CN115769778A - 一种植生基材及其用于高陡边坡生态修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植生基材及其用于高陡边坡生态修复方法，所述植生基材，包括以下重量份的组分：水50‑60份，草炭土200‑300份，丙烯酸乳液10‑20份，轻骨料10‑20份，聚氨酯乳液60‑80份，发泡剂1‑2份和草籽0.02份。本发明的抗压强度高，可直接覆盖坡面，能有效防止雨水或流水对坡面的侵蚀和冲刷，提高植被层与植生基材的整体稳定性；具有良好的保肥性和保水性，能长时间维持植物的生长环境，养护简单；同时，本发明解决了湿陷性黄土高陡边坡施工难的问题，形成了一体化的构造，能对坡面进行保护和绿化，具有稳定、规整、快速、美观的优点。
Description
技术领域
本发明属于植被种植技术领域，具体涉及一种植生基材及其用于高陡边坡生态修复方法。
背景技术
随着我国经济快速发展，各地基础设施建设加快，土木交通、水利水电、矿山开采等工程建设需要开挖大量边坡，边坡开挖破坏原有植被覆盖层，形成大量次生裸地，造成水土流失、生态失衡等问题，山体滑坡、泥石流等地质灾害时有发生，护坡成为解决上述问题的主要工程技术手段。另随着人们对生态环境的日益重视，具有良好生态效应的植被混凝土应运而生，利用植被混凝土防护边坡，不仅可以固坡、护坡，还可以通过表层植被截雨缓流、净化空气、美化环境。
传统的植被混凝土植生基材主要存在以下问题：①渗透性差。由于土壤本身颗粒大小及孔隙结构的原因，渗透性较差，严重影响植被混凝土的透水性能。②碱性强。填充层孔隙土碱性环境无法满足植物长期生长的需要。随着时间推移，孔隙内土壤pH值随之上升，再次形成碱性环境，不利于植物生长，甚至植株因碱害而枯萎死亡，进而影响护坡及绿化效果。③透气性差，土壤易板结。多孔植被混凝土内部孔隙土及表层土因盐碱、保水性不足等原因，土壤极易发生板结，继而影响透气性，导致植物根系腐烂。
CN108934911A公开了一种椰糠植生基材及其制备方法，所述植生基材包括以下质量百分比的原材料：椰糠82％-90％，土壤5％-15％，有机肥2％-3％，该发明能显著提高植被混凝土植草后的透水性能，有效改善因植被混凝土水泥材料析碱造成的土壤碱化环境，但该发明的抗雨水或流水的侵蚀和冲刷能力较弱。
CN108496747A公开了一种耐冲刷植生基材，包括重量份计的下列组分：营养土60-70份、有机肥15-20份、糯米灰浆6-8份、秸秆5-8份和矿化菌添加物1-2份；该发明利用糯米灰浆作为基材早期的粘合剂，为植生基材提供较强的早期强度，提高基材早期抗冲刷能力。但该发明的植生基材的强度低，仅适用于坡度较小的边坡修复，且对于豫西地区湿陷性黄土边坡的效果较差。
我国有大量的高陡边坡(水利交通工地、废弃采石矿区、城市高陡空间、废弃矿区)，需要进行绿化，因此，研发适合湿陷性黄土的高陡边坡修复的植生基材具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种植生基材及其用于高陡边坡生态修复方法，该植生基材的强度高，能直接覆盖高陡(坡度大于60°)坡面，防止雨水或流水对坡面的侵蚀和冲刷，同时，具有良好的保肥性和保水性，能长时间维持植物的生长环境，养护简单，为湿陷性黄土的高陡边坡修复提供了技术支持。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种植生基材，包括以下重量份的组分：水50-60份，草炭土200-300份，丙烯酸乳液10-20份，轻骨料10-20份，聚氨酯乳液60-80份，发泡剂1-2份，草籽0.02份。
优选地，所述轻骨料为最大粒径为10mm的级配砂。
优选地，所述聚氨酯乳液满足GB/T19520-2013的要求。
优选地，所述发泡剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
优选地，所述草籽的种类为高羊矛。
优选地，所述丙烯酸乳液、聚氨酯乳液和发泡剂的质量比为10:70：1.5。
本发明还提供了上述植生基材的制备方法，将配方量的草炭土、丙烯酸乳液、轻骨料、聚氨酯乳液、发泡剂和草籽与水拌和，得到所述植生基材。
本发明还提供了上述植生基材在高陡边坡生态修复中的应用。
优选地，所述高陡边坡为湿陷性黄土的高陡边坡，坡度大于60度。
本发明还提供了一种湿陷性黄土高陡边坡的生态修复方法，包括以下步骤：喷射所述的植生基材。
优选地，所述喷射的厚度为8-12cm，喷射的压力为0.1-0.3MPa/s。
进一步优选地，所述湿陷性黄土高陡边坡在喷射植生基材前，采用钢丝网加固处理。
本发明的有益效果为：
(1)本发明植生基材的抗压强度高，可直接覆盖坡面，能有效防止雨水或流水对坡面的侵蚀和冲刷，提高植被层与植生基材的整体稳定性；
(2)本发明具有良好的保肥性和保水性，能长时间维持植物的生长环境，养护简单；
(3)本发明解决了湿陷性黄土高陡边坡施工难的问题，形成了一体化的构造，能对坡面进行保护和绿化，具有稳定、规整、快速、美观的优点。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同意义。
本发明并不对原料的来源进行限定，如无如特殊说明，所采用的原料均为普通市售产品。本发明采用的丙烯酸乳液的固含35±1％，黏度10-200mPa·s，聚氨酯乳液为满足GB/T19520-2013要求的市售产品，轻骨料为最大粒径为10mm的级配砂，发泡剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，草籽为高羊矛，速凝剂为硅酸钠。
实施例1
一种植生基材，包括以下重量份的组分：水50份，草炭土300份，丙烯酸乳液10份，轻骨料15份，聚氨酯乳液70份，发泡剂1.5份，草籽0.02份。
制备方法为，将配方量的草炭土、丙烯酸乳液、轻骨料、聚氨酯乳液、发泡剂和草籽与水拌和30s，得到所述植生基材。
实施例2
一种植生基材，包括以下重量份的组分：水60份，草炭土200份，丙烯酸乳液20份，轻骨料20份，聚氨酯乳液60份，发泡剂2份，草籽0.02份。
制备方法为，将配方量的草炭土、丙烯酸乳液、轻骨料、聚氨酯乳液、发泡剂和草籽与水拌和30s，得到所述植生基材。
实施例3
一种植生基材，包括以下重量份的组分：水50份，草炭土250份，丙烯酸乳液15份，轻骨料10份，聚氨酯乳液80份，发泡剂1份，草籽0.02份。
制备方法为，将配方量的草炭土、丙烯酸乳液、轻骨料、聚氨酯乳液、发泡剂和草籽与水拌和30s，得到所述植生基材。
对比例1
本对比例与实施例1的不同之处在于：所述丙烯酸乳液、聚氨酯乳液和发泡剂的质量比为10:80：2.5，具体地，所述植生基材，包括以下重量份的组分：水50份，草炭土300份，丙烯酸乳液10份，轻骨料15份，聚氨酯乳液80份，发泡剂2.5份，草籽0.02份。
制备方法为，将配方量的草炭土、丙烯酸乳液、轻骨料、聚氨酯乳液、发泡剂和草籽与水拌和30s，得到所述植生基材。
对比例2
本对比例的植生基材，包括以下重量份的组分：水50份、草炭土300份、蛭石10份、木炭粉30份、丙烯酸乳液10份、速凝剂10份和草籽0.02份。
制备方法为，将配方量的草炭土、蛭石、木炭粉、丙烯酸乳液、速凝剂和草籽与水拌和30s，得到所述植生基材。
对比例3
本对比例的植生基材，包括以下重量份的组分：水50份，草炭土300份，丙烯酸乳液10份，轻骨料15份，速凝剂10份和草籽0.02份。
制备方法为，将配方量的草炭土、丙烯酸乳液、轻骨料、速凝剂和草籽与水拌和30s，得到所述植生基材。
将实施例1-3及对比例1-3制备的植生基材，以0.2MPa/s的喷射压力喷射到坡度为60°的边坡上，喷射厚度为10cm，考察植生基材的pH、保水率以及出苗情况，结果如表1所示。
表1不同植生基材的情况统计
| 组别 | pH | 保水率(％) | 出苗率(％) |
| 实施例1 | 6.8 | 16.8 | 95 |
| 实施例2 | 7 | 15.9 | 91 |
| 实施例3 | 7.5 | 16.2 | 90 |
| 对比例1 | 7.2 | 16.5 | 79 |
| 对比例2 | 8.2 | 13.4 | 78 |
| 对比例3 | 8.0 | 11.6 | 74 |
由表1可知，本发明实施例1-3制备的植生基材的pH为6.8-7.5，保水率为15.9-16.8％，出苗率在90％以上，对比例1-3制备的植生基材的出苗率低于80％，表明对比例1-3制备的植生基材不适于植物生长，无法用于边坡的生态修复。
在15℃下，湿度不低于50％的条件下，将实施例1-3和对比例1-3制备的植生基材喷射形成长20cm，厚10cm的植生基材，形成1小时后，测试不同植生基材的抗压强度和渗透系数，结果如表2所示。
表2不同植生基材的抗压强度和渗透系数统计
| 组别 | 抗压强度Mpa | 渗透系数10<sup>-5</sup>cm/s |
| 实施例1 | 3.2 | 1.5 |
| 实施例2 | 2.4 | 1.8 |
| 实施例3 | 2.8 | 1.1 |
| 对比例1 | 1.7 | 2.3 |
| 对比例2 | 2.0 | 0.9 |
| 对比例3 | 1.5 | 0.7 |
由表2可知，本发明实施例1-3制备的植生基材的抗压强度高，可直接覆盖坡面，能有效防止雨水或流水对坡面的侵蚀和冲刷，提高植被层与植生基材的整体稳定性，同时，植生基材具有较好的渗透性，解决了植生基材透水性差的问题。
具体实施例：工程位于郑州至卢氏高速公路洛宁段第七合同段罗岭乡境内，地处山区，山体为土石混合坡面，土质为表层沉积黄土地形，夹杂泥岩，弱膨胀土，本试验段边坡坡度为60°。
一种湿陷性黄土高陡边坡的生态修复方法，具体包括以下步骤：
(1)清理坡面：把坡面表层松动浮石、石屑杂质清理干净，对凹陷、裂缝处坡面采用人工填塞素土至密实，使坡面基本平整。
(2)加固面喷水湿润：先将镀锌铁丝网按坡长量接合适，用主锚杆固定，每两片铁丝网之间搭接不小于25cm；
在坡面上部全部打主锚杆，主锚杆与副锚杆间隔分布，主锚杆间距为100cm,副锚杆间距为50cm，主副锚杆之间分布为梅花桩型样式；在陡、光滑边坡面和镀锌铁丝网不能紧贴坡面的地方进行补设锚杆，使镀锌铁丝网紧贴坡面；
锚钉设计符合以下要求：锚钉采用梅花形布置，间距1000mm×1000mm，长度300-500mm，坡顶、坡面较破碎及风化程度严重锚钉加大到Ф22，加长到800-1000mm，锚钉外露长度80-100mm，在离坡面50-70mm处与镀锌丝网绑扎；
排水孔设计符合以下要求：排水孔间距3000×3000mm，孔径不小于30mm，孔深300mm；当坡面有渗水时，需增加排水孔10％-20％，并安装PVC管。
(3)湿法喷射：用压缩空气或压力水将所有待喷面吹净，吹除待喷面上的松散杂质或尘埃，植生基材(实施例1)在喷射机内混合后立即进行喷射；保证喷射速度适当，以利于植生基材的压实，喷射压力0.1-0.3MPa/s。
(4)养护：喷射植生基材1小时后，喷水养护，养护时间不少于7天，盖无纺布用U型钉、竹条、10mm的锚杆固定，直至出苗；待苗长到3-5cm后分期揭开无纺布进行抗性训练直至全部揭开。
Claims (10)
1.一种植生基材，其特征在于，包括以下重量份的组分：水50-60份，草炭土200-300份，丙烯酸乳液10-20份，轻骨料10-20份，聚氨酯乳液60-80份，发泡剂1-2份和草籽0.02份。
2.根据权利要求1所述的植生基材，其特征在于，所述轻骨料为最大粒径为10mm的级配砂。
3.根据权利要求1所述的植生基材，其特征在于，所述聚氨酯乳液满足GB/T19520-2013的要求。
4.根据权利要求1所述的植生基材，其特征在于，所述发泡剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
5.根据权利要求1所述的植生基材，其特征在于，所述丙烯酸乳液、聚氨酯乳液和发泡剂的质量比为10:70：1.5。
6.一种权利要求1-5任一项所述的植生基材的制备方法，其特征在于，将配方量的草炭土、丙烯酸乳液、轻骨料、聚氨酯乳液、发泡剂和草籽与水拌和，得到所述植生基材。
7.一种权利要求1-5任一项所述的植生基材在高陡边坡生态修复中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述高陡边坡为湿陷性黄土的高陡边坡，坡度大于60度。
9.一种湿陷性黄土高陡边坡的生态修复方法，其特征在于，包括以下步骤：喷射权利要求1-5任一项所述的植生基材。
10.根据权利要求9所述的生态修复方法，其特征在于，所述喷射的厚度为8-12cm。
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| CN202211724473.7A CN115769778A (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 一种植生基材及其用于高陡边坡生态修复方法 |
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| CN107382608A (zh) * | 2017-07-25 | 2017-11-24 | 北京华夏绿洲生态环境工程有限公司 | 一种植被复绿无土混合纤维喷播辅助材料、喷播材料及植被复绿施工方法 |
| CN108252312A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-07-06 | 青岛冠中生态股份有限公司 | 适于湿陷性土质边坡的植被恢复基质及其喷播方法 |
| CN115104501A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-27 | 兰州大学 | 一种干旱半干旱区湿陷性黄土边坡的喷播基质及制备方法 |
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2022
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Patent Citations (3)
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