专利名称：用于黄土区的柳杆锚固护坡方法
技术领域：
本发明涉及水土保持领域，尤其涉及一种用于黄土区的柳杆锚固护坡方法。
背景技术：
开矿、筑路、水利等基础设施工程会产生大量裸露的边坡，不仅可引起水土流失， 破坏原有的地表植被，还能引发滑坡、泥石流等地质灾害。滑坡就是沉积层的重力大于它与下伏基岩的摩擦力的结果。重力是山体滑坡最主要的原因，在平坦的平原地带土层一般不会滑落。在斜坡地带，重力并不能在滑坡发生过程中单独发挥作用，只有当另一种破坏因素——雨水，才会导致土层因摩擦力减弱而崩塌。雨水可能是导致滑坡最主要的触发因素，雨水可以导致基岩与上层沉积物摩擦力降低，在重力作用下，土屑便会从山坡上下滑。在黄土高原地区，煤矿开采引起的地表塌陷与非黄土层覆盖区和平原矿区相比， 下沉系数大、更容易诱发山体滑坡。在传统的土木工程护坡方法中，许多工程大量采用浆砌片石护坡及喷射水泥砂浆等防护方式，浆砌片石及喷射砂浆或混凝土完全封闭了植被生长的环境，使得边坡原有的自然植被永远不能恢复，永久破坏了原有的生态环境。而且，随着时间的推移，黄土边坡区的护面墙表面、混凝土墙面等工程防护表面会在雨水、日照等因素的影响下逐渐风化，随着混凝土逐步老化、钢筋锈蚀加剧，防护工程强度逐渐降低、防护效果越来越差。另外，当坡面没有被全部封闭时，下落的雨滴在打击坡面时，把动量传递给土体，产生的分裂力使土体颗粒分离飞溅。在滴溅过程中，雨滴动量越大， 撞击分裂力越大，被溅出的土粒数量也越多。地表径流将已被滴溅分离的土粒带走，产生坡面侵蚀。这种坡面侵蚀对采用传统方法加固的边坡造成危害，如使坡面框架梁架空、虚脱、 断裂等，造成加固结构失效，导致边坡失稳。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种能够有效防止滑坡，并且能够保持水土和生态环境的护坡方法。本发明提供的一种用于黄土区的柳杆锚固护坡方法，所述方法包括将多根成活的第一柳杆植入黄土层边坡，多根第一柳杆的行间距与列间距相等，所述行间距或列间距为2米-2. 5米，每根第一柳杆的长度为1. 2米-3米，每根第一柳杆露出黄土层表面的长度为0. 2米-0. 3米；在每行和每列的两根相邻第一柳杆之间植入一根第二柳杆，每根第二柳杆的长度为0. 5米-1. 2米，在黄土表面露出的柳杆长度为0. 2米-0. 3米；将各行或各列中相邻的多根柳杆相互连接。更优选地，将各行或各列中相邻的多根柳杆之间用加固柳杆横向捆绑来实现相互连接。优选地，所述方法还包括相邻行且相邻列的四根第一柳杆的位置是一个正方形的四个顶点，在该正方形的中心位置种植一株常绿乔木。更优选地，所述常绿乔木为油松、樟子松、侧柏、桧柏中的一种或多种。优选地，所述方法还包括在黄土层边坡上种植草本植物。更优选地，所述草本植物为沙蒿、苜蓿、小麦中的一种或多种。优选地，所述方法还包括在黄土层边坡上种植灌木或小乔木植物。更优选地，所述灌木或小乔木植物为沙棘、沙柳、文冠果、野樱桃中的一种或多种。相对于现有技术，本发明中用作坡面的固定障蔽支架的柳杆采用活柳条，因此柳杆的萌发力强，又容易生根，能有效阻挡重力侵蚀。在土体中设置柳杆，通过它们与黄土体间相互作用，柳杆能够产生分担荷载、传递和扩散应力、约束黄土体变形的效果。竖向打入滑坡体长短不一的柳杆稳固滑坡体，阻挡滑坡体发生层状塌落。横向互相捆绑的柳桩大大提高了坡面的抗剪切力，能有效阻挡坡面局部滑落，从而可有效地提高土体的整体强度，弥补黄土体抗拉、抗剪强度的不足。通过将柳杆稳定在深层黄土体中，可将浅层软弱、松动、不稳定的黄土体锚固于深层稳定的土层中，以防止不稳定土体的离层滑落。进一步地，种植沙蒿等草本植物，能有效缓解风蚀和水蚀，而且草本植物具有茂密的须根，能将土壤紧紧包裹住，从而可大大提高土壤的抗冲刷能力和土壤的抗剪强度。而且，草本植物具有适应性强、生长迅速、地面覆盖度高的特点。进一步地，灌木或小乔木的根系相对草本植物根系要深得多，其固土护坡作用的范围相对较大，可以提高中间层土壤的抗剪强度。进一步地，栽植深根性强的油松等乔木，垂直根系及水平根系均发达，根系深入地下比较深，能有效的发挥根系的锚固作用，将浅层不稳定土层锚固到较深处稳定的土层上， 同时，乔木的根系新陈代谢能力强，能有效地吸收土壤深处的水分，减少土壤中的自由含水量，有利于增加边坡的稳定性。当植被长成后，植被茎叶的水文效应和表土层中分布的盘根错节的根系，可以有效抑制雨水对边坡的侵蚀和冲刷作用；植物的蒸腾作用和根系的吸水作用还可大幅度减少土壤的含水量，从而减小土体的孔隙水压力和土体自重力，有效提高边坡的稳定性；土层中分布的盘根错节的植物根系犹如三维加筋材料，大大增加了土体的抗剪强度；深入深处较稳定土层中的垂直根系，能把根际浅层土层锚固到深处较稳定的土层上，有效地阻止了边坡浅表层土体的滑动。对黄土高原区边坡进行植被防护能够大幅度提高边坡的稳定性和抗冲刷能力，起到很好的护坡效果。因此，采用“草-灌-乔-柳杆”的锚固结构，更有利于充分发挥各自的护坡优势， 从而达到最大限度提高植被固土护坡能力的目的。
图1是采用本发明一种具体实施方式
的柳杆锚固护坡方法的流程图；图2是本发明采用本发明柳杆锚固护坡方法种植的柳杆阵列的局部俯视图；图3是本发明采用本发明柳杆锚固护坡方法种植的柳杆阵列的局部剖视图。
具体实施例方式在本发明中，“锚固”是指在边坡的黄土层中竖向打入柳杆，并且将所述柳杆横向互相捆绑。从而大大提高坡面的抗剪切力、稳固滑坡体，阻挡滑坡体发生层状塌落。
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结合图1-3所示，本发明的一种用于黄土区的柳杆锚固护坡方法包括首先，在步骤101，将多根成活的第一柳杆11植入黄土层边坡。所述第一柳杆11 为深桩，每根第一柳杆11的长度为1.2米-3米，在植入后，需保证露出黄土层表面的长度为0.2米-0.3米，其余部分均在地下。这保证了柳杆的根系可以扎入黄土层深部。每根第一柳杆的直径可以为5 10cm，均为成活的柳树苗，以保证植入黄土层后，根系能够正常生长。多根第一柳杆的行间距与列间距相等，即，多根第一柳杆在坡面上按照正方形阵列的方式进行排布，每四根相互相邻的柳杆位于一个正方形的四个顶点上。同一行或同一列上两根第一柳杆11之间的行间距或列间距可以看作所述正方形的边长，所述行间距或列间距为2米-2. 5米。然后，在步骤102，在每行或每列的两根相邻第一柳杆11之间植入一根第二柳杆 12。第二柳杆12为浅桩，每根第二柳杆12的长度为0. 5米-1. 2米，在黄土表面露出的柳杆长度为0. 2米-0. 3米。第二柳杆12的直径也可以为5 10cm。步骤103，在植入第一柳杆和第二柳杆之后，将各行或各列中相邻的多根柳杆相互连接。优选地，将各行或各列中相邻的多根柳杆之间通过横向捆绑柳杆相互连接。具体地， 可以采用铁丝将一根或多根加固柳杆13捆绑在相邻的植入坡面的柳杆之间。加固柳杆13 的直径可以为3cm-5cm。例如，在两株相邻的柳杆——一株第一柳杆和一株第二柳杆之间横向设置一根加固柳杆，该加固柳杆直径为4cm，并且用6号铁丝将加固柳杆的两端分别捆绑在第一柳杆和第二柳杆露出黄土表面的杆茎上。加固柳杆13可以采用与第一柳杆11、第二柳杆12相同的柳树，以便就地取材，方便施工；本领域技术人员可以理解，也可以采用其他材质的连接物将相邻的第一柳杆11和第二柳杆12连接，例如松木杆等。图2示出了采用本发明的柳杆锚固护坡方法相互连接的柳杆阵列的局部俯视图。如图2所示，相邻行且相邻列的四根第一柳杆的位置是一个正方形的四个顶点。 优选地，在步骤104，在该正方形的几何中心位置种植一株常绿乔木14。更优选地，所述常绿乔木为油松、樟子松、侧柏、桧柏中的一种或多种，以上树种为深根树种，根系发达，利用植物根系的加筋原理，可以大大改善边坡的土壤强度。所谓加筋原理就是在土中按一定方向和间距设置具有一定抗拉强度的加筋材料与填土交替而成的一种复合体，植物根系的加筋原理就是以植物的根系作为加筋材料。常绿乔木的根系的土壤加强作用可影响到地下3 米甚至3米以上的土层。禾草、豆科等草本植物在地下0. 75 Im深处也具有明显的土壤加强作用，因此， 在完成柳杆的种植和加固后，优选地，本发明的柳杆锚固护坡方法还包括步骤105 在黄土层边坡上种植草本植物。更优选地，所述草本植物为沙蒿、苜蓿、小麦中的一种或多种。灌木或小乔木植物对于地下1米-3米的黄土层土壤具有加强作用。因此，优选地， 本发明的柳杆锚固护坡方法还包括步骤106 在黄土层边坡上种植灌木或小乔木植物。更优选地，所述灌木或小乔木植物为沙棘、沙柳、文冠果、野樱桃中的一种或多种。所述灌木或小乔木植物与柳杆、常绿乔木等植物保持适合的种植间隔。如图3所示，在本发明柳杆锚固护坡方法的一个实施例中，可以进行如下操作1、根据黄土层深浅厚度，采用直径为8cm、长度为1. ^ii的活柳杆为深桩，在^iiX^ii 方格的顶点打桩，地下的长度为1米，地上长度0. 2米；在每个方格每条边中点处，采用长为0. 8m的活柳杆为浅桩，地下的长度为0. 6米，地上长度0. 2米。深桩和浅桩钉入黄土层，且均露出地面约20cm。然后，采用直径为4cm的柳杆横向锚固各竖向打入黄土层的柳杆，并用 6号铁丝固定各横向锚固点；2、柳杆方格固定后，种植沙蒿、苜蓿、小麦等草本植物，以加强表面土层；3、种植沙棘、沙柳、文冠果、野樱桃等植物，以加强中层土层；4、种植油松、樟子松、侧柏、桧柏等常绿深根树种，以加强深层不稳定的土层。上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴。
权利要求
1.一种用于黄土区的柳杆锚固护坡方法，其特征在于，所述方法包括a.将多根成活的第一柳杆植入黄土层边坡，多根第一柳杆的行间距与列间距相等，所述行间距或列间距为2米-2. 5米，每根第一柳杆的长度为1. 2米-3米，每根第一柳杆露出黄土层表面的长度为0. 2米-0. 3米；b.在每行和每列的两根相邻第一柳杆之间植入一根第二柳杆，每根第二柳杆的长度为 0. 5米-1. 2米，在黄土表面露出的柳杆长度为0. 2米-0. 3米；c.将各行或各列中相邻的多根柳杆相互连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括相邻行且相邻列的四根第一柳杆的位置是一个正方形的四个顶点，在该正方形的中心位置种植一株常绿乔木。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将各行或各列中相邻的多根柳杆之间用加固柳杆横向捆绑来实现相互连接。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述常绿乔木为油松、樟子松、侧柏、桧柏中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在黄土层边坡上种植草本植物。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述草本植物为沙蒿、苜蓿、小麦中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在黄土层边坡上种植灌木或小乔木植物。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述灌木或小乔木植物为沙棘、沙柳、文冠果、野樱桃中的一种或多种。
全文摘要
本发明公开的一种用于黄土区的柳杆锚固护坡方法，所述方法包括将多根成活的第一柳杆植入黄土层边坡，多根第一柳杆的行间距与列间距相等，所述行间距或列间距为2米-2.5米，每根第一柳杆的长度为1.2米-3米，每根第一柳杆露出黄土层表面的长度为0.2米-0.3米；在每行和每列的两根相邻第一柳杆之间植入一根第二柳杆，每根第二柳杆的长度为0.5米-1.2米，在黄土表面露出的柳杆长度为0.2米-0.3米；将各行或各列中相邻的多根柳杆相互连接。更优选地，将各行或各列中相邻的多根柳杆之间用加固柳杆横向捆绑来实现相互连接。
文档编号A01G23/00GK102505700SQ20111037551
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月23日 优先权日2011年11月23日
发明者李强, 王 义, 郭洋楠 申请人:中国神华能源股份有限公司