一种膨胀土边坡生态防护结构的制作方法

本实用新型涉及一种膨胀土边坡生态防护结构。

背景技术：

膨胀土是一种吸水膨胀软化、失水收缩开裂的特殊黏性土，其主要工程性质是具有强亲水性、多裂隙性、超固结性和反复胀缩性。在膨胀土地区修建的公路边坡易发生滑塌等灾害，甚至出现反复治理、反复失败的情况，严重地制约了我国高速公路的建设和发展。

现在对膨胀土地区的边坡进行防护一般有下面几种形式，一、采用边坡护坡，边坡护坡一般使用石料、混凝土、砌块等将整个坡面完全封闭，该方法虽然能在一定程度上防止边坡滑坡及水土流失，但严重破坏了当地的生态环境，也不符合科学发展观的要求，而且膨胀土易开裂易鼓胀的性质容易使上部工程结构发生破坏，达不到防护效果；二、采用客土喷播技术，但是客土喷播技术容易受重力和雨水影响，喷上去的基材容易被冲掉，喷播厚度达不到要求，造成基材浪费和水土流失，且膨胀土干缩湿胀特征明显，降雨条件对于基材生长极其不利，难以达到防护效果；三、采用植被防护，但是膨胀土具有遇水即软化、崩解的特性，当坡面没有达到自然稳定的坡率时，坡面常常会因崩解而不断剥落，因此，植物很难扎下根。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足而提供一种结构清晰，香根草植被防护与土工网层、稻秸秆泥浆相结合，长期护坡、绿化美观的膨胀土边坡生态防护结构。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的的技术方案是：

一种膨胀土边坡生态防护结构，在膨胀土边坡上依次设置有土工网层、稻秸秆泥浆层和香根草层，所述稻秸秆泥浆层内设置有柔性格构防护结构，所述柔性格构防护结构设置在土工网层上侧并且布满土工网层，所述柔性格构防护结构包括高度小于稻秸秆泥浆层厚度的柔性隔板，所述柔性隔板上设有多个搭接卡口，多片所述柔性隔板通过搭接卡口连接成一整体，从而组装成格子状的柔性格构防护结构。

进一步的，所述香根草层是由香根草在稻秸秆泥浆层上成品字型排布构成。

进一步的，所述膨胀土边坡的坡顶和坡脚分别设置有截水沟，所述膨胀土边坡上每隔一段距离设置一条与截水沟连通的纵向排水沟形成地表水防排水系统。

进一步的，所述稻秸秆泥浆层上还铺设有一层基肥层，所述香根草层铺设在基肥层上。

进一步的，所述土工网层为黑色的聚乙烯构成，所述柔性隔板为 PVC板构成。

由于采用上述结构，本实用新型具有如有优点：

1、利用土工网层包裹住边坡，在提高边坡稳定性的同时将边坡与上层结构分离，使上部稻秸秆泥浆层不受膨胀土边坡开裂的影响，保证其稳定性。另外土工网层材料为黑色的聚乙烯，具有保温作用，可以防止膨胀土边坡受温度变化发生干湿循环活动而产生大量裂隙。

2、采用稻秸秆泥浆层，使得加入稻秸秆的泥浆强度得到提高，抗冲刷能力增强，且秸秆降解后可以为植被提供养分，形成天然基肥，保护环境节约成本。而且稻秸秆泥浆层在边坡表层形成一个减少水体入渗的人工掩体，隔断膨胀土体与外界联系，避免了由于风吹、日晒和雨淋等不利天气对膨胀土体温度和湿度的影响。

3、土工网层与稻秸秆泥浆层之间摩擦和咬合力可提供一定的抗剪强度以抵抗边坡的变形破坏。

4、通过在稻秸秆泥浆层内设置隔板形成格构框架柔性支护结构能够减少雨水对稻秸秆泥浆层表面的冲刷，提高整体强度，在香根草层种植初期防止雨水冲刷带走泥浆层及表面基肥，破坏植被生长条件，且柔性格构防护结构是通过多片柔性隔板，利用柔性隔板上的搭接卡口相互连接构成，这样方便组装和运输，柔性隔板带有一定的柔性，不会因坡面鼓胀或凹陷而发生破坏，而且制作方便成本低廉，可批量生产，不易腐烂，可达到长期防护效果。

5、香根草层是由香根草在稻秸秆泥浆层上成品字型排布构成，香根草具有密集丛生，须根发达，可深达2-3米，对土壤要求不严，易成活等特点，用于膨胀土这种特殊土质边坡的防护具有很多优势，根系深入土壤可视为根-土复合体材料，使土体强度提高。

6、在坡顶和坡脚设置截水沟，在边坡上每隔一段距离设置一条纵向排水沟与截水沟连通形成地表水防排水系统，有效的减少了地表水的入渗，当植物根系生长深入膨胀土体内部与边坡形成整体结构时，边坡稳定性和抗冲蚀能力会显著增强。

综上所述，本实用新型结构造价低廉、施工简单、抗渗抗冲刷能力强，在膨胀土这种特殊土体的防治中凸显出很多优点，达到长期护坡、绿化美观的效果。

附图说明

图1为本实用新型的剖面图。

图2为本实用新型的正视图。

图3为本实用新型隔板的结构示意图。

附图中，1、膨胀土坡面；2、土工网层；3、稻秸秆泥浆层；4、基肥层；5、香根草层；6、截水沟；7、纵向排水沟；8、柔性隔板； 9、搭接卡口。

具体实施方式

下面结合附图，进一步详细说明本专利的具体实施方式。

如图1至3所示，一种膨胀土边坡生态防护结构，首先采用土工网层2在膨胀土坡面1的表面自上而下铺设，使土工网层2与膨胀土坡面1紧密结合，土工网层将膨胀土坡面1包裹；铺设完毕后在其上部铺设柔性格构防护结构，所述柔性格构防护结构由多个柔性隔板8 搭接成的，每个柔性隔板8上设有两个搭接卡口9相互搭接，本例中，柔性隔板8由PVC板构成。

稻秸秆泥浆层3，为在泥浆中加入稻秸秆提高泥浆层的抗剪抗冲刷能力，稻秸秆泥浆层有效阻挡雨水入渗；稻秸秆泥浆层3达到一定强度时嵌入柔性格构防护结构，或者在土工网层2上先铺设柔性格构防护结构，然后在柔性格构防护结构上铺设稻秸秆泥浆层3，使得稻秸秆泥浆层3填满柔性格构防护结构的格子，稻秸秆泥浆层3铺设好后，在稻秸秆泥浆层3上铺设基肥层4，在基肥层4上铺设香根草层 5，香根草层5是由香根草在稻秸秆泥浆层上成品字型排布构成，铺设土工网层可以防止滑坡且消除膨胀土开裂对上层结构的影响，保证上部泥浆结构不会因边坡开裂而破坏；铺设稻秸秆泥浆层3可以减少雨水入渗且可以保证边坡表面的温度和湿度，防止膨胀土反复胀缩循环，从而减少土体开裂；柔性格构防护结构搭接成的格构结构由于其与膨胀土坡面1接触面积大可减少膨胀土坡面1反力，使膨胀土坡面 1受力均匀，增大泥土强度，同时可大大减少雨水对稻秸秆泥浆层表面的冲刷，为香根草种植提供良好的生长条件。整体结构可有效减少地表水和大气水的入渗，减少冲刷，根系的加筋作用增强了土体强度，植被的蒸发、蒸腾作用阻止了土体强度的进一步衰减，因此是一种有效的膨胀土边坡防护方法。

土工网层2具有抗老化耐腐蚀的特征，铺设在边坡与稻秸秆泥浆层3之间能保证作用的持续性与长久性，土工网层的作用一方面可将边坡包裹住，减小位移，防止侵蚀，避免塌方和水土流失，另一方面起到稻秸秆泥浆层3与膨胀土边坡的隔断作用，使稻秸秆泥浆层3结构不受膨胀土边坡开裂的影响，使边坡与稻秸秆泥浆层3之间的摩擦力显著增加，增强整体结构的稳定性。泥浆一般用于钻孔桩施工中清孔、形成泥皮防止孔壁坍塌、冷却润滑钻具钻头等作用，很少用于边坡防护，稻秸秆泥浆层3为在泥浆中掺稻秸秆，这样使得稻秸秆泥浆层3整体强度增大，抗压抗剪抗渗能力均显著提高，在边坡外表面形成一层保护膜，既防止大气与地表水的入渗，又保证边坡恒温恒湿，减少膨胀土因温度、水分变化发生干湿循环而开裂。秸秆的加入使泥浆具有一定的保水性，保证植被持久供水需求的同时避免土体干缩速度过快产生开裂，加入的稻秸秆降解后可以为植被提供养分，充分发挥生态护坡机制的特点。

稻秸秆泥浆层3与柔性格构防护结构相匹配能够减少雨水对稻秸秆泥浆层表面的冲刷，提高整体强度，在香根草种植初期防止雨水冲刷带走泥浆层及表面基肥层4，破坏植被生长条件，且柔性格构防护结构不会因膨胀土坡面1鼓胀或凹陷而发生破坏，柔性格构防护结构制作方便成本低廉，可批量生产，不易腐烂，可达到长期防护效果。

香根草属多年生、植株高大直立的草本植物，主要靠分蔸或分蘖繁殖，香根草的地下须根系统发达，其根系生长速度快且长度大，一旦种植成功，其庞大的地表径叶部分将具有强大的蒸腾作用，当暴雨和洪水过后，它能尽快将地下的积水通过其叶面挥发排除，以减少和分散过量水份的侵蚀，降低斜坡(或工程面)滑坡与塌方的可能性，因此香根草用于膨胀土边坡这种特殊土质的边坡防护具有很多优势。香根草在种植前应进行“剪裁”，上部分保留20cm-30cm为宜，根系剪至 5cm-10cm为宜，为保证成活率先要进行窝根，窝根15-20天即可种植到边坡，当植被完全生长，根系通过稻秸秆泥浆层深入到边坡土体形成一个牢固的复合嵌固体系。

具体实施步骤如下：

(1)为保证土工网层与膨胀土坡面1紧密结合，整理、清扫边膨胀土坡面1，清楚阻碍物；

(2)土工网层2规格选用CE131，该规格的土工网层主要用于绿化边坡防护，网孔尺寸(27×27)±2mm，网厚5.2mm，在坡顶及坡脚处分别开挖宽20cm，深30cm的沟槽，将土工网层铺设于沟内，用U型钢钉固定并填土夯实，再从坡顶自上而下铺设土工网层，网之间重叠搭接，搭接宽度15cm；

(3)待土工网层2铺设完毕将稻秸秆泥浆层3摊铺在土工网层上并抹平，如图2所示，稻秸秆纤维长度为2cm，质量加筋率为0.3％ (即单位体积稻秸秆与泥浆质量比为0.3％)，泥浆比重控制在1.1-1.3 之间，比重过小易导致雨水冲刷土体流失，比重过大则易产生崩解，根据上述参数标准与稻秸秆配置泥浆混合料，泥浆层厚度0.2m，使用泥浆泵人工辅助铺设；待泥浆养护一段时间，表面形成一层泥皮结构时砌入柔性格构防护结构；

(4)柔性格构防护结构中的柔性隔板8的长度0.5m，宽0.2m，厚10mm，在距板的的中间位置和距两端3cm位置设置有搭接卡口9，两柔性隔板8通过搭接卡口9拼接成“十”字型，然后依次按此方式搭接形成一个整体的格构框架结构，具体搭接方式见图3，泥浆层厚度与柔性隔板8的高度一致，因此在降雨时水流不会因为凹凸不平的膨胀土坡面1形成流速更大的紊流，同时柔性格构防护结构不会裸露在外面影响结构美观性(起到防冲刷的效果)。

(5)香根草层5，为保证成活率，先将香根草幼苗进行窝根，首先将香根草分成3-4株一簇，然后将塑料袋中装入5cm腐殖土，再将一簇香根草放入袋中，再装入6-10cm腐殖土，保证根部能将土完全覆盖，最后定期洒水确保其定期返青，窝根15-20天准备种植到边坡。

(6)待泥浆达到一定强度时，结合整地施加基肥层4种植香根草，株距15cm，行距60cm，这样适当放宽行距，增加株距，保证了香根草在种植条带上的种植数量及单位面积内的基本苗数；结合柔性格构防护结构的规格，每个框格平均种植两丛香根草，4-5蘖为一丛水平等高带状沿坡种植，上下层香根草苗纵向错开，成品字型种植，苗成活后能有效地拦截地表径流，防止膨胀土坡面1侵蚀效果更佳；

(7)种植当天结合人工辅助浇水，1个月内每周两次，45天后进行施肥1-2次，以后不再施用。

在坡顶和坡脚设置截水沟6，每隔5m设一条纵向排水沟7，宽度设计为30cm，形成该结构的地表水防排水系统。