼式水表类，用于显示水流量。
在一些实施例中，如图6所示，吸水主排水管19内还安装有水压阀15，坡内积水流入吸水主排水管19，流经流量探测组件14，水压达到一定阈值，水压控制水压阀15打开；水压阀15是通过管内水流压力为动力，进行过流调节的阀门，主要起到控制吸水主排水管19内截面的过流情况，防止水流压力剧增，使过流量流速缓冲的作用。
单信号PLC控制器具体为：第一PLC控制器22、第二PLC控制器23、第三PLC控制器24，第一PLC控制器22通过数据线与单向补水管道18内的电感阀门26连接，第二PLC控制器23通过数据线与双向排水管道13中一个管道内的电感阀门26连接，第三PLC控制器24通过数据线与双向排水管道13中另一个管道内的电感阀门26连接；第一PLC控制器22、第二PLC控制器23、第三PLC控制器24均与数据处理装置25的输出端无线通信连接，数据处理装置25的输入端与水流流量传感器16电连接。
数据处理装置25由分别产生0-0/0-1/1-1信号的数字信号处理（DSP）芯片组成，该类DSP芯片为可编程数字信号处理器，预先将水流量＜1.6m3/h、≥1.6m3/h两类流量阈值分别对应0-0/0-1数字信号，编程到芯片中。
当水流流量传感器16监测的水流流量为≥1.6m3/h时，数据处理装置25接收流量信号并将流量信号转化为对应的数字信号（0-1），无线发送数字信号（0-1），第二PLC控制器23、第三PLC控制器24仅能接收数字信号（0-1），分别控制双向排水管道13的两个管道中的电感阀门26打开，大量水快速通过双向排水管道13排出至纵向排水通道11，降低了暴雨雨水对裂隙软岩边坡内部损坏；此时单向补水管道18内的电感阀门26关闭。
当水流流量传感器16监测的水流流量＜1.6m3/h时，数据处理装置25接收流量信号并将流量信号转化为对应的数字信号（0-0），无线发送数字信号（0-0），第一PLC控制器22仅能接收数字信号（0-0），控制单向补水管道18内的电感阀门26打开，此时，双向排水管道13关闭；将坡体内的裂隙水通过补水毛细管网输送至生态疏水植生土层3内，对植被层4进行自动补水，避免因土壤干旱导致需要频繁进行人工洒水，甚至边坡表面植被出现凋亡，节省了大量劳动力，保证了绿化效果。雨水较少时，将吸水主排水管19吸收的小流量坡内裂隙水给表层的植被层4进行自动补水；施工操作方便，布置过程合理，操作起来切实可行。
智能监控排水系统9具有多功能，能够实现分流排水、自动补水，充分考虑降雨流量变化，通过排水管中水流流量大小自动控制排水补水功能，适用于广大的裂隙软岩边坡，实用性强，排水效果更佳，有益于保护边坡表层绿化效果。
在一些实施例中，数据处理装置25采用TMS320C50定点型DSP芯片。
在一些实施例中，如图4-5所示，双向排水管道13包括两个轴线相同的排水管道，均与纵向排水通道11垂直，分布于智能分流装置21的两侧，提高了排水效率，同时有利于减小边坡坡内排水对边坡表层稳定性的干扰。
单向补水管道18与吸水主排水管19同轴线，单向补水管道18的出水口6伸出至生态疏水植生土层3底部，补水毛细管网由多个补水毛细管5组成，多个补水毛细管5与单向补水管道18的出水口6连接，补水毛细管网延伸至生态疏水植生土层3表层。
在一些实施例中，补水毛细管网均匀布设于每层边坡坡面，布设间距为0.4m～0.6m，补水效率更高，每层坡面整体覆盖率更均匀，如果超出范围则影响边坡表面植被整体补水的效率。
实施例2，固化层1按照以下质量份数组成：被风化的裂隙软岩崩解土25份，水20份，黏土20份，聚氨酯固化剂7份，海藻酸钠25份，HCl和NaHCO3的混合溶液15份，其中 HCl和NaHCO3的质量比是1：3，用于调节酸碱度；固化层1的厚度为6cm。
实施例3，固化层1按照以下质量份数组成：被风化的裂隙软岩崩解土30份，水15份，黏土30份，聚氨酯固化剂12份，海藻酸钠20份，HCl和NaHCO3盐溶液10份；固化层1的厚度为12cm；HCl和NaHCO3的质量比是1：3。
实施例4，固化层1按照以下质量份数组成：被风化的裂隙软岩崩解土27份，水18份，黏土25份，聚氨酯固化剂10份，海藻酸钠23份，HCl和NaHCO3盐溶液12份；固化层1的厚度为10cm；HCl和NaHCO3的质量比是1：3。
实施例2-4制得的固化层1与传统材料相比，其抗压强度较高、水稳性增强，可提高土壤密实度及其力学性能，固化层1干燥后的力学强度可达2.0~2.5MPa，较水泥胶凝材料相比，其力学强度提高50%~200%。此外，材料基本以废弃材料为基础材料制备，大大减小了材料成本，而固化材料固化后的岩土体对环境影响较小。
隔水层2为隔水膜，通过喷洒隔水液在固化层1上形成。
实施例5，隔水液按照以下质量分数组成：聚乙烯丙纶68%，环氧树脂22%，水10%，隔水液按照1 ~2升/每平方米的用量进行喷洒。
实施例5制得的隔水层2的防渗性能显著提升，疏水角为103.95°，与土工防渗布及水泥相比，其疏水角提高约50%。隔水层2不仅能防止雨水入渗，还能增大颗粒之间的粘聚力，使固化层1、隔水层2、生态疏水植生土层成为具有很高强度的整体。
生态疏水植生土层3包括质量比为1:1的生态疏水材料和植生土。
实施例6，生态疏水材料按照以下质量份数组成：珊瑚砂颗粒80份、建筑陶粒5份、羟丙基壳聚糖10份、高岭土和松脂混合物5份、多巴胺改性碳纳米管接枝碳纤维3份、亲水性环氧树脂12份、木质素改性酚醛树脂胶黏剂6份；高岭土和松脂混合物由高岭土和松脂按照质量比5:1组成；其中，珊瑚砂粒径为50～100目；
植生土按照以下质量份数组成：土壤88份，有机质2份，可降解塑料5份、生物酶类土壤固化剂8份，植被生长材料4份。
实施例7，生态疏水材料按照以下质量份数组成：珊瑚砂颗粒80份、建筑陶粒13份、羟丙基壳聚糖10份、高岭土和松脂混合物1份、多巴胺改性碳纳米管接枝碳纤维6份、亲水性环氧树脂7份、木质素改性酚醛树脂胶黏剂6份；高岭土和松脂混合物由高岭土和松脂按照质量比5:1组成；其中，珊瑚砂粒径为50～100目；
植生土按照以下质量份数组成：土壤80份，有机质5份，可降解塑料3份、生物酶类土壤固化剂5份，植被生长材料2份。
实施例8，生态疏水材料按照以下质量份数组成：珊瑚砂颗粒80份、建筑陶粒10份、羟丙基壳聚糖8份、高岭土和松脂混合物3份、多巴胺改性碳纳米管接枝碳纤维5份、亲水性环氧树脂10份、木质素改性酚醛树脂胶黏剂8份；高岭土和松脂混合物由高岭土和松脂按照质量比5:1组成；其中，珊瑚砂粒径为50～100目；
植生土按照以下质量份数组成：土壤85份，有机质3份，可降解塑料4份、生物酶类土壤固化剂7份，植被生长材料3份。
其中，植被生长材料为麦类淀粉、磷酸钙或油菜素内酯中的任意一种；其中，有机质为菌渣、蛋壳、绿茶渣、腐殖酸、油枯中的任意一种或任意组合；可降解塑料为脂肪族聚酯、聚乳酸、聚羟基烷酸酯中的任意一种或任意组合；生物酶类土壤固化剂为派酶固化剂或泰然酶固化剂。
羟丙基壳聚糖为添加助剂，能提高透水生态砂在制备过程中的加工性能，加工温度低，而且搅拌时间短；多巴胺改性碳纳米管接枝碳纤维可增强疏水材料强度，其材质轻，耗能低，节能减排；高岭土和松香为混合填充剂，通过填充调整珊瑚砂的孔隙率，从而达到快速疏水的效果；亲水性环氧树脂为覆膜剂，通过加入覆膜剂对珊瑚砂表面改性，从而使疏水材料具有亲水性，附着面疏水更均匀；木质素改性酚醛树脂胶黏剂，起到固化材料的作用，使生态疏水材料更为紧密。
生态疏水材料固化后在隔水层2表面形成生态疏水层，珊瑚砂颗粒周围被填充剂、覆膜剂、添加剂包覆，优化了珊瑚砂单颗粒孔隙，进一步在粘结过程中，通过粘结剂实现珊瑚砂的表面改性，即通过粘结剂粘结固化，从后改变原状的松散情况；粘接成型，形成整体均匀的透水微孔隙，加快排水速率；植生土与生态疏水材料紧密相结合共同构成生态疏水植生土层3，使降雨入渗边坡方向的渗透系数远小于疏水材料和植生土沿坡斜面的渗透系数，使表层的水分迅速排出，防止雨水渗入坡面及坡体内部，实现表层阻隔的防渗效果。
本发明实施例6-8制得的生态疏水植生土层3的生态疏水材料的疏水角为103.5°，与氟/硅材料相比较，同掺量下疏水角明显提高。
本发明实施例6-8制得的生态疏水植生土层3的孔隙率为20%~30%，孔径范围1.5cm~2cm，空隙分布均匀，在干湿循环作用下，生态疏水植生土层3质量和强度逐渐损失，20次循环后，强度和质量损失率为1.13%和0.8%，完全满足工程实际的需求；生态疏水植生土层3能够进行坡面表层控温控湿，阻隔湿热环境对岩体的直接作用，抑制表层岩体裂隙产生。
补水毛细管网按S型埋置在生态疏水植生土层3内部，通过回形针扣将补水毛细管5固定在生态疏水植生土层3的孔隙内，补水毛细管5的管径为20mm~30mm，补水毛细管5的材质为聚四氟乙烯材料；由于生态疏水材料铺设好后具有较多的孔隙，回形针扣可牢固的钉扣在孔隙内，从而使补水毛细管网稳固的安设在植生土内，此补水毛细管5铺设方法方便安装拆卸，且施工工艺不繁杂，达到缩短整体边坡防护施工工期的效果；此外补水毛细管5体积小补水效果佳，安设在生态疏水植生土层3，可有效对植被根系进行补水，有利于提高植被覆盖率，不影响边坡整体美观。
植被层4，包括植物培养基。
实施例9，植物培养基按照以下质量份数组成：植被土壤45份，有机质6份，聚丙烯酰胺锁水剂5份，稳定剂6份，膨润土4份，绿色植被35份；其中，稳定剂照以下质量份数组成：微硅粉2份、保水剂8份、硫酸铝4份、硬脂酸钙0.6份、内润剂2份、氯化钙14份、磺酸盐8份、阿拉伯胶3份、碱性激发剂6份、海藻酸钠5份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份、氯化钠水溶液4份。
实施例10，植物培养基按照以下质量份数组成：植被土壤50份，有机质3份，聚丙烯酰胺锁水剂2份，稳定剂10份，膨润土2份，绿色植被40份；其中，稳定剂照以下质量份数组成：微硅粉4份、保水剂5份、硫酸铝12份、硬脂酸钙1.2份、内润剂5份、氯化钙14份、磺酸盐8份、阿拉伯胶5份、碱性激发剂8份、海藻酸钠8份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物17份、氯化钠水溶液8份。
实施例11，植物培养基按照以下质量份数组成：植被土壤48份，有机质4份，聚丙烯酰胺锁水剂3份，稳定剂8份，膨润土3份，绿色植被38份；其中，稳定剂照以下质量份数组成：微硅粉3份、保水剂6份、硫酸铝8份、硬脂酸钙1份、内润剂3份、氯化钙10份、磺酸盐10份、阿拉伯胶4份、碱性激发剂7份、海藻酸钠6份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物13份、氯化钠水溶液6份。
有机质为菌渣、秸秆、动物粪便中任意一种或任意组合，绿色植被为狗牙根或四季青等均匀根系的常绿植物。稳定剂为微硅粉、保水剂（丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物）、硫酸铝、硬脂酸钙、内润剂（聚酰胺）、氯化钙、磺酸盐、阿拉伯胶、碱性激发剂（硅酸盐或磷酸盐）、海藻酸钠、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和氯化钠水溶液。
实施例9-11所配比的稳定剂可长期保持良好的强度，具有很好的保水性和透水性，失水速率为2%，渗透系数为0.3m/d，达到了高效，节能环保的目的；植物培养基的植生性能良好，施工简单，绿色环保，满足生态边坡防护的要求。
本发明实施例，在刚开挖的边坡表面铺设一层固化层1，加固底层微裂隙岩体，防止裂隙进一步扩展造成岩体渐进崩解变形；隔水层2封堵水分迁移通道，并利用多功能的智能监控排水系统对坡内裂隙积水进行快速疏排和灵活补水，阻止暂态饱和区的形成，提高了裂隙软岩边坡的稳定性；由生态疏水植生土层3、植被层4以及吸水补水毛细管网组成的生态防护系统进行坡面表层的变温变湿，阻隔湿热环境对岩体的直接作用，抑制表层岩体裂隙的扩展发育，提高了边坡防护的有效性，使湿-热环境下炭质泥岩边坡由表及里的失稳灾变得到有效防治。
实施例12，
一种裂隙软岩边坡防治方法，采用上述裂隙软岩边坡生态防护结构，如图7所示，具体按照以下步骤进行：
S1，开挖、清理裂隙软岩边坡；采用机械设备开挖裂隙软岩边坡，整理边坡，从上往下清除边坡表面杂物、浮石及松动岩石，沿修整好的坡面分层搭设施工平台，施工平台满坡面布置，每层施工平台的高度2m、宽3m。
S2，设置排水系统；
在坡顶开挖截水沟8，在坡底开挖排水沟10，在坡面两边分别开挖纵向排水通道11，纵向排水通道11靠近生态防护结构的一侧铺设防水土工布，防止纵向排水通道11内部水分溢出后渗入边坡表层；
在坡面标记补水毛细管网和锚固孔的位置，锚固孔及补水毛细管网均均匀分布在裂隙软岩边坡的坡面，在一些实施例中按照菱形布设。在锚固孔内安插吸水主排水管19，吸水主排水管19一端伸入坡体内部，在吸水主排水管19内部装设水流流量传感器16，再依次装设智能分流装置21、双向排水管道13、单向补水管道18，双向排水管道13一端通过智能分流装置21与吸水主排水管19连通，双向排水管道13的另一端口与边坡两侧的纵向排水通道11连通；单向补水管道18通过智能分流装置21与吸水主排水管19同轴连通。
S3，依次铺设固化层1、隔水层2、生态疏水植生土层3；
固化层1的铺设：
按照以下质量份数称取各原料：被风化的裂隙软岩崩解土25～30份，水15～20份，黏土20～30份，聚氨酯固化剂7～12份，海藻酸钠20～25份，HCl和NaHCO3盐溶液10～15份；将各原料混合后，制成固化材料，采用现场铺设的方式成型，在铺设过程中避开毛细排水管的位置，铺设完成后在其表面覆盖塑料薄膜密封1～2天，铺设厚度为5～10cm；固化层1加固底层坡面裂隙风化软岩体，防止裂隙进一步的扩展造成岩体渐进崩解变形。
隔水层2的铺设：
隔水层2为隔水膜，通过喷洒隔水液在固化层1上形成隔水膜；首先按照以下质量份数称取各原料：聚乙烯丙纶68份，环氧树脂22份，水10份，将各原料混合制得隔水液；待固化层1固化成型后，清理固化层1表面的杂物直至平整，在固化层1表面进行第一次铺设隔水膜，初步成膜以后，再进行第二次铺设隔水膜，两次铺设作业需要一次到位，喷洒隔水液时尽量避开毛细排水管的位置，隔水膜厚度为1mm～3mm；隔水膜的防渗材料封堵了水分迁移通道到达中层堵排的防渗技术；
生态疏水植生土层3的铺设：
首先，按照以下质量份数称取原料：珊瑚砂颗粒80份、建筑陶粒5～13份、羟丙基壳聚糖5～10份、高岭土和松脂混合物1～5份、多巴胺改性碳纳米管接枝碳纤维3～6份、亲水性环氧树脂7～12份、木质素改性酚醛树脂胶黏剂6～10份，其中，高岭土和松脂的质量比为4:1；将各原料混合，制得生态疏水材料；
其次，按照以下质量份数称取原料：土壤80～88份，有机质2～5份，可降解塑料3～5份、生物酶类土壤固化剂5～8份，植被生长材料2～4份；将各原料混合制得植生土；
采用现场铺设的方式进行铺设，先铺设生态疏水材料，后铺设植生土，待生态疏水材料完全固化前1至2分钟时立刻铺设植生土，使生态疏水植生土层3整体黏结，铺设时尽量避开毛细排水管的位置，作业时尽量一次到位。隔水液粘接于生态疏水植生土层3和固化层1之间，用于隔离上部水分对裂隙软岩边坡内部的入渗，形成具有良好隔水特性的隔水膜，保持软岩边坡稳定。
S4，装接补水毛细管网；单向补水管道18远离智能分流装置21的一端在生态疏水植生土层3底部具有出水口6，出水口6与补水毛细管网连接，补水毛细管网围绕单向补水管道18的出水口6均匀分散地埋置并固定在生态疏水植生土层3中；完整的单向补水管道18与补水毛细管网形成了由坡内到坡面自由渐进吸水的补水功能；通过智能监控排水系统9对浅层及深层坡积水流进行快速疏排，浅层为距离坡面向下0.2m~1.5m，深层为距离坡面向下1.5m~3m。
S5，铺设植被层4；按照以下质量份数称取各原料：植被土壤45～50份，有机质3～6份，聚丙烯酰胺锁水剂2～5份，稳定剂6～10份，膨润土2～4份，绿色植被35～40份，将各原料混合制得植物培养基，将植物培养基用可降解塑料袋分装好后均匀种植在生态疏水植生土层3上，避开毛细排水管的位置，并均匀布置于横向毛细管的周围，有利于植被适当补充水分。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种裂隙软岩边坡防治方法，其特征在于，所采用的裂隙软岩边坡生态防护结构，包括至少一个生态防护层和排水系统；
所述生态防护层包括从裂隙软岩边坡表层至外依次铺设的固化层(1)、隔水层(2)、生态疏水植生土层(3)以及植被层(4)，生态疏水植生土层(3)的孔隙率为20％～30％；
所述排水系统包括边坡顶部截水沟(8)、边坡底部的排水沟(10)、边坡两侧的纵向排水通道(11)，以及边坡内部的智能监控排水系统(9)；
所述智能监控排水系统(9)包括伸入裂隙软岩边坡内部的吸水主排水管(19)，吸水主排水管(19)靠近坡面的一端通过智能分流装置(21)分别与双向排水管道(13)、单向补水管道(18)连通，双向排水管道(13)与纵向排水通道(11)连通，单向补水管道(18)通过补水毛细管网与生态疏水植生土层(3)连通；
所述智能分流装置(21)设有多个接管口，其中一个接管口与吸水主排水管(19)连接，吸水主排水管(19)内部安装有水流流量传感器(16)，至少一个接管口与单向补水管道(18)连接，至少一个接管口与双向排水管道(13)连接，连接单向补水管道(18)、双向排水管道(13)的接管口内均安装有电感阀门(26)，每个电感阀门(26)与对应的单信号PLC控制器电连接，每个单信号PLC控制器分别与数据处理装置(25)输出端无线通讯连接，数据处理装置(25)的输入端与水流流量传感器(16)电连接，数据处理装置(25)用于接收水流流量传感器(16)监测的水流量信号，将大小不同的流量信号转化为对应的数字信号，数据处理装置(25)的输出端通过发射无线信号将处理后的数据传输到相对应的单信号PLC控制器，单信号PLC控制器控制对应的电感阀门(26)打开，其余电感阀门(26)处于关闭状态；
所述单向补水管道(18)与吸水主排水管(19)同轴线，单向补水管道(18)的出水口(6)伸出至生态疏水植生土层(3)底部，所述补水毛细管网由多个补水毛细管(5)组成，多个补水毛细管(5)与单向补水管道(18)的出水口(6)连接，补水毛细管网延伸至生态疏水植生土层(3)表层；
所述双向排水管道(13)的两个管道轴线相同，分布于智能分流装置(21)的两侧，双向排水管道(13)与纵向排水通道(11)垂直，用于将所要排出的积水引入纵向排水通道(11)；
具体按照以下步骤进行：
S1，开挖、清理裂隙软岩边坡；
S2，设置排水系统；在坡面标记补水毛细管网和锚固孔的位置，在锚固孔内安插吸水主排水管(19)，吸水主排水管(19)一端伸入坡体内部，依次装设智能分流装置(21)、双向排水管道(13)、单向补水管道(18)，双向排水管道(13)一端通过智能分流装置(21)与吸水主排水管(19)连通，双向排水管道(13)的另一端口与边坡两侧的纵向排水通道(11)连通；单向补水管道(18)通过智能分流装置(21)与吸水主排水管(19)同轴连通；
S3，依次铺设固化层(1)、隔水层(2)、生态疏水植生土层(3)；固化层(1)的厚度为5～10cm，隔水层(2)的厚度为1mm～3mm，生态疏水植生土层(3)的厚度为8～12cm；
S4，装接补水毛细管网；单向补水管道(18)远离智能分流装置(21)的一端在生态疏水植生土层(3)底部具有出水口(6)，出水口(6)与补水毛细管网连接，补水毛细管网围绕单向补水管道(18)的出水口(6)均匀分散地埋置并固定在生态疏水植生土层(3)中；
S5，铺设植被层(4)。
2.根据权利要求1所述的一种裂隙软岩边坡防治方法，其特征在于，所述补水毛细管网均匀布设于每层边坡坡面，布设间距为0.4m～0.6m，补水毛细管网按S型埋置在生态疏水植生土层(3)内部，通过回形针扣将补水毛细管(5)固定在生态疏水植生土层(3)的孔隙内，补水毛细管(5)的管径为20mm～30mm。
3.根据权利要求1所述的一种裂隙软岩边坡防治方法，其特征在于，所述裂隙软岩边坡的每层坡体内部均设有多个智能监控排水系统(9)，吸水主排水管(19)靠近裂隙软岩边坡内部的一端安装有高效滤水轧盖(20)。
4.根据权利要求1所述的一种裂隙软岩边坡防治方法，其特征在于，所述固化层(1)按照以下质量份数组成：被风化的裂隙软岩崩解土25～30份，水15～20份，黏土20～30份，聚氨酯固化剂7～12份，海藻酸钠20～25份，HCl和NaHCO3的混合溶液10～15份；其中HCl和NaHCO3的质量比是1：3，固化层(1)的厚度为6～12cm。
5.根据权利要求1所述的一种裂隙软岩边坡防治方法，其特征在于，所述隔水层(2)为隔水膜，通过喷洒隔水液在固化层(1)上形成，隔水液按照以下质量分数组成：聚乙烯丙纶68％，环氧树脂22％，水10％。
6.根据权利要求1所述的一种裂隙软岩边坡防治方法，其特征在于，所述生态疏水植生土层(3)由质量比为1:1的生态疏水材料和植生土组成，所述生态疏水材料按照以下质量份数组成：珊瑚砂颗粒80份、建筑陶粒5～13份、羟丙基壳聚糖5～10份、高岭土和松脂混合物1～5份、多巴胺改性碳纳米管接枝碳纤维3～6份、亲水性环氧树脂7～12份、木质素改性酚醛树脂胶黏剂6～10份；高岭土和松脂混合物由高岭土和松脂按照质量比5:1组成；
所述植生土按照以下质量份数组成：土壤80～88份，有机质2～5份，可降解塑料3～5份、生物酶类土壤固化剂5～8份，植被生长材料2～4份；其中，植被生长材料为麦类淀粉、磷酸钙或油菜素内酯中的任意一种。
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