一种固沙造林的装置及其方法
【专利摘要】一种固沙造林的装置及其方法，包括顺序连接的高压注浆机、转接头、输浆管以及注浆探针，注浆探针为侧壁上分布有注浆孔的锥形中空探针，多个注浆探针有规律的固定在探针固定托架上，单次可注浆面积大；探针固定托架表面设有带动探针固定托架的提升、下降或平移的机械臂。固沙造林方法包括沙土改造和植树造林两部分，主要是利用高压注浆机将泥浆注入沙区地表面以下，使泥浆与沙土混合形成沙壤土，在改造好的地域进行植树造林，以此来达到固化流动沙漠的目的，从根本解决了治沙问题。本发明设备安装有多个注浆探针，大大提高单次注浆面积，极大的提高了注浆效率，操作方便，实用性强，固沙造林技术快速、高效、可规模化进行。
【专利说明】一种固沙造林的装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及固沙造林【技术领域】，特别涉及一种固沙造林的装置及其方法。
【背景技术】
[0002]沙害是举世公认的一种特殊的自然灾害，一是流动性大，每年大量地吞噬农田、村庄、道路树木。我国的北方地区每年春夏之交都要频繁沙尘暴，特别是京、津、冀地区会受到严重的侵害，给人民的生产、生活以及出行都带来了诸多不便。沙域植被稀少，光热辐射力强区域上空热度高、湿度低、气流偏移，极易形成干旱。以内蒙古赤峰地区为例，过去曾多年多次治沙造林，由于手段原始，技术含量低，每次治理效果都不能长久。我们曾在八十年代初就有多年多次参加治沙造林的经历，近十几年来又潜心研修了园林植物学，并参加园林绿化工作，因此对治沙造林形成了一个新的理念；即固沙造林绿化方法。
[0003]传统固沙方法主要是采用麦草或沙柳方格网方法、种草、植树以及篱笆固沙、化学试剂表面渗透固沙等方法，其中麦草方格网易被风化腐蚀、维持时间较短，化学试剂法成本造价极高，材料透气性差，不利于植物生长，种草植树是最有长久效果的一种方法，但由于沙漠地域水分难以保持，按照传统方法种草种树极易干枯死亡。[0004]近期出现一种新型的固沙治沙方法，其利用半水石膏与表面沙石进行混合，再进行机械压辊会人工拍打压实，在地表沙丘表面形成一个石膏沙粒混合物壳层，以此来达到固沙目的，此方法固沙作用良好，但不能从根本上解决沙漠植被的种植难题，且石膏的用量较大成本较高，现喷洒在混合压实的过程需要大量的人工操作，耗费大量劳动力。鉴于此，亟需一种成本低、操作简单、固沙造林效果好的方法。
【发明内容】
[0005]本发明目的在提供一种固沙造林的装置及其方法，解决现有固沙技术中麦草方格网易被风化腐蚀维持时间较短、化学试剂法成本造价极高且材料透气性差不利于植物生长的问题，同时解决由于沙漠地域水分难以保持、按照传统方法种草种树极易干枯死亡的问题，还解决最新石膏固沙法不能从根本上解决沙漠植被种植难、石膏用量较大成本较高、现喷洒在混合压实的过程需要大量的人工操作、耗费大量劳动力的问题，还解决目前缺乏实用性较强的固沙设备的问题。
[0006]为解决上述技术目的，本发明采用的技术方案如下:
一种进行耕作层注浆固沙造林的装置，包括顺序连接的高压注浆机、转接头、输浆管以及注浆探针，其特征在于:所述注浆探针为由上而下直径逐渐变小的、侧壁上分布有注浆孔的锥形中空探针，所述注浆探针固定在探针固定托架上，上端通过输浆管及转接头与高压注浆机连接；所述探针固定托架为水平设置的盘架，盘架的上表面设有与动力设备连接的、带动整个探针固定托架的提升、下降或平移的机械臂。
[0007]作为本发明的优选技术方案，所述注浆探针至少有两个，所述注浆孔分布在注浆探针的中下段。[0008]作为本发明的进一步优选技术方案，所述探针固定托架上开有注浆探针预留孔，所述注浆探针预留孔为内丝孔，所述注浆探针的上端设有带外丝的连接部，所述连接部从探针固定托架的底部螺旋安装在探针固定托架上，所述探针固定托架通过焊接在中间位置的连接环与机械臂进行连接。
[0009]作为本发明的进一步优选技术方案，所述探针固定托架为方管焊接而成的矩形架，所述矩形架对角之间有嵌入框架平面内的对角方管，所述对角方管之一上对称设置有两个连接环，矩形架的边框方管和对角方管上均开有注浆探针预留孔。
[0010]作为本发明的更进一步优选技术方案，所述探针固定托架的四个顶点、内部中心点、边框方管的中点及对角方管的四分之一点和四分之三点上各开有一个注浆探针预留孔，整个探针固定托架共开有十三个注浆探针预留孔。
[0011]本发明还涉及一种利用上述的探针固定托架进行的一种机械化耕作层注浆固沙造林方法，其特征在于:包括沙土改造技术和植树造林技术:
其中，沙土 改造技术的具体操作步骤如下:
步骤一、制备泥浆料:将土壤、生物有机肥和水进行混合，拌匀混成浆料后注入高压注浆机；
步骤二、选定待绿化的沙区，将沙区分成间隔分布的绿化带和防火隔离带，高压注浆机运输到位；
步骤三、根据实际需求确定注浆探针的个数，在高压注浆机的高压输出口上顺次安装转接头、输浆管、探针固定托架以及注浆探针；
步骤四、将注浆探针打入绿化带的地面以下，至注浆探针的最上端与地表面平齐；步骤五、启动高压注浆机，将泥浆通过注浆探针侧壁的注浆孔打入周围的沙土，与周围沙土混合，将注浆探针周围一定深度范围内的沙层改成种植层；
步骤六、上提拔出注浆探针，变换位置，按照步骤四和步骤五的方法插入注浆探针，直至整个绿化带被改成种植带；
植树造林技术的具体操作步骤如下:
步骤A、苗木品种的选育:以常绿树种为主，兼有落叶树种，针叶类和阔叶类混合；
步骤B、在沙土改造完成的绿化带上进行苗木的种植；
步骤C、在绿化带的地表面采取喷播法进行植草，种植一些矮生草种或中草药。
[0012]作为本发明的优选技术方案，所述沙土改造技术的步骤一中，土壤、生物有机肥和水的混合比例为按重量比土壤:生物有机肥:水=0.8~1.0:0.01:1.0混合。
[0013]作为本发明的进一步优选技术方案，所述沙土改造技术和植树造林技术的实施为同步进行或交替间隔进行。
[0014]作为本发明的进一步优选技术方案，所述沙土改造技术的步骤二中，绿化带的带宽为300~500m，防火隔离带的宽度为1000~2000m。
[0015]作为本发明的进一步优选技术方案，所述沙土改造技术的步骤五中，所述种植层位于地表面以下5~15cm,厚度为10~80cm。
[0016]作为本发明的进一步优选技术方案，所述植树造林技术的步骤C中，矮生草种为蔓性鸡爪草、甘草、沙苑子、黄芪或紫花苜蓿。
[0017]与现有技术相比，本发明的技术优势在于:本发明有专门的注浆设备，在探针固定托架安装多个注浆探针，单次注射面积大，可连续多点探注，速度快、效率高；
本发明所用泥浆是粘性土或壤土、生物有机肥和水按一定的比例混成泥浆，通过管道输入注浆器，然后以高压形式，通过注浆探针侧壁的出浆孔射出并挤入地面以下沙粒的缝隙中，依靠粘土的粘结特性，将沙粒与泥浆粘结固化在一起，从而达到耕作层固沙的目的，利用泥土粘度特性增加土壤密度，使疏散的沙粒固化成壤土改良土壤性质，使造林绿化得到保障，可行性强，效果好，且成本低，机械化操作操作简单，节约劳动力；
本发明兼有固沙和造林的双重作用，耕作层固沙后进行造林，从根本上改善沙区生态环境，降低沙尘暴的发生机率，同时对扼制我国北方雾霾也有一定功效。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明涉及的探针固定托架的结构示意图；
图2是本发明涉及的探针I的结构示意图；
图3是本发明实施例涉及的一种矩形探针固定托架2的结构示意图；
图4是本发明实施例涉及的连接环22的结构示意图。
[0019]附图标记:1-注浆探针、2-探针固定托架、21-注浆探针预留孔、22-连接环、23-对角方管、24-边框方管、3-出浆孔、4-输浆管、5-机械臂、6-转接头、7-高压注浆机、8-动力设备。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明的内容作进一步的解释。
[0021]如图1~4所示为本发明专用的注浆探针I和注浆探针的探针固定托架2，一种进行耕作层注浆固沙造林的装置，包括顺序连接的高压注浆机7、转接头6、输浆管4以及注浆探针1，其特征在于:所述注浆探针I为由上而下直径逐渐变小的、侧壁上分布有注浆孔3的锥形中空探针，所述注浆探针I固定在探针固定托架2上，上端通过连接高压注浆机高压喷头的输浆管4与高压注浆机连接；所述探针固定托架2为水平设置的盘架，盘架的上表面设有与动力设备8连接的、带动整个探针固定托架的提升、下降或平移的机械臂5。所述注浆探针I至少有两个，所述注浆孔3分布在注浆探针的中下段。所述探针固定托架2上开有注浆探针预留孔21，所述注浆探针预留孔21为内丝孔，所述注浆探针I的上端设有带外丝的连接部，所述连接部从探针固定托架2的底部螺旋安装在探针固定托架上，所述探针固定托架2通过焊接在中间位置的连接环22与机械臂进行连接。所述探针固定托架2为方管焊接而成的矩形架，所述矩形架对角之间有嵌入框架平面内的对角方管23，所述对角方管23之一上对称设置有两个连接环22，矩形架的边框方管24和对角方管23上均开有注浆探针预留孔21。
[0022] 本实施例涉及的高压注浆机7和动力设备8均安装在机动车上形成车载设备，作为专用的造林载配套设备，所涉及的探针固定托架2为方管做成的矩形架，所述矩形架的四条边框方管24的中间位置各开有一个注浆探针预留孔；所述矩形架两个对角之间分别焊接有一根对角方管23，所述对角方管23上均匀开有四个注浆探针预留孔，整个探针固定托架2共安开有十三个注浆探针预留孔，使用时注浆探针预留孔可全部安装注浆探针，也可根据实际需要选择性对称安装若干对即可。
[0023]本发明涉及一种机械化耕作层注浆固沙造林方法，其特征在于:包括沙土改造技术和植树造林技术，沙土改造技术和植树造林技术的实施为同步进行或交替间隔进行:其中，沙土改造技术的具体操作步骤如下:
步骤一、制备泥浆料:将土壤、生物有机肥和水进行混合，拌匀混成浆料后注入高压注浆机，其中，土壤、生物有机肥和水的混合比例为按重量比土壤:生物有机肥:水=0.8~
1.0:0.01:1.0 混合；
步骤二、选定待绿化的沙区，将沙区分成间隔分布的绿化带和防火隔离带，高压注浆机运输到位，绿化带的带宽为300~500m，防火隔离带的宽度为1000~2000m ； 步骤三、根据实际需求确定注浆探针I的个数，在高压注浆机7的高压输出口上顺次安装转接头6、输浆管4、探针固定托架2以及注浆探针I ;
步骤四、将注浆探针I打入绿化带的地面以下，至注浆探针的最上端与地表面平齐；步骤五、启动高压注浆机，将泥浆通过注浆探针I侧壁的注浆孔3打入周围的沙土，与周围沙土混合，将注浆探针周围一定深度范围内的沙层改成种植层，所述种植层位于地表面以下5~15cm,厚度为10~80cm ；
步骤六、上提拔出注浆探针1，变换位置，按照步骤四和步骤五的方法插入注浆探针1，直至整个绿化带被改成种植带；
植树造林过程需要根据治理区域的自然状况，选择适宜的苗木种类，如内蒙古的流动沙域应选择温带和寒温带树种。以常绿为主，落叶为辅，针阔混交，积材林与经济林间作，实行带式或网带式栽植，带宽300~500m，带与带间隔1500m为防火隔离带，或种植经济林如山杏、文冠果、黄连木、扁桃等。注浆和造林可同时进行，也可接继进行。注浆区域只限绿化带区。该技术实施后，树龄达15~20年时，它们的自行繁衍能力增强、树木密度和造林覆盖率会直线上升。其中，所用苗木以3~5年生苗为主，凡常绿树和落叶树宜在休眠期移植，常绿树带土球移栽，采用特殊的保湿养护法确保成活率；地面采取泥浆喷播植草法，种植一些矮生草种或中草药品种，如蔓性鸡爪草、甘草、沙苑子、黄芪、紫花苜蓿等，特殊地带如风口地带,可栽种一些常绿地被树种如地柏、砂地柏等。
【权利要求】
1.一种进行耕作层注浆固沙造林的装置，包括顺序连接的高压注浆机(7)、转接头(6)、输浆管(4)以及注浆探针(1)，其特征在于:所述注浆探针(1)为由上而下直径逐渐变小的、侧壁上分布有注浆孔(3)的锥形中空探针，所述注浆探针(1)固定在探针固定托架(2)上，上端通过输浆管(4)及转接头(6)与高压注浆机(7)连接；所述探针固定托架(2)为水平设置的盘架，盘架的上表面设有与动力设备(8)连接的、带动整个探针固定托架的提升、下降或平移的机械臂(5)。
2.根据权利要求1所述的一种进行耕作层注浆固沙造林的装置，其特征在于:所述注浆探针(1)至少有两个，所述注浆孔(3)分布在注浆探针的中下段。
3.根据权利要求1所述的一种进行耕作层注浆固沙造林的装置，其特征在于:所述探针固定托架(2)上开有注浆探针预留孔(21)，所述注浆探针预留孔(21)为内丝孔，所述注浆探针(1)的上端设有带外丝的连接部，所述连接部从探针固定托架(2)的底部螺旋安装在探针固定托架上，所述探针固定托架(2)通过焊接在中间位置的连接环(22)与机械臂进行连接。
4.根据权利要求1所述的一种进行耕作层注浆固沙造林的装置，其特征在于:所述探针固定托架(2)为方管焊接而成的矩形架，所述矩形架对角之间有嵌入框架平面内的对角方管(23)，所述对角方管(23)之一上对称设置有两个连接环(22)，矩形架的边框方管(24)和对角方管(23)上均开有注浆探针预留孔(21)。
5.根据权利要求5所述的一种进行耕作层注浆固沙造林的装置，其特征在于:所述探针固定托架(2)的四个顶点、内部中心点、边框方管(24)的中点及对角方管(23)的四分之一点和四分之三点上各开有一个注浆探针预留孔(21)，整个探针固定托架(2)共开有十三个注浆探针预留孔。
6.一种利用权力要去I~5任意一项所述的设备进行的一种机械化耕作层注浆固沙造林方法，其特征在于:包括沙土改造技术和植树造林技术: 其中，沙土改造技术的具体操作步骤如下: 步骤一、制备泥浆料:将土壤、生物有机肥和水进行混合，拌匀混成浆料后注入高压注浆机； 步骤二、选定待绿化的沙区，将沙区分成间隔分布的绿化带和防火隔离带，高压注浆机(7)运输到位； 步骤三、根据实际需求确定注浆探针(1)的个数，在高压注浆机(7)的高压输出口上顺次安装转接头(6)、输浆管(4)、探针固定托架(2)以及注浆探针(1)； 步骤四、将注浆探针(1)打入绿化带的地面以下，至注浆探针的最上端与地表面平齐； 步骤五、启动高压注浆机，将泥浆通过注浆探针(1)侧壁的注浆孔(3)打入周围的沙土，与周围沙土混合，将注浆探针周围一定深度范围内的沙层改成土壤、生物有机肥、水与沙土混合的种植层； 步骤六、上提拔出注浆探针(1)，变换位置，按照步骤四和步骤五的方法插入注浆探针(1)，直至整个绿化带被改成种植带； 植树造林技术的具体操作步骤如下: 步骤A、苗木品种的选育:以常绿树种为主，兼有落叶树种，针叶类和阔叶类混合； 步骤B、在沙土改造完成的绿化带上进行苗木的种植；步骤C、在绿化带的地表面采取喷播法进行植草，种植一些矮生草种或中草药，如蔓性鸡爪草、甘草、沙苑子、黄芪或紫花苜蓿等。
7.根据权利要求6所述的一种机械化耕作层注浆固沙造林方法，其特征在于:所述沙土改造技术的步骤一中，土壤、生物有机肥和水的混合比例为按重量比土壤:生物有机肥:水=0.8 ~1.0:0.01:1.0 混合。
8.根据权利要求6所述的一种机械化耕作层注浆固沙造林方法，其特征在于:所述沙土改造技术和植树造林技术的实施为同步进行或交替间隔进行。
9.根据权利要求6所述的一种机械化耕作层注浆固沙造林方法，其特征在于:所述沙土改造技术的步骤二中，绿化带的带宽为300~500m，防火隔离带的宽度为1000~2000m。
10.根据权利要求9所述的一种机械化耕作层注浆固沙造林方法，其特征在于:所述沙土改造技术的步骤五中， 所述种植层位于地表面以下5~15cm,厚度为10~80cm。
【文档编号】A01B77/00GK103931293SQ201410144080
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】谷成 申请人:谷成