蓄排水管联合多功能汲水加筋带的框格式植被水泥土护坡方法及设施与流程

本发明属于边坡工程领域，特别涉及一种边坡工程中的蓄排水管联合致密汲水加筋带的新型框格式植被水泥土护坡装置和方法。

背景技术：

在土坡工程绿化中，由于坡度较缓，目前主要通过撒草种、铺草皮、液压喷播植草、三维网植草、格构梁骨架植草等方法进行生态防护。在岩质边坡工程中，由于坡度较陡，多采用锚杆喷射混凝土的技术，为了绿化效果，也会进行挂网客土喷播、挂网基材喷播、挂网植被混凝土喷播，以实现边坡生态防护。但是这些现有方法和技术均存在坡度不能很陡、植被种植的立地条件难以建立、喷射物由于土太薄而持水保土难度大、施工费用高、养护系统复杂且耐久性差、养护模式难以持久、绿化基质层太薄不能生长灌木等问题。直到2016年12月才出现了20几页的国家能源局发布的《水电工程陡坡植被混凝土生态修复技术规范》，但规定的内容非常少，尤其对养护模式、生态效应耐久性、一般只能用草而不能用灌木覆植等问题，还没能给出很好的解决办法。本发明专利主要就是为了解决目前现场弃渣土不能充分利用、植被混凝土不能解决灌草比问题、不能进行有效地持水保土以及“半年生，一年荒，次年死光光”的难题。

技术实现要素：

为了克服现有的边坡工程生态防护特别是较陡岩质边坡生态防护技术的不足，本发明提供一种边坡工程中的蓄排水管联合致密汲水加筋带的新型框格式植被水泥土护坡方法及装置，特别适用于较陡岩质边坡的生态防护。

本发明是发明人基于国家自然科学基金项目(no:51579167)的资助而提出。

本发明提供一种蓄排水管联合致密汲水加筋带的框格式植被水泥土护坡方法，在需要植被生态修复的陡坡上按照阵列方式埋设锚杆，在锚杆上架设横杆和用于收集、蓄排雨水的蓄排水管；将若干列汲水加筋带分别绕过每根横杆并张紧，与每根横杆正交，形成以横杆和汲水加筋带为框架的框格式结构；在张紧悬空的汲水加筋带上固定活根团，在与排蓄水罐对应的位置将汲水加筋带打结形成汲水结，并置入蓄水管中汲水为植物供给水分；沿坡面覆盖混有植物种子的植被水泥土，将蓄排水管、横杆、活根团和汲水加筋带完全掩埋。

进一步对，该方法包括以下内容：

(1)在需要植被生态修复的陡坡的坡顶集水区和自然边坡段之间，开挖坡顶截水沟，在坡脚开挖排水沟；

(2)从边坡的斜坡上缘起沿坡面向下，沿坡向成列、沿水平方向成排地埋设若干锚杆，沿每排锚杆绑扎一根横杆，将致密汲水加筋带按照一定间距沿坡纵向从坡顶往下依次绕过每根横杆，并将汲水加筋带张紧，形成以横杆和汲水加筋带为框架的框格式结构；

(3)将活根团按一定株距绑扎在每列张紧的致密汲水加筋带上，植株枝茎的方向朝上，根部朝下；

(4)对应每排横杆固定一根长度匹配的用于收集和蓄排降雨的蓄排水管，顺坡向相邻的上下两根蓄排水管通过连通管连通，坡脚处的蓄排水管与排水沟连通；

(5)所述多功能致密汲水加筋带在绕过每根横杆时，预留出一定长度并打结形成汲水结，置入蓄水管中汲水为植物供给水分；

(6)在每列致密汲水加筋带之间的空白地带，按照一定株距竖直放置短棒，在坡面上铺设植被水泥土，可以人工敷设或者用喷射机喷射到坡上，厚度满足覆盖住蓄排水管、横杆、活根团和致密汲水加筋带，在水泥土初凝后取出短棒形成蓄水或蓄土孔，可以有效地消纳坡面径流，进一步完善补充了蓄排水管和致密汲水加筋带的持水能力，把整个坡面做成了一个硬化的海绵体，也可以在便捷的成孔中进一步种植一些小灌木。

所述方法不限于以上编号的步骤，可以灵活进行搭建顺序的改变。

进一步地，所述连通顺坡向相邻的两根蓄排水管的连通管由硬质短管和软塑胶管段构成，所述硬质短管的一端插入蓄排水管中并在搭接处密封防水，硬质短管另一端预留在蓄排水管外用于与软塑胶管段连接，所述软塑胶管段伸入相邻的下一蓄排水管中；或，所述连通管为一根软塑料管，其一端插入蓄排水管中并在搭接处密封防水，另一端伸入相邻的下一蓄排水管中。

进一步地，硬质短管或塑胶软管在蓄排水管内的置入高度满足：不高于蓄排水管管径，以便保证蓄排水管的蓄水水位，同时在水位高出硬质短管管口时水自动流入下一蓄排水管。

进一步地，所述致密汲水加筋带在绕过每排横杆时，打结留出一定长度形成汲水结置入蓄排水管中用于汲水；进一步地，通过缠绕汲水加筋带将汲水结固定于长度小于或等于蓄排水管直径的卡栓上(8)，并将所述卡栓置入蓄排水管中，使其与蓄排水管正交卡在蓄排水管内管壁之间，以防止致密汲水加筋带滑出蓄排水管。

进一步地，蓄排水管的两端设置有封胶堵头，壁面上设置有朝上的槽口，用无纺布遮盖槽口防止蓄排水管中落土。

进一步地，所述致密汲水加筋带为用尼龙、涤纶、或丙纶致密织带制作的持水加筋条带，不仅具有一定的抗拉强度，而且具有很好的毛细输水性。

进一步地，所述植被水泥土通过以下方法得到：将渣土晾晒干压碎后的粗颗粒、泥粉、种子，以及外加的无机颗粒肥、碎屑秸秆或锯末、水泥及少量石子拌和均匀，再与少许水拌合。植被水泥土护坡土的粗颗粒、少量石子作为骨架材料，水泥起到胶结作用，使拌合物硬凝后具有一定的固化强度，防止降雨冲刷破坏，但整个水泥土由于有大颗粒又透水透气，加上碱性较小，灌草植被根系可在水泥土中成长。由于有蓄排水管和致密汲水加筋带作为支挡结构，甚至可以是纯土。

进一步地，所述蓄排水管置于横杆下方或上方与横杆平行设置，且与横杆共同绑扎在锚杆上，所述汲水加筋带沿坡按照一定的间距纵向布置并与横杆正交缠绕通过。

本发明提供的上述方法构建的蓄排水管联合致密汲水加筋带的框格式植被水泥土护坡设施，该设施中蓄排水管和致密汲水加筋带既是支挡结构，又是持水保水设施，横杆还可以当作人工施工脚踩的台阶，省去脚手架。整体结构简单，搭建容易，材料耗费少，成本低，特别适用于较陡岩质边坡的生态防护。

本发明方案中，所述方法构建的蓄排水管联合致密汲水加筋带的框格式植被水泥土护坡设施，蓄排水管和致密汲水加筋带既是植被水泥土的支挡结构，又是持水保水设施。用蓄排水管收集雨水，利用致密汲水加筋带的强毛细力吸水、持水和输水，为植物生长提供水分，减少人工灌溉的人工人成本，且节约水资源。张紧的致密汲水加筋带同时具有一定的抗拉强度，对坡面立地条件的建设起到既加筋又加水的作用。蓄排水管结合致密汲水加筋带，成为一种新型的截排水、蓄水和框格支挡等三合一的护坡结构。拉紧的致密汲水拉筋带代替传统的喷射植被混凝土中的钢筋网，并与蓄排水管一起，构成新型框格式植被水泥土的护坡结构。

此外，在每列致密汲水加筋带之间的空白地带，按照一定株距竖直放置一定高度的短棒，这样可以在喷射植被水泥土初凝后取出短棒在坡面形成蓄水或蓄土孔，可以有效地消纳坡面径流，进一步完善补充了蓄排水管和致密汲水加筋带的持水能力，把整个坡面做成了一个硬化的海绵体，也可以在便捷的成孔中进一步种植一些小灌木，和本发明中的根团技术一起，可以解决目前植被混凝土中只能喷播草籽不能有灌木的难题，即灌草比不能满足工程需要的难题。

本发明提供的上述方法构建的蓄排水管联合致密汲水加筋带框格式植被水泥土护坡设施，特别适用于较陡岩质边坡的生态防护。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果

1.本发明所述方法中的尼龙、涤纶、丙纶等致密织带制作的几厘米宽的致密汲水加筋带，既能利用毛细力吸水持水和输水进行根灌，又具有一定的抗拉强度，可谓对坡面立地条件的建设是起到既加筋又加水的作用，有利于植物生长。拉紧的致密汲水拉筋带代替传统的喷射植被混凝土中的钢筋网，使得养护系统和支挡结构二合一、简单易建立、且利于集水和节水，保证养护水分供给持久，生态效应和耐持久性好，同时节约人工成本。

2.本发明所述方法中的蓄排水管，串联软塑胶管和致密汲水加筋带结合，成为一种新型的截排水、蓄水和框格支挡等三合一的护坡结构，使得立地条件建立变得简单容易，从而能适应陡坡的生态防护。

3.本发明所述方法中的植被水泥土，可以充分利用现场泥岩砂岩等弃渣，减少石子用量，利用土的粗颗粒、少量石子作为骨架材料，少量水泥起到胶结作用，使拌合物硬凝后具有一定的固化强度，防止降雨冲刷破坏，整个水泥土又透水透气，加上碱性较小，利于灌草植被根系可在水泥土中成长。

4、本发明所述方法中在植被水泥土初凝后取出短棒形成蓄水或蓄土孔，可以有效地消纳坡面径流，进一步完善补充了蓄排水管和致密汲水加筋带的持水能力，把整个坡面做成了一个硬化的海绵体，也可以在便捷的成孔中进一步种植一些小灌木，和本发明中的根团技术一起，可以解决目前植被混凝土中只能喷播草籽不能有灌木的难题，即灌草比不能满足工程需要的难题。

5.本发明所述方法设计合理、工艺简单、易于施工、操作方便、成本低、水肥养护容易、易于推广，可以用于岩质陡坡的生态防护和绿化。

附图说明

图1是本发明实施例的植被水泥土边坡中蓄排水管(5)和横杆(3)两种布置方式的侧视图(a)和(b)。

图2是图1中对应位置有和无蓄水孔和蓄土孔的(10)的两种布置方式的断面图(a)和(b)。

图3是本发明实施例的植被水泥土边坡有无蓄水孔和蓄土孔(10)的两种布置方式的俯视图(a)和(b)。

图4是植被水泥土坡面上蓄排水管构造和连接方式的示意图。

图5是图4中蓄排水管的对应位置的剖面图(a)和(b)。

图中，1-1-较陡坡段、1-2-坡顶集水区、1-3-自然边坡段、1-4-坡顶截水沟、1-5-坡脚排水沟、2-小锚杆、3-横杆、4-致密汲水加筋带、5-蓄排水管、6-1蓄排水管两端的封胶堵头、6-2蓄排水管顶面上的槽口、6-3-盖住槽口的无纺布、7-连通管、7-1-pvc硬短管、7-2-串联蓄排水管的软塑胶管、8-卡栓、9-活根团、10-蓄水或蓄土孔、11-植被水泥土、12-灌木和草本植被。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明所述方法做进一步说明。以下实施方式仅作为本发明的一个实施案例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利保护的范围。

实施例1

蓄排水管联合致密汲水加筋带的新型框格式植被水泥土护坡装置和方法，在需要植被生态修复的较陡坡段1-1上部的坡顶集水区1-2和自然边坡段1-3之间，开挖坡顶截水沟1-4，在坡脚开挖排水沟1-5；从斜坡1-1的上缘起往下，沿坡向成列、沿水平方向成排地设置若干列小锚杆2；分别在同一排锚杆的上侧，绑扎一道在同一水平高度的蓄排水管5，把坡顶和坡面的降雨收集蓄积起来，供生态修复植被养护使用；蓄排水管的长度与整排锚杆相匹配，在蓄排水管的顶面沿管长预先开宽两厘米左右的通长的窄槽6-2，并用无纺布6-3盖住窄槽，并将无纺布扎紧在蓄排水管上，防止蓄排水管中落土。在蓄排水管一端的底部开孔并插入一段与孔径相同的pvc硬短管7-1并封胶防止渗漏，蓄排水管内的硬短管的高度一般不超过管径三分之二的高度，且不露出蓄排水管外，以便保证蓄排水管的蓄水水位，同时在水位高出硬质短管管口时水自动流入下一蓄排水管。软塑胶管7-2套在蓄排水管一端的底侧露出的pvc硬短管上，利用顺坡向的一列软塑胶管7-2把坡面上的每排蓄排水管顺着坡向串联起来。

沿每排蓄排水管上方绑扎一排横杆，将致密汲水加筋带4沿坡向依次绕过每根横杆，并在首尾两根横杆处拴紧，将汲水加筋带张紧，形成以横杆和汲水加筋带为框架的框格式结构。把沿坡向成列的致密汲水加筋带4的对应蓄排水管开口处打结形成汲水结，并将汲水结浸没在蓄排水管的水中；也可以将打结的致密汲水加筋带段缠绕过长度小于或等于蓄排水管直径的卡栓8，并将所述卡栓插入蓄排水管中并旋转卡栓与蓄排水管正交后卡在蓄排水管内管壁之间，防止致密汲水加筋带滑出蓄排水管。把活根团9按一定株距绑扎在汲水加筋带上，植株枝茎的方向朝上。

然后在陡坡段1-1的斜坡上，喷射一层十几厘米厚的植被水泥土11，直至覆盖了蓄排水管和致密汲水加筋带4；植被水泥土层中的活根团和草种子可以生长成为灌草植被12。

所述致密汲水加筋带4，为用尼龙、涤纶、丙纶等致密织带制作的几厘米宽的条带，既能利用毛细力吸水、持水和输水，又具有一定的抗拉强度，可谓对坡面立地条件的建设是起到既加筋又加水的作用，代替传统的喷射植被混凝土中的钢筋网，并与蓄排水管一起，构成新型框格式植被水泥土的护坡结构，有利于植物生长。所述蓄排水管5，串联软塑胶管7和致密汲水加筋带4，成为一种新型的截排水、蓄水和框格支挡三合一的护坡结构。

所述植被水泥土11，是指把渣土晾晒干压碎后的约1厘米直径的粗颗粒、泥粉、种子和无机颗粒肥、碎屑秸秆(或锯末)、少量水泥及少量石子等拌和均匀，再与少许水拌合。土的粗颗粒、少量石子作为骨架材料，水泥起到胶结作用，使拌合物硬凝后具有一定的固化强度，防止降雨冲刷破坏，整个水泥土又透水透气，加上碱性较小，灌草植被根系可在水泥土中成长。由于有蓄排水管和汲水加筋带作为支挡结构，水泥土的水泥含量可以不一样，基层甚至可以是纯土。

实施例2

蓄排水管联合致密汲水加筋带的新型框格式植被水泥土护坡装置和方法，在需要植被生态修复的较陡坡段1-1上部的坡顶集水区1-2和自然边坡段1-3之间，开挖坡顶截水沟1-4，在坡脚开挖排水沟1-5；从斜坡1-1的上缘起往下，沿坡向成列、沿水平方向成排地设置若干列小锚杆2。

沿每排锚杆绑扎一排横杆，将致密汲水加筋带4沿坡向依次绕过每根横杆，并在首尾两根横杆处拴紧，将汲水加筋带张紧，形成以横杆和汲水加筋带为框架的框格式结构。把沿坡向成列的致密汲水加筋带4的对应蓄排水管开口处打结形成汲水结。

分别在同一排横杆上侧，绑扎一道在同一水平高度的蓄排水管5，把坡顶和坡面的降雨收集蓄积起来，供生态修复植被养护使用；蓄排水管的长度与整排锚杆相匹配，在蓄排水管的顶面沿管长预先开宽两厘米左右的通长的窄槽6-2，并用无纺布6-3盖住窄槽，并将无纺布扎紧在蓄排水管上，防止蓄排水管中落土。在蓄排水管一端的底部开孔并插入一段与孔径相同的pvc硬短管7-1并封胶防止渗漏，蓄排水管内的硬短管的高度一般不超过管径三分之二的高度，且不露出蓄排水管外，以便保证蓄排水管的蓄水水位，同时在水位高出硬质短管管口时水自动流入下一蓄排水管。软塑胶管7-2套在蓄排水管一端的底侧露出的pvc硬短管上，利用顺坡向的一列软塑胶管7-2把坡面上的每排蓄排水管顺着坡向串联起来。

并将汲水结浸没在蓄排水管的水中；也可以将打结的致密汲水加筋带段缠绕过长度小于或等于蓄排水管直径的卡栓8，并将所述卡栓插入蓄排水管中并旋转卡栓与蓄排水管正交后卡在蓄排水管内管壁之间，防止致密汲水加筋带滑出蓄排水管。把活根团9按一定株距绑扎在汲水加筋带上，植株枝茎的方向朝上。

然后在陡坡段1-1的斜坡上，人工敷设或者用喷射机喷射一层十几厘米厚的植被水泥土11，直至覆盖了蓄排水管和致密汲水加筋带4；植被水泥土层中的活根团和草种子可以生长成为灌草植被12。

所述致密汲水加筋带4，为用尼龙、涤纶、丙纶等致密织带制作的几厘米宽的条带，既能利用毛细力吸水、持水和输水，又具有一定的抗拉强度，可谓对坡面立地条件的建设是起到既加筋又加水的作用，代替传统的喷射植被混凝土中的钢筋网，并与蓄排水管一起，构成新型框格式植被水泥土的护坡结构，有利于植物生长。所述蓄排水管5，串联软塑胶管7和致密汲水加筋带4，成为一种新型的截排水、蓄水和框格支挡三合一的护坡结构。

所述植被水泥土11，是指把渣土晾晒干压碎后的约1厘米直径的粗颗粒、泥粉、种子和无机颗粒肥、碎屑秸秆(或锯末)、少量水泥及少量石子等拌和均匀，再与少许水拌合。土的粗颗粒、少量石子作为骨架材料，水泥起到胶结作用，使拌合物硬凝后具有一定的固化强度，防止降雨冲刷破坏，整个水泥土又透水透气，加上碱性较小，灌草植被根系可在水泥土中成长。由于有蓄排水管和汲水加筋带作为支挡结构，水泥土的水泥含量可以不一样，基层甚至可以是纯土。

蓄排水管联合致密汲水加筋带的新型框格式植被水泥土护坡装置和方法，在需要植被生态修复的较陡坡段1-1上部的坡顶集水区1-2和自然边坡段1-3之间，开挖坡顶截水沟1-4，在坡脚开挖排水沟1-5；从斜坡1-1的上缘起往下，沿坡向成列、沿水平方向成排地设置若干列小锚杆2。

在每列致密汲水加筋带之间的空白地带，按照一定株距竖直放置一定高度的短棒，这样可以在喷射植被水泥土初凝后取出短棒在坡面形成蓄水或蓄土孔，可以有效地消纳坡面径流，进一步完善补充了蓄排水管和致密汲水加筋带的持水能力，把整个坡面做成了一个硬化的海绵体，也可以在便捷的成孔中进一步种植一些小灌木，和本发明中的根团技术一起，可以解决目前植被混凝土中只能喷播草籽不能有灌木的难题，即灌草比不能满足工程需要的难题。