一种髙陡边坡护坡用绿化毯及其护坡方法与流程

本发明属于生态学和材料学领域，具体涉及一种髙陡边坡护坡用绿化毯及其护坡方法。

背景技术：

随着国家公路铁路网的大规模建设及矿山的大规模开发，大量开挖的裸露边坡，对水土保持、生态平衡和环境保护产生了严重影响，造成了重大损失。边坡生态破坏不仅会直接导致水土流失甚至崩塌滑坡而摧毁建设工程本身，而且也会通过环境与安全灾害对人民生命财产安全造成影响和威胁。新开挖边坡偏离甚至远离生态平衡状态，在环境与工程因素影响下，边坡坡体极易诱发坍塌、滑坡等地质灾害，造成巨大的经济损失和人员伤亡。因此，边坡开挖后必须及时对其进行合理的防护，以降低环境与安全灾害的发生。生态护坡方式则是同时解决边坡生态与安全问题的最佳选择。

通常，土质较好的边坡可直接通过植草恢复生态。而髙陡岩质边坡具有坡度陡、土质差和施工难度大等特点，直接植草则很难成活，因此，其生态修复是亟待解决的工程难题。因此，髙陡裸露岩石或土质差的边坡的植被护坡技术的研究已成为当前环境岩土工程领域研发热点和重点。目前，边坡修复常采用的方法主要有：栽植绿化植物、挂网喷覆客土、挖沟植草、土格室植草、放置植生袋/毯等，都存在一些缺点：

（1）栽植绿色植物：存在见效慢，成本高，养护费用高，对坡面的生长条件要求高等问题，如对于石质边坡或边坡生长环境极其恶劣的地方，很难直接采用栽植植物的方法改善边坡环境。

（2）喷覆客土：a浪费大量农田种植用土并在开挖过程中破坏农田生态环境，且土壤质量重，会加重边坡及支架负荷；b喷播的附着率和发芽率关系到边坡修复成功与否，喷播附着率主要靠喷播基质本身的性质及矿山边坡的客观情况决定，存在喷播基质附着情况不理想，加入的粘结剂使喷播草种发芽率低，养护成本高等问题。

（3）土工格室通常是塑料材质，难以降解，日晒雨淋容易破坏，且弯曲幅度不大，只能在较平整的坡面上使用。

（4）植生袋又称绿网袋或绿化袋，是一种新生的绿化产品，它具有质量轻、运输方便、铺设简单。传统的无纺布粘合剂草坪植生毯或植生带，抗拉强度低，植物生长基质易滑落，只适用于铺设缓坡草坪；植生袋装土堆砌方法，施工复杂、成本高，且自身存在整体稳定性安全隐患。

因此，上述方法存在以下问题：（1）或因施工难度大，或因护坡效果差等缺点不能被广泛应用于高陡裸露岩石或土质差的边坡植被防护中。而新兴的植生带护坡主要运用于坡度小的缓坡，其结构功能不能满足高陡岩质边坡的生态修复；（2）在边坡施工刚完成的一段较长时间内，由于边坡表面尚未形成植被防冲刷保护层，往往在边坡受到强降雨冲刷、强降雨入渗时，会发生坡面植被土壤的大量流失以及滑坡、崩塌事故，而在干旱季节或在干旱地区，则会由于水分蒸发速度远大于雨水补给，造成植被枯死现象；（3）由于髙陡岩石边坡植被赖以生长的土壤贫瘠，当植被生长到一定阶段，没有新的养分供给，植被的生长受到限制，因此，后期需进行维护，维护费用高；（4）植生袋/毯上下表面之间非立体结构，若用于髙陡边坡，在常年降雨或重力作用下，带中生长基质附着力不够会下垂，植物移动；（5）即使在植被生长到一定阶段后，由于可降解网架对坡面植被的有效支护功能逐渐散失，单靠植被自身根系的缠铰与附着难以有效抵抗疾风骤雨以及滑坡崩塌，高陡边坡尤其如此。植被自身留存尚且困难，植被护坡效果自然堪忧。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种以边坡安全为前提的髙陡边坡护坡用绿化毯及其护坡方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种髙陡边坡护坡用绿化毯，所述的绿化毯自上而下由上表面网层、上包裹层、保温层、种子层、基质层、吸水层、下包裹层和下表面网层构成，所述上表面网层和下表面网层通过骨架、骨架之间的隔板相连形成小隔室，且上表面网层、下表面网层与骨架的材质为不可降解的钢丝。

进一步地，所述的上表面网层和下表面网层的网格内由若干麻网组成，所述麻网由纯天然麻绳经机械经纬编制而成。

进一步地，所述的麻网的网孔尺寸为1cm×1cm。

进一步地，所述的上包裹层和下包裹层为厚度1.5mm-3.5mm的无纺布。

进一步地，所述的隔板为可降解纸。

进一步地，所述的保温层为由植物秸秆颗粒与粘结剂混合而成。

进一步地，所述的吸水层为高吸水性树脂。

进一步地，所述的种子层为表面喷有生物胶黏剂的纸和附着在纸上的种子组成，所述种子为豆科植物、高羊茅、黑麦、早熟禾的混合物。

进一步地，所述的基质层由污泥、农作物残渣、复合肥、食用菌菌渣通过粘合剂混合而成，其中，污泥、农作物残渣、复合肥和食用菌菌渣的重量比为(1-5):(8-15):(0.01-0.07):1。

一种髙陡边坡的护坡方法，将上述的绿化毯用钢钉锚定在髙陡边坡基面上，通过上下表面网层的主动防护和种子层生根发芽来修复固定岩石边坡。

本发明具有以下优点：

（1）本发明的绿化毯具有植物防护和主动防护双重作用，绿化毯上下表面网层和骨架为不可降解的钢丝网，尤其对于施工初期和植被生长前期的防护具有显著的作用；后期种子生根发芽形成植被后，上下表面网层和骨架被植被覆盖，不影响绿化护坡的景观效果；

（2）本发明的绿化毯除上下表面网层和骨架为不可降解的钢丝网，其他层均为可降解的物质，不造成二次污染，利于环保；

（3）本发明的绿化毯上表面网层和下表面网层通过骨架、骨架之间的隔板相连形成的小隔室，在髙陡边坡，可有效防止常年降雨和重力作用下基质附着力不够引起的基质下移、植物移动，且由于上下网层和骨架为钢丝网，为植物的根系缠绕提供依附，进一步防止植物移动，利于植物在髙陡岩石边坡扎根；

（4）本发明的绿化毯设置有保温层和吸水层，由于岩石边坡土壤和水分易流失，因此，不利于种子的发芽和植被的生长，保温层和吸水层更利于植被的存活与生长；

（5）本发明绿化毯中基质层采用污泥、农作物残渣、复合肥、食用菌菌渣通过粘合剂混合而成，原料来源广泛，变废为宝，生产方法简单，实现了资源的循环利用；

（6）本发明的绿化毯优先考虑边坡安全，并兼顾景观功能，其防护效果好，可同时解决边坡的生态与安全问题，尤其适用于髙陡岩石边坡，具有良好的应用价值。

附图说明

图1为本发明绿化毯的结构示意图；

图2为本发明绿化毯上下表面网层的结构示意图；

图3为本发明绿化毯小隔室的结构示意图；

图中，1-上表面网层，2-上包裹层，3-保温层，4-种子层，5-基质层，6-吸水层，7-下包裹层，8-下表面网层，9-小隔室，10-上下表面网层，11-麻网，12-骨架，13-隔板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1、图2和图3所示，一种髙陡边坡护坡用绿化毯，所述的绿化毯自上而下由上表面网层1、上包裹层2、保温层3、种子层4、基质层5、吸水层6、下包裹层7和下表面网层8构成，所述上表面网层1和下表面网层8通过骨架12、骨架12之间的隔板13相连形成小隔室9，且上表面网层1、下表面网层8与骨架12的材质为不可降解的钢丝。

所述的上表面网层1和下表面网层8的网格内由若干麻网11组成，所述麻网11由纯天然麻绳经机械经纬编制而成。选择麻绳作为上下表面网层10网格内的网，是因为麻绳耐晒、防腐、强度高、外观较为粗糙、能降低流速，变坡面径流为漫流，减少坡面冲刷，同时其吸湿性能截留部分雨水，增加坡面的保水能力，增加与坡面摩擦，减少滑坡的几率。后期麻绳生物降解后，也不阻挡植物根系的生长。

麻网11的网孔尺寸为1cm×1cm，选择的此尺寸可有效防止岩石边坡碎石的滑落、种子和基质的流失。在植物长成前就能抵抗水和风的侵蚀，很好地固化地表，起到护坡和防止水土流失的作用。

所述的上包裹层2和下包裹层7为厚度1.5mm-3.5mm的无纺布。无纺布既具有良好的透水、透气、透光性，又具有很好的保水、保肥、抗晒效果，植物根系可穿透无纺布，保证植物的顺利生长。

隔板13为可降解纸。隔板13与上下表层网、骨架12形成小隔室9，具有高抗拉强度，可有效防止长年降雨和重力作用下基质附着力不够引起的种子和基质下垂、植物移动。等植物长大扎根后隔板13降解，利于植物间根系缠绕。

保温层3为由植物秸秆颗粒与粘结剂混合而成。吸水层6为高吸水性树脂。保温层3起到了保墒保水的作用，在少水干旱地区特别利于种子的出苗生长，提高了植被的存活率。

种子层4为表面喷有生物胶黏剂的纸和附着在纸上的种子组成，种子为豆科植物以及高羊茅、黑麦、早熟禾等禾本科植物的混合物。种子被粘附在纸上，与基质分离，生长不会受到抑制，且可调节种子密度。

所述的基质层5由污泥、农作物残渣、复合肥、食用菌菌渣通过粘合剂混合而成，其中，污泥、农作物残渣、复合肥和食用菌菌渣的重量比为(1-5):(8-15):(0.01-0.07):1。将栽培各种食用菌以后剩下的固体废物添加到基质中，由于菌渣中含有大量的有机质，可为植物的生长提供营养物质；污泥来源于造纸厂的污泥，它含有大量的纤维素类有机质和氮、磷、钾等植物养分，又含有微生物菌，因此，污泥的加入除了作为肥料外，还可以作为土壤改良剂。本发明的基质原料来源广，并将废弃物变废为宝，环保生态。

髙陡边坡的护坡方法，将本发明的绿化毯用钢钉锚定在髙陡边坡基面上，通过上下表面网层10的主动防护和种子层4生根发芽来修复固定岩石边坡。使用本发明的绿化毯进行护坡时，先清理边坡基面，根据边坡的地貌对绿化毯进行修剪，利用降解纤维进行缝合链接调整规格和形状，在边坡上铺设绿化毯后采用锚杆进行固定，在间隔1m-2m的位置选用长锚杆，间隔0.5m-1m的位置采用短锚杆。本发明的的绿化毯固定完毕后，可通过浇水，也可不浇水，等到下雨时吸水层6贮存雨水供种子发芽生长，通过种子层4的生根发芽和双层钢丝网的主动防护来修复固定边坡。

本发明的绿化毯施工后洒水或下雨两周后，草种发芽能达到87%以上，一个月后植物的平均高度能达到12cm左右，岩石边坡植被的覆盖率基本达到85%，两个月后，植被覆盖率能达到90%，可形成防护和绿化效果。本发明的绿化毯植物根系附着力显著高于普通的绿化毯，对降雨形成的径流具有明显的分散作用，边坡坡面不容易形成冲沟，边坡上的岩土体稳定。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。