一种用于水土保持的团粒胶囊喷播植物措施方法与流程

本发明属于水土保持领域，涉及绿化和水土保持下的坡面植物措施方法。特别的涉及混凝土面、岩石面、陡坡、反坡等坡面的绿化和水土保持植物措施方法。适应范围广，设备简单，质量好，工期短，浪费少，施工方便，容易形成产业化和标准化。

背景技术：

目前在水利水电、公路、铁路、港航交通等行业对人工作业后的岩石面或喷锚混凝土后的坡面以及陡坡、反坡面采用的喷播绿化措施方法主要有高次团粒喷播法、客土喷播法、液力喷播法、cbs植被混凝土喷播法、三维网植被喷播法等。从高次团粒喷播法虽然具有施工速度快、喷播均匀、有一定的粘结强度的特点，但所采用的耕织土是搅拌后含有大量粘粒含量（≤0.0005mm）的微细颗粒，人为的对土壤进行了液化，比表面积非常大，这就需要比基质总量还要大的比例的团粒剂，而过大的团粒剂占比改变了基质的主体成分，改变了土壤的物化性状，影响植物的发芽和生长，所以现在的高次团粒喷播技术推荐采用的比例不能有效的防止水流侵蚀、风化等不利环境的破坏，并且在冻融损害、干旱与雨水引起的膨胀收缩损害发生时会在干缩与膨胀的交替循环中发生土壤或团粒的结构破坏，导致物质的逐步损失。而且高次团粒喷播机虽然压力高，但是为了保证形成团粒的时间和均匀性，其喷播距离要求在3m高或以上，在陡坡的实际喷播时难以保证与基面的垂直喷射，多数处于抛射状态，失去了增高压力的一部分作用，也增高了回弹率。另外高次团粒喷播虽然在喷枪出口可以形成团粒，但喷射时的压力使得喷射到基面上或加筋麦克垫、三维植物网、镀锌铁丝网上的团粒被击碎，失去了团粒的效果。客土喷播法、液力喷播法相比高次团粒喷播法其颗粒间的粘结强度更低，在地面雨水径流的冲刷下和冬季的冰冻损害及干旱与雨水的干缩膨胀交替损害下，导致本来就有限（通常在10cm-15cm厚）的混凝土面或岩石面上绿化基质中的养分、土壤基质等有利物质逐步流失。三维植物网植被法同样也会在陡坡和地面径流较大时发生上述问题。另外在高温季节，喷锚或格框混凝土面、岩石面的温度相对较高，即使使用了椰粉、保水剂等保水材料，不厚的基质层中的水分还是非常容易蒸腾，导致植物成活率低或存活时间相对有限。cbs植被混凝土喷播法由于使用了较多的水泥固结材料，虽然解决了水流侵蚀，也部分解决了抗冻、干缩膨胀问题，但土壤的基质养分偏低，易板结，水分也容易蒸发，只适用于土坡。还有上述技术中一个共性的问题是早期养分过足导致植物发芽期烧死，中期因疯长抵御环境能力差不能越冬而处于濒死状态，后期养分枯竭植物不易存活。所以在目前大力提倡生态发展的政策导向下，如何克服上述缺陷成为当前急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对以上技术不足，综合利用上述各方法的长处，提供了一种既适用于混凝土坡面、岩石面、陡坡面、反坡面，也适用于一般坡面、碎石面、土坡面的团粒胶囊喷播植物措施方法。喷播速度快，质量好，设备要求低，耐水流、冰冻侵蚀，适应范围广、浪费少，容易形成产业化和标准化。

为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种用于水土保持的团粒胶囊喷播植物措施方法，其步骤为：

步骤s101，清坡和处理坡面排水：修整坡面，清理坡面杂物、危石，对坡面径流和涌水进行处理，使坡面保持平整；

步骤s102，对混凝土坡面或岩石面按照设计的间距用手提式钻机或取芯机钻取物质交换排水孔11；所述的间距为：行距*排距=1.0m*1.0m-3.0m*3.0m；

对原有锚杆2未露出混凝土时，采用钢筋位置检测仪探检出位置，然后凿开混凝土，在锚杆2上焊接接长锚杆5；需加密或无锚杆2的位置，土坡上直接打入或混凝土、岩石面钻孔后装入喷播锚杆3并灌浆、混凝土修补凿开位置；

步骤s103，在坡面安装三维植物网7或低密度加筋麦克垫；坡面较陡时三维植物网反向安装，即平面网朝外，三维部分朝内；

步骤s104，用混凝土喷浆机或喷播机喷射清水清洗混凝土和岩石面上的灰尘及湿润坡面；

步骤s105，用总养分n+p2o5+k2o≥25%的低浓度有机无机复混肥加上体积比400%中性耕织土或淤泥质土再加上体积比20%粘土制成土壤和肥料共存的大颗粒团粒，其颗粒直径为∮3mm-∮10mm的连续级配，然后用钙镁磷或聚合物或硫基包衣，成为缓释土壤肥料团粒；

步骤s106，筛出∮3mm-∮4mm缓释土壤肥料团粒，用∮4mm-∮10mm缓释土壤肥料团粒、5%-10%质量比例的包膜杀菌型bb肥与高次团粒剂、稳定剂和水的溶液制成外层带有高次团粒剂的控释土壤肥料团粒胶囊；

步骤s107，用上述的控释土壤肥料团粒胶囊作为骨料，再与下述有机质总含量20%-30%，总氮含量3%-10%的材料：耕织土、泥炭、有机肥、生物肥、复混肥、椰粉、稻壳、稻草纤维、水进行配合比设计，制成与喷锚支护混凝土相类似的自密实的喷播混合材料；

步骤s108，用混凝土喷浆机或喷播机参照gb50086-2015《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》进行基层喷播混合材料的喷播；喷播时按照先喷物质交换排水孔11内后基层6的顺序；

步骤s109，用∮3mm-∮4mm缓释土壤肥料团粒和聚合物（例如二聚环戊二烯与大豆衍生甘油酯的共聚物）涂层胶囊肥料与高次团粒剂、稳定剂和水的溶液制成外层带有高次团粒剂的表层喷播用的团粒胶囊；

步骤s110，用混凝土喷浆机或喷播机喷播配有表层喷播用的团粒胶囊、地被种子及耕织土、泥炭、钙镁磷、生物肥、复混肥、稻壳、木粉、木纤维、稻草纤维、水及高次团粒剂、稳定剂等的喷播表层；点播灌木种子；

步骤s111，用无纺布或遮阳网苫盖并浇水管护。

所述物质交换排水孔11直径为∮50mm-∮200mm、深度400mm-1500mm。

所述混凝土修补凿开位置为比原喷锚混凝土高一个强度等级的混凝土或c25混凝土进行修补；

所述的砂浆强度等级为m15，修补混凝土强度等级为c25.接长锚杆直径∮20mm,长度300mm-400mm,喷播锚杆直径∮20mm.长度1000mm。

所述接长锚杆5和喷播锚杆3为钢筋制成，直径∮14mm-∮25mm，接长锚杆5和喷播锚杆3杆头采用钢筋直径∮6mm-∮14mm长度20mm-100mm焊接而成。

所述喷播基层厚度为8cm-25cm。表层厚度控制在2cm-2.5cm；地被植物采用高羊茅、火炬、狗牙根、组合，随表层一起喷播；灌木植物为多花木兰、马棘、荆条、马桑组合，采用在物质交换孔处点播的方式播种。

所述三维植物网7或低密度加筋麦克垫网眼孔径为10mm-20mm，所述网眼孔径为植物网平面网孔径或麦克垫孔径；

所述的步骤c中，在坡面安装三维植物网7或低密度加筋麦克垫，根据坡面不同采用不同的安装方式：

在陡坡、反坡面反向安装三维植物网7或低密度加筋麦克垫，即平面网在外，三维网在内；

坡度平缓的坡面可顺向安装三维植物网，即平面网在内，三维网在外；

按照设计的喷播基层厚度用接长锚杆5和喷播锚杆3支撑和锚固住三维植物网7并用扎丝或尼龙扎带绑扎，即平面网与基面的距离等于基层厚度；

对于易滑坡的坡面可贴坡面加设一层镀锌铁丝网。

所述混凝土喷浆机为湿式混凝土喷浆机；所述喷播机为客土喷播机；其中喷口距离作业面1m,垂直对向作业面，基层一次喷成。

所述的喷播表层11中的高次团粒剂或粘结剂其含量依据坡度陡缓情况其表层的质量配比为0%-10%。

所述的缓释土壤肥料团粒总养分n+p2o5+k2o=5%~10%。

所述的稻草纤维其长度为5cm~7cm；

所述的包膜杀菌型bb肥其颗粒直径为∮3.35mm-∮5.60mm；

所述的聚合物涂层胶囊肥料其颗粒直径为∮1.00mm-∮4.75mm。

与现有技术相比本发明的有益效果如下：

本发明克服了现有技术缺陷，公开了一种混凝土面、岩石面、陡坡、反坡等坡面的团粒胶囊喷播植物措施方法，达到了下述效果:

1、采用成熟的大颗粒缓释有机无机复混肥肥料团粒外层加上高次团粒剂胶囊，使得厚度只有10cm-15cm的土壤基层形成了以团粒胶囊和粘结剂为骨架的塑性蜂巢结构，大幅降低了收缩性，解决了干旱与雨水引起的干缩和膨胀的损害问题，也解决了地面径流的冲刷损坏、冰冻损坏问题，同时解决了板结问题，并且减少了化肥污染；

2、因为喷播植物措施的厚度小，养分浓度虽然高，但容易在早期长势好，后期养分枯竭不易存活，故将基质中的大部分制成胶囊，减少了团粒剂或粘结剂的用量，更容易进行配合比设计，基层与混凝土或岩石面、团粒之间的粘结力更大；

3、在原有的最好的缓释肥料2-8个月的最长氮释放期的基础上延长到1-3年，达到了与农作物不同的缓释的目的，也减少了养分的流失,符合草被植物低浓度供肥、灌木控缓供肥的原则，灌草植物更容易长时间存活；

4、采用灌草组合的灌木植物主根可以穿透团粒胶囊12，而逐个胶囊的穿透起到了养分控释的作用，延长了植物存活时间；

5、采用喷浆机喷播，不需要布设稻草纤维管路，解决了高次团粒喷播机需要单独布设一条稻草纤维的输送管路的问题，也解决了高次团粒喷播中稻草纤维容易堵管的问题。

6、在地被植物根须全部长出前，表层的稻草纤维除了起到粘结和抗拉作用之外，还起到反滤作用，不能穿透胶囊的草被植物细小的根须长出后在表面一层胶囊的空隙间更容易形成致密的反滤网，阻止了土壤中细小颗粒和养分的流失；

7、塑性蜂巢结构以及被穿破或破损的胶囊更容易涵养水分，特别是在高温时的混凝土面和岩石面，水分不容易从胶囊的内球面蒸腾；

8、与缓释棒技术相比，减少了安装缓释棒的钻孔，且物质交换排水孔11发挥了一孔多用，既可以排除坡内和结合面间的涌水，也可以进行物质交换，还起到调节基层温湿度的作用，且喷播在孔内的材料在粘结剂的作用下形成了锚钉结构，防止了局部或整片的崩塌，解决了在陡坡喷锚混凝土的喷播问题；

9、采用反装三维植物网7与团粒胶囊12喷播结合解决了反坡面的喷播问题。由于三维网的孔径较大，解决了高次团粒喷播与加筋麦克垫组合中细密的孔眼阻拦了长度5cm的稻草纤维的问题，同时反装的张紧的三维网的平面网对喷播材料有加压作用，有利于喷播材料间、喷播材料与基面间的粘结，而三维部分起到了基层喷播材料横向间的骨架作用，并且在喷射力的作用下三维部分是最大限度张开的，解决了坡面不平局部厚度过大容易流淌的问题。另外三维网的平面网部分朝外有利于陡坡面不易形成径流，且三维植物网价格低廉；

10、现有的喷播技术所采用的喷播设备其喷播浓度差别较大。高次团粒喷播机采用的渣浆泵只能输送浓度35%左右的浆液，偏低的浓度导致收缩过大，并且渣浆泵有剪切、过度搅拌物料、压力大回弹率高的缺点。而采用闸板式或阀式混凝土泵的客土喷播机其浓度虽然达到了80%，但浓度过高易造成不均匀。所以采用配有胶囊骨料的65%-70%浓度的喷浆机最为合适，对种子物料无剪切破坏作用，且对于目前无标准和规范的喷播技术也更容易形成标准化；

11、胶囊以外的基质材料干缩后形成的微细裂纹和空洞是均匀的，所以调整团粒胶囊的含量来进行配合比设计可以控制孔隙率的大小，有利于保证基质土壤合理的透气性能；

12、缓释土壤肥料团粒的生产可以在专门的肥料厂家进行，且只是在现有的低浓度（总养分n+p2o5+k2o≥25%）的有机无机复混肥基础上添加了中性耕织土（或淤泥质土）及粘土，钙镁磷或聚合物或硫基包衣也为肥料厂成套技术，产品质量容易控制，降低了材料成本，也为减少使用耕织土而利用湖沟淤泥及秸秆、粪尿肥、动物肥、海肥、饼肥等有机肥的综合利用提供了产业化的前景，并减小了现场堆放的场地；

13、基质中采用涂膜杀菌型bb肥13能有效解决大量使用有机肥料和基质的易生细菌问题，也能提供土壤所需的各种微量元素。表层配比中采用适合于地被植物的聚合物涂层胶囊肥料16具有缓释作用，有利于草被植物的长期存活。

14、地被植物种子采用喷播方式有利于提高生产效率，灌木植物采用点播方式有利于其在物质交换排水孔处扎根且不耗费无物质交换排水孔处土壤的养分。

附图说明

图1为团粒胶囊喷播安装示意图；

图2为喷播锚杆侧视图；

图3为接长锚杆立面图。

其中：1-喷锚混凝土，2-锚杆，3-喷播锚杆，4-岩石裂缝，5-接长锚杆，6-基层，7-三维植物网，8-草被植物，9-灌木，10-喷播表层，11-物质交换排水孔，12-团粒胶囊，13-涂膜杀菌bb肥，14-基质，15-焊缝，16-聚合物涂层胶囊肥料，17-钢筋，18-钢筋焊缝。

具体实施方式

下面结合附图详述本发明的具体实施方式

一种用于水土保持的团粒胶囊喷播植物措施方法，其步骤为：

步骤s101，清坡和处理坡面排水：修整坡面，清理坡面杂物、危石，对坡面径流和涌水进行处理，使坡面保持平整；

步骤s102，对混凝土坡面或岩石面按照设计的间距用手提式钻机或取芯机钻取物质交换排水孔11；所述的间距为：行距*排距=1.0m*1.0m-3.0m*3.0m；

对原有锚杆2未露出混凝土时，采用钢筋位置检测仪探检出位置，然后凿开混凝土，在锚杆2上焊接接长锚杆5；需加密或无锚杆2的位置，土坡上直接打入或混凝土、岩石面钻孔后装入喷播锚杆3并灌浆、混凝土修补凿开位置；

步骤s103，在坡面安装三维植物网7或低密度加筋麦克垫；坡面较陡时三维植物网反向安装，即平面网朝外，三维部分朝内；

步骤s104，用混凝土喷浆机或喷播机喷射清水清洗混凝土和岩石面上的灰尘及湿润坡面；

步骤s105，用总养分n+p2o5+k2o≥25%的低浓度有机无机复混肥加上体积比400%中性耕织土或淤泥质土再加上体积比20%粘土制成土壤和肥料共存的大颗粒团粒，其颗粒直径为∮3mm-∮10mm的连续级配，然后用钙镁磷或聚合物或硫基包衣，成为缓释土壤肥料团粒；

步骤s106，筛出∮3mm-∮4mm缓释土壤肥料团粒，用∮4mm-∮10mm缓释土壤肥料团粒、5%-10%质量比例的包膜杀菌型bb肥与高次团粒剂、稳定剂和水的溶液制成外层带有高次团粒剂的控释土壤肥料团粒胶囊；

步骤s107，用上述的控释土壤肥料团粒胶囊作为骨料，再与下述有机质总含量20%-30%，总氮含量3%-10%的材料：耕织土、泥炭、有机肥、生物肥、复混肥、椰粉、稻壳、稻草纤维、水进行配合比设计，制成与喷锚支护混凝土相类似的自密实的喷播混合材料；

步骤s108，用混凝土喷浆机或喷播机参照gb50086-2015《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》进行基层喷播混合材料的喷播；喷播时按照先喷物质交换排水孔11内后基层6的顺序；

步骤s109，用∮3mm-∮4mm缓释土壤肥料团粒和聚合物（例如二聚环戊二烯与大豆衍生甘油酯的共聚物）涂层胶囊肥料与高次团粒剂、稳定剂和水的溶液制成外层带有高次团粒剂的表层喷播用的团粒胶囊；

步骤s110，用混凝土喷浆机或喷播机喷播配有表层喷播用的团粒胶囊、地被种子及耕织土、泥炭、钙镁磷、生物肥、复混肥、稻壳、木粉、木纤维、稻草纤维、水及高次团粒剂、稳定剂等的喷播表层；在物质交换孔处点播灌木种子；

步骤s111，用无纺布或遮阳网苫盖并浇水管护。

所述物质交换排水孔11直径为∮50mm-∮200mm、深度400mm-1500mm。

所述混凝土修补凿开位置为比原喷锚混凝土高一个强度等级的混凝土或c25混凝土进行修补；

所述的砂浆强度等级为m15，修补混凝土强度等级为c25.接长锚杆直径∮20mm,长度300mm-400mm,喷播锚杆直径∮20mm.长度1000mm。

所述接长锚杆5和喷播锚杆3为钢筋制成，直径∮14mm-∮25mm，接长锚杆5和喷播锚杆3杆头采用钢筋直径∮6mm-∮14mm长度20mm-100mm焊接而成。

所述喷播基层厚度为8cm-25cm。表层厚度控制在2cm-2.5cm；地被植物采用高羊茅、火炬组合，随表层一起喷播；灌木植物为多花木兰、马棘、荆条、马桑组合，采用在物质交换孔处点播的方式播种。

所述三维植物网7或低密度加筋麦克垫网眼孔径为10mm-20mm，所述网眼孔径为植物网平面网孔径或麦克垫孔径；

所述的步骤c中，在坡面安装三维植物网7或低密度加筋麦克垫，根据坡面不同采用不同的安装方式：

在陡坡、反坡面反向安装三维植物网7或低密度加筋麦克垫，即平面网在外，三维网在内；

坡度平缓的坡面可顺向安装三维植物网，即平面网在内，三维网在外；

按照设计的喷播基层厚度用接长锚杆5和喷播锚杆3支撑和锚固住三维植物网7并用扎丝或尼龙扎带绑扎，即平面网与基面的距离等于基层厚度；

对于易滑坡的坡面可贴坡面加设一层镀锌铁丝网。

所述混凝土喷浆机为湿式混凝土喷浆机；所述喷播机为客土喷播机；其中喷口距离作业面1m,垂直对向作业面，基层一次喷成。

所述的喷播表层11中的高次团粒剂或粘结剂其含量依据坡度陡缓情况其表层的质量配比为0%-10%。

所述的缓释土壤肥料团粒总养分n+p2o5+k2o=5%~10%。

所述的稻草纤维其长度为5cm~7cm；

所述的包膜杀菌型bb肥其颗粒直径为∮3.35mm-∮5.60mm；

所述的聚合物涂层胶囊肥料其颗粒直径为∮1.00mm-∮4.75mm。