CN114182744B - 一种可降解的六边生态护坡装置及其护坡方法 - Google Patents

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    • E02B3/14—Preformed blocks or slabs for forming essentially continuous surfaces; Arrangements thereof

Abstract

本发明公开了一种可降解的六边生态护坡装置及其护坡方法，包括边框和棱边块，棱边块上设有锁定组件，其中，锁定组件正旋伸长延伸至棱边块两侧边的外部，锁定组件反旋缩短至棱边块两侧内；所述边框的两侧边沿的上下端均固定有定位杆，边框与棱边块交错连接形成六边型结构，边框的中部设有锁定孔。本发明提供了一种可降解的六边生态护坡装置及其护坡方法，利用锁定杆插入锁定孔内，完成初步拼接。通过加强组件形成的三角结构，提高其拼装的稳定性，在使用时，利用其稳定性，避免在长时间的使用过程中，发生倾斜或者坍塌，使用4～5年后完全降解，不影响景观效果，不污染环境，同时能改良土壤结构，提高土壤有机质含量。

Description

一种可降解的六边生态护坡装置及其护坡方法
技术领域
本发明涉及石质山地、采矿宕口、垃圾填埋场领域，具体来说，涉及一种可降解的六边生态护坡装置及其护坡方法。
背景技术
护坡(slopeprotection)是指为防止边坡受冲刷，在坡面上所做的各种铺砌和栽植的统称。现有的护坡多采用混凝土、天然山石，占用了大量的矿山资源，破坏了生态环境。
随着科技的进步和社会的发展，人们的环保意识不断提高，人们对护坡设备的要求也提高了。目前护坡材料采用石材、金属、塑料或混凝土材质，在使用时，容易造成垃圾堆积，或者需要人工进行拆卸。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种可降解的六边生态护坡装置及其护坡方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种可降解的六边生态护坡装置，包括边框和棱边块，棱边块上设有锁定组件，其中，锁定组件正旋伸长延伸至棱边块两侧边的外部，锁定组件反旋缩短至棱边块两侧内；
所述边框的两侧边沿的上下端均固定有定位杆，边框与棱边块交错连接形成六边型结构，边框的中部设有锁定孔；
所述棱边块两侧的边框之间通过加强组件。
优选的，所述边框和棱边块根据长度选择分为两种，分别为一条边最高的六边形生态护坡形状以及一个角最高的六边形生态护坡形状。
优选的，所述棱边块位于锁定组件的上下端开设有定位孔，边框的定位杆插入定位孔内。
优选的，所述边框、棱边块锁定组件和加强组件均采用可降解的材料制备，可降解的材料为植物材料并添加缓释肥、杀菌剂、杀虫剂和粘着剂，使用4-5年后完全降解。
优选的，所述锁定组件包括旋钮、第一锥齿轮和伸缩组件，旋钮一端插入棱边块的内部与第一锥齿轮固定，并且沿着棱边块的长度方向设置，伸缩组件对称设置在棱边块的两侧，并且伸缩组件的一端与第一锥齿轮啮合，用于伸缩与定位孔配合使用；
所述伸缩组件包括第二锥齿轮、套筒、限位条和锁定杆，第二锥齿轮与套筒的一端固定，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，套筒的内部设有内螺纹，锁定杆的外壁上设有外螺纹，锁定杆与套筒啮合；
所述棱边块的两侧设有供套筒和锁定杆插入的槽孔，套筒外部连接的轴承固定在槽孔内，锁定杆的外侧边上开设有限位槽，限位条的一端卡入限位槽内，限位条的另一端固定在槽孔的内壁上，旋钮旋转用于驱动锁定杆沿着套筒伸缩，锁定杆伸长插入锁定孔内用于固定边框和棱边块，锁定杆缩回槽孔用于边框和棱边块脱离。
优选的，所述加强组件包括三角框、插杆、地杆和钻头，上下两排三角框贴合在棱边块的内侧，插杆穿过三角框与边框固定，地杆贯穿三角框与钻头相接，钻头接入土壤中。
本发明还包括可降解的六边生态护坡装置的护坡方法，包括以下步骤：
S1：场地表面的清理和平整；
S2：去除大的石块、树桩或建筑垃圾，按照设计图纸平整表土；
S3：边框和棱边块通过锁定组件和加强组件拼装为一条边最高的六边形生态护坡形状以及一个角最高的六边形生态护坡形状；
S4：向一条边最高的六边形生态护坡形状以及一个角最高的六边形生态护坡形状内填充种植土至护坡装置上边沿3～5cm；
S5：第一阶段0～3年在拼装好的护坡装置所填充的种植土中播种耐干旱瘠薄、适应性强的草本植物种子。例如华东地区可播种白芒、荩草、狗牙根、蒲公英、苦麦菜、鬼针草、紫花苜蓿、野豌豆、葛藤、田旋花、打碗花、马蹄金等，播种密度依据种子大小控制在5～10g/m2，期间允许自生植物生长，适当控制外来植物比例；
S6：4～6年在拼装好的护坡装置所填充的种植土中种植穿透力强、耐粗放管理的灌木幼苗，同时播种或种植适应性强的宿根草本植物。例如华东地区可选择黄杨、火棘、檵木、海桐、枸骨、截叶铁扫帚、石楠、桂花、茶梅、大叶黄杨、龙柏、侧柏、关节酢浆草、沿阶草、山麦冬、二月兰、蝴蝶花、萱草、青绿苔草、波斯菊、百日草、费菜、鸭跖草、鬼针草等，每个装置内种植1～3棵灌木或5～10丛宿根植物，期间允许自生植物生长，适当控制外来植物比例；
S7：7年及以后在拼装好的护坡装置所填充的种植土中栽植根系发达、具有突出生态效益或景观价值的乡土树种，适当搭配对当地环境有稳定、良好适应性的引种树种，逐步建立多层植物群落，重塑动物栖息地生态环境，同时兼顾景观改造需求。例如华东地区可选择枫香、山胡椒、青冈栎、大叶冬青、罗汉松、全缘叶栾树、朴树、榉树、香樟、银杏、臭椿、刺槐等大乔木树种，和枇杷、紫微、木槿、桃花、桂花、柃木、越橘、石楠、夹竹桃、珊瑚树、大叶黄杨、茶梅等小乔木树种和灌木树种。乔灌木根据远期设计要求栽植，保留充足的植物间距，期间允许自生植物生长，适当控制外来草本植物比例。
上述技术方案具有如下优点或者有益效果：
1、本发明提供了一种可降解的六边生态护坡装置及其护坡方法，边框和棱边块根据长度选择分为两种，分别为一条边最高的六边形生态护坡形状以及一个角最高的六边形生态护坡形状。旋钮旋转用于驱动锁定杆沿着套筒伸缩，锁定杆伸长插入锁定孔内用于固定边框和棱边块，锁定杆缩回槽孔用于边框和棱边块脱离，利用锁定杆插入锁定孔内，完成初步拼接。通过加强组件形成的三角结构，提高其拼装的稳定性，在使用时，利用其稳定性，避免在长时间的使用过程中，发生倾斜或者坍塌。
2、本发明提供了一种可降解的六边生态护坡装置及其护坡方法，以场地的生态修复为目的，包括对土壤的修复和对植被的修复两个方面。对土壤的修复主要指对土壤质地、理化性状、养分含量和微生物群落等方面的修复。对植被的修复主要指对植被覆盖度、结构、物种多样性和动物栖息地营造等方面的修复。
3、本发明提供了一种可降解的六边生态护坡装置及其护坡方法，使用4～5年后完全降解，不影响景观效果，不污染环境，同时能改良土壤结构，提高土壤有机质含量，不同于现有技术的石材、金属、塑料或混凝土材质。
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为可降解的六边生态护坡装置一条边最高的六边形生态护坡装置的俯视图；
图2为可降解的六边生态护坡装置一条边最高的六边形生态护坡装置的前立面图；
图3为可降解的六边生态护坡装置一条边最高的六边形生态护坡装置的后立面图；
图4为可降解的六边生态护坡装置一条边最高的六边形生态护坡装置的左立面图；
图5为一条边最高的六边形生态护坡装置的右立面图；
图6为可降解的六边生态护坡装置一条边最高的六边形生态护坡装置的拼装俯视图；
图7为可降解的六边生态护坡装置一条边最高的六边形生态护坡装置的拼装剖面图；
图8为可降解的六边生态护坡装置一个角最高的六边形生态护坡装置的俯视图；
图9为可降解的六边生态护坡装置一个角最高的六边形生态护坡装置的前立面图；
图10为可降解的六边生态护坡装置一个角最高的六边形生态护坡装置的后立面图；
图11为可降解的六边生态护坡装置一个角最高的六边形生态护坡装置的左立面图；
图12为可降解的六边生态护坡装置一个角最高的六边形生态护坡装置的右立面图；
图13为可降解的六边生态护坡装置一个角最高的六边形生态护坡装置的拼装俯视图；
图14为可降解的六边生态护坡装置一个角最高的六边形生态护坡装置的拼装剖面图；
图15为可降解的六边生态护坡装置一个角最高的六边形生态护坡装置的锁定组件和伸缩组件缩短状态图；
图16为可降解的六边生态护坡装置一个角最高的六边形生态护坡装置的锁定组件和伸缩组件伸长状态图；
图17为可降解的六边生态护坡装置一个角最高的六边形生态护坡装置的加强组件状态图；
图18为可降解的六边生态护坡装置一个角最高的六边形生态护坡装置的装置的应用和未应用本发明对宿根植物生长指标的影响；
图19为可降解的六边生态护坡装置一个角最高的六边形生态护坡装置的应用和未应用本发明对宿根植物生理生化指标的影响。
图中：
1、边框；11、定位杆；12、锁定孔；2、棱边块；21、定位孔；3、锁定组件；31、旋钮；33、第一锥齿轮；34、伸缩组件；341、第二锥齿轮；342、套筒；343、限位条；344、锁定杆；3441、限位槽；4、加强组件；41、三角框；42、插杆；43、地杆；44、钻头。
具体实施方式
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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅附图1-19所示一种可降解的六边生态护坡装置，包括边框1和棱边块2，棱边块2上设有锁定组件3，其中，锁定组件3正旋伸长延伸至棱边块2两侧边的外部，锁定组件3反旋缩短至棱边块2两侧内；
边框1的底部开设有长方形凹槽，通过长方形凹槽用于排水。
边框1的两侧边沿的上下端均固定有定位杆11，边框1与棱边块2交错连接形成六边型结构，边框1的中部设有锁定孔12；
棱边块2两侧的边框1之间通过加强组件4。
边框1和棱边块2根据长度选择分为两种，分别为一条边最高的六边形生态护坡形状以及一个角最高的六边形生态护坡形状，剖面呈现锯齿形，可最大限度地保持装置内的种植土和水分，大幅提高植物的护土固坡能力。
棱边块2位于锁定组件3的上下端开设有定位孔21，边框1的定位杆11插入定位孔21内。
边框1、棱边块2锁定组件3和加强组件4均采用可降解的材料制备，可降解的材料为植物材料并添加缓释肥、杀菌剂、杀虫剂和粘着剂，使用4～5年后完全降解。
锁定组件3包括旋钮31、第一锥齿轮33和伸缩组件34，旋钮31一端插入棱边块2的内部与第一锥齿轮33固定，并且沿着棱边块2的长度方向设置，伸缩组件34对称设置在棱边块2的两侧，并且伸缩组件34的一端与第一锥齿轮33啮合，用于伸缩与定位孔21配合使用；
伸缩组件34包括第二锥齿轮341、套筒342、限位条343和锁定杆344，第二锥齿轮341与套筒342的一端固定，第二锥齿轮341与第一锥齿轮33啮合，套筒342的内部设有内螺纹，锁定杆344的外壁上设有外螺纹，锁定杆344与套筒342啮合；
棱边块2的两侧设有供套筒342和锁定杆344插入的槽孔，套筒342外部连接的轴承固定在槽孔内，锁定杆344的外侧边上开设有限位槽3441，限位条343的一端卡入限位槽3441内，锁定杆344可以沿着限位槽3441进行移动，限位条343的另一端固定在槽孔的内壁上，旋钮31旋转用于驱动锁定杆344沿着套筒342伸缩，锁定杆344伸长插入锁定孔12内用于固定边框1和棱边块2，锁定杆344缩回槽孔用于边框1和棱边块2脱离，利用锁定杆344插入锁定孔12内，完成初步拼接。
加强组件4包括三角框41、插杆42、地杆43和钻头44，上下两排三角框41贴合在棱边块2的内侧，插杆42穿过三角框41与边框1固定，地杆43贯穿三角框41与钻头44相接，钻头44接入土壤中，通过加强组件4形成的三角结构，提高其拼装的稳定性，在使用时，利用其稳定性，避免在长时间的使用过程中，发生倾斜或者坍塌。
本发明还包括可降解的六边生态护坡装置的护坡方法，包括以下步骤：
步骤一：场地表面的清理和平整；
步骤二：去除大的石块、树桩、建筑垃圾等，按照设计图纸平整表土。
步骤三：边框1和棱边块2通过锁定组件3和加强组件4拼装为一条边最高的六边形生态护坡形状以及一个角最高的六边形生态护坡形状；
步骤四：向一条边最高的六边形生态护坡形状以及一个角最高的六边形生态护坡形状内填充种植土至护坡装置上边沿3～5cm；
步骤五：第一阶段0～3年在拼装好的护坡装置所填充的种植土中播种耐干旱瘠薄、适应性强的草本植物种子，例如华东地区可播种白芒、荩草、狗牙根、蒲公英、苦麦菜、鬼针草、紫花苜蓿、野豌豆、葛藤、田旋花、打碗花、马蹄金等，播种密度依据种子大小控制在5～10g/m2，期间允许自生植物生长，适当控制外来植物比例；
步骤六：4～6年在拼装好的护坡装置所填充的种植土中种植穿透力强、耐粗放管理的灌木幼苗，同时播种或种植适应性强的宿根草本植物。例如华东地区可选择黄杨、火棘、檵木、海桐、枸骨、截叶铁扫帚、石楠、桂花、茶梅、大叶黄杨、龙柏、侧柏、关节酢浆草、沿阶草、山麦冬、二月兰、蝴蝶花、萱草、青绿苔草、波斯菊、百日草、费菜、鸭跖草、鬼针草等，每个装置内种植1～3棵灌木或5～10丛宿根植物，期间允许自生植物生长，适当控制外来植物比例；
步骤七：7年及以后在拼装好的护坡装置所填充的种植土中栽植根系发达、具有突出生态效益或景观价值的乡土树种，适当搭配对当地环境有稳定、良好适应性的引种树种，逐步建立多层植物群落，重塑动物栖息地生态环境，同时兼顾景观改造需求。例如华东地区可选择枫香、山胡椒、青冈栎、大叶冬青、罗汉松、全缘叶栾树、朴树、榉树、香樟、银杏、臭椿、刺槐等大乔木树种，和枇杷、紫微、木槿、桃花、桂花、柃木、越橘、石楠、夹竹桃、珊瑚树、大叶黄杨、茶梅等小乔木树种和灌木树种。乔灌木根据远期设计要求栽植，保留充足的植物间距，期间允许自生植物生长，适当控制外来草本植物比例。
实施例一：
凤凰山建筑垃圾填埋场(31°31’N，120°43’E)位于苏州高新区西南部，原为采石宕口，2002年停止开采后逐渐废弃，2008年开始成为建筑垃圾倾倒和填埋区域。封场时建筑垃圾形成的边坡相对高差为20～30m，坡度角为35°～45°，局部超过60°，上覆土厚度为10—60cm。经多年的沉降和自然恢复，该垃圾填埋场的上表面95％被自生植物覆盖，具备了开展植被重建的先期条件。本发明的实施例1为应用本发明的护坡装置在凤凰山建筑垃圾填埋场的坡面进行拼装，填充种植土之后种植宿根植物，对比在应用和未应用本发明的护坡装置条件下，植物的存活率、相对位移、株高增长幅度、冠幅增长幅度、生物量增长幅度、覆盖度升高幅度、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量和脯氨酸(Pro)含量等指标的影响。结果如下：
表1应用和未应用本发明对宿根植物存活率的影响(％)
Figure BDA0003450662850000091
Figure BDA0003450662850000101
表2应用和未应用本发明对宿根植物相对位移的影响(％)
Figure BDA0003450662850000102
实施例2
本发明的实施例2为应用本发明的护坡装置在凤凰山采矿宕口的坡面进行拼装，填充种植土之后种植香樟、刺槐、乌桕、枫香、朴树、杜英等乔木树种，对比在应用和未应用本发明的条件下，经过10年的生长，形成的植物群落的外貌、结构和物种多样性的差异，以及土壤的容重、孔隙度、酸碱度和养分含量的变化。结果如下：
经过10年的生长后，未应用本发明的护坡装置的区域的植物群落恢复为常绿树和落叶树的混交林，平均高度8.5m，香樟和刺槐为群落中平均高度最大的树种，林冠线相对平缓。应用本发明的护坡装置的区域的植物群落为常绿树和落叶树的混交林，平均高度10.0m，香樟和刺槐为群落中平均高度最大的树种，朴树和乌桕的部分大苗的高度超过香樟和刺槐，林冠线相对曲折。
经过10年的生长后，未应用本发明的护坡装置的区域的植物群落主要为两层结构，上层为香樟大苗、刺槐大苗、乌桕大苗、枫香大苗、朴树大苗、杜英大苗；下层为香樟幼树、刺槐幼树、乌桕幼树、枫香幼树、朴树幼树、杜英幼树、构树幼树、臭椿幼树、全缘叶栾树幼树、商陆；偶见薜荔、扶芳藤、萝藦等层间植物和田旋花、狗尾草、稗草、灰藜等草本植物。应用本发明的护坡装置的区域的植物群落主要为三层结构，上层为刺槐大苗、乌桕大苗、枫香大苗、朴树大苗、香樟大苗、杜英大苗大苗；中层为刺槐幼树、乌桕幼树、枫香幼树、朴树幼树、香樟幼树、杜英幼树、构树幼树、臭椿幼树、全缘叶栾树幼树、枫杨幼树、商陆、胡颓子；下层为蒲公英、灰藜、爵床、求米草、刻叶紫堇、凹叶景天、井栏边草、狗尾草、稗草、头花蓼；层间植物为葛藤、菝葜、络石、薜荔、扶芳藤。
表3应用和未应用本发明对植物群落物种多样性的影响
Figure BDA0003450662850000111
表4应用和未应用本发明对宕口土壤理化性状和主要养分含量的影响
Figure BDA0003450662850000112
Figure BDA0003450662850000121
以场地的生态修复为目的，包括对土壤的修复和对植被的修复两个方面。对土壤的修复主要指对土壤质地、理化性状、养分含量和微生物群落等方面的修复。对植被的修复主要指对植被覆盖度、结构、物种多样性和动物栖息地营造等方面的修复。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可降解的六边生态护坡装置，其特征在于：包括边框(1)和棱边块(2)，棱边块(2)上设有锁定组件(3)，其中，锁定组件(3)正旋伸长延伸至棱边块(2)两侧边的外部，锁定组件(3)反旋缩短至棱边块(2)两侧内；
所述边框(1)的两侧边沿的上下端均固定有定位杆(11)，边框(1)与棱边块(2)交错连接形成六边型结构，边框(1)的中部设有锁定孔(12)；
所述棱边块(2)两侧的边框(1)之间通过加强组件(4)连接；
所述锁定组件(3)包括旋钮(31)、第一锥齿轮(33)和伸缩组件(34)，旋钮(31)一端插入棱边块(2)的内部与第一锥齿轮(33)固定，并且沿着棱边块(2)的长度方向设置，伸缩组件(34)对称设置在棱边块(2)的两侧，并且伸缩组件(34)的一端与第一锥齿轮(33)啮合，用于伸缩与定位孔(21)配合使用；
所述伸缩组件(34)包括第二锥齿轮(341)、套筒(342)、限位条(343)和锁定杆(344)，第二锥齿轮(341)与套筒(342)的一端固定，第二锥齿轮(341)与第一锥齿轮(33)啮合，套筒(342)的内部设有内螺纹，锁定杆(344)的外壁上设有外螺纹，锁定杆(344)与套筒(342)啮合；
所述棱边块(2)的两侧设有供套筒(342)和锁定杆(344)插入的槽孔，套筒(342)外部连接的轴承固定在槽孔内，锁定杆(344)的外侧边上开设有限位槽(3441)，限位条(343)的一端卡入限位槽(3441)内，限位条(343)的另一端固定在槽孔的内壁上，旋钮(31)旋转用于驱动锁定杆(344)沿着套筒(342)伸缩，锁定杆(344)伸长插入锁定孔(12)内用于固定边框(1)和棱边块(2)，锁定杆(344)缩回槽孔用于边框(1)和棱边块(2)脱离。
2.根据权利要求1所述的一种可降解的六边生态护坡装置，其特征在于，所述边框(1)和棱边块(2)根据长度选择分为两种，分别为一条边最高的六边形生态护坡形状以及一个角最高的六边形生态护坡形状。
3.根据权利要求2所述的一种可降解的六边生态护坡装置，其特征在于，所述棱边块(2)位于锁定组件(3)的上下端开设有定位孔(21)，边框(1)的定位杆(11)插入定位孔(21)内。
4.根据权利要求3所述的一种可降解的六边生态护坡装置，其特征在于，所述边框(1)、棱边块(2)锁定组件(3)和加强组件(4)均采用可降解的材料制备，可降解的材料为植物材料并添加缓释肥、杀菌剂、杀虫剂和粘着剂，使用4-5年后完全降解。
5.根据权利要求4所述的一种可降解的六边生态护坡装置，其特征在于，所述加强组件(4)包括三角框(41)、插杆(42)、地杆(43)和钻头(44)，上下两排三角框(41)贴合在棱边块(2)的内侧，插杆(42)穿过三角框(41)与边框(1)固定，地杆(43)贯穿三角框(41)与钻头(44)相接，钻头(44)接入土壤中。
6.根据权利要求5所述的一种可降解的六边生态护坡装置的护坡方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：场地表面的清理和平整；
S2：去除大的石块、树桩或建筑垃圾，按照设计图纸平整表土；
S3：边框(1)和棱边块(2)通过锁定组件(3)和加强组件(4)拼装为一条边最高的六边形生态护坡形状以及一个角最高的六边形生态护坡形状；
S4：向一条边最高的六边形生态护坡形状以及一个角最高的六边形生态护坡形状内填充种植土至护坡装置上边沿3～5cm；
S5：第一阶段0～3年在拼装好的护坡装置所填充的种植土中播种耐干旱瘠薄、适应性强的草本植物种子，播种密度依据种子大小控制在5～10g/m2 ，期间允许自生植物生长，适当控制外来植物比例；
S6：4～6年在拼装好的护坡装置所填充的种植土中种植穿透力强、耐粗放管理的灌木幼苗，同时播种或种植适应性强的宿根草本植物，每个装置内种植1～3棵灌木或5～10丛宿根植物，期间允许自生植物生长，适当控制外来植物比例；
S7：7年及以后在拼装好的护坡装置所填充的种植土中栽植根系发达、具有突出生态效益或景观价值的乡土树种，适当搭配对当地环境有稳定、良好适应性的引种树种，逐步建立多层植物群落，重塑动物栖息地生态环境，同时兼顾景观改造需求，乔灌木根据远期设计要求栽植，保留充足的植物间距，期间允许自生植物生长，适当控制外来草本植物比例。
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