一种浸灌网式复合防护结构及其用于高陡边坡生态防护的方法与流程

本发明涉及边坡生态防护领域，尤其是一种浸灌网式复合防护结构及其用于高陡边坡生态防护的方法。

背景技术：

公路、铁路、水电站等工程建设过程中不可避免地会对周围环境造成破坏，形成的大量裸露土坡和岩质边坡会导致水土流失和生态环境失衡。生态绿化可以保护路堑稳定、保持水土、改善生态环境、提升景观效果，因此边坡生态绿化方法对于工程建设具有积极的作用；

高陡边坡（高度大于30米且坡度在45-85度的边坡），普遍具有无土壤、土质差等特点，岩层一般为弱风化，基层土质贫瘠，采用的边坡喷播技术，基材稳定性较差，因雨水冲刷或侵蚀而造成基材层的脱落现象严重，植物生长环境条件相对较恶劣。

边坡喷播技术中的生境基材是绿化植物生长的物质基础，为植物的生长和发育提供支撑和养分，相对于平面绿化，高陡边坡对生境基材的材质有较高的要求，生境基材除了要适宜绿化植物的生长外，还要具有轻质、保水性和保肥性优良等特点；

高陡边坡绿化工程的灌溉系统一般比较复杂，很难实现节水灌溉。目前，边坡绿化中普遍采用浇灌、滴灌和喷灌几种方式进行绿化灌溉，这些方法浪费了大量的水，而且存在设备系统容易堵塞、能耗较高以及维护费用较高等问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种浸灌网式复合防护结构及其用于高陡边坡生态防护的方法，可以解决目前边坡绿化中采用的喷播技术中基材稳定性较差、无法用于高陡边坡生态防护的问题，加大了对坡面基材层的持有能力，大大提高种植基材层的稳定，同时能自动均衡地对边坡绿化植物进行浸灌；操作简单、成本低廉、节水节能。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种浸灌网式复合防护结构，包括埋设于边坡上均匀布设的多根锚杆，沿边坡坡面平行铺设的内层网；

内层网上方铺设有波浪型外层网，内层网和波浪型外层网形成的两层式复合植生网上覆盖有种植基材层，两层式复合植生网外层铺设有浸润带网，浸润带网上隔一定距离铺设有植生网，植生网与浸润带网之间填充有防冲刷保水层；

浸润带网为由输水浸润管状带编织而成的网体；

浸润带网通过多根输水浸润管状带与输水管连通，输水管通过输水软管与蓄水池连通；

输水管与输水软管的接口高度高于输水管与各输水浸润管状带的接口高度；

浸润带网以及输水浸润管状带由高分子吸水化纤材料制成，实现对边坡的自动浸灌。

波浪型外层网远离坡面的各端与锚杆固定连接，波浪型外层网靠近坡面的各端与内层网固定连接。

内层网、浸润带网、植生网通过锚杆铺设于边坡坡面上方，边坡上还埋设有多根“井”字形锚钉，“井”字形锚钉中部两层横梁上各设有植生网固定槽和浸润带网固定槽。

种植基材层所用种植基材由壤土、草炭土、椰糠、木屑、椰丝及植物种子混合制成。

种植基材的制备方法为：

步骤a：将壤土、草炭土、椰糠、木屑拌合均匀，制得混合物，按重量份计，壤土10份，草炭土2-5份，椰糠2-5份，木屑1-2份；

步骤b：向上述混合物中加入椰丝，拌合均匀，椰丝的加入量为混合物质量的0.5%-1%；

步骤c：向步骤b制得混合物中拌合植物种子，每平方米种植基材铺设面积植物种子的加入量为10-15克，即制得所述种植基材。

防冲刷保水层由页岩陶粒组成。

一种采用上述浸灌网式复合防护结构进行高陡边坡生态防护的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：将内层网通过多根锚杆铺设于在高陡边坡的坡面上方；

步骤2：在内层网上方铺设波浪型外层网，远离坡面的各端固定在锚杆上，靠近坡面的各端固定在内层网上；

步骤3：向步骤2安装好内层网和波浪型外层网的边坡坡面上喷射种植基材形成种植基材层；

步骤4：在种植基材层上表面铺设浸润带网，多根输水浸润管状带连通浸润带网与输水管；

步骤5：在浸润带网外铺设植生网；

步骤6：在边坡埋设多根“井”字形锚钉，通过“井”字形锚钉上的植生网固定槽和浸润带网固定槽使得浸润带网与植生网之间保持一定的间距；

步骤7：用多颗页岩陶粒填充植生网与浸润带网的间距，形成防冲刷保水层；

步骤8：将输水软管伸入蓄水池内连通蓄水池和输水管，由于水的自重和浸润带网的高吸水作用，输水管中的水会输送至高分子吸水化纤材料制成的、铺设于整个边坡坡面上的浸润带网中，输水管中由于水量减少而产生负压，利用虹吸效应通过输水软管自动地从蓄水池中吸水进行补充，

实现对边坡的自动浸灌，即完成高陡边坡的生态防护。

本发明提供的一种浸灌网式复合防护结构及其用于高陡边坡生态防护的方法，有益效果如下：

1、可以解决目前边坡绿化中采用的喷播技术中基材稳定性较差、无法用于高陡边坡生态防护的问题，提高对种植基材的加筋效果，能够更好地固持种植基材，增加坡面基材层的稳定性，防止种植基材层的脱落，保持水土，为植物的生长发育提供基础；成本低廉，方法简单。

2、种植基材由壤土、草炭土、椰糠、木屑、椰丝及植物种子混合制成，有效地保水，具有重量轻，持水量大，利于灌溉等特点，在种植基材中添加的椰丝能提高种植基材的凝聚力，增加边坡种植基材层的稳定，减少边坡绿化中基材的脱落。

3、浸润带网以及输水浸润管状带由高分子吸水化纤材料制成，其内部具有很多细小的间隙，这些间隙起着毛细管的作用，可以使水分不断地顺着这些间隙到达浸灌带网上，由浸灌带网将水分分布到整个坡面，供植物吸收，这样浸灌带网将水分不停地运输到缺水的地方，实现对植物的自动浸灌；吸水倍率高、吸水速度快、经久耐用；节水节能，实施工序简单，造价低廉，应用范围广。

4、防冲刷保水层由页岩陶粒组成，页岩陶粒的吸水和持水能力较强，可以降低雨水对种植基材的冲刷和侵蚀，保持坡面湿润且不影响植物的生长。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明浸灌网式复合防护结构的结构示意图；

图2为本发明浸灌网式复合防护结构所用“井”字形锚钉的示意图；

图3为本发明浸灌网式复合防护结构所用浸润带网以及输水浸润管状带的连接示意图。

具体实施方式

实施例一

如图1-3所示，一种浸灌网式复合防护结构，包括埋设于边坡1上均匀布设的多根锚杆2，沿边坡坡面平行铺设有内层网3；

内层网3上方铺设有波浪型外层网4，内层网3和波浪型外层网4形成的两层式复合植生网上覆盖有种植基材层8，两层式复合植生网外层铺设有浸润带网7，浸润带网7上隔一定距离铺设有植生网10，植生网10与浸润带网7之间填充有防冲刷保水层9；

浸润带网7为由输水浸润管状带13编织而成的网体，孔径为100毫米；

浸润带网7通过多根输水浸润管状带13与输水管12连通，输水管12通过输水软管14与蓄水池11连通；

输水管12与输水软管14的接口高度高于输水管12与各输水浸润管状带13的接口高度；输水管12与输水软管14的接口高度为50厘米，输水管12与各输水浸润管状带13的接口高度为20厘米；

浸润带网7以及输水浸润管状带13由高分子吸水化纤材料制成，实现对边坡的自动浸灌。

高分子吸水化纤材料优选为交联羧甲基纤维素制得的吸水材料；

所述交联羧甲基纤维素使用二氧化硅纳米复合材料二氧化硅-丙烯酸羟丙酯（sio2-hpa）和羧甲基纤维素钠为原料，在碱性条件下二氧化硅纳米复合材料可与羧甲基纤维素钠末取代羟基发生交联，最终制备得到交联羟甲基纤维素；

此类吸水化纤材料可吸无离子水472倍，可吸10%的nacl溶液128倍。

高分子吸水化纤材料也可采用高分子吸水树脂。

内层网3采用钢塑土工格栅网，孔径大小为50毫米，与坡面平行铺设。

波浪型外层网4采用土工网，远离坡面的各端6与锚杆2固定连接，波浪型外层网4靠近坡面的各端5与内层网3固定连接。

内层网3、浸润带网7、植生网10通过锚杆2铺设于边坡坡面上方，边坡1上还埋设有多根“井”字形锚钉，“井”字形锚钉中部两层横梁上各设有植生网固定槽16和浸润带网固定槽15。

种植基材层8所用种植基材由壤土、草炭土、椰糠、木屑、椰丝及植物种子混合制成。

种植基材的植被方法为：

步骤a：将壤土、草炭土、椰糠、木屑拌合均匀，制得混合物，按重量份计，壤土10份，草炭土2-5份，椰糠2-5份，木屑1-2份；

步骤b：向上述混合物中加入椰丝，拌合均匀，椰丝的加入量为混合物质量的0.5-1%，优选为0.75%，椰丝的长度为50毫米；

步骤c：向步骤b制得混合物中拌合植物种子，植物种子的加入量为10-15克植物种子/每平方米种植基材铺设面积，即制得所述种植基材。

其中，壤土、草炭土、椰糠、木屑的优选重量份配比为：壤土10份，草炭土3份，椰糠3份，木屑1份。

防冲刷保水层9由页岩陶粒组成，页岩陶粒的粒径为15-20毫米。

输水管12为pvc管，管径为30毫米，输水软管14的管径为5毫米。

可在蓄水池11上方覆盖滤网17，防止蓄水池11内掉入渣滓堵塞输水软管14的情形发生。

实施例二

一种采用上述浸灌网式复合防护结构进行高陡边坡生态防护的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：将内层网3通过多根锚杆2铺设于在高陡边坡1的坡面上方；

步骤2：在内层网3上方铺设波浪型外层网4，远离坡面的各端6固定在锚杆2上，靠近坡面的各端5固定在内层网3上，远离坡面的各端6距坡面的距离为100毫米；

步骤3：向步骤2安装好内层网和波浪型外层网4的边坡坡面上喷射种植基材形成种植基材层8，种植基材层8的厚度为100毫米；

步骤4：在种植基材层8上表面铺设浸润带网7，多根输水浸润管状带13连通浸润带网7与输水管12；

步骤5：在浸润带网7外铺设植生网10；

步骤6：在边坡1埋设多根“井”字形锚钉，通过“井”字形锚钉上的植生网固定槽16和浸润带网固定槽15使得浸润带网7与植生网10之间的间距为20毫米；

步骤7：用页岩陶粒填充植生网10与浸润带网7的间距，形成防冲刷保水层9；

步骤8：将输水软管14伸入蓄水池11内连通蓄水池11和输水管12，由于水的自重和浸润带网的高吸水作用，输水管12中的水会输送至高分子吸水化纤材料制成的、铺设于整个边坡坡面上的浸润带网7中，输水管12中由于水量减少而产生负压，利用虹吸效应通过输水软管14自动地从蓄水池11中吸水进行补充，

实现对边坡的自动浸灌，即完成高陡边坡的生态防护。

当边坡坡面上的绿化植物出现缺水状况时，输水浸润管状带13会将输水管12内的水运移到浸灌带网7上，由高分子吸水化纤材料制成的浸灌带网7则会将水分传递到坡面的各个位置；输水管12内的水由于水的自重和浸润带网7的持续吸水而减少时，输水管12内会产生真空负压，利用虹吸现象将蓄水池11内的水通过输水软管14输送到输水管12内，实现自动均衡的给水浸灌，则实现由浸灌带网自动将水分分布到整个坡面，供植物吸收，这样浸灌带网将水分不停地运输到缺水的地方，实现对植物的自动浸灌；吸水倍率高、吸水速度快、经久耐用；节水节能，实施工序简单，造价低廉，应用范围广。

为保证根系的营养平衡，还可将植物所需的营养液和矿物质等溶解到蓄水池11中。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制。本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围，应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案等，为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。