专利名称：一种不稳定土石边坡的生态修复构造法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种山体裸露边坡的生态修复方法，特别是涉及一种土石混杂不稳定基底的山体裸露坡面的植生性修复构造法。
背景技术：
近年来，由于大规模的矿山开采和道路工程等建设项目，形成了大量裸露的岩土边坡，容易产生水土流失、山体失稳滑坡、环境污染、生态失衡、景观破坏、小气候变化等一系列负面效应。传统的边坡修复措施多是采用砌筑围墙、加固水泥等护坡结构，单方面考虑了抑制水土流失的作用，对生态环境没有改善，反而破坏了生态环境的和谐。在我国创建环境友好型社会的大环境下，社会环境意识逐步增强，破碎边坡的生态修复技术逐渐占据了主导地位。目前边坡生态修复主要有人工种草护坡、平铺草皮护坡、植生袋护坡、构建网格后植草护坡、液压喷播种草护坡、客土种养植物护坡等技术。各种技术在边坡修复的同时都考虑到了生态环境的恢复，并且都有其适用范围。然而，山体破坏后坡体裸露面并不都是稳定的纯岩石结构或纯土体结构。土石混杂的坡面在现实中具有很高的比例。这种坡面石块体积差异很大，间隔地分布于松软的土层中间，在自然界外力状态下极不稳定，发生滑坡现象十分频繁。这种不稳定态造就了对这种边坡进行生态修复的工程难度。首先，暴雨径流时在不稳定边坡表面的雨水侵蚀强度很高，土层流失后，坡体中间的石块会受重力作用跌落。其次，自身的不稳定性使得边坡的客土或其它构筑结构容易滑落，即使成功施工，后期受到破坏的可能性也比较大。再次，在裸露边坡与植被群落尚好的未破坏山体衔接处容易在降雨时发生层叠式的跌落滑坡。对于土石混杂的裸露坡面，除去工程难度，现有的绝大多数坡面生态修复工程在降雨时都会形成开放式径流。对于某些边坡修复基质如有机肥、污泥等，这种开放式径流极易造成二次污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不稳定土石边坡的生态修复方法，能够解决修复工程中由于土石混杂边坡的不稳定态所造成的技术问题，采用综合技术措施对土石混杂边坡进行生态修复，在短期内形成稳定的绿色植物覆盖层，同时解决生态修复工程所造成的二次污染问题。本发明旨在通过构筑结构减轻前述第一、三个不利因素的同时，通过二次挂网锚固、二次客土喷浆实现对前述第二个不利因素的削减；同时通过将坡面径流收集回用的方式来阻断污染物向下游水体的迁移，从而减轻可能由基质带来的二次污染。为实现本发明目的采用如下技术方案在不稳定土石边坡整理后，在边坡坡顶开挖地表径流截留沟和修建低矮加固墙；在坡底修建集水池，设置连接管将坡顶径流截留沟和坡底集水池连通；在压实的坡面上，利用铁制锚杆将镀锌铁丝网固定于坡面，进行第一次客土喷浆，使植物适生基质充分填满网下空间形成第一层基质层；待第一层基质层粘附稳定后铺设三维植被网，进行第二次客土喷播，使混有植物种子的基质分布到三维植被网中。所述的铁制锚杆通过螺纹钢预制而成，锚杆结构中的螺纹可增大边坡内部的摩擦力，不易脱出；锚杆长度在5(Tl00cm，考虑到预应力，坡体上部宜用较长的锚杆。所述的镀锌铁丝网采用方孔铁丝网，使其能够在坡面持留住喷覆的基质，同时也允许较大尺寸的基质材料如稻草秸秆通过。所述的三维植被网由多层塑制网压制而成，其中每层网皆具有褶皱结构，因而三维植被网具有很密集的三维孔隙分布。本发明在不稳定土石边坡预整理的基础上，在边坡坡顶裸露边坡与未破坏山体衔接处开挖地表径流截留沟和修建低矮加固墙抑止坡顶处层叠式的跌落滑坡，在边坡坡底修建集水池，可蓄积暴雨期间坡面径流和山体表面优势流的汇水，并为边坡的灌溉养护提供循环水源，通过建立连接管将坡顶截留沟和坡底集水池连通。通过铁制锚杆和镀锌铁丝网的加固作用确保边坡修复时的客土喷播不易产生滑落现象，通过三维植被网的孔隙持留作用进一步减轻播种层的流失量。所述的加固墙修建在镀锌铁丝网和三维植被网的坡顶一端之上，可对整个坡面客土喷播的框架提供拉力，使得坡面挂网脱落的可能性降到最低。所述的方法具体包括如下步骤
(1)整理边坡，去除残留的碎石、杂物，将边坡结构中突兀的大小石块钎出，机械整理后压实成较为平整的坡面；
(2)通过螺纹铁制锚杆将镀锌铁丝网固定于边坡之上，镀锌铁丝网靠坡顶的部分预留一段长度；
(3)通过湿式喷浆系统将不含植物种子的基质喷覆至铁丝网中间，厚度以盖过铁丝网表面为宜，该层基质厚度一般在5cm以上；
(4)待第一遍喷浆表面稍干，于边坡第一层基质层之上铺设三维植被网，三维植被网靠坡顶的部分预留一段长度；
(5)通过湿式喷浆系统将含有植物种子的基质喷覆至三维植被网上，使基质填满三维植被网的孔隙，并盖过三位植被网表面为宜；本层基质厚度一般在5cm左右；
(6)在坡顶向未破坏山体方向处开挖表面径流截留沟，沿坡顶水平方向按一定间距预埋PVC制排水管；
(7)在坡顶将前述步骤(2)、(4)中预留铁丝网和三维植被网展平，在其上砌筑低矮加固
掉工回；
(8)坡底修建集水池，经PVC制排水管布管使集水池与坡顶截留沟连通。所述的三维植被网可用铁制锚杆或带尖竹签固定。所述的集水池靠坡面一侧可修筑V字形收集堰，以确保坡面排水能够尽数汇流其中。本发明还可以在坡顶截留沟设置旁通管，以便在雨量过大时使截留沟中雨水不经下游集水池而流走。这样，修复坡体的径流在集水池中不会因水位过高随雨水溢出。本发明的施工方法对于倾斜度小于60°的陡坡适用。本发明的施工方法建议坡降 IOm左右，若是坡降过高可机械处理为梯级串联结构。本发明方法播种层喷覆完毕后，在初期宜用大孔遮阳网覆盖保护，植被稳定后撤除。经证实，本发明的不稳定土石边坡生态修复方法可有效解决不稳定态的土石混杂边坡在生态修复中的问题，通过构造稳定的植物基底，可在短期内形成修复植被层，并不易破坏。本发明的不稳定土石边坡修复方法构造简介，材料低廉易得，并可在短期内形成稳定的绿色植物覆盖层，且不易随着时间推移而破坏；同时有效解决生态修复工程所造成的二次污染问题。下面结合具体实施方式
对本发明进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施方式
为限，而是由权利要求加以限定。
图1为不稳定土石边坡修复总体结构剖面图； 图2为坡顶处地表径流截留沟和加固墙的构建图3为坡面锚固挂网结构以及客土喷播分层结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行进一步说明。图1为不稳定土石边坡修复总体剖面图，图2为坡顶处地表径流截留沟和加固墙的构建图，图3为坡面锚固挂网结构以及客土喷播分层结构示意图。本发明的具体实施方式
中，在被破坏后形成的不稳定土石边坡与未破坏且有植被覆盖的背景山体1衔接处开挖地表径流截留沟2，并修建低矮的坡顶结构加固墙3。裸露边坡上方多存在较长距离未被破坏的且植被生长良好的原始山体，这部分山体虽在暴雨初期的水土保持能力明显，但随着表层土壤饱和度的增加，山体表面径流逐步产生并会无规律地沿地势形成一股股的地表优势流。假若不采取措施，这部分优势流势必在裸露的土石边坡上侵蚀出一道道沟壑，进而盘剥未破坏山体的尾部导致坡顶跌落。即使进行了生态恢复， 也极易受到这种暴雨期间地表优势流的破坏导致恢复不完全。本发明方法通过开挖并砌筑地表径流截留沟2，将未破坏山体流下的表面径流汇集截留，并沿截留沟底部预留的排放管道排入坡底的集水池9。同时修筑的低矮加固围墙3由于沿水平方向延伸形成一道整体， 故而首先是对坡顶结构的进一步加强，同时本发明设计将加固墙3修建在下述镀锌铁丝网 6和三维植被网7之上，可对整个坡面客土喷播的框架提供拉力，使得坡面挂网脱落的可能性降到最低。坡面修复采用锚固挂网-湿式客土喷播工艺。在充分清理和压实坡面后，利用铁制锚杆5将镀锌铁丝网6固定于坡面，进行第一次客土喷浆，使植物适生基质充分填满网下空间。待第一层基质层粘附稳定并稍干后铺设三维植被网7，进行第二次客土喷播，使混有植物种子的基质分布到三维植被网7的五层复合机构中。本发明具体实施时采用的铁制锚杆5通过螺纹钢预制而成，其结构中的螺纹可增大于边坡内部的摩擦力，不易脱出。采用的镀锌铁丝网6采用4cmX4cm方孔铁丝网，使其能够在坡面持留住喷覆的基质，同时也允许较大尺寸的基质材料如稻草秸秆通过。本发明具体实施时推荐采用的三维植被网7可由五层塑制网压制而成，其中每层网皆是具有褶皱结构，因而三维植被网具有很密集的三维孔隙分布，当含有植物种子的基质被喷覆至三维植被网，基质会填入其中的孔隙，削弱了水土侵蚀的影响。本发明方法在坡底修建集水池9，集水池9靠坡面一侧修筑V字形收集堰以确保坡面排水能够尽数汇流其中，又通过排水管4与坡顶截留沟2连通，用来收纳山体上方在降雨期间形成的表面径流，同时可利用为山坡植被灌溉养护的水源。这不但令坡面径流的水资源得以循环利用，而且由于循环利用这部分水源使得水力停留时间(HRT)增长，污染物质可通过自净作用以及坡面植物的吸收作用而削减，进而解决了生态恢复工程中由于客覆基质选用对下游水体造成的营养盐流失等二次污染问题。本发明方法在具体实施过程中还可以在坡顶截留沟设置旁通管，以便在雨量过大时使截留沟中雨水不经下游集水池9而流走。这样，修复坡体的径流在集水池中不会因水位过高随雨水溢出。上述施工方法具体步骤如下
(1)整理边坡。去除开采活动残留的碎石、杂物等，将边坡结构中突兀的大小石块钎出， 机械整理后压实形成较为平整的坡面。本发明的施工方法对于倾斜度小于60 °的陡坡适用。本发明的施工方法建议坡降 IOm左右，若是坡降过高可机械处理为梯级串联结构。(2)通过螺纹铁制锚杆5将4cmX4cm方孔镀锌铁丝网6固定于边坡之上。锚杆长度在5(Tl00cm。考虑到预应力，坡体上部宜用较长的锚杆。锚杆在边坡上的间距为 50cmX 50cmo镀锌铁丝网6靠坡顶的部分沿垂直方向要预留30cm的长度。(3)通过湿式喷浆系统将不含植物种子的基质8喷覆至铁丝网6中间，厚度以盖过铁丝网6表面为宜。由于不稳定土石边坡表面呈凹凸结构，故本层基质厚度一般在5cm以上。(4)待第一遍喷浆表面稍干，于边坡之上铺设三维植被网7，三维植被网可用铁制锚杆或带尖竹签固定。锚杆或带尖竹签在边坡上的间距为IOOcmX 100cm。三维植被网7靠坡顶的部分沿垂直方向要预留30cm的长度。(5)通过湿式喷浆系统将含有植物种子的基质8喷覆至三维植被网7上，使基质填满三维植被网7的孔隙，并盖过三位植被网7表面为宜。本层基质厚度一般在5cm左右。(6)在坡顶向未破坏山体1方向50cm处开挖约30cm宽，30cm深的表面径流截留沟2，预留沟底排水管的位置。排水管布置频度为沿坡顶水平方向5m—个。沟底壁使用石块和水泥砌实，以达到不渗水为准。沟底和未破坏山体方向的沟壁施工完成后，预埋PVC制排水管4。预埋旁通管。(7)将前述步骤(2)、(4)中预留铁丝网6和三维植被网7展平，在其上砌筑低矮加固墙3，加固墙宽约Mcm，高约30cm。PVC制排水管4设计穿过加固墙3底部。(8)坡底修建集水池9。靠坡面一侧修筑V字形收集堰，收集堰的范围要涵盖整个坡面修复单元的两端。经PVC制排水管布管使集水池9与坡顶截留沟2连通。本发明方法在实施过程中，播种层喷覆完毕后，在初期宜用大孔遮阳网覆盖保护， 植被稳定后撤除。在植物生长初期要及时使用集水池中的水源进行喷雾灌溉，以保证植物尽早成坪。在暴雨量过大时要打开坡顶截留沟旁通管，堵住截留沟与集水池间的连通管，防止集水池因水位过高而溢出，对下游水体造成二次污染。
权利要求
1.一种不稳定土石边坡的生态修复构造法，其特征在于对不稳定土石边坡整理后， 在边坡坡顶开挖地表径流截留沟和修建低矮加固墙；在坡底修建集水池，设置连接管将坡顶径流截留沟和坡底集水池连通；在压实的坡面上，利用铁制锚杆将镀锌铁丝网固定于坡面，进行第一次客土喷浆，使植物适生基质充分填满网下空间形成第一层基质层；待第一层基质层粘附稳定后铺设三维植被网，进行第二次客土喷播，使混有植物种子的基质分布到三维植被网中。
2.根据权利要求1所述的不稳定土石边坡的生态修复构造法，其特征在于所述的铁制锚杆通过螺纹钢预制而成，锚杆长度在5(Tl00Cm。
3.根据权利要求1所述的不稳定土石边坡的生态修复构造法，其特征在于所述的镀锌铁丝网采用方孔镀锌铁丝网。
4.根据权利要求1所述的不稳定土石边坡的生态修复构造法，其特征在于所述的三维植被网由多层塑制网压制而成，其中每层皆具有褶皱结构。
5.根据权利要求1所述的不稳定土石边坡的生态修复构造法，其特征在于所述的加固墙修建在镀锌铁丝网和三维植被网的坡顶一端之上。
6.根据权利要求1至5所述的任一不稳定土石边坡的生态修复构造法，其特征在于 所述的方法包括如下步骤(1)整理边坡，去除残留的碎石、杂物，将边坡结构中突兀的大小石块钎出，机械整理后压实成较为平整的坡面；(2)通过螺纹铁制锚杆将镀锌铁丝网固定于边坡之上，镀锌铁丝网靠坡顶的部分预留一段长度；(3)通过湿式喷浆系统将不含植物种子的基质喷覆至铁丝网中间，厚度盖过铁丝网表(4)待第一遍喷浆表面稍干，于边坡第一层基质层之上铺设三维植被网，三维植被网靠坡顶的部分预留一段长度；(5)通过湿式喷浆系统将含有植物种子的基质喷覆至三维植被网上，使基质填满三维植被网的孔隙，并盖过三位植被网表面；(6)在坡顶向未破坏山体方向处开挖表面径流截留沟，沿坡顶水平方向按一定间距预埋PVC制排水管；(7)在坡顶将前述步骤(2)、(4)中预留铁丝网和三维植被网展平，在其上砌筑低矮加固掉工回；(8)坡底修建集水池，经PVC制排水管布管使集水池与坡顶截留沟连通。
7.根据权利要求6所述的不稳定土石边坡的生态修复构造法，其特征在于所述的三维植被网用铁制锚杆或带尖竹签固定。
8.根据权利要求6所述的不稳定土石边坡的生态修复构造法，其特征在于所述的集水池靠坡面一侧修筑V字形收集堰。
9.根据权利要求6所述的不稳定土石边坡的生态修复构造法，其特征在于所述的坡顶截留沟设置旁通管。
10.根据权利要求1所述的不稳定土石边坡的生态修复构造法，其特征在于所述的边坡倾斜度小于60°。
全文摘要
本发明公开了一种不稳定土石混杂边坡的生态修复构造法，对坡面采用铁制螺纹锚杆和镀锌铁丝网加固后运用湿式喷播工艺进行修复，同时通过三维植被网的孔隙持留作用进一步减轻播种层的流失量。在裸露陡坡与未破坏山体衔接处筑砌地表径流截留沟、修建加固墙抑止坡顶跌落；通过坡底修建集水池收集坡面径流和山体优势流。本发明的边坡生态修复方法可有效解决不稳定土石边坡的植物基质的有效固着，在短期内形成修复植被层，并不易被破坏；同时由于水力停留时间增长，适生性好，修复的基底不易流失。
文档编号E02D17/20GK102174816SQ20111002489
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月24日 优先权日2011年1月24日
发明者周麒麟, 王兆德, 范成新 申请人:中国科学院南京地理与湖泊研究所