专利名称：整体式植被生态恢复和防护技术系统及施工方法
技术领域：
本发明属于植被生态恢复领域，适用于既需要进行工程防护又需要进行生态修复的工程体。主要涉及河道、湖泊水库、公路铁路、山体防护复绿、桥梁绿化等领域。
背景技术：
目前，各国对生态恢复工作都相当重视，各种新的方法不断被推出。在中国，随着国家环保部的成立，各级政府对环境治理和环境生态恢复的工作力度进一步加大，特别是对以前不够重视的水资源、水环境及水生态领域，都出台了相应的政策和配套措施。国内现在通用的水环境植被生态恢复方法一般有堆砌植生袋、堆垒生态袋后喷播植物种子层、直接播种或种植亲水植物等方法。国外还有多孔混凝土、生态挡墙、绿化墙等方法。但是，这些植被生态恢复技术或方法各有不足如生态袋、植生袋等柔性生态恢复技术只能人工装袋填土、操作复杂、无法采用机械化施工、不利于大规模实施和标准化施工，施工易受天气和地形因素影响、建造价格高、不利于大面积推广使用；生态挡墙等硬化防护技术要大量消·耗水泥、石料等传统建材，不能减少能耗和二氧化碳排放，同时原材料的开采还对环境和资源造成新的破坏或扰动，不适宜再大规模使用；生态袋及现有其他相关的单袋体码砌复绿技术存在整体性差，稳定性不好的风险，在顶流抗冲、防崩加固作用上不强。因此，有必要对现有的坡、岸植被生态恢复技术体系和施工方法进行改进和更新。整体式植被恢复和防护技术系统正是为弥补这些问题而研发。整体式植被恢复和防护技术系统及其施工方法采用双层(或多层)中空织物，通过缝纫连接获得具有任意延展性能的载体；采用压力机械为充填工具；采用富含BSC生物活性基质、农用保水剂、有机肥料、种子种苗和壤土等基料的复合物为充填基质，创造出一个整体性好、施工便利性和适应性强，植被恢复迅速、生物多样性丰富、能机械化和标准化施工的植被恢复和防护技术系统。
发明内容
本发明提供一种整体式植被生态恢复和防护技术系统及其施工方法，包括如下步骤步骤一，对施工作业面进行压实和清理，去除杂物、碎石等；步骤二，铺设双层(或多层)中空织物承载体；步骤三，使用搅拌机混拌生物基质；步骤四，在双层(或多层)中空织物表面开孔，使用砂浆泵、混凝土泵、喷浆机等压力机械将拌合好的生物基质通过输送管从织物表面的开孔充灌入双层(或多层)中空织物内，然后对开孔处采取缝合或垫衬织物封堵。完成充灌的同时，对双层(或多层)中空织物进行固定；步骤五，充灌生物基质后，养护到植物成坪。优选地，步骤二中，所述双层(或多层)中空织物承载体的材质为化学纤维、植物纤维、玻璃纤维或多种纤维的混合。优选地，步骤三中，所述生物基质包含如下组分壤土、沙、草炭土、有机肥、BSC生物活性基质、种子、种苗或种球、农用保水剂和水等。优选地，步骤四中，所述固定为采用锚固沟进行固定。优选地，步骤四中，所述固定为采用锚钉、锚杆或其他机械物理方法进行固定。优选地，所述锚固沟回填的方式为采用机械回填土壤或者浇筑水泥砂浆或浇筑混凝土进行回填。优选地，所述固定还包括采用铆固孔与铆杆配合的方式进行固定。本发明具有如下的有益效果(I)本发明方法采用的双层(或多层)中空织物承载体具有超强的抗拉能力，能够支持坡长超过20m以上的边坡施工，无需削坡分级，大大降低前期土方工程量，同时双层(或多层)中空织物可以随地形或坡型任意变化，最大限度满足对工程体无缝、全覆盖的生态恢复要求；(2)本发明方法的施工过程采用机械化施工为主(约70-80%工程量)、人力施工为辅，极大提高施工效率，并可全天候施工，不受一般天气变化影响，工序简单，安全性高；(3)本发明方法采用的织物在充灌了生物基质完工后，因织物本身具有反滤功能，坡面立即获得抗水流冲刷、风浪淘蚀功能；同时织物的致密程度适中，一般植物幼苗可以穿透出来生长成成熟植株，并完成后期植被防护功能。(4)本发明采用的生物基质配置了充足的有机物、BSC生物活性基质、农用保水剂和壤土，可为植物生态恢复建植初期提供足够营养物质和保持水分，利于植物前期的生长。(5)本发明采用的锚固沟和铆杆锚固具有超强锚固和抗拉伸能力，在最大限度上保证施工坡面稳定、保证施工面整体抗冲刷能力，并且提高施工效率。(6)采用本发明方法构建的植被可长效覆盖在施工区域上，可抑制流水及边坡地表径流对土壤的冲刷侵蚀，起到保持水土的作用，适用于边坡植被及亲水环境生态恢复施工。
具体实施例方式以下结合具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。实施案例I施工区域位于某市河城区段，原工程断面采用水泥砂浆混凝土直接浇筑，不利于环保和生态恢复，直接增加城市热岛现象，且成本很高，不符合低碳环保原则。现采用整体式植物生态恢复和防护系统(TEPS)进行河岸护坡和植被生态修复，在建成初期通过织物承载体的高强抗冲刷能力对堤防起保护作用，在建成中后期植被生长，通过植被根系稳固和枝叶减缓流水、雨水、地表径流冲刷的作用，既满足堤防安全功能要求又满足城市水生态的恢复和美化需求。本实施例的施工包括如下步骤步骤一，对施工坡面进行清坡、除险、垫土、平整等准备工作，同时收集相关的施工资料，包括坡长、坡度等基本参数，该段工程断面坡长为12 25m，坡度在I : 2. 50
I I. 25之间，工程断面左岸长2560延米，右岸长2720延米；
步骤二，根据步骤一取得的施工资料，确定锚固位置，安装铆固孔；步骤三，利用小型挖掘机在施工坡面的顶部开挖锚固沟，然后人工铺设双层织物承载体，再采用机械回填土壤到锚固沟；步骤四，取壤土、草炭土、有机肥、BSC生物活性基质(有效活菌数> O. 5亿/g)、种子以及农用保水剂等，采用小型装载机和搅拌浇注机进行混拌浇注一体浇注到双层织物承载体中； 步骤五，在铆固孔中插入铆杆进行固定。施工完成后，在施工工程面与自然坡面交接处，进一步进行包边处理；施工完成后，根据天气情况浇水养护至植被生长即可。本实施例的实施效果本实施例使用的双层织物承载体具有较强的抗拉能力，无需削坡分级，大大降低植被生态恢复前期工程量，同时柔性织物可以适应任意地形和坡型， 最大限度满足无缝全覆盖的生态恢复要求；本发明方法的施工过程基本为机械化操作，工期为25天，极大提高了施工效率，并且可以全天候施工，不受一般天气变化影响；在施工后30天后植被生长至12 18cm，覆盖率98%以上，可初步抑制流水及边坡植被、地表径流对土壤的冲刷侵蚀，起到保持水土的作用；再者，锚固沟和铆杆锚固具有超强锚固和抗拉伸能力，在最大限度上保证施工坡面稳定、保证施工面整体抗冲刷能力，并且提高施工效率；通过本实施例的施工之后，可保持长期使用，起到了良好的生态保护效果。实施案例2工程实施区域为某市的豫江大堤，工程体要求有水生植物种植，除了岸缘植被生态恢复之外，还要求亲水植物种植和亲水环境的生态恢复。工程面坡度为I :1.5
I 2. 5之间，左岸长1280延米，右岸长1360延米，常水位以上工程面坡长8 12m，常水位以下工程面坡长10 15m。本实施例的步骤同实施例1，所不同之处在于增加了水下铺设织物承载物和水下植物种植的工序；同时，步骤二中，所述双层织物承载体的材质为植物纤维；所述回填锚固沟为浇注水泥砂进行回填；步骤四中，取壤土、草炭土、有机肥、BSC生物活性基质(有效活菌数> O. 5亿/g)、种子、种苗以及农用保水剂等，使用搅拌机进行搅拌，然后利用小型装载机和搅拌浇注机充灌进双层织物承载体内部。本实施例的实施效果本实施例的工程施工工期25天，双层织物承载体较强的抗拉伸能力和抗水流冲刷能力在施工完成后经受河流流水冲刷无脱落、跑偏、挤压等现象，填充基质由于织物承载体有反滤作用而无基质被掏空现象，工程完成后35天，水生植物存活并长出新芽。实施案例3工程实施区域在某市高速公路K078+560-K079+780路段，为山区土夹石边坡，坡长为8 20m，不规则分段边坡，上行、下行总面积9860平方米。本实施例的步骤同实施例1，所不同之处在于，坡长在15 20m之间的边坡不需要再做削坡分级，只需要在坡面中部开挖锚固沟并且采用锚杆锚固和水泥砂浆混凝土锚固的联合锚固形式即可完成边坡整体稳固和整体绿化；同时，所述回填锚固沟为浇注混凝进行回填；
步骤四中，取壤土、草炭土、有机肥、BSC生物活性基质、种子、种苗、种球以及农用保水剂等，使用搅拌机进行搅拌，然后利用浇注机和小型装载机充灌进双层织物内部。本实施例的实施效果双层织物承载体超强的抗拉伸能力能够满足坡长超过20m的边坡施工要求，做到无需再次削坡分级，极大节省施工时间和提高施工效率，并且节约护坡和生态恢复成本。实施例4本实施例的施工区域位于某市二环路西直门立交桥，工程体为立交桥的桥墩，为钢筋混凝土构造物，不利于植物生长，影响城市美化、绿化。采用整体式生态恢复和防护系统(TEPS)对桥墩外立面进行植被生态恢复，增加城市绿量，美化环境，净化空气，减少灰尘，吸音降噪。步骤一，对施工体外立面讲行测量，该工程体综合立面高度为I 12m不等，坡度为90度，柱体形状分别为四方体和圆柱体； 步骤二，根据步骤一取得的施工资料，确定锚固方式为采用钢板、钢圈、膨胀螺栓、钢索、钢索紧固器进行箍或锚固，并根据步骤一取得的施工资料，确定锚固位置；步骤三，自桥墩上端挂设采用由化学纤维、植物纤维、玻璃纤维三种纤维混合编织面成的双层织物承载体，然后采用钢圈、钢板、钢索和钢索紧固器自上而下进行固定；步骤四，取壤土、草炭土、有机肥、些C生物活性基质(有效活菌数> O. 5亿/g)、种子以及农用保水剂等，采用小型装载机和搅拌浇注机进行混拌充灌进双层织物承载体内部; 施工完毕后，浇水养护至植被长成即可。本实施例的实施效果本实施例使用的双层织物承载体具有较强的抗拉能力，能承受垂直状态下的断裂强力并保证植物正常生长。施工完成后，无断裂破损现象，可以长期保持。本实施例施工期为6天，工程完工35天后植被出芽，70天初步成型，植株高度6 IOcm,植被覆盖率95%以上，从而解决了城市建筑体外立面无法进行有效绿化的技术难题。
权利要求
1.一种整体式植被生态恢复和防护技术系统及施工方法(TEPS，Total EcologyProtection System),其特征在于,包括如下步骤 步骤一，对施工作业面进行压实和清理，去除杂物、碎石等； 步骤二，铺设双层(或多层)中空织物承载体； 步骤三，使用搅拌机混拌生物基质； 步骤四，在双层(或多层)中空织物表面开孔，充灌生物基质，并对充灌后的织物固定; 步骤五，充灌生物基质后，养护到植物成坪。
2.如权利要求I所述的技术系统，其特征在于，步骤二中所述双层(或多层)中空织物承载体的材质为化学纤维、植物纤维、玻璃纤维或这三种纤维的任意混合。
3.如权利要求I所述的技术系统，其特征在于，步骤二中所述双层(或多层)中空织物单体为布匹性状，采用现场缝纫的方法将各单体缝接后获得可任意延展的一个整体织物承载体。
4.如权利要求I所述的技术系统，其特征在于，步骤二中所述双层(或多层)中空织物亦可单体或裁分后按需使用。
5.如权利要求I所述的技术系统，其特征在于，步骤三中所述生物基质包含如下组分(但不限于)壤土、沙砾、草炭土、有机肥、BSC生物活性基质、种子、种苗或种球、水以及农用保水剂；具体使用比例、植物种类按各工程实际需求配置，以满足复绿并尽快完成植物生态修复为原则。
6.如权利要求I所述的施工方法，其特征在于，步骤四中所述充灌施工可采用压力机械充灌或人工充灌完成。
7.如权利要求I所述的技术系统，其特征在于，步骤四中所述固定为采用锚固沟进行固定。
8.如权利要求7所述的施工方法，其特征在于所述锚固沟固定方式为采用浇注水泥砂浆或浇注混凝土或机械回填土壤进行回填锚固。
9.如权利要求7或8所述的施工方法，其特征在于所述固定方法还包括采用锚固孔与锚杆配合的方式进行固定；或采用钢板、钢圈、膨胀螺栓、钢索、钢索紧固器进行箍紧或锚固。
10.如权利要求5所述BSC生物活性基质，其特征为载体主要由好氧发酵后的污泥堆月巴、秸轩、腐殖土混合按3 I I组成，富含BSC生物活性菌剂，兼具速效和缓释、保水和保肥能力，具有增加植物生物量，工程迅速复绿，减少后期养护肥料施用量的效果。
全文摘要
本发明是生态恢复领域中主要应用于既要进行工程防护又要进行生态修复的工程体的一种整体式植被生态恢复和防护技术系统及施工方法(TEPS，Total Ecology Protection System)，包括如下步骤一、对作业面进行压实和清理；二、铺设高强度双层(或多层)中空织物承载体；三、混拌生物基质；四、将生物基质充灌于织物内部并固定织物；五、进行短期绿化养护到植物成坪。本发明采用的高强度双层织物具有很强的抗拉伸能力，可大大降低前期坡岸防护土建工程量；本发明的施工过程以机械施工为主，人工操作为辅，极大提高施工效率，可全天候施工，施工便利性和适应性好，安全性高。
文档编号A01B79/02GK102919010SQ20121037041
公开日2013年2月13日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者吴金栋, 袁彬鸿 申请人:吴金栋, 袁彬鸿