CN114946543A - 一种草皮块堆存保护方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及植被保护技术领域，具体公开了一种草皮块堆存保护方法及应用。本发明的方法将两块草皮块的根土层相对，草茎面相背，构成格室侧墙草皮块；将两个格室侧墙草皮块根土层的侧面与地面垂直并组成T字形，沿该T字形的横边和纵边延伸方向分别以相同的T字形构型连续排列格室侧墙草皮块，以形成由多个T字形排列构成的第一层草皮块格室。优选在第一层草皮块格室上面，通过重复第一层草皮块格室的堆放操作，码放新的格室层，并使上下格室层草皮块重叠，从而形成多层格室构造的堆放体。本发明方法利于草皮块成活、提高堆放效率，适用于提升植被恢复效果。

Description

一种草皮块堆存保护方法及应用

技术领域

本发明涉及植被保护技术领域，具体地说，涉及一种草皮块堆存保护方法及应用。

背景技术

青藏高原等地区生态环境脆弱，在工程施工过程中对原生草甸草皮的保护困难，植被恢复周期长。因此对需要剥离的草甸草皮进行保存和复植的植被恢复方法具有明显优势和推广前景。目前，相关技术仍不成熟，成本较高，施工中剥离厚度、剥离季节、堆放方式、堆放时间等均可影响草皮的成活率，施工过程缺乏技术标准，从而对工程实践指导不足。

当前，草皮堆放主要包括平铺、堆叠和支架架空3种方式，其中平铺法所需堆放场地面积过大，支架架空法成本太高，目前实践中最常使用的为堆叠存放的方式，这样的存放方式草皮块间相互挤压，草皮堆放时由于光照、水分、氧气的不足又常会导致草皮地上部分植物、根系及土壤层发生光合抑制和水分胁迫，继而对草皮植物生长存活等产生不利影响，在草皮堆存的过程中尽可能减少剥离和堆叠对植物的干扰，提高成活率是影响植被恢复成效的关键。

由于草皮剥离、堆存与复植利用技术不成熟，使得植被恢复的效果往往不甚理想，同时相关的施工技术经验不足，进而造成施工成本和费用较高，导致在工程建设过程中剥离草坪并复植的植被恢复技术生态效益和经济效益都不够突出。

因此，需要提供一种新的草皮块堆存方法以解决现有技术的问题。

发明内容

针对现有技术的问题，本发明的目的是提供一种尽可能降低草皮在剥离和堆叠过程中受到的不利影响，延长草皮活力保存时间，提高其成活率的草皮块堆存方法(以下简称格室法)。

为了实现该目的，本发明的技术方案如下：

一种草皮块堆存保护方法，其将两块草皮块的根土层相对，草茎面相背，构成格室侧墙草皮块；将两个格室侧墙草皮块垂直于地面码放并组成T字形，所述垂直于地面码放指使格室侧墙草皮块的根土层的侧面与地面垂直接触；沿该T字形的横边和纵边延伸方向分别以相同的T字形构型连续排列格室侧墙草皮块，以形成由多个T字形排列构成的第一层草皮块格室；

所述第一层草皮块格室中的多个T字形具体排列方式为：以一个T字形的横边延伸方向为横轴，排列多个T字形，其中位于奇数位置的T字形的纵边延伸方向一致，位于偶数位置的T字形的纵边延伸方向与奇数位置的T字形的纵边延伸方向相反；奇数位置的T字形的横边对应位于偶数位置的T字形的纵边的中部，偶数位置的T字形的横边对应位于奇数位置的T字形的纵边的中部；

以横轴上的各T字形的纵边延伸方向为多个纵轴，各纵轴上分别排列多个T字形，其中，各纵轴方向上，上下相邻的两个T字形中的一个T字形的纵边对应位于另一个T字形的横边的中部。

本发明的方法中，在所述第一层草皮块格室上面，通过重复所述第一层草皮块格室的堆放操作，码放新的格室层，并使上下格室层草皮块重叠，从而形成多层格室构造的堆放体。

本发明的方法中，在所述堆放体形成后，将位于所述堆放体最顶部的暴露在外的各格室侧墙草皮块的根土层的侧面以格室顶墙草皮块进行覆盖。

本发明的方法中，在所述堆放体的最外围，由相邻T字形围绕构成的区域，以层叠形式铺设多块草皮块，形成所述堆放体边缘的多个稳固草皮块垛。

本发明的方法中，在所述第一层草皮块格室的内部，由相邻T字形围绕构成的区域设置格室底坪草皮块。

本发明的方法中，以所述格室侧墙草皮块的纵向长度作为单层格室高度，所述堆放体的最大堆放高度结合所述单层格室高度与抗压强度试验进行确定，方法如下：

(A)预实验：

将待堆放区域草皮剥离，切割成纵向长度*横向长度*厚度为同一规格的多个实验草皮块，进行如下步骤1)～3)：

1)测定所述实验草皮块的含水量W₀，并将部分实验草皮块在45℃的烘箱中烘干一定水分，获得含水量分别为W₁、W₂……W_n的多个实验草皮块，n为正整数，代表不同含水量的实验草皮块；含水量W₀、W₁、W₂……W_n的数值之间以相同的变化幅度依次减小，形成含水量呈三个以上梯度的实验草皮块，所述变化幅度为3％～10％；并测定实验草皮块完全烘干后的干容重ρ；

2)将步骤1)中获得的含水量相同的每两块实验草皮块的根土层相对、固定，组成多对不同含水量梯度的实验草皮块对；

3)以步骤2)中获得的多对具有不同含水量的实验草皮块对为对象，测定不同含水量梯度的实验草皮块根土层的侧面的抗压强度，具体方法为：以各对实验草皮块对的最大荷载值F_imax计算不同含水量的单个实验草皮块承受的最大抗压强度P_imax，N·m^-2，

计算公式为：

式(1)中：

P_imax分别表征不同含水量W₀、W₁、W₂……W_n的实验草皮块的最大抗压强度，N·m^-2；

i为0，1，2……n；

F_imax为不同含水量的各对实验草皮块对以纵向长度垂直于地面摆放时的最大荷载值，单位：牛，N；

t_i为单个实验草皮块的厚度，单位：m；

k_i为单个实验草皮块的横向长度，单位：m；

通过几个不同湿度的实验草皮块的最大抗压强度值P_imax，进行线性拟合，建立湿度与抗压强度的线性关系式：

P_imax＝aW_i+c式(2)；

式(2)中：a为水分调节系数，为常数；c为常数；W_i为实验草皮块的含水量，％；

(B)正式剥离堆放：

1)在正式开始待堆放区域草皮块剥离时，先根据现场施工方便程度确定正式剥离草皮块的规格并进行剥离；

2)由式(2)获得的a与实验草皮块的含水量W₀和P_0max计算获得正式剥离草皮块的预估抗压强度值P_rmax；

P_rmax＝a×(W_r-W₀)+P_0max式(3)；

式(3)中，W_r为正式剥离草皮块的含水量，％；

3)将两块正式剥离草皮块的根土层相对，草茎面相背，进行固定，测试正式剥离草皮块对以纵向长度垂直于地面摆放时的最大荷载值M，单位：N；

4)通过以下式(4)计算正式剥离草皮块的湿容重ρ_r，单位：kg/m³：

ρ_r＝ρ×(1+W_r) 式(4)；

式(4)中，ρ为实验草皮块的干容重，kg/m³；W_r为正式剥离草皮块的含水量，％；

5)结合以下式(5)获得尺寸修正抗压强度值P’_0max；

式(5)中，t、k、h、ρ_r、M，分别是正式剥离草皮块对的厚度、横向长度、纵向长度、湿容重、最大荷载值；

厚度、横向长度、纵向长度的单位为m，湿容重的单位kg·m^-3，最大荷载值的单位为N；

步骤3)中，为了操作方便，可对正式剥离草皮块对的横向长度与厚度进行切割，测试部分正式剥离草皮块对的M，然后在步骤5)进行计算时，所用t、k则分别为测试时所用部分正式剥离草皮块的厚度与横向长度尺寸。

6)根据P′_0max与预实验中获得的实验草皮块的最大抗压强度P_0max获得现场切割的尺寸修正系数f：

f＝P′_0max÷P_0max 式(6)；

7)根据尺寸修正系数f和式(3)获得的正式剥离草皮块的预估抗压强度值P_rmax，获得修正后的对应值P′_rmax：

P′_rmax＝f×P_rmax 式(7)；

8)根据式(7)获得的P′_rmax以及式(4)获得的正式剥离草皮块的湿容重ρ_r，计算获得正式剥离草皮块的最大堆放高度H′_rmax，单位m，公式如下：

本发明的方法中，在所述堆放体形成时，利用绳索环绕打结形成绳索网的方式实现对各格室侧墙草皮块和格室顶墙草皮块牵引固定的目的；

具体为，在格室侧墙草皮块与格室顶墙草皮块不断码放形成所述堆放体的同时用绳索进行加固，通过绳索穿梭环绕格室侧墙草皮块与地面接触的部分和位于该格室侧墙草皮块上的格室顶墙草皮块的顶部，形成交叉绳结，并随格室侧墙草皮块的T字形码放延伸，以环绕上一组格室侧墙草皮块和格室顶墙草皮块的绳头继续进行下一组相邻格室侧墙草皮块和格室顶墙草皮块的穿梭环绕，以随草皮块格室的形成，形成绳索网将整个所述堆放体加固构成一个整体；

和/或，在草皮块格室侧墙形成后，先在各格室侧墙草皮块中相对的根土层中埋设滴渗灌管道，再进行格室顶墙草皮块的覆盖；各所述滴渗灌管道通过给水支管与给水主管相通，所述给水主管又与位于所述堆放体顶部的储水罐相通，获得给水，从而使所述储水罐中的水能够沿高差自动流动到所述滴渗灌管道中，为草皮块供水。

本发明的方法中，根据欲用来码放所述堆放体的地面的草坪覆盖情况，对码放场地采用不同的保护与恢复方法；

具体为：当所述地面的草坪覆盖度≥80％时，将在堆存草皮块后，会被各格室侧墙草皮块压住的区域的草皮先进行剥离，留待用于作为格室顶墙草皮块；位于草皮块格室堆体内部，由相邻T字形围绕构成的区域中的所述地面直接作为格室底坪草皮块；

当所述地面的草坪覆盖度≥60％且<80％时，将在堆存草皮块后，会被各格室侧墙草皮块压住的区域的草皮先进行剥离，留待用于作为格室顶墙草皮块；位于草皮块格室堆体内部，由相邻T字形围绕构成的区域中的所述地面在进行草皮穿刺划破，撒播NPK复合肥、表土和草籽后作为格室底坪草皮块；

当所述地面的草坪覆盖度≥30％且<60％时，先对所述地面进行斑块切割、穿刺、划破，撒播NPK复合肥、表土、牛羊粪厩肥和草籽混合物，之后在堆存草皮块时，将被各格室侧墙草皮块压住的区域的草皮块集中移植于草皮块格室堆体内部作为格室底坪草皮块，由相邻T字形围绕构成的区域中的无草区域，之后播撒草籽，并将由此产生的多余表土优先填充到将被各格室侧墙草皮块压住的区域；

当所述地面的草坪覆盖度<30％时，先对所述地面进行划破，撒播NPK复合肥、牛羊粪厩肥、表土与草籽，再直接进行草皮块堆放；

当所述地面为纯粹的无植被码放场地，不需要恢复时，直接将剥离草皮块按照格室侧墙、格室底坪、格室顶墙进行全方位码放与养护。

本发明还提供一种上述方法在草皮保护或植被恢复中的应用。

本发明的有益效果至少在于：

1.大大提高了草皮块堆放的透光与通气效果。习用的层叠式堆放阻挡了下层草皮块与空气接触，造成下层草皮块透光通气不良，无氧呼吸，从而造成了植物生长毒害而致死。本发明提出的格室法堆放方式使得每一块草皮都能与空气充分接触，并能接收到光线的照射或漫散射，解决了草皮堆放中透光通气问题，利于草皮块成活。

2.最大程度地减少了对堆放场地的不利影响。传统混合堆放或层叠式堆放，当堆放于优质原生草地时，尤其是堆放时间过长时，其对原生草地的不利影响难以忽视。堆叠草皮块的遮光与水气阻隔效应，使得原生草地草皮长期无法接受阳光照射而死亡，而本方法可以大大提高原生草皮的透光透气性，几乎不妨碍原生草地草皮的成活。

3.可与堆放场地的草地改良有机结合起来，利于退化草地改良以及裸露荒地植被恢复。草地生态系统的退化已是高寒地区广泛存在的问题，由于交通不便、机械设备投入、机械化操作困难、现场养护条件恶劣，退化草地生态系统恢复难度极大。本发明提出的方法，将公路建设区域干扰草地草皮与表土剥离保护，与退化草地或荒地恢复充分结合，利用公路建设施工中齐全完备的各种设备设施条件，并通过堆放过程中现场施工能够提供的周到的养护条件，将播种、施肥复壮与前期养护结合起来，改善堆放场地的水分条件，有利于导入新生植物种子并促进其建成，非常利于促进退化草地恢复与裸露荒地植被恢复。

4.提高了草皮块堆放效率。采用格室堆放方法，不仅在水平面上做到了全平面的草皮保存，而且在竖平面上通过码放格室侧墙(格室侧墙草皮块)堆存大量草皮块，这些草皮块根土部相对，草茎朝向空气侧，可以保证自由透光与呼吸，侧墙可根据草皮块厚度、硬度及加固情况进行加高，从而可以大大提高单位面积上堆存的草皮块的面积，并且几乎不影响底部平铺草皮的正常生长，单位面积上堆存的草皮块可以达到2～4倍，最大化地集约节约利用土地。

5.格室法堆放草皮对降雨、浇灌等聚水性强，水分利用高效。传统层叠式堆放方式下，浇水养护中水分仅能浇灌于表层草皮块表层，水分无法在短时间内渗透进入下层草皮块，多余的水分迅速流走而成为无效水，堆层内部水分的补给具有延滞效应，草皮堆放过程中受干旱胁迫极为严重，不论是天然降水还是浇灌养护均难以高效提高土壤含水量；另一方面由于草皮块垛位于地表，大量草根层裸露，在区域大风天气影响下，水分大量地过快蒸腾散发，加重了草皮块的水分胁迫。本方案提出格室法堆放方式形成的各个格室能有效起到蓄聚水盆的作用，可充分积蓄利用浇灌雨水或地表降水，使地表降水与喷水几乎不会有径流流失；其次，由于草根层相对排列、多格室的结构也能极大地减弱风的影响，减少水分的散失；第三，滴渗管位于格室墙顶草皮块下方，在草根层补水又防止了上层裸露导致的水分蒸散损失，从而极大地提高了水分利用效率，并可有效降低浇水频次，降低堆存期养护成本。

6.草皮块堆放中生长与成活容易，判断识别简单、准确性高，便于管理。传统草皮块堆放中，草皮块间相互压埋，在堆放早期，绿色的草茎很快因为缺乏光照在堆放中黄化并逐渐腐烂，但这并不意味着草皮块已死亡，铺植之后地下根茎还能重新萌发生长出来，草皮块在堆放中的活力非常难以判断，堆放过程中活力下降到什么程度了也难以发现。而本发明提出的格室法，由于草茎均位于表面，并没有被埋压，其地上部分的活力可以直接表征草皮块的成活情况，甚至于是否受到干旱胁迫萎蔫，是否遭受病虫害都能直观判断，这使得其活力的观察非常简单、容易，判断准确率高。

7.草皮块剥离、堆放适应性广。剥离厚度增大原则上有利于草皮块的成活，但是堆放后上层草皮块施加的压力也大，对下层草皮块成活又会产生不利影响；同时剥离厚度过大，搬运也越复杂；本发明提出的格室法施工，不存在上述问题，除了堆场边缘起稳固作用的草皮垛外，没有草皮块草茎被压埋的情况；格室侧墙连接之间的少许遮挡对草茎造成的影响相对较低，一般可以自我恢复。

8.格室法堆放草皮块成本较低，具有广阔的推广应用前景。在既往的草皮块堆放方法中，为了使每层草皮块能够接受到阳光与空气，只能采用支架法，通过将草皮块搁置于支架之上，并相互分开。由于草皮根土层厚、密度大，需要支架有较强的强度与承载力，因此支架的加工制作成本极高。这使得这种方式当前很难进行大范围的推广应用，仅在局部用于试验或展示所用。本发明提出的格室法堆放草皮块，主要利用草皮块自身强度，通过相互倚靠支撑，在堆放高度较高时，通过绳索简单环绕打结，主要起到扶持作用，所需的强度与力量均不大，材料成本极低，因此有利于大规模利用。

9.格室法施工工艺较标准、简单而有趣，有利于工程实践中应用。传统草皮剥离方法施工参数变化大，草皮剥离厚度变化也大。本发明方法分成了格室顶墙草皮块、格室侧墙草皮块、格室底坪草皮块三种规格，三种草皮块的数量之间存在比例关系，草皮块根土层厚度增大不会造成相互覆盖压力同步增大的问题，且施工过程如同搭建房屋积木，具有一定趣味性与艺术效果，还有利于实现施工标准化。

附图说明

图1为本发明草皮块格室堆放体的横切面剖视(俯视)示意图。

图2为本发明草皮块格室堆放体的底面仰视示意图。

图3为本发明格室侧墙码放方式俯视示意图。

图4为本发明格室透视示意图。

图中标号：

1 格室顶墙草皮块

2 格室侧墙草皮块

2-1 格室侧墙草皮块草茎

2-2 格室侧墙草皮块根土层

3 格室底坪草皮块

4 稳固草皮块垛

5-1 顶面固定绳

5-2 侧面固定绳

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和替换。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。本发明具体实施方式中，草皮的覆盖度(成活覆盖率)测试方式为：用针刺法测量其返青情况，计算返青部分比例作为返青覆盖度(％)，每个处理统计10个样方，取算术平均值。

实施例1

某公路工程沿线海拔4000～4500m之间，沿线气候寒冷，植物繁殖生长困难，生态环境脆弱，一旦生态破坏，难以恢复，植被类型为高寒嵩草草甸，在不同段落草甸质量由于水分条件、放牧情况等不同植被覆盖度也有差异。公路改扩建建设中将其划分为两个标段，其中一标段地势较为平坦，草甸质量好，植被盖度普遍在85～95％之间，土层较深厚，一般在0.3～0.4m，个别地方达到0.8m以上；有少量靠山脚斜坡处由于过度放牧、水土流失，引起植被轻度退化，覆盖度在65％～80％之间，土层厚度约0.2m，也有地方仅0.15m。二标段地形较为起伏，路侧上方的坡地带植被因过度放牧与严重的水力冻融侵蚀而达到中等与重度退化水平，植被覆盖度在30％～50％之间；路侧下方为河滩地，地形较缓，植被覆盖度在80％-100％之间，由于长年沉淀水土流失，土层较为深厚。

剥离处理：对土层深厚处，草皮剥离厚度按照0.2m控制，纵向长度(即草皮条带宽度)按照0.4m，横向长度(即草皮条带长度)0.6m，剥离后的草皮块按照下述基本堆存方法进行集中堆放，其下土壤作为表土单独剥离，表土用于退化草地恢复。每个堆放体纵向排列的T字形有20个，横向排列的T字形为5个，堆放2层，稳固草皮块垛由4层草皮块直接堆叠组成。

若待剥离地的土层较浅，则可根据实际情况设计草皮块的剥离厚度。

本发明的草皮块格室式的基本堆存方法，其将两块草皮块的根土层相对，草茎面相背，构成格室侧墙草皮块2(2-1为格室侧墙草皮块草茎，2-2为格室侧墙草皮块根土层)；将两个格室侧墙草皮块2垂直于地面码放并组成T字形，所述垂直于地面码放指使格室侧墙草皮块2的根土层的侧面与地面垂直接触；沿该T字形的横边和纵边延伸方向分别以相同的T字形构型连续排列格室侧墙草皮块2，以形成由多个T字形排列构成的第一层草皮块格室；

所述第一层草皮块格室中的多个T字形具体排列方式为：以一个T字形的横边延伸方向为横轴，排列多个T字形，其中位于奇数位置的T字形的纵边延伸方向一致，位于偶数位置的T字形的纵边延伸方向与奇数位置的T字形的纵边延伸方向相反；奇数位置的T字形的横边对应位于偶数位置的T字形的纵边的中部，偶数位置的T字形的横边对应位于奇数位置的T字形的纵边的中部；

以横轴上的各T字形的纵边延伸方向为多个纵轴，各纵轴上分别排列多个T字形，其中，各纵轴方向上，上下相邻的两个T字形中的一个T字形的纵边对应位于另一个T字形的横边的中部。

在所述第一层草皮块格室上面，通过重复所述第一层草皮块格室的堆放操作，码放新的格室层，并使上下格室层草皮块重叠，从而形成多层格室构造的堆放体。

在所述堆放体形成后，将位于所述堆放体最顶部的暴露在外的各格室侧墙草皮块的根土层的侧面以格室顶墙草皮块1进行覆盖。

在所述堆放体的最外围，由相邻T字形围绕构成的区域，以层叠形式铺设多块草皮块，形成所述堆放体边缘的多个稳固草皮块垛4。

在所述第一层草皮块格室的内部，由相邻T字形围绕构成的区域设置格室底坪草皮块3。

草皮块堆放过程之中，开展了两次抽样，检查草皮块堆放中的成活情况；复植之后，对各种堆放的草皮块：稳固草皮块垛、格室侧墙草皮块、顶墙草皮块、底坪草皮块复植成活情况分别做标记，并观测其生长成活效果。结果见表1。

根据场地不同具体堆放实例如下：

实施地1在1标段质量较好草地(草坪覆盖度≥80％)的堆放

堆场处理：对质量较好的草地草皮块按照纵向长度(宽)0.4m、厚0.2m的条带进行剥离，条带间距也控制在0.4m，条带长度(横向长度)为1.2m，剥离好之后置放于旁侧备用，作为格室顶墙草皮块1；

草皮块码放：先码放一组场地草皮块垛，码放4层，总共0.8m高作为稳固草皮块垛4；以该组稳固草皮块垛4为支撑，将剥离好的草皮块(纵向长度*横向长度*厚度＝0.4m*0.6m*0.2m)的两两根土层相对(作为格室侧墙草皮块2)码放入剥离条带后的0.4m宽的凹槽内；另一对草皮块垂直于其中部码放妥当，形成T字形(稳固草皮块垛4位于由相邻T字形围绕构成的区域)，码放中为了增加稳定性可以辅助采用T字形钢件；如此多对草皮块相互垂直于侧墙草皮块中部，直至码放完全部格室侧墙形成第一层草皮块格室。各轴上排列的多个T字形的数量相等，本实施例中纵向排列的T字形为100个，横向排列的T字形为50个。稳固草皮块垛4随T字形延伸而逐渐位于最外围的相邻T字形围绕构成的区域。在第一层草皮块格室上，重复第一层草皮块格室的码放方式，共码放2层，80cm高，在最上层格室侧墙草皮块的根土层侧面(平行于地面)回盖格室顶墙草皮块1，

由相邻T字形围绕构成的区域中的地面直接作为格室底坪草皮块3，形成一个堆放体。按此方式完成全部草皮块格室堆放体的码放，草皮块格室堆放体的横切面剖视(俯视)示意图见图1，底面仰视示意图见图2，格室侧墙码放方式俯视示意图见图3。

草皮块养护：保持正常浇灌养护，直至待绿化场地施工完成；

草皮堆放场复原：移走码放的草皮块后，将原码放于格室墙顶的草皮块回铺到原剥离凹槽内。

实施地2在1标段轻度退化草地(草坪覆盖度≥60％且<80％)上的堆放

堆场处理：对堆场草皮块按照0.4m宽、0.15m厚的条带进行剥离，条带间距也控制在0.4m，条带长度为0.9m，剥离好之后置放于旁侧备用；对条带间格室底坪草皮利用工具划破，撒播2-3cm厚度的表土及NPK复合肥并撒播草籽，并适当拍实；

草皮块码放：码放方式同实施地1；草皮块尺寸为纵向长度*横向长度*厚度＝0.4m*0.9m*0.15m，码放2层；

草皮块养护：考虑到该处有一定的地形坡度，土壤的保水性能相对差些，故设置了滴灌系统，在靠近上侧稳固堆体的稳固草皮块垛4上方搁置一个储水罐，全部堆放体的侧墙完工后，再在侧墙上方设置一条与储水罐相连的给水主管，两者之间设有主管阀门。在给水主管上设有两条给水支管，与给水支管相连设有多条滴渗灌管道(于各格室侧墙草皮块中相对的根土层中埋设，埋设后再覆盖格室顶墙草皮块)，以使得格室侧墙草皮块2可以得到给水，早期每天往水罐中装水，同时观察播种草籽的土壤湿度与出苗，后期待草籽出苗，逐渐减少水分供给，直至幼苗生长健壮；

在草皮块复原后，再对因为草皮块施工导致的裸斑处撒播一部分草籽。

实施地3在2标段中重度退化草地(覆盖度≥30％且<60％)上的堆放

堆场处理及草皮块码放：对路侧下方河滩地草甸按照1标实施地1的堆放方式处理，将草皮块切割宽度确定为0.4m，长度为1.2m，草皮块厚度也为0.2m，码放时堆放体的格室墙总高为1m(即，码放2层并盖格室顶墙草皮块后的高度)，为了稳固格室，通过在码放时压埋缠绕绳索，形成网状加固结构，透视示意图参见图4。

具体为，在格室侧墙草皮块2与格室顶墙草皮块1不断码放形成草皮块格室堆体的同时用绳索进行加固，通过绳索穿梭环绕格室侧墙草皮块2与地面接触的部分和位于该格室侧墙草皮块2上的格室顶墙草皮块1的顶部，形成交叉绳结(包含位于草皮块侧面的侧面固定绳5-2和草皮块顶面的顶面固定绳5-1)，并随格室侧墙草皮块2的T字形码放延伸，以环绕上一组格室侧墙草皮块2和格室顶墙草皮块1的绳头继续进行下一组相邻格室侧墙草皮块2和格室顶墙草皮块1的穿梭环绕，以随草皮块格室的形成，形成绳索网将整个草皮块格室堆体加固构成一个整体，在草皮堆场周边将绳索头绕过固定草皮块垛，再用钢钉固定到地下。

上坡位中重度退化草地先利用装备机械进行切割、穿刺与划破处理，并撒播NPK复合肥、3～5cm厚度的表土层、牛羊粪100g/m²，以及草籽，再将堆存草皮块时，会被格室侧墙草块压住的区域的草皮块集中移植于格室堆体内部作为格室底坪草皮块3，按照实施地1的方法进行格室侧墙、墙顶草皮块码放；滴灌安装采用实施地2的方法进行。

实施地4利用项目部预制厂内荒地(覆盖度<30％)进行剥离草皮块堆放

先对格室底坪地面进行划破，撒播NPK复合肥、牛羊粪、5cm厚度表土和草籽的混合物；再按照上述基本堆存方法进行格室侧墙草皮块2、格室底坪草皮块3与格室顶墙草皮块1码放，方法同前述；在场地侧设置灌溉系统，进行自流式灌溉。

对实施地1-4的原堆放场地的各种草皮块压覆的地块的恢复情况分别进行观测。结果见表2。

实施效果评价：

1.成活效果观察

堆放过程中成活效果、施工期结束后成活效果观察结果见表1。

表1各种草皮块堆放过程中外观观测以及复植后效果观测结果

从表1中可以看出，采用本发明的格室法堆放草皮块，较传统层叠式方法(稳固草皮块垛部分)极大地提高了堆放草皮块的成活情况，堆放1年后格室顶墙、侧墙、底坪等复植成活覆盖度均在70％以上，远高于稳固草皮块垛的下层，也高于稳固草皮块垛的顶层。本发明提出的方法取得了良好成效。

实施地1(优质草地)、实施地2(轻度退化草地)、实施地3(中度退化草地)、实施地4(荒地)在完成剥离草皮块复植后的场地恢复观察结果见表2。

表2堆场恢复效果

从堆放场恢复效果来看，除了优质草地略有降低外，其他各种退化草地的得到了大幅提高。

草皮块堆放中草皮的大量死亡是高寒区工程建设中面临的巨大难题。工程建设时期一般较长，草皮块堆放中保存活力的任务艰巨，同时由于工程建设区域征地协调困难，传统草皮块堆叠式堆放中会对原草地草皮覆压，造成堆放场地内原地面草皮的死亡且无法有效保存草皮堆放活力。而本发明方法可解决上述现有弊端。

实施例2根据草皮块土壤抗压强度试验、确定草皮块格室堆放最大高度

具体采用如下方法进行：

1、预实验：

1)将剥离下的待堆放区域草皮块切成纵向长度*横向长度*厚度为10cm*10cm*10cm的多块草皮块，测定原始草皮块体积含水量为35％(W₀)。选取其中的部分草皮块在45℃下烘干一定水分，获得含水量为25％(W₁)和15％(W₂)的草皮块，并与原始含水量的草皮块一起共同组成三个含水量梯度(每个梯度变化幅度为10％)的、含水量分别为35％、25％、15％的三种草皮块，共18块(每个含水量6块)。将草皮块完全烘干后干容重为1100kg/m³(ρ)；

2)将上述草块中相同含水量的每两块草皮块按照根土层相互接触(根土层相对)组成一对，边缘用卡件进行固定，形成多对不同含水量梯度的实验草皮块对；

3)采用可自动记录竖向位移和荷载的万能试验机，测定不同含水量梯度的实验草皮块对根土层的侧面的抗压强度，加载速率控制在2mm/min，以试件峰值荷载的30％为结束条件，记录平均最大荷载值F_imax。根据式(1)计算不同含水量的单个草皮块承受的最大抗压强度P_imax。

式(1)中：

P_imax分别表征不同含水量W₀、W₁、W₂的实验草皮块的最大抗压强度，N/m²；

i为0，1，2；

F_imax为不同含水量的各对实验草皮块对以纵向长度垂直于地面摆放时的最大荷载值，单位：牛，N；

t_i为单个实验草皮块的厚度，单位：m；

k_i为单个实验草皮块的横向长度，单位：m；

最后，分别得到35％，25％，15％含水量梯度的单个草皮块的最大抗压强度值P_0max、P_1max、P_2max分别为26000、33000、43000N/m²；通过EXEL以线性回归拟合，建立湿度与抗压强度的线性关系式：

P_imax＝aW_i+c 式(2)；

式(2)中：a为水分调节系数，为常数；c为常数；W_i为实验草皮块的含水量，％；

本实施例中，得到的关系式为：

P_imax＝-85000W_i+55250；

其中，-85000为水分调节系数a，W_i为实验草皮块的含水量，％。

2、正式剥离堆放：

1)在正式开始堆放时，根据现场草皮土壤层厚度以及施工方便程度确定草皮剥离厚度0.2m，剥离纵向长度0.5m；剥离横向长度2m；

2)由上个步骤1中计算获得的水分调节系数a与实验草皮块的含水量W₀和P_0max计算获得正式剥离草皮块的预估抗压强度值P_rmax；

P_rmax＝-85000×(W_r-35％)+26000式(3)；

式(3)中，W_r为正式剥离草皮块的含水量，此处以含水量为32％的正式剥离草皮块为例，获得P_rmax＝28550N/m²；

3)现场切取横向长度0.2m、纵向长度仍为0.5m、厚度为0.2m的草皮块(正式剥离草皮块小样)，并按上述方法组合成对、固定，用来测试正式剥离草皮块的最大荷载值M。具体地，使草皮块对纵向长度与水平面垂直放置固定后，在其纵向上放置20kg重物，草皮块长条未断裂，于是逐渐切削草皮块横向长度与厚度，以放置20kg重物后草皮块长条发生断裂为止。本实施例中，当切削到0.11m厚、横向长度为0.1m时，草皮块出现断裂，即该尺寸下最大荷载值M＝198N；

4)根据上述测定剥离草皮块的含水量W_r为32％，并根据草皮块室内试验获得的干容重ρ为1100kg/m³，按照公式(4)计算获得正式剥离草皮块的湿容重ρ_r。

ρ_r＝ρ×(1+W_r)＝1100×(1+32％)＝1452kg/m³ 式(4)；

5)根据步骤3)的实验结果，草皮块的厚度t＝0.11m，横向长度k＝0.1m，纵向长度h＝0.5m，最大荷载值M＝198N，以及步骤4)获得的果ρ_r＝1452kg/m³，代入式(5)，获得尺寸修正抗压强度值为P’_0max＝16115N/m²。

6)根据P’_0max与预实验中获得的实验草皮块的最大抗压强度P_0max26000 N/m²获得现场切割的尺寸修正系数f＝0.6198。

f＝P′_0max÷P_0max 式(6)；

7)根据尺寸修正系数f和式(3)获得的正式剥离草皮块的预估抗压强度值P_rmax28550 N/m²，获得修正后的对应值P’_rmax；

P’_rmax＝f×P_rmax式(7)；

8)根据式(7)获得的P’_rmax以及式(4)获得的正式剥离草皮块的湿容重ρ_r＝1452kg/m³，计算获得正式剥离草皮块(含水量32％)的最大堆放高度H′_rmax；

根据以上流程，可以计算并修正获得各个水分含量下的草皮块的抗压强度值，并获得对应的堆放高度，具体见下表3。

表3各土壤含水量下各参数的计算值

在现场各段落的草皮剥离中，根据现场草皮的不同含水量，有的地方现场草皮根土层强度较低，在草皮挖取出来后可晾放一段时间，待其水分自然散失(草皮块强度增强)，达到表中既定高度对应的含水量时(即为剥离草皮块适应堆放的土壤含水量)，再进行堆放施工；在养护时，堆放高度达到相应含水量梯度的理论计算值时，浇水养护也应以根土层含水量不超过所依据计算的草皮含水量为原则。

同时，根据现场的施工环境与水分状况，在一些段落，直接用一层堆放方式，一些场地用两层堆放方式；在一些段落，则先剥离草皮块，待其水分散失到相应的含水量值以下时，再进行两层堆放。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种草皮块堆存保护方法，其特征在于，将两块草皮块的根土层相对，草茎面相背，构成格室侧墙草皮块；将两个格室侧墙草皮块垂直于地面码放并组成T字形，所述垂直于地面码放指使格室侧墙草皮块的根土层的侧面与地面垂直接触；沿该T字形的横边和纵边延伸方向分别以相同的T字形构型连续排列格室侧墙草皮块，以形成由多个T字形排列构成的第一层草皮块格室；

所述第一层草皮块格室中的多个T字形具体排列方式为：以一个T字形的横边延伸方向为横轴，排列多个T字形，其中位于奇数位置的T字形的纵边延伸方向一致，位于偶数位置的T字形的纵边延伸方向与奇数位置的T字形的纵边延伸方向相反；奇数位置的T字形的横边对应位于偶数位置的T字形的纵边的中部，偶数位置的T字形的横边对应位于奇数位置的T字形的纵边的中部；

以横轴上的各T字形的纵边延伸方向为多个纵轴，各纵轴上分别排列多个T字形，其中，各纵轴方向上，上下相邻的两个T字形中的一个T字形的纵边对应位于另一个T字形的横边的中部。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一层草皮块格室上面，通过重复所述第一层草皮块格室的堆放操作，码放新的格室层，并使上下格室层草皮块重叠，从而形成多层格室构造的堆放体。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述堆放体形成后，将位于所述堆放体最顶部的暴露在外的各格室侧墙草皮块的根土层的侧面以格室顶墙草皮块进行覆盖。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在所述堆放体的最外围，由相邻T字形围绕构成的区域，以层叠形式铺设多块草皮块，形成所述堆放体边缘的多个稳固草皮块垛。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，在所述第一层草皮块格室的内部，由相邻T字形围绕构成的区域设置格室底坪草皮块。

6.根据权利要求2-5任一项所述的方法，其特征在于，以所述格室侧墙草皮块的纵向长度作为单层格室高度，所述堆放体的最大堆放高度结合所述单层格室高度与抗压强度试验进行确定，方法如下：

(A)预实验：

将待堆放区域草皮剥离，切割成纵向长度*横向长度*厚度为同一规格的多个实验草皮块，进行如下步骤1)～3)：

1)测定所述实验草皮块的含水量W₀，并将部分实验草皮块在45℃的烘箱中烘干一定水分，获得含水量分别为W₁、W₂……W_n的多个实验草皮块，n为正整数，代表不同含水量的实验草皮块；含水量W₀、W₁、W₂……W_n的数值之间以相同的变化幅度依次减小，形成含水量呈三个以上梯度的实验草皮块，所述变化幅度为3％～10％；并测定实验草皮块完全烘干后的干容重ρ；

2)将步骤1)中获得的含水量相同的每两块实验草皮块的根土层相对、固定，组成多对不同含水量梯度的实验草皮块对；

3)以步骤2)中获得的多对具有不同含水量的实验草皮块对为对象，测定不同含水量梯度的实验草皮块根土层的侧面的抗压强度，具体方法为：以各对实验草皮块对的最大荷载值F_imax计算不同含水量的单个实验草皮块承受的最大抗压强度P_imax，N·m^-2，

计算公式为：

式(1)中：

P_imax分别表征不同含水量W₀、W₁、W₂……W_n的实验草皮块的最大抗压强度，N·m^-2；

i为0，1，2……n；

F_imax为不同含水量的各对实验草皮块对以纵向长度垂直于地面摆放时的最大荷载值，单位：牛，N；

t_i为单个实验草皮块的厚度，单位：m；

k_i为单个实验草皮块的横向长度，单位：m；

通过几个不同湿度的实验草皮块的最大抗压强度值P_imax，进行线性拟合，建立湿度与抗压强度的线性关系式：

P_imax＝aW_i+c 式(2)；

式(2)中：a为水分调节系数，为常数；c为常数；W_i为实验草皮块的含水量，％；

(B)正式剥离堆放：

1)在正式开始待堆放区域草皮块剥离时，先根据现场施工方便程度确定正式剥离草皮块的规格并进行剥离；

2)由式(2)获得的a与实验草皮块的含水量W₀和P_0max计算获得正式剥离草皮块的预估抗压强度值P_rmax；

P_rmax＝a×(W_r-W₀)+P_0max 式(3)；

式(3)中，W_r为正式剥离草皮块的含水量，％；

3)将两块正式剥离草皮块的根土层相对，草茎面相背，进行固定，测试正式剥离草皮块对以纵向长度垂直于地面摆放时的最大荷载值M，单位：N；

4)通过以下式(4)计算正式剥离草皮块的湿容重ρ_r，单位：kg/m³：

ρ_r＝ρ×(1+W_r) 式(4)；

式(4)中，ρ为实验草皮块的干容重，kg/m³；W_r为正式剥离草皮块的含水量，％；

5)结合以下式(5)获得尺寸修正抗压强度值P’_0max；

式(5)中，t、k、h、ρ_r、M，分别是正式剥离草皮块对的厚度、横向长度、纵向长度、湿容重、最大荷载值；

厚度、横向长度、纵向长度的单位为m，湿容重的单位kg·m^-3，最大荷载值的单位为N；

6)根据P′_0max与预实验中获得的实验草皮块的最大抗压强度P_0max获得现场切割的尺寸修正系数f：

f＝P′_0max÷P_0max 式(6)；

7)根据尺寸修正系数f和式(3)获得的正式剥离草皮块的预估抗压强度值P_rmax，获得修正后的对应值P′_rmax：

P′_rmax＝f×P_rmax 式(7)；

8)根据式(7)获得的P′_rmax以及式(4)获得的正式剥离草皮块的湿容重ρ_r，计算获得正式剥离草皮块的最大堆放高度H_rmax，单位m，公式如下：

7.根据权利要求3-7任一项所述的方法，其特征在于，在所述堆放体形成时，利用绳索环绕打结形成绳索网的方式实现对各格室侧墙草皮块和格室顶墙草皮块牵引固定的目的；

具体为，在格室侧墙草皮块与格室顶墙草皮块不断码放形成所述堆放体的同时用绳索进行加固，通过绳索穿梭环绕格室侧墙草皮块与地面接触的部分和位于该格室侧墙草皮块上的格室顶墙草皮块的顶部，形成交叉绳结，并随格室侧墙草皮块的T字形码放延伸，以环绕上一组格室侧墙草皮块和格室顶墙草皮块的绳头继续进行下一组相邻格室侧墙草皮块和格室顶墙草皮块的穿梭环绕，以随草皮块格室的形成，形成绳索网将整个所述堆放体加固构成一个整体；

和/或，在草皮块格室侧墙形成后，先在各格室侧墙草皮块中相对的根土层中埋设滴渗灌管道，再进行格室顶墙草皮块的覆盖；各所述滴渗灌管道通过给水支管与给水主管相通，所述给水主管又与位于所述堆放体顶部的储水罐相通，获得给水，从而使所述储水罐中的水能够沿高差自动流动到所述滴渗灌管道中，为草皮块供水。

8.根据权利要求5-8任一项所述的方法，其特征在于，根据欲用来码放所述堆放体的地面的草坪覆盖情况，对码放场地采用不同的保护与恢复方法；

具体为：当所述地面的草坪覆盖度≥80％时，将在堆存草皮块后，会被各格室侧墙草皮块压住的区域的草皮先进行剥离，留待用于作为格室顶墙草皮块；位于草皮块格室堆体内部，由相邻T字形围绕构成的区域中的所述地面直接作为格室底坪草皮块；

当所述地面的草坪覆盖度≥60％且<80％时，将在堆存草皮块后，会被各格室侧墙草皮块压住的区域的草皮先进行剥离，留待用于作为格室顶墙草皮块；位于草皮块格室堆体内部，由相邻T字形围绕构成的区域中的所述地面在进行草皮穿刺划破，撒播NPK复合肥、表土和草籽后作为格室底坪草皮块；

当所述地面的草坪覆盖度≥30％且<60％时，先对所述地面进行斑块切割、穿刺、划破，撒播NPK复合肥、表土、牛羊粪厩肥和草籽混合物，之后在堆存草皮块时，将被各格室侧墙草皮块压住的区域的草皮块集中移植于草皮块格室堆体内部作为格室底坪草皮块，由相邻T字形围绕构成的区域中的无草区域，之后播撒草籽，并将由此产生的多余表土优先填充到将被各格室侧墙草皮块压住的区域；

当所述地面的草坪覆盖度<30％时，先对所述地面进行划破，撒播NPK复合肥、牛羊粪厩肥、表土与草籽，再直接进行草皮块堆放；

当所述地面为纯粹的无植被码放场地，不需要恢复时，直接将剥离草皮块按照格室侧墙、格室底坪、格室顶墙进行全方位码放与养护。

9.权利要求1-8任一项所述的方法在草皮保护或植被恢复中的应用。

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