CN207904934U - 一种红砂岩边坡的生态防护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种红砂岩边坡的生态防护装置。该装置主要包括：边坡本体、金属网、客土基材、长纤维结构和水土保持生态毯；金属网挂设在所述边坡本体的表面，客土基材喷播在金属网上，长纤维结构插入混合在所述客土基材的内部，水土保持生态毯覆盖在喷播完的客土基材上。客土基材的组分材料配比根据红砂岩边坡土壤中的元素含量、有机质含量、PH值、土壤孔隙度、含水率情况综合确定。本实用新型装置通过对红砂岩边坡采用长纤维结构防护和生态毯防护相互配合的防护方式，有效提高了红砂岩的稳定性和灌木植物出芽率并可以防止因雨水渗入土体而导致红砂岩风化崩解，使得边坡的护理、保土效率更高，边坡绿化稳定性得到大幅提高。

Description

一种红砂岩边坡的生态防护装置

技术领域

本发明涉及水土流失保护技术领域，尤其涉及一种红砂岩边坡的生态防护装置。

背景技术

红砂岩是江西、湖南等南方地区常见的特殊土质，其软化系数相对较低，浸水易崩解。南方地区的红色粉砂岩孔隙率较大,由于毛细作用能够吸入地下水位以上的透水层中的自由水,另外由于降雨会使雨水顺着孔隙被导入岩体中,故其含有一定的裂隙水。经试验分析,岩体中含有极少量的具有较大的吸水膨胀和失水收缩特性蒙脱石组分。红色粉砂岩形成的边坡,导水性好。雨天后,路堑上的红色粉砂岩含水量增加。而含有膨胀岩体而使弹性模量、抗压强度随着含水量的增加而减小,使层间粘结力、摩擦力降低,抗剪强度下降。红色粉砂岩由于胶结物以粘土矿物为主,岩体暴露后表面迅速风化,遇水后软化,而软化后的岩体强度快速降低,使坡面在雨水冲刷下形成很多从坡顶到坡底的冲沟。因此，由物理分析得出红砂岩边坡水土流失严重，如何保土成为边坡绿化稳定性的关键。

公路施工中为了防止开挖后的红砂岩边坡形成滑坡或垮塌，需要采取相应的边坡防护工程措施。常用的边坡防护工程措施有：混凝土挡土墙、抗滑桩、浆砌护面墙、锚索框架梁等。但现在生态环保要求日益提高，单纯的硬防护边坡工程措施已经不能满足绿色公路的发展要求，各类公路边坡生态防护或工程结合生物防护措施应运而生，如撒播植草、湿法喷播植草、三维网植草、拱形骨架植草、框架梁码砌生态袋。在南方红砂岩地区，采用简单的撒播、湿法喷播、三维网植草等方法存在种植土稳定性较差、土体容易流失等问题，而拱形骨架植草法、框架梁码砌生态袋又存在着工序较多、造价较高、绿化面积较小等不足。

因此，开发一种有效的红砂岩边坡生态防护装置是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的实施例提供了一种红砂岩边坡的生态防护装置，以实现对红砂岩边坡进行有效的生态防护。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

本发明提供了如下方案：

一种红砂岩边坡的生态防护装置，包括：边坡本体、金属网、客土基材、长纤维结构和水土保持生态毯；

所述金属网挂设在所述边坡本体的表面，所述客土基材喷播在所述金属网的表面，所述长纤维结构插入在所述客土基材的内部，所述水土保持生态毯覆盖在所述客土基材表面上。

进一步地，所述长纤维结构为被截短的麦秆或稻杆。

进一步地，所述边坡本体和所述金属网之间通过U形的锚杆钢钉进行固定。

进一步地，所述金属网为顺坡铺设，采用机编镀锌双扭结构，所述锚杆钢钉为梅花状布设。

进一步地，在所述金边坡本体的底部前侧开设有渗水沟，所述边坡本体的顶部铺设有单层土工布，并用根植土压实所述单层土工布。

进一步地，所述客土基材的组分材料配比根据红砂岩边坡土壤中的元素含量、有机质含量、PH值、土壤孔隙度、含水率综合确定。

进一步地，按照红砂岩边坡土壤性质设计客土基材的组分材料配比，将客土基材的各种组分材料搅拌均匀，再通过客土喷播机的动力将客土基材混合物均匀地喷播到所述金属网上，所述客土基材混合物通过所述金属网上的缝隙掺入到所述边坡本体的表面上。

进一步地，所述客土基材的组分材料包括：植物种子、种植土、保水剂、粘合剂、长纤维和水。

进一步地，所述客土基材的组分材料还包括：肥料、有机质和/或腐殖酸。

进一步地，当所述红砂岩边坡土壤中的氮、磷、钾含量都分别低于对应的设定数值范围，则所述客土基材的组分材料包括缓释性肥料三元长效复合肥(N:P:K＝15：15：15)；

当所述红砂岩边坡土壤中的有机质含量低于设定数值范围，则所述客土基材的组分材料配比中有机质的重量比例大于设定阈值：

当所述红砂岩边坡土壤的pH值偏碱性，则所述客土基材的组分材料配比中包括腐殖酸。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例的装置通过对红砂岩边坡采用长纤维结构防护和生态毯防护相互配合的防护方式，并结合坡顶处理和坡面截水沟、横向排水盲沟，以及坡脚的渗沟及碎石垫层，有效提高了红砂岩的排水问题并可以防止因雨水渗入土体而导致红砂岩风化崩解，使得边坡的护理、保土效率更高，边坡绿化稳定性也得到提高。该防护技术透水保湿保土效果更好，能够抵抗暴雨冲刷，保护植物生长，适合夏季多雨的南方地区。整个防护结构具有施工便捷性，受力合理科学，工程造价小的特点。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种红砂岩边坡的生态防护装置的结构剖面示意图；

图2为本发明提供的一种红砂岩边坡的生态防护装置中的锚杆钢钉分布结构示意图。

图中：(1)为边坡本体、(2)为金属网、(3)为客土基材、(4)为长纤维结构、(5)为水土保持生态毯、(6)为渗水沟、(7)为坡顶土工布、(8)为坡顶根植土、(9)为锚杆钢钉。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

本发明实施例提供了一种适用于南方地区的红砂岩边坡生态防护装置，图1为上述装置的剖面结构示意图，图中包括边坡本体1、金属网2、客土基材3、长纤维结构4、水土保持生态毯5、渗水沟6、土工布7、根植土8和锚杆钢钉9。

图2为本发明提供的一种红砂岩边坡的生态防护装置中的锚杆钢钉分布结构示意图。边坡本体1的表面均匀挂设金属网2，为了提高安装的稳定性，边坡本体1和金属网2之间通过U形的锚杆钢钉9进行固定。为了避免错位滑脱，金属网2为顺坡铺设，金属网2采用机编高强度镀锌双扭金属网，结构更加稳固，锚杆钢钉9为梅花状布设，设计合理。

本领域技术人员应能理解上述金属网2和锚杆钢钉9的结构类型仅为举例，其他现有的或今后可能出现的金属网2和锚杆钢钉9的结构类型如可适用于本发明实施例，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

在喷播的客土基材3的内部均匀、充足地插入长纤维结构4，长纤维结构4为被截短至2-3厘米的麦秆或稻杆。长纤维结构4的长度和密度主要取决于不会卡住喷播机，即截短后的麦秆或稻杆与植物种植、水、客土等其他材料需要一起搅拌均匀。

本领域技术人员应能理解上述长纤维结构的材料类型仅为举例，其他现有的或今后可能出现的长纤维结构的材料类型如可适用于本发明实施例，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

按照红砂岩边坡土壤性质设计客土基材的组分材料配比，将客土基材的各种组分材料搅拌均匀，再通过客土喷播机的动力将客土基材混合物均匀地喷播到所述金属网上，所述客土基材混合物通过所述金属网上的缝隙掺入到所述边坡本体的表面上。喷播完成后，客土基材将完全覆盖金属网，再在客土基材表面铺设水土保持生态毯5。边坡本体1的底部前侧开设有渗水沟6，便于排水，边坡本体1的顶部铺设有单层土工布7，并用根植土8压实单层土工布7。

上述装置在使用过程中，先通过金属网2和锚杆钢钉9将边坡本体1的坡面进行简单固定。然后，在金属网2上喷播客土基材3，在喷播的客土基材3内插入充足的麦秆或稻杆等长纤维结构4来增加客土基材3本身的稳定性和粘结度。最后，再通过在客土基材3上覆盖生态毯5确保灌木植物能在生长期发挥优势，从而形成一种覆绿成效较快、长期稳定的坡面生态防护结构。同时，通过坡顶的加固处理和坡底的渗水沟6以及坡面的截水沟等排水设施的完善设置，确保坡体排水通畅，提高边坡稳定性。

边坡本体1的坡面平整与否关系到客土基材的稳定，坡面凹凸不平时会使得固定铁丝的U型钉受力不均，容易造成客土基材的散塌等。客土基材3喷播完后要及时覆盖生态毯，确保植物能顺利穿出生态毯。固定锚杆和铁丝绷绳需要进行防锈处理。

一、客土基材3的配比方案

本发明实施例需要设计客土基材3的配比方案，构造客土基材3。首先针对实施区域的红砂岩边坡，进行相应的土壤肥力检测试验，分析红砂岩土壤中的氮(水溶性氮)、磷(全磷、速效磷)、钾和有机质含量以及PH值、土壤孔隙度和含水率等。客土基材的组分材料配比根据红砂岩边坡土壤中的氮、磷、钾、有机质含量、PH值、土壤孔隙度、含水率等因素综合确定。

所述客土基材的组分材料包括：植物种子、种植土、保水剂、粘合剂、长纤维和水。上述种植土包括优质客土、腐质土。另外，根据实际的红砂岩边坡的土壤特性客土基材的组分材料还可以包括肥料、有机质和/或腐殖酸等。

客土基材的组分材料的具体配比方案可以包括：

(1)土壤肥力不足，氮、磷、钾含量都分别低于对应的设定数值范围，必须施足够的肥料才能保证植物生长，并且肥料的选择不仅要能满足短期的需要，还要能在其与环境组成的生态系统不能完全提供植被生长的肥料时，保证其肥料的持续长期的提供，客土基材3的组分材料可以包括缓释性肥料三元长效复合肥(N:P:K＝15：15：15)，出苗后可依据植物生长情况适量补施氮肥。

(2)当红砂岩边坡土壤中的有机质含量低于设定数值范围，则所述客土基材的组分材料配比中有机质的重量比例大于设定阈值。土壤有机质含量很低，客土基材3的组分材料配比可以采用两种组合：

80％土壤+20％有机质、70％土壤+30％有机质

通过添加泥炭土保证土壤肥力；

(3)pH值偏碱性，植物生长的适宜pH值为6.5到7.5之间，测量值是7.75略偏高，客土基材3的配比中加入了适量的腐殖酸，一是可以适当调节pH值；二是作为土壤的结构改良剂，使土壤形成团粒结构以利于植物的生长。

二、本发明实施例采用如下施工工艺：

1)坡面平整

坡面尽量平整，将坡面上的浮土、碎石、杂木等清除，确保挂金属网时与坡面紧密结合，防止“空鼓”。

2)挂金属网

首先要打锚杆，在选择锚杆一定要注意，锚杆长约1-2m螺纹钢。锚杆的主要作用有两点固坡及方便挂网。如果坡度太陡的话，那就要挂横木。

锚杆打好后，金属网自上而下铺展，网与网相交接处应不小于100mm，并用竹签固定。在坡顶修排水沟，最好把铁丝网压在排水沟下面防止滑坡、偷盗；挂网坡顶留20-750px，底部留500px，网与网压之间重叠1-2公分用U型钉或铁丝固定。

3)喷播

首先准备客土基材的各种组分材料：植物材料、优质客土、腐质土、保水剂、长纤维和水，被截短的秸秆作为长纤维来增加客土的稳定性和粘结度。纤维丝植生层的护坡机理是利用均匀分布于具有近似各向同性力学性质的植生层中的纤维丝对植生层起到加筋补强和网结作用，能有效拘束土壤团粒结构破坏和发生位移，可显著增强植生层抗剪强度、抗变应力及抗侵蚀性能，保证植生层整体稳定性。

将客土基材的各种组分材料充分拌和成泥浆状混合物，再通过空压机的压缩空气的动力将泥浆状混合物均匀地喷播到金属网上，再通过金属网上的缝隙掺入到边坡本体的坡面上，以形成植物生长的基质，实现坡面快速绿化。喷播尽可能从正面进行，按从上到下、从左到右顺序操作，避免仰喷，凸凹部要注意不能漏喷，不留死角。最后一遍，将种植土、长纤维、保水剂、粘合剂和草种搅拌均匀，喷洒到坡面上，厚度大概在0.5—25px左右。

5)覆盖生态毯

为了防止夏季受暴雨影响，能够很好的确保红砂岩的稳定性，需要及时对喷播的客土进行保水保肥，喷播完成后需在客土基材上覆盖一层水土保持生态毯，并用U型钉将水土保持生态毯固定在坡面上。水土保持生态毯采用天然植物纤维为原料，添加保水剂、营养剂等成分，可形成永久性水土保持及植被建立系统。生态毯铺设后，与边坡整体覆盖，紧密贴合，能立即对坡面表层土壤起到防护作用，加大土壤表面粗糙度，抗风速可达10m/S，可以通过植物根茎与土壤间的附着力及根茎间的加筋作用，造就与自然表土相类似的多孔稳定的土壤结构，形成植被发芽空间，并调节表土自然温度，使空气通透、避免阳光直射、保湿保墒保证种籽的发芽率和成活率，为植物的生长提供充足的养分，为恢复自然生态环境提供条件。

综上所述，本发明实施例的装置通过对红砂岩边坡采用长纤维结构防护和生态毯防护相互配合的防护方式，并结合坡顶处理和坡面截水沟、横向排水盲沟，以及坡脚的渗沟及碎石垫层，有效提高了红砂岩的排水问题并可以防止因雨水渗入土体而导致红砂岩风化崩解，使得边坡的护理、保土效率更高，边坡绿化稳定性也得到提高。该防护技术透水保湿保土效果更好，能够抵抗暴雨冲刷，保护植物生长，适合夏季多雨的南方地区。整个防护结构具有施工便捷性，受力合理科学，工程造价小的特点。

本发明实施例的红砂岩边坡的生态防护装置还具有如下的有益效果：

(1)：施工工艺简单，操作容易，主要涵盖平整坡面、锚固、客土基材加长纤维、铺设生态毯等环节。

(2)：稳定性好、见效快、植被覆绿效果好。长纤维结构为草种提供了稳定生长环境，增强了客土的附着力，外铺的生态毯如同棉被一般，可以保水保土，既稳压了坡体，又为植被提供了生长环境，尤其有利于灌木的发芽生长。

(3)：长纤维和生态毯均属于可降解材料，在植物生长后期将于边坡坡体融为一体，后期不需要太多维护工作。

(4)：与其他工程防护措施相比，工程造价较低，施工安全性也大幅提高。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的部件可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种红砂岩边坡的生态防护装置，其特征在于，包括：边坡本体、金属网、客土基材、长纤维结构和水土保持生态毯；

所述金属网挂设在所述边坡本体的表面，所述客土基材喷播在所述金属网的表面，所述长纤维结构插入在所述客土基材的内部，所述水土保持生态毯覆盖在所述客土基材表面上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述长纤维结构为被截短的麦秆或稻杆。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述边坡本体和所述金属网之间通过U形的锚杆钢钉进行固定。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述金属网为顺坡铺设，采用机编镀锌双扭结构，所述锚杆钢钉为梅花状布设。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述边坡本体的底部前侧开设有渗水沟，所述边坡本体的顶部铺设有单层土工布，并用根植土压实所述单层土工布。

6.根据权利要求1至5任一项所述的装置，其特征在于，所述客土基材的组分材料配比根据红砂岩边坡土壤中的元素含量、有机质含量、PH值、土壤孔隙度、含水率综合确定。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，按照红砂岩边坡土壤性质设计客土基材的组分材料配比，将客土基材的各种组分材料搅拌均匀，再通过客土喷播机的动力将客土基材混合物均匀地喷播到所述金属网上，所述客土基材混合物通过所述金属网上的缝隙掺入到所述边坡本体的表面上。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述客土基材的组分材料包括：植物种子、种植土、保水剂、粘合剂、长纤维和水。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述客土基材的组分材料还包括：肥料、有机质和/或腐殖酸。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：

当所述红砂岩边坡土壤中的氮、磷、钾含量都分别低于对应的设定数值范围，则所述客土基材的组分材料包括缓释性肥料三元长效复合肥(N:P:K＝15：15：15)；

当所述红砂岩边坡土壤中的有机质含量低于设定数值范围，则所述客土基材的组分材料配比中有机质的重量比例大于设定阈值：

当所述红砂岩边坡土壤的pH值偏碱性，则所述客土基材的组分材料配比中包括腐殖酸。