CN118007671A - 高陡边坡高填方生态系统、结构及其复绿植被铺设方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高陡边坡高填方生态系统、结构及其复绿植被铺设方法，涉及边坡生态修复领域，其中生态系统包括加筋结构、挡土墙、土石混合料和锚杆；所述土石混合料用于高填方体边坡的填筑；所述加筋结构为网状结构，并置于所述土石混合料内，且所述加筋结构为多个；所述加筋结构一端延伸至高陡边坡内，并通过所述锚杆将其固定在岩体内；所述挡土墙置于所示土石混合料内，并嵌入基础底部预定深度。并在此基础之上提供了相应生态结构及复绿植被铺设方法。本申请在保证了填方体有效应力的同时也实现整体稳定性。并通过相应的复绿植被铺设方法实现了“高‑中‑低”三位一体的多层次复绿效果。

Description

高陡边坡高填方生态系统、结构及其复绿植被铺设方法

技术领域

本发明涉及边坡生态修复领域，具体涉及一种高陡边坡高填方生态系统、结构及其复绿植被铺设方法。

背景技术

随着城市工程建设的高速发展和城市建筑用地的日益紧缺，使得矿产资源的开采及削山造地工程大量出现，随之而来出现了大量的高陡边坡，破坏了当地的生态环境。近年来，在两山理论和双碳政策指导下，边坡生态修复需求日趋强烈，尤其是在不突破现有用地红线的前提下，如何实现高陡边坡的“原位、高效、长久、美观”复绿。行业内广大工程技术人员及科技工作者对多种复绿技术手段开展了较多的研究和实践，如植生孔技术、客土喷播技术、植被水泥土/混凝土、生态袋等，在不同的工况条件下取得了良好的修复效果，但针对高陡边坡的生态修复适用性不足。

行业内也在探索高填方生态修复技术，但高填方工程具有一定的安全隐患，如坡面的不均匀沉降、坡体的滑移等，严重影响着坡脚建构筑物和人员的安全，因此对设计和施工提出了较高的要求。虽然对高填方开展了一定的研究和工程实践，但主要集中于机场、线路等工程领域，对采石宕口等露采矿山工况下的生态修复工作的指导性不强，表现在堆填料的差异性、地表及地下水的丰富度、坡顶建构筑物类型及沉降控制要求等。

基于此，亟需一种既能保证高填方边坡稳定性，又能实现高填方坡面长久复绿的结构。

发明内容

发明目的：提供一种高陡边坡高填方生态系统、结构及其复绿植被铺设方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种高陡边坡高填方生态系统，包括加筋结构、挡土墙、土石混合料和锚杆；所述土石混合料用于高填方体边坡的填筑；所述加筋结构为网状结构，并置于所述土石混合料内，且所述加筋结构为多个；所述加筋结构一端延伸至高陡边坡内，并通过所述锚杆将其固定在岩体内；所述挡土墙置于所示土石混合料内，并嵌入基础底部预定深度。

在进一步的实施例中，多个所述加筋结构之间留有预定的作业距离，且作业具体的区间为0.3-0.7m；所述锚杆为多个，且所述锚杆的数量与所述加筋机构的数量相适配。

在进一步的实施例中，所述土石混合料为宕口边坡内碎石、废弃土按照预定比例组合而成，且碎石的粒径小于50mm。所述土石混合料的组成原料取自宕口边坡原有废弃碎石、废弃土，使其变废为宝，遵循了可持续发展的理念，同时又极大提升了高填方体的物理力学性能，进一步提高了填方体的稳定性。

在进一步的实施例中，所述挡土墙混凝土重力式挡土墙；高填方体边坡的填筑通过所述土石混合料进行分级填筑，且每层边坡的高度小于10m、坡度小于60°、平台宽度大于3m。

一种高陡边坡高填方生态结构，其特征在于基于上述的高陡边坡高填方生态系统所建设。

在进一步的实施例中，所述的高陡边坡高填方生态结构，其特征在于包括平台与坡面两个部分。

一种高陡边坡高填方生态结构的复绿植被铺设方法，其特征在于，所述平台的复绿铺设方法包括以下步骤：

S1、在土石混合料之上铺设一层超过0.5m的种植土；

S2、在坡脚栽植爬藤、边坡边缘栽植下垂植物、平台中部栽植乔灌木。

一种高陡边坡高填方生态结构的复绿植被铺设方法，其特征在于，所述坡面的复绿铺设方法包括以下步骤：

S1、在坡面之上铺设一层超过8cm的基质层；

S2、在所述基质层之上铺设一层预定厚度的种子层。

在进一步的实施例中，所述基质层包括粉土、粘土、保水剂、粘合剂、植物纤维和长效肥；所述种子层包含草本植物、乔灌木植物和爬藤类植物。

有益效果：本发明涉及一种高陡边坡高填方生态系统、结构及其复绿植被铺设方法，涉及边坡生态修复领域，具有以下有益效果：

(1)降本增质、社会效益增加：充分利用宕口边坡区域存在的碎石、废渣等，与由基坑开挖、隧洞开挖形成的土壤进行混合，制成强度高、渗透性低的填方土石混合料，同时符合废物再利用的发展理念，提升了社会效益。

(2)高填方体边坡稳定性提升：采用加筋结构与重力式挡墙组合支挡结构形式控制高填方体边坡的位移，坡面设置的草乔灌藤等植物能够起到对雨水的缓流、截留的作用，同时降低雨水入渗深度，降低填方体内的孔隙水压力，保证了填方体的有效应力，实现整体稳定性。

(3)高填方坡面复绿效果提高。控制每级边坡的坡度低于60°，符合传统坡面复绿技术适用条件，降低高陡坡面复绿的难度，平台栽植具有一定冠幅的乔灌木、上爬下垂藤本植物，藤本植物的存在能够增加坡面复绿效果，与坡面植物的有机融合，能够形成高填方边坡草、乔、灌、藤多植物组合的复绿架构，实现了“高-中-低”三位一体的多层次复绿效果。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图。

图中各附图标记为：高陡边坡1、爬藤2、乔灌木3、下垂植物4、基质土5、种植土6、加筋结构7、挡土墙8、土石混合料9、锚杆10。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

申请人认为，现有专利中，关于高填方生态修复的研究已有很多，但多是围绕高填方体的稳定性、支挡结构、截排水结构展开，很少涉及植物在高填方体边坡上的选配与全流程高填方生态修复结构。边坡生态修复是一项涉及多学科的复杂系统工程，仅从传统工程地质的角度开展高陡边坡高填方工程，忽略植物生长影响因素，违背边坡的植被恢复与重建理念，必将导致最终的复绿失效。

为此，申请人设计一种高陡边坡1高填方生态系统、结构及其复绿植被铺设方法，在保证了填方体的有效应力的同时也实现整体稳定性。并通过相应的复绿植被铺设方法实现了“高-中-低”三位一体的多层次复绿效果。

本发明涉及的高陡边坡1高填方生态系统，包括加筋结构7、挡土墙8、土石混合料9和锚杆10；所述土石混合料9用于高填方体边坡的填筑；所述加筋结构7为网状结构，并置于所述土石混合料9内，且所述加筋结构7为多个；所述加筋结构7一端延伸至高陡边坡1内，并通过所述锚杆10将其固定在岩体内；所述挡土墙8置于所示土石混合料9内，并嵌入基础底部预定深度。

多个所述加筋结构7之间留有预定的作业距离，且作业具体的区间为0.3-0.7m；所述锚杆10为多个，且所述锚杆10的数量与所述加筋机构的数量相适配。

所述土石混合料9为宕口边坡内碎石、废弃土按照预定比例组合而成，且碎石的粒径小于50mm。

所述挡土墙8混凝土重力式挡土墙8；高填方体边坡的填筑通过所述土石混合料9进行分级填筑，且每层边坡的高度小于10m、坡度小于60°、平台宽度大于3m。

一种高陡边坡1高填方生态结构，其特征在于基于上述的高陡边坡1高填方生态系统所建设。

所述的高陡边坡1高填方生态结构，其特征在于包括平台与坡面两个部分。

一种高陡边坡1高填方生态结构的复绿植被铺设方法，其特征在于，所述平台的复绿铺设方法包括以下步骤：

首先，在土石混合料9之上铺设一层超过0.5m的种植土6；

接着，在坡脚栽植爬藤2、边坡边缘栽植下垂植物4、平台中部栽植乔灌木3。

一种高陡边坡1高填方生态结构的复绿植被铺设方法，其特征在于，所述坡面的复绿铺设方法包括以下步骤：

首先，在坡面之上铺设一层超过8cm的基质层；

接着，在所述基质层之上铺设一层预定厚度的种子层。

所述基质层包括粉土、粘土、保水剂、粘合剂、植物纤维和长效肥；所述种子层包含草本植物、乔灌木3植物和爬藤2类植物。

本发明提供了一种高陡边坡1高填方生态修复结构，适用于高填方工程的设计与施工，特别适用于采石宕口边坡的生态修复工程，能够实现边坡生态系统的建立，保证坡面的整体性及长久复绿需求，同时达到就地取材、变废为宝的理念，实现降低成本的目的。

本发明提供的高填方生态修复结构中，采用加筋土与重力式挡土墙8组合的形式加固高填方体，加筋土是在填料中间隔一定厚度增设土工格栅或其他加筋结构7，并将土工格栅的一端用锚杆10固定在高陡边坡1体内，充分保证了高填方边坡的稳定性。填料由宕口废弃碎石与基坑或隧道等开挖产生的土壤按照一定比例混合形成土石混合料9，保证了填料的物理性能优越性，如渗透性低、强度高等特征，在废物利用的同时，实现了宕口边坡的复绿。控制高填方边坡各级坡面的坡度小于60°，在每级边坡的坡顶、坡底分别栽植下垂与爬藤2类及乔灌木3植物，在坡面设置一层复绿基质土5，延长坡面植株的保育期，提高植物的抗逆性，致使坡面植物快速生长，逐渐扎根到填料内，实现长久复绿。

本发明涉及的一种高陡边坡1高填方生态系统、结构及其复绿植被铺设方法，所述高陡边坡1高填方生态系统由加筋结构7、挡土墙8、土石混合料9、锚杆10组成。其中加筋结构7可为土工格栅、镀锌铁丝网等网状结构，设置于土石混合料9内部，相邻加筋结构7的间距设置在0.3-0.7m之间，加筋结构7的一端延伸至高陡边坡1内，并利用锚杆10将其固定在岩体内，提高了加筋结构7的整体抗拉拔稳定性。挡土墙8为混凝土重力式挡土墙8，嵌入基础底部一定深度，与加筋结构7共同作用提高了高填方边坡的稳定性，减少了边坡体的水平位移。高填方体边坡由土石混合料9填筑而成，土石混合料9采用宕口边坡内碎石、废弃土按照一定比例组合而成，控制碎石的粒径小于50mm，保证了土石混合料9良好的物理特性，如渗透性低、抗剪强度高、抗压强度高等特征，其中废弃土来自于基坑、隧洞等开挖产生的土壤，土石混合料9充分消纳了宕口边坡原有废弃碎石、废弃土，符合变废为宝、可持续发展的理念，同时又极大提升了高填方体的物理力学性能，进一步提高了填方体的稳定性。采用分级填筑，每级边坡的高度不超过10m、坡度不超过60°、平台宽度不低于3m，便于边坡系统长久复绿的实现。综上，通过特定成分、配比的土石混合料9、加筋结构7与挡土墙9共同作用下，能够充分保证高填方体的稳定性能。

高陡边坡1高填方生态结构的复绿主要包括平台与坡面的复绿，其中平台复绿是在土石混合料9之上铺设一层厚度不低于0.5m的种植土6，种植土6采用透气性好、保水性高的沙壤土，然后在坡脚栽植爬藤2、边坡边缘栽植下垂植物4、平台中部栽植乔灌木3，其中爬藤2包含但不限于五叶地锦、葛藤、长春藤等，下垂植物4包含但不限于黄鑫、纽扣藤、吊篮等、乔灌木3包含但不限于侧柏、石楠、榆树、刺槐、女贞等。坡面复绿是在坡面之上铺设复一层厚度不低于10cm的基质土5，基质土5分两层铺设，一层为厚度不少于8cm、由粉土、黏土、保水剂、粘合剂、植物纤维、长效肥等组合而成的基质层，另一层是在基质层的基础上加入植物种植形成种子层，厚度约为3cm，种子层在基质层上部，种子层内植物种类包含草本植物、乔灌木3植物、爬藤2类植物。坡面复绿系统与平台复绿系统的有机融合，形成了高填方边坡草、乔、灌、藤多植物组合的复绿架构，实现了“高-中-低”三位一体的多层次复绿效果。

本发明中填方体每级边坡高度不超过10m、坡度低于60°，平台宽度在3-8m范围内，锚定加筋结构7的锚杆10与坡面的夹角在0-30°内、嵌入岩体深度不低于3m，相邻锚杆10间距不超过1m，加筋结构7铺设间距不超过0.5m。土石混合料9由边坡及其区域内碎石、废渣等与废弃土组合而成，土石混合料9的粒径不超过50mm，混合料单次碾压厚度不超过0.5m。平台上设置厚度0.5-1.5m种植土6，划分三个区域栽植植物，坡脚出栽植爬藤2类植物，栽植间距0.3-1m、中部栽植乔灌木3，栽植间距1-3m、坡面处栽植下垂类植物，栽植间距0.3-1m。坡面设置厚度0.1-0.3m的基质，由基质层和种子层组合，其中基质层由粉土、黏土、保水剂、粘合剂、植物纤维、长效肥等组合而成，厚度为0.08-0.2m，种子层是在基质层融入草乔灌植物种子而成，厚度为0.02-0.1m。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims (10)

1.一种高陡边坡高填方生态系统，其特征是：

包括加筋结构、挡土墙、土石混合料和锚杆；所述土石混合料用于高填方体边坡的填筑；所述加筋结构为网状结构，并置于所述土石混合料内，且所述加筋结构为多个；所述加筋结构一端延伸至高陡边坡内，并通过所述锚杆将其固定在岩体内；所述挡土墙置于所示土石混合料内，并嵌入基础底部预定深度。

2.根据权利要求1所述的一种高陡边坡高填方生态系统，其特征在于：

多个所述加筋结构之间留有预定的作业距离，且作业具体的区间为0.3-0.7m；所述锚杆为多个，且所述锚杆的数量与所述加筋结构的数量相适配。

3.根据权利要求1所述的一种高陡边坡高填方生态系统，其特征在于：

所述土石混合料为宕口边坡内碎石、废弃土按照预定比例组合而成，且碎石的粒径小于50mm。

4.根据权利要求1所述的一种高陡边坡高填方生态系统，其特征在于：

所述挡土墙混凝土重力式挡土墙；

高填方体边坡的填筑通过所述土石混合料进行分级填筑，且每层边坡的高度小于10m、坡度小于60°、平台宽度大于3m。

5.一种高陡边坡高填方生态结构，其特征在于基于如权利要求1-4中任一项所述的高陡边坡高填方生态系统所建设。

6.根据权利要求5所述的高陡边坡高填方生态结构，其特征在于包括平台与坡面两个部分。

7.根据权利要求6所述的一种高陡边坡高填方生态结构的复绿植被铺设方法，其特征在于：

所述平台与所述坡面采用不同的铺设方式进行复绿。

8.根据权利要求6所述的一种高陡边坡高填方生态结构的复绿植被铺设方法，其特征在于，所述平台的复绿铺设方法包括以下步骤：

S1、在土石混合料之上铺设一层超过0.5m的种植土；

S2、在坡脚栽植爬藤、边坡边缘栽植下垂植物、平台中部栽植乔灌木。

9.根据权利要求6所述的一种高陡边坡高填方生态结构的复绿植被铺设方法，其特征在于，所述坡面的复绿铺设方法包括以下步骤：

S1、在坡面之上铺设一层超过8cm的基质层；

S2、在所述基质层之上铺设一层预定厚度的种子层。

10.根据权利要求9所述的一种高陡边坡高填方生态结构的复绿植被铺设方法，其特征在于：

所述基质层包括粉土、粘土、保水剂、粘合剂、植物纤维和长效肥；

所述种子层包含草本植物、乔灌木植物和爬藤类植物。