一种生态联锁式护坡植生砖及其制备方法与流程

本发明涉及一种生态联锁式护坡植生砖及其制备方法。

背景技术：

近年来随着我国水利工程和交通工程的大规模建设以及矿产资源的开采，形成了许多裸露的坡面，造成大量水土流失和地质灾害隐患的同时，还加剧了生态系统的退化。现有的护坡工程通常采用：1、传统的刚性衬砌(例如浆砌块石护坡、现浇混凝土护坡等)，刚性衬砌存在总体成本高，对库岸变形适应性不佳，生态性较差的缺点；2、柔性生态护坡护砌(例如绿化植生盘护坡，植被水工砖护坡，格宾护坡等)，柔性生态护坡技术则具有经济性好，变形适应性强，自然生态等突出特点。传统的植被水工砖砌块与砌块之间的固定仅仅是在坡面上，其上下表面无法咬合固定，导致其在水流作用下容易上浮下陷影响砖体稳固性。由于缺少上下表面的咬合作用，当边坡发生局部沉陷或结冰隆起时，传统的水工砖容易发生局部破坏。而单纯的植生盘抗压、抗冲刷能力弱，在暴雨和洪水冲刷下养分容易流失，导致护坡作用大大降低。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述问题，本发明的第一个目的是提供一种结构合理的生态护坡植生砖，通过联锁自嵌式的结构设计既解决了传统水工砖砌块与砌块之间(尤其是上下表面)咬合较弱，整体性较差等缺点，又解决了传统植生盘抗冲刷抗压能力弱的特点。实现坡面护坡加固、生态的快速修复功效。

本发明的第二个目的是提供一种生态联锁式护坡植生砖的制备方法。

为实现上述第一个目的，本发明采用如下技术方案：一种生态联锁式护坡植生砖，包括砌块本体和植生盘体；所述砌块本体包括中心部、安装卡块和安装卡槽；

所述中心部的中心位置具有中心孔，所述植生盘体设置在中心孔内，且植生盘体上表面低于中心部上表面；

所述中心部在竖直方向具有前、后、左、右四个侧面，所述安装卡块位于中心部的前侧面和左侧面，且朝向远离中心部的方向延伸形成，所述安装卡槽位于中心孔的后侧面和右侧面，且朝向中心部的中央方向凹陷形成；

所述安装卡块的厚度和安装卡槽的深度均小于中心部的厚度，且安装卡块的厚度和安装卡槽的深度相等、形状相同，通过相邻植生砖上的安装卡块与安装卡槽的相互咬合实现全方位联锁。

作为优化，所述安装卡块具有截面呈梯形的头部与截面呈方形的尾部，其中，所述头部远离中心部，所述尾部靠近中心部。

作为优化，所述植生盘体上表面到中心部上表面的高度为1～2厘米。

作为优化，所述中心孔内还设有可降解底片，所述可降解底片位于植生盘体的下方。

作为优化，所述可降解底片为多个十字架形成的网状结构，所述十字架由横杆和竖杆构成，所述横杆和竖杆上具有多个透水孔，所述透水孔的轴线与其所在横杆或竖杆的长度方向垂直。

作为优化，所述植生盘体各组分的质量份数如下：

种植土15-25；

有机质3-5；

长效复合肥5-15；

生物菌肥5-15；

可降解植物残体20-40；

粘合剂3-5；

保水剂3-5；

所述种植土中含有适合在库岸边坡上生长的深根型、耐淹耐旱性强、抗逆性强的植物种子。

作为优化，所述植物种子选用狗牙根、牛鞭草、香根草、多花木兰、百喜草或银合欢等种子。

作为优化，所述保水剂为高吸水性树脂；所述粘合剂为羧甲基纤维素钠溶液。

为实现上述第二个目的，本发明采用如下两种技术方案：

第一种技术方案：一种制备上述生态联锁式护坡植生砖的方法，该方法包括如下步骤：

1)制作用于制备砌块本体的一号模具；

2)在一号模具上，在用于制备植生盘体的内环底面铺设一层有孔的土工膜；

3)在步骤2)所述的土工膜上放入可降解底片；

4)将制备植生盘体的原料按比例混合搅拌均匀后倒入所述一号模具的内环；

5)将搅拌好的混凝土原料注入一号模具的外环内；

6)向所述一号模具上施加5～10MPa大小压力固定成型；

7)3～5天自然风干后得到目标护坡植生砖。

第二种技术方案：一种制备上述生态联锁式护坡植生砖的方法，该方法包括如下步骤：

1)制作用于制备砌块本体的二号模具；

2)将混凝土倒入所述二号模具中，制备砌块本体；

3)制作用于制备植生盘体的三号模具；

4)在三号模具内的底面铺设一层有孔的土工膜；

5)在步骤4)所述土工膜上放入可降解底片；

6)将制备植生盘体的原料按比例混合搅拌均匀后倒入所述三号模具内；

7)向所述三号模具上施加5～10MPa大小压力固定成型；

8)3～5天自然风干后得到目标植生盘体；

9)将步骤8)制作好的植生盘体与步骤2)制备好的砌块本体进行组装得到目标护坡植生砖。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：

1、使用本发明提供的护坡植生砖护坡，其抗侧、抗裂和抗倾覆能力强、整体稳定性高、持久耐用，大大节省了后期运行维护费用，具有较好的长期经济效益，可广泛适用于水利、交通、市政等建设工程和矿产资源开采后的边坡加固和生态恢复。

2、传统的砖体固定仅仅是在坡面上，其上下表面无法咬合固定，导致其在水流作用下容易上浮下陷影响砖体稳固性，本发明通过相邻安装卡块和安装卡槽的咬合实现水平、垂直方向的全方位联锁，大大提高护坡的安全稳固。

3、本发明护坡植生砖通过联锁自嵌式的结构设计既解决了传统水工砖砌块与砌块之间(尤其是上下表面)咬合较弱，整体性较差等缺点，又解决了传统植生盘抗冲刷抗压能力弱的特点。实现坡面护坡加固、生态的快速修复功效。

4、本发明护坡植生砖的尺寸一致，可采用设备进行工厂化批量生产，无需现场制备，生产效率高、生产质量稳定。

5、相邻护坡植生砖上的安装卡块与安装卡槽通过联锁自嵌,砖体铺设无需砂浆混凝土施工，简单易操作、施工成本低、施工效率高，适用于各种边坡加固和生态恢复。

6、本发明护坡植生砖的平面尺寸较小一般为几十厘米，厚度为10-20厘米左右，因而具有一定的柔性，有较好的防冻胀能力，

7、本发明护坡植生砖中空设计不但降低水的扬压力提高库岸稳定性，还允许植生盘内根系深入基础土体，并最终盘根错节成为三维加筋材料，同时中空设计能够减少砌块的用料节省投资。

8、可通过变换砌块本体的颜色和植生盘体内的种子类型等方法来取得较好的护坡整体美观效果。

9、植生盘体的制作材料不仅不会对环境造成污染，而且会使得土壤更为肥沃有利于边坡生态系统的快速恢复。

10、十字型可降解底片的透水孔保证了植生盘体水分的流通有利于植被恢复。

附图说明

图1为本发明生态联锁式护坡植生砖一个角度的立体图。

图2为本发明生态联锁式护坡植生砖另一个角度的立体图。

图3为图1的主视图。

图4为图1的左视图。

图5为图1的俯视图。

图6为本发明所述安装卡块的立体图。

图7为图6的主视图。

图8为图6的左视图。

图9为图6的俯视图。

图10为构成可降解底片的十字架的立体图。

图11为多个生态联锁式护坡植生砖联锁后的示意图。

图中，1-中心部、2-安装卡块、2b-头部、2a-尾部、3-安装卡槽、4-植生盘体、5-可降解底片、5a-十字架、5b-透水孔。

具体实施方式

下面对本发明作进一步详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“竖直”、“中心”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“底”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：参见图1-图10，一种生态联锁式护坡植生砖，包括砌块本体和植生盘体4。所述砌块本体包括中心部1，中心部1的中心位置具有中心孔，所述植生盘体4设置在中心孔内，且植生盘体4上表面低于中心部1上表面；具体实施时，所述植生盘体4上表面比中心部1上表面底1～2厘米，从而保护植生盘体4，减少外物对植生盘体4的挤压。

砌块本体中空设计不但降低水的扬压力，而且由于允许植生盘内根系深入基础土体，并最终盘根错节成为三维加筋材料，从而提高库岸稳定性；同时中空设计能够减少砌块的用料节省投资。另外，植生盘体由可降解植物残体等环保材料制成，不仅不会对环境造成污染，而且会使得土壤更为肥沃，有利于边坡生态系统的快速恢复。

所述中心部1在竖直方向具有前、后、左、右四个侧面，所述安装卡块2位于中心部1的前侧面和左侧面，且朝向远离中心部1的方向延伸形成,所述安装卡槽3位于中心孔的后侧面和右侧面，且朝向中心部1的中央方向凹陷形成；所述安装卡块2的厚度和安装卡槽3的深度均小于中心部1的厚度，且安装卡块2的厚度和安装卡槽3的深度相等，形状相同，即安装卡块2的厚度和安装卡槽3的深度相等，安装卡块2的形状和安装卡槽3的形状也相同，通过相邻护坡植生砖上的安装卡块2与安装卡槽3的相互咬合实现全方位联锁。使用时，多块护坡植生砖铺设在坡面上，相邻两块护坡植生砖上的安装卡块2与安装卡槽3相互咬合，这不仅限制了护坡植生砖在坡面方向的位移，而且防止护坡植生砖的相互上下错动，从而全方位限制护坡植生砖的位移，提高了护坡植生砖的整体性和稳定性。

作为优化，在保证安装卡块2的厚度与安装卡槽3的深度相等，且安装卡块2的形状和安装卡槽3的形状保持一致的前提下，安装卡块2和安装卡槽3可以采用任何方便卡接的结构和形状，优选采用如下结构：所述安装卡块2具有截面呈梯形的头部2b与截面呈方形的尾部2a，其中，尾部靠近中心部1，头部2b远离中心部1。所述安装卡块和安装卡槽相互咬合能很好的限制相邻护坡植生砖的前后、左右位移，而通过保持安装卡块厚度和安装卡槽深度一致，能防止上下移动，从而实现相邻护坡植生砖的全方位联锁，保证护坡植生砖整体稳定。

所述中心孔内还设有可降解底片5，所述可降解底片5位于植生盘体4的下方。可降解底片5的设置保证了植生盘体4水分的流通，有利于植被恢复。具体的，所述可降解底片5为多个十字架5a形成的网状结构，所述十字架5a由横杆和竖杆构成，所述横杆和竖杆上分别具有多个透水孔5b，所述透水孔5b的轴线与其所在横杆或竖杆的长度方向垂直，即所述横杆上透水孔5b的轴线与横杆的长度方向垂直，所述竖杆上透水孔5b的轴线与竖杆的长度方向垂直。可降解的底片5不仅不会对环境造成污染，而且十字架型带孔结构有利于植生盘4内水分的流通，从而有利于植被的恢复。

作为优化，所述植生盘体4各组分的质量份数如下：

种植土的质量份为15-25，具体实施时，可以选择质量份数15、18、20、22和25；

有机质质量份为3-5，具体实施时，可以选择质量份数3、3.5、4、4.5和5；

长效复合肥质量份为5-15，具体实施时，可以选择质量份数5、8、10、12和15；

生物菌肥质量份为5-15，具体实施时，可以选择质量份数5、8、10、12和15；

可降解植物残体质量份为20-40，具体实施时，可以选择质量份数20、25、30、35和40；

粘合剂质量份为3-5，具体实施时，可以选择质量份数3、3.5、4、4.5和5；所述粘合剂可用羧甲基纤维素钠溶液；

保水剂质量份为3-5，具体实施时，可以选择质量份数3、3.5、4、4.5和5；所述保水剂可用高吸水性树脂。

所述种植土中含有适合在库岸边坡上生长的深根型、耐淹耐旱性强、抗逆性强植物种子。植物种子最好为狗牙根、牛鞭草、香根草、多花木兰、百喜草或银合欢等种子。

参照图11，施工时保持护坡植生砖安装卡块2位于上侧和左侧，安装卡槽3位于下侧和右侧，既可实施成行铺设又可成列铺设。将预铺设植生砖上的安装卡块2卡进相邻已铺设的护坡植生砖的安装卡槽3内即可。传统的砖体固定仅仅是在坡面上，其上下表面无法咬合固定导致其在水流作用下容易上浮下陷影响砖体稳固性，本发明中通过安装卡块2和安装卡槽3的联锁实现水平、垂直方向的全方位咬合，限制护坡植生砖位移，大大提高护坡的安全稳固。

实施例2：下面给出两种具体制备实施例1中生态联锁式护坡植生砖的方法：第一种制备实施例1中生态联锁式护坡植生砖的方法，该方法包括如下步骤：

1)制作用于制备砌块本体的一号模具；

2)在一号模具上，在用于制备植生盘体4的内环底面铺设一层有孔的土工膜；

3)在步骤2)所述的土工膜上放入可降解底片5；

4)将制备植生盘体4的原料按实施例1所述比例混合搅拌均匀后倒入所述一号模具的内环；

5)将搅拌好的混凝土原料注入一号模具的外环内，具体可将C20混凝土注入一号模具的外环内；

6)向所述一号模具上施加5～10MPa大小压力固定成型；

7)3～5天自然风干后得到目标护坡植生砖。

第二种制备实施例1中生态联锁式护坡植生砖的方法，该方法包括如下步骤：

1)制作用于制备砌块本体的二号模具；

2)将混凝土倒入所述二号模具中，制备砌块本体，具体可使用C20混凝土；

3)制作用于制备植生盘体4的三号模具；

4)在三号模具内的底面铺设一层有孔的土工膜；

5)在步骤4)所述土工膜上放入可降解底片5；

6)将制备植生盘体4的原料按实施例1所述比例混合搅拌均匀后倒入所述三号模具内；

7)向所述三号模具上施加5～10MPa大小压力固定成型；

8)3～5天自然风干后得到目标植生盘体4；

9)将步骤8)制作好的植生盘体4与步骤2)制备好的砌块本体进行组装得到目标护坡植生砖。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。