CN116607542B - 一种煤矸石山生态护坡结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种煤矸石山生态护坡结构，煤矸石山坡体的坡面自底端向顶端设置有多级反坡梯田，每层反坡梯田通过土矸混合物进行覆盖，覆盖厚2m到3m，压实度≥85%，每层反坡梯田的自然休止角不超过36°，所述土矸混合物中煤矸石与表层土的体积比为1:1；反坡梯田梯面的前埂设置有内部种植有抗逆植物的种植槽，每层反坡梯田的梯壁底端开设后沟，后沟与种植槽内部连通，每层反坡梯田的梯壁铺设种植由根系发达的香根草所形成的植物栅栏，每层反坡梯田的梯壁则通过将混有草籽的粗腐混生结皮生长基层泥浆喷射其上形成粗腐混生结皮生长基层。本申请能够提高煤矸石山边坡的稳定性，减少崩塌、滑坡等情况。

Description

一种煤矸石山生态护坡结构及其施工方法

技术领域

本申请涉及生态护坡的领域，尤其是涉及一种煤矸石山生态护坡结构及其施工方法。

背景技术

煤矸石山是煤矿集中堆置废料的场所,矸石山是煤矿最显著的标志之一，采煤时，煤矸石会被分离出来堆放在一边，久而久之堆积成山。

当煤矸石堆场的矸石堆放不合理时，矸石山易发生边坡失稳，从而导致矸石山的崩塌、滑坡，特别是在降雨量较大的时节，山体雨水吸收过多，导致斜煤矸石山坡体强度降低，土质松软，煤矸石山坡体稳定性变差，在持续降雨，雨水的冲刷作用下很容易带动山体煤矸石的流失，一旦发生崩塌、滑坡灾害将会危及周边的环境。

发明内容

为了使煤矸石山边坡不易发生崩塌、滑坡的现象，减少煤矸石对环境所造成的影响，本申请提供一种煤矸石山生态护坡结构及其施工方法。

本申请提供的一种煤矸石山生态护坡结构采用如下的技术方案：

一种煤矸石山生态护坡结构，包括有煤矸石山坡体，所述煤矸石山坡体的坡面自底端向顶端设置有多级反坡梯田，反坡梯田的梯面的前埂设置有内部种植有绿植的种植槽，每层反坡梯田通过土矸混合物进行覆盖，覆盖厚2m到3m，压实度≥85%，每层反坡梯田的自然休止角不超过36°，所述土矸混合物中煤矸石与表层土的体积比为1:1；且其梯面前埂（即梯面最高的边缘位置处）设置内部种植有抗逆植物的种植槽，每层反坡梯田的梯面底端开设后沟，后沟与种植槽内部连通，每层反坡梯田的梯面铺设种植由根系发达的香根草所形成的植物栅栏，每层反坡梯田的梯壁则通过将混有草籽的粗腐混生结皮生长基层泥浆喷射其上形成粗腐混生结皮生长基层。

通过采用上述技术方案，通过在煤矸石山坡体的坡面上设置多级反坡梯田，并在反坡梯田的梯面铺设植物栅栏，植物栅栏的根系能够植入到阶梯的梯面内部，从而对阶梯的梯面的土壤进行固土持水，通过在反坡梯田的梯壁上形成粗腐混生结皮生长基层，将粗腐混生结皮生长基层通过边坡防护网进行加固，能够保持梯壁的水土不流失，同时可使梯壁不易出现崩塌、滑坡的情况。

可选的，每层反坡梯田的后沟与种植槽之间均设置有抽水装置，所述抽水装置用于将流入到后沟内的水抽送至种植槽内。

通过采用上述技术方案，抽水装置将流入到后沟内的水抽送到种植槽内，从而对种植在种植槽内部的抗逆植物进行灌溉浇水，达到水资源重复利用的目的。

可选的，所述抽水装置包括有将后沟的内部与种植槽的内部相连通的连接管以及安装在所述后沟内的抽水泵，所述抽水泵的出水口与所述连接管相连通。

通过采用上述技术方案，抽水泵将后沟内的水抽送到连接管的内部，通过连接管将水送入到种植槽内从而为种植在种植槽内的抗逆植物进行补水。

可选的，所述种植槽的槽口处设置有雾化喷淋机构，所述连接管与所述雾化喷淋机构相连通，所述雾化喷淋机构包括有位于种植槽内侧的内侧喷淋单元以及位于种植槽外侧的外侧喷淋单元，所述内侧喷淋单元与外侧喷淋单元之间通过贯穿所述种植槽的连通管相连。

通过采用上述技术方案，内侧喷淋单元能够对种植在种植槽内部的抗逆植物进行喷淋灌溉，位于种植槽外侧的外侧喷淋单元则能够对反坡梯田的梯壁上的植物栅栏以及下一层反坡梯田的梯壁上的粗腐混生结皮生长基层进行补水。

可选的，所述后沟的沟底设置有排水口，所述煤矸石山坡体的内部设置有与排水口相连通的排水管，所述排水管远离后沟的一端延伸至煤矸石山坡体的外面，所述排水口处设置有浮力开关，所述浮力开关用于控制所述排水口的打开或关闭。

通过采用上述技术方案，通过设置浮力开关，从而使后沟内部存一部分水，当后沟内的存水超过设定值后，浮力开关打开，将多余的水送入到排水管中排出。

可选的，所述浮力开关包括有竖向设置的立柱、竖向滑动连接在所述立柱上的堵塞以及浮力球，所述浮力球与所述堵塞之间设置有连接绳，所述堵塞与所述排水口上下相对，所述堵塞落下时能够将所述排水口封闭。

通过采用上述技术方案，当后沟内的水位较低的时候，堵塞将排水口堵住，从而使水存在后沟的内部留用，当后沟内部的存水超过设定的水位，浮力球随着水位上升而同步上浮，拉动堵塞向上移动，使堵塞将排水口打开，使排出，直至水位回到设定的水位值，堵塞受重力下落并重新将排水口封闭。

可选的，每层反坡梯田的梯面前埂所在的高度相较后沟所在的高度高，从而使每层反坡梯田的梯面为倾斜的斜面，所形成的斜面夹角为12°。

通过采用上述技术方案，使梯面形成斜面，在雨水天气下，梯面上的水土不易向煤矸石山坡体流淌，从而起到固土、保水的目的。

可选的，所述的粗腐混生结皮生长基层由粗腐生皮粉、细粒土、复合肥、植物胶以及园林废弃物粉碎物按质量比25～40:25～40:3～4:1:4.5～5.5混合得到粗腐混生结皮生长基层混料，并将粗腐混生结皮生长基层混料与水以1：1.5-2混合得到粗腐混生结皮生长基层泥浆，同时在粗腐混生结皮生长基层泥浆中混合草籽。

通过采用上述技术方案，当有植物长出时揭开草苫，一定养护周期后便可实现梯壁覆绿效果，通过植物的根系从而锁住梯壁上的土壤，使梯壁上的土壤不易出现滑落的情况。

可选的，所述植物栅栏由抗逆性强、耐污染且具有庞大深扎根系的多年生植物香根草组成，植物栅栏按照行距1.2m，穴距0.15m种植，每穴4-6株。

通过采用上述技术方案，既固定了梯壁土壤又拦截了向下冲刷的泥沙，可有效地固定坡地土壤，防止浅层土体的位移。

本申请提供的一种煤矸石山生态护坡结构的施工方法采用如下的技术方案：

一种煤矸石山生态护坡结构的施工方法，具体步骤如下：

第一步、在煤矸石山坡体的坡面设置多级反坡梯田，反坡梯田通过土矸混合物进行覆盖，覆盖厚度介于2m到3m之间，并对每层反坡梯田的梯面和梯壁进行压实、加固，使得压实度≥85%，每层反坡梯田的自然休止角不超过36°；

第二步、在每层反坡梯田的梯面的前埂处进行种植槽的搭建并在种植槽的内部种植抗逆植物，在每层反坡梯田的梯面进行后沟的施工；

第三步、通过将混有草籽的粗腐混生结皮生长基层泥浆喷射于每层反坡梯田的梯面表面形成粗腐混生结皮生长基层；

第四步、在每层反坡梯田的梯面的表面种植根系发达的香根草形成植物栅栏。

通过采用上述技术方案，通过在煤矸石山坡体的坡面上设置多级反坡梯田，并在反坡梯田的梯面铺设植物栅栏，植物栅栏的根系能够植入到反坡梯田的梯面内部，从而对反坡梯田的梯面的土壤进行固土持水，通过在反坡梯田的梯面上喷播形成粗腐混生结皮生长基层，通过粗腐混生结皮生长基层能够保持梯壁的水土不易流失，并用边坡防护网加固梯壁，从而使梯壁不易出现崩塌、滑坡的情况。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过在煤矸石山坡体的坡面上设置多级反坡梯田，并在反坡梯田的梯面铺设植物栅栏，植物栅栏的根系能够植入到阶梯的梯面内部，从而对反坡梯田的梯壁的土壤进行固土持水，通过在反坡梯田的梯壁上喷播形成粗腐混生结皮生长基层，通过粗腐混生结皮生长基层能够保持梯壁的水土，通过边坡防护网加固梯壁，使梯壁不易出现崩塌、滑坡的情况；

2.种植槽槽体设置有雾化喷淋机构，其内侧喷淋单元能够对种植在种植槽内部的抗逆植物进行喷淋灌溉，位于种植槽外侧的外侧喷淋单元则能够对反坡梯田的梯面上的植物栅栏以及下一层反坡梯田的梯壁上的粗腐混生结皮生长基层进行补水；

3.通过在反坡梯田的后沟设置浮力开关，从而使后沟内部存一部分水，用于种植槽内抗逆植物的喷淋灌溉，当后沟内的存水超过设定的阈值后，浮力开关打开，将多余的水送入到排水管中排出，以防止雨水漫灌导致煤矸石山山体发生不良地质灾害。

附图说明

图1是本申请中煤矸石山生态护坡的结构示意图；

图2是本申请的种植槽的槽口处的结构示意图；

图3使本申请中后沟以及排水管之间的连接结构示意图；

图4使本申请中后沟的排水口处的结构示意图。

附图标记说明：1、煤矸石山坡体；11、反坡梯田；111、梯面；112、梯壁；12、种植槽；13、后沟；131、排水口；14、植物栅栏；15、边坡防护网；16、粗腐混生结皮生长基层；2、雾化喷淋机构；21、内侧喷淋单元；211、内侧喷淋管；212、第一喷头；22、外侧喷淋单元；221、外侧喷淋管；222、第二喷头；23、连通管；3、连接管；4、抽水泵；5、排水管；6、浮力开关；61、立柱；62、堵塞；63、浮力球；64、连接绳。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开了一种煤矸石山生态护坡结构。

参照图1，煤矸石山生态护坡包括煤矸石山坡体1，在煤矸石山坡体1的坡面上设置有自煤矸石山坡体1的底端向煤矸石山坡体1的顶端排列设置的多级反坡梯田11，在每层反坡梯田11的梯面111表面的最高点边缘、即梯面111的前埂处设置有种植槽12，种植槽12的内部种植有抗逆植物。抗逆植物选用低矮灌木类植物，如火焰卫矛、多花胡枝子、垂枝国槐、胡颓子、叉子圆柏的一种或多种。

每层反坡梯田11通过土矸混合物进行覆盖，覆盖厚2m到3m，压实度≥85%，土矸混合物中煤矸石与表层土的体积比为1:1。

在岩土和地质工程领域，自然休止角是作为土的一个重要力学参数。其中每层反坡梯田边坡坡度允许值需根据矸石山的自然休止角确定，为了保证煤矸石山整体的稳定性，本申请中矸石山自然休止角需设定不超过36°。

通过土矸混合物对煤矸石山进行覆盖、压实，能够强化煤矸石山之上进行反坡梯田梯壁112、梯面111和种植槽12等的构建工作，以保证煤矸石山上的植物种植条件，便于煤矸石山坡体1的复绿效果。

在梯面111最低点位置处挖掘有后沟13。每层反坡梯田11的梯面111，梯面111的前埂所在的高度均高于后沟13所在的高度，梯面111倾斜角优选为12°。在梯面111的表面种植有根系发达的香根草以形成植物栅栏14。

在每层反坡梯田11的梯壁112上均设置有边坡防护网15，边坡防护网15固定在每层反坡梯田11的梯壁112上。在每层反坡梯田11的梯壁112的表面设置有粗腐混生结皮生长基层16，能够实现反坡梯田梯壁的覆绿效果，并通过边坡防护网的加固可提高其水土保持能力，最终可减少出现崩塌、滑坡等情况的发生。

粗腐混生结皮生长基层16是通过将粗腐生皮粉、细粒土、复合肥、植物胶以及园林废弃物粉碎物按质量比25～40:25～40:3～4:1:4.5～5.5混合得到粗腐混生结皮生长基层混料，并将粗腐混生结皮生长基层混料与水以1：1.5-2混合得到粗腐混生结皮生长基层泥浆，同时在粗腐混生结皮生长基层泥浆中加入草籽，搅拌混匀后将其喷射于反坡梯田11的梯壁112表面形成粗腐混生结皮生长基层16生长基层，并需在其上覆盖草苫保温保湿，待有植物长出时揭开草苫，一定养护周期后便可实现梯壁覆绿效果。

参照图1、图2，在种植槽12的槽口位置处设置有雾化喷淋机构2，在种植槽12与后沟13之间设置有连接管3，连接管3埋在每层反坡梯田11的梯面111的内部，连接管3一端与后沟13的内部相连通，连接管3的另一端则与雾化喷淋机构2相连通。

在后沟13的内部安装有抽水泵4，抽水泵4固定在后沟13的沟底。连接管3伸入到后沟13内部的一端与抽水泵4的出水口相对接。抽水泵4将后沟13内部的水抽送至连接管3的内部，水则沿着连接管3送入到雾化喷淋机构2的内部。

雾化喷淋机构2包括有位于种植槽12内侧的内侧喷淋单元21以及位于种植槽12外侧的外侧喷淋单元22，内侧喷淋单元21和外侧喷淋单元22之间通过贯穿种植槽12的侧壁的连通管23相连通。

内侧喷淋单元21包括有位于种植槽12内部的环状的内侧喷淋管211，内侧喷淋管211的管壁上沿着管长方向间隔安装有多个第一喷头212，流入到内侧喷淋管211内部的水则通过第一喷头212喷出，从而对种植在种植槽12内部的抗逆植物进行浇水。

外侧喷淋单元22包括有位于种植槽12外侧的环状的外侧喷淋管221，外侧喷淋管221的管壁上沿着管长方向间隔安装有多个第二喷头222，流入到外侧喷淋管221内部的水则通过第二喷头222喷出，从而对位于反坡梯田11的梯面111以及下一层反坡梯田的梯壁112的表面进行浇水。

参照图3，图4，在后沟13的沟底设置有排水口131，在煤矸石山坡体1的内部设置有与后沟13相连通的排水管5，排水管5远离排水口131的一端延伸至煤矸石山坡体1的底端外面。在排水口131处设置有浮力开关6，浮力开关6用于控制所述排水口131的打开或关闭。

浮力开关6包括有固定在后沟13的沟底的立柱61，立柱61竖向设置。立柱61上滑动连接有堵塞62，堵塞62与排水口131之间上下相对设置，当堵塞62通过重力的作用下落至立柱61的底端处时，堵塞62将排水口131进行封闭。

浮力开关6还包括有能够漂浮在水面上的浮力球63，浮力球63与堵塞62之间设置有柔性的连接绳64，连接绳64一端与浮力球63固定，连接绳64另一端与堵塞62固定。当后沟13内部存放的水超出设定值的时候，随着后沟13水位的上涨，从而使浮力球63随着水位的上涨上升，当浮力球63上升后，堵塞62将排水口131打开，使存在后沟13内的多余的水通过排水管5排出。

本申请中，上述连通管23、连接管3以及排水管5均可选用PE材质的管道进行铺设。

本申请还公开了一种煤矸石上生态护坡的施工方法，具体步骤如下：

第一步、在煤矸石山坡体的坡面设置多级反坡梯田，反坡梯田通过土矸混合物进行覆盖，覆盖厚度介于2m到3m之间，并对每层反坡梯田的梯壁和梯壁进行压实、加固，使得压实度≥85%，每层反坡梯田的自然休止角不超过36°；

第二步、在每层反坡梯田11的梯面111的前埂处进行种植槽12的搭建并在种植槽12的内部种植抗逆植物，在每层反坡梯田11的梯面111挖开13，后沟13内部铺设有复合土工膜，以防止雨水下渗，后沟底部通过PE连接管3与种植槽12内部连通；

第三步、通过将混有草籽的粗腐混生结皮生长基层泥浆喷射在每层反坡梯田11的梯壁112表面上形成粗腐混生结皮生长基层；

第四步、在每层反坡梯田11的梯面111的表面种植根系发达的香根草，以形成的植物栅栏。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种煤矸石山生态护坡结构，包括有煤矸石山坡体(1)，其特征在于：所述煤矸石山坡体(1)的坡面上自底端向顶端设置有多级反坡梯田(11)，反坡梯田(11)的梯壁前埂位置处设置有内部种植有绿植的种植槽(12)，每层反坡梯田(11)通过土矸混合物进行覆盖，覆盖厚度介于2m到3m之间，压实度≥85%，每层反坡梯田(11)的自然休止角不超过36°，每层反坡梯田(11)的梯面(111)的前埂设置有内部种植有绿植的种植槽(12)，每层反坡梯田(11)的梯面(111)设置有后沟(13)，所述后沟(13)与种植槽(12)内部连通，每层反坡梯田(11)的梯面(111)铺设种植有由根系发达的香根草所形成的植物栅栏(14)，每层反坡梯田(11)的梯壁(112)则通过将混有草籽的粗腐混生结皮生长基层泥浆喷射其上形成粗腐混生结皮生长基层(16)；

每层所述反坡梯田(11)的后沟(13)与种植槽(12)之间均设置有抽水装置，所述抽水装置用于将流入到后沟(13)内的水抽送至种植槽(12)内；

所述抽水装置包括有将后沟(13)的内部与种植槽(12)的内部相连通的连接管(3)以及安装在所述后沟(13)内的抽水泵(4)，所述抽水泵(4)的出水口与所述连接管(3)相连通；

所述种植槽(12)的槽口处设置有雾化喷淋机构(2)，所述连接管(3)与所述雾化喷淋机构(2)相连通，所述雾化喷淋机构(2)包括有位于种植槽(12)内侧的内侧喷淋单元(21)以及位于种植槽(12)外侧的外侧喷淋单元(22)，所述内侧喷淋单元(21)与外侧喷淋单元(22)之间通过贯穿所述种植槽(12)的连通管(23)相连。

2.根据权利要求1所述的一种煤矸石山生态护坡结构，其特征在于：所述后沟(13)的沟底设置有排水口(131)，所述煤矸石山坡体(1)的内部设置有与排水口(131)相连通的排水管(5)，所述排水管(5)远离后沟(13)的一端延伸至煤矸石山坡体(1)的外面，所述排水口(131)处设置有浮力开关(6)，所述浮力开关(6)用于控制所述排水口(131)的打开或关闭。

3.根据权利要求2所述的一种煤矸石山生态护坡结构，其特征在于：所述浮力开关(6)包括有竖向设置的立柱(61)、竖向滑动连接在所述立柱(61)上的堵塞(62)以及浮力球(63)，所述浮力球(63)与所述堵塞(62)之间设置有连接绳(64)，所述堵塞(62)与所述排水口(131)上下相对，所述堵塞(62)落下时能够将所述排水口(131)封闭。

4.根据权利要求1所述的一种煤矸石山生态护坡结构，其特征在于：每层反坡梯田(11)的梯面(111)前埂所在的高度相较后沟(13)所在的高度高，从而使每层反坡梯田(11)的梯面(111)为倾斜的斜面，所形成的斜面夹角为12°。

5.根据权利要求1所述的一种煤矸石山生态护坡结构，其特征在于：所述的粗腐混生结皮生长基层（16）由粗腐生皮粉、细粒土、复合肥、植物胶以及园林废弃物粉碎物按质量比25～40:25～40:3～4:1:4.5～5.5混合得到粗腐混生结皮生长基层混料，并将粗腐混生结皮生长基层混料与水以1：1.5-2混合得到粗腐混生结皮生长基层泥浆，同时在粗腐混生结皮生长基层泥浆中混合草籽。

6.根据权利要求1所述的一种煤矸石山生态护坡结构，其特征在于：所述植物栅栏由抗逆性强、耐污染且具有庞大深扎根系的多年生植物香根草组成，植物栅栏按照行距1.2m，穴距0.15m种植，每穴4-6株。

7.一种基于权利要求1所述煤矸石山生态护坡结构的施工方法，其特征在于：具体步骤如下：

第一步、在煤矸石山坡体(1)的坡面设置多级反坡梯田(11)，反坡梯田(11)通过土矸混合物进行覆盖，覆盖厚度介于2m到3m之间，并对每层反坡梯田(11)的梯壁(112)和梯面(111)进行压实、加固，使得压实度≥85%，每层反坡梯田(11)的自然休止角不超过36°；

第二步、在每层反坡梯田(11)的梯面(111)的前埂处进行种植槽(12)的搭建并在种植槽(12)的内部种植抗逆植物，在每层反坡梯田(11)的梯面(111)进行后沟(13)的施工；

第三步、通过将混有草籽的粗腐混生结皮生长基层泥浆喷射于每层反坡梯田(11)的梯壁(112)形成粗腐混生结皮生长基层(16)；

第四步、在每层反坡梯田(11)的梯面(111)的表面种植根系发达的香根草形成植物栅栏(14)。