用于裸露坡面生态修复的植生砌块预制及使用方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于裸露坡面生态修复的植生砌块预制及使用方法，用生态混凝土、沙子、碎石和水按照一定比例混合后进行浇制，内设植生通道，并可在砌块之间彼此相交，相互贯通，堆砌后最终形成一个网状的，连续的，可填充绿化植生基材及布设滴灌或渗灌管道的通道系统；该植生堆砌既具有传统的浆砌片石法所具有的工程防护作用又具有挂网客土喷混植生法所具有的生态固坡护坡及景观营造效果，并可模块化操作与即时绿化，弥补了浆砌片石法和挂网客土喷混植生法存在的不足，可有效阻止基材滑落、防雨水冲刷、便于施工养护等诸多优点，可广泛应用于道路边坡、裸露山体、河道堤岸等生态修复与防护，应用前景广阔。
【专利说明】用于裸露坡面生态修复的植生砌块预制及使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于裸露坡面生态修复的植生砌块，更具体地说，涉及一种以生态混凝土、砂、碎石为基本浇注材料，内设植生通道，可模块化操作与即时绿化的植生砌块的预制及使用方法。
【背景技术】
[0002]我国是个多山的国家，山地、丘陵和比较崎岖的高原总面积约占国土面积的三分之二。同时，我国是地质灾害频发的国家，水土流失面积超过国土面积的一半。山地的农业开发以及各种工程，如公路、铁路、水利、矿山及工业民用建筑等的大规模建设，会造成一系列的环境问题，其中最突出的就是破坏了当地原有植被，形成了大规模的不同程度裸露的损毁边坡。这些边坡的存在进一步增大了水土流失、滑坡、泥石流的发生频率，也造成局部小气候的恶化及生态系统、生物多样性的破坏。
[0003]对于这些问题，以往通常采用单纯的工程防护，如浆砌片石、喷锚防护等，这些工程措施产生了较好的防护效果，但却存在耗能大、成本高、植物景观效果差、不可持续等缺陷，难以在根本上实现环境治理与生态防护的双重目标。基于此，人们在边坡治理的实践中，开始重视利用植物的固坡护坡作用，在裸露坡面进行植被恢复及生态防护。
[0004]目前，应用最广最为典型的边坡生态修复技术是挂网客土喷混植生法。该法是利用流体力学原理把种子、客土、粘结剂、肥料、砻糠灰、保水剂、草炭土、草纤维、木纤维和水按一定比例混合调制成植生基材，通过喷播机直接喷射附着到边坡上，形成一定厚度的客土层，并使植物在客土层上生长的一种强制绿化法。该技术植生基材的固定附着及其肥力持续均衡地供应是成功的关键。良好的植生基材既要具备一定的强度以便固附、保护坡面和抵抗雨水冲刷，又要具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长。
[0005]该技术源于日本，我国从上世纪九十年代末引进相关技术。目前，该方法已在全国范围内广泛推广使用。在十多年来的工程实践中，采用该方法进行了大量道路边坡、采石场等裸露坡面的生态修复。但是，在具体应用过程中，由于部分坡面开挖不合理及施工期间雨水过多等原因，出现了一些挂网客土喷混植生方法本身难以克服的问题及缺陷，如:(I)坡面过于陡峭，坡比大于1: 0.75，普通喷播技术难以牢固地附着喷播基材；(2)坡面开挖不平整，普通喷播挂网难以贴紧坡面；(3)华南地区雨季较长，瞬时雨量较大，对于雨季施工具有一定的困难，冲刷严重；(4)坡面附着基材肥力供应不持久，植被易退化，不利于植被的长期稳定生长和演替。这些缺陷的存在直接影响到坡面稳定性、固坡护坡效果与生态景观，并且难以通过方法本身的技术改进来克服。
[0006]为此，本专利针对传统边坡工程防护法——浆砌片石法及当前应用最广的挂网客土喷混植生法存在的不足，提供一种既具有浆砌片石法所具有的工程防护作用又具有挂网客土喷混植生法所具有的生态固坡护坡及景观效果，并可模块化操作与即时绿化的生态混凝土预制植生砌块。该植生砌块具有阻止基材滑落、防雨水冲刷、便于施工养护、兼具工程防护与生态防护之优点，可广泛应用于道路边坡、裸露山体、河道堤岸等生态修复与防护，应用前景广阔。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于，提供一种适用于裸露坡面生态修复的生态混凝土预制植生砌块，具有阻止基材滑落、防冲刷、便于施工养护等优点，既具有浆砌片石的工程防护作用又具有挂网客土喷混植生的生态防护效果。
[0008]为达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0009]一种用于裸露坡面生态修复的植生砌块，是在一个特制的模具里，用生态混凝土、沙子、碎石和水按照一定比例混合后进行浇制的，其结构特征及预制、使用方法如下:
[0010]1、整个预制植生砌块呈正方体或长方体，具有6个规则的正方形或长方形侧面⑵。
[0011]2、在立方体砌块的两个相对的面之间设置一个中空的植生通道(I)，植生通道
(I)呈圆形、长方形或正方形，整个砌块设2-3条植生通道(I)。
[0012]3、当植生砌块堆砌时，植生通道(I)在立方体砌块中彼此相交，相互贯通，砌块堆砌后可形成一个网状的，连续的，可填充绿化植生基材及布设渗灌管道的通道系统。
[0013]4、为使该砌块具有上述结构特征，预制浇筑时，需先制作一个立方体模具；该模具有如下结构特征:上下两面中空，其余四面(8)由活页(10)相互锁定而封闭，在浇筑后拆模时则可打开；封闭的四面(8)外壁均留有植生孔(9)，植生孔(9)呈圆形、长方形或正方形，以使可分离的圆柱型模棒或长方体模块(11)穿过而形成2条植生通道(I);若需形成3条植生通道(I)，则先从中空的上下两面插入I条圆柱型模棒或长方体模块(11)，再从四面
(8)外壁的植生孔(9)相对插入相互分离的圆柱型模棒或长方体模块(11)并相互抵紧，形成可拆卸的固定架构。
[0014]5、立方体模具固定好后，即可用生态混凝土、碎石、砂、水调配的浇筑物料(3)进行浇制；物料质量百分比为:生态混凝土 30?40 %、碎石10?30 %、砂20?30 %、水30?40% ;浇注2天后，拆开模具，覆盖无纺布、稻草、小麦秸杆中的任何一种养护8?12天，期间每2天向覆盖物洒水湿润一次，以避免水分过快蒸发而使砌块开裂；如遇阴雨天气，则不用洒水；养护期满后，揭开覆盖物，停止洒水，再风干一段时间，整个砌块颜色变白后即可使用。
[0015]6、施工时，将预制好的植生砌块沿着坡面走向堆砌起来，砌块与砌块之间上下左右对齐植生通道(I)，相互贯通；一边施工一边在植生通道(I)里面填充混配好的植生基材并点播乔、灌、草、藤、花植物种子或移栽、插播乔、灌、藤、花袋苗。
[0016]本发明所涉及的植生砌块在预制浇筑时，采用生态混凝土的好处是，相对于一般混凝土，生态混凝土更适宜于植被生长。理由如下:
[0017](I) 一般混凝土碱性较强，pH在11?13之间，用这种材料制成植生砌块，在其后的植生过程中则易释放出碱性而造成烧种烧苗，影响生长；同时，释放出的碱基易固定植生基材中的营养离子，成为不可给态，造成基材贫瘠化。而生态混凝土接近中性，pH在7.5?9之间，则能有效地避免上述弊端。
[0018](2)生态混凝土在凝固时，可形成一定的孔道，既可作为植物根系延伸的通道，亦可作为基材水分、养分运移和空气流通的通道，有较好的通透性，有利于植物生长及营造更好的根际微环境，而普通混凝土则不具备这种特性。
[0019](3)生态混凝土与碎石、砂、水等调配及凝固后，除具有上述其它混凝土不具备的优点外，还具有良好的强度，可满足坡体工程防护的需要。
[0020]基于上述结构特征及材质特性的预制植生砌块，具有以下功能特点及有益效果:
[0021](I)在植生过程中，砌块沿坡面堆砌后，植生通道(I)彼此相对，相互贯通；一边施工一边在植生通道(I)里面填充混配好的植生基材，并点播乔、灌、草、藤、花植物种子或移栽、插播乔、灌、藤、花袋苗，可快速完成坡面绿化，在极短的时间内呈现出良好的生态景观，大大提闻了绿化效率。
[0022](2)在完成施工的护坡墙体内部，砌块植生通道(I)彼此相连，并均与坡面相通，不但为植生基材充填、固附提供了空间，亦为植物根系延伸提供了通道；随着植物生长及根系发育，坡面植物长出来后，植物的根系通过植生通道(I)相互串联，并深入坡面内，甚至进入岩石缝隙，从而将整个坡面连为一体，具有非常好的护坡效果和景观效果，植被覆盖率高，植物群落易形成良性演替而不退化，生态效益好。
[0023](3)采用该植生砌块进行坡面绿化，基材固附在植生通道(I)内，很好地解决了挂网客土喷混植生所经常遇到的基材滑落、雨水冲刷的问题。
[0024](4)该植生砌块具有极好的涵养水分及防止坡面水分蒸发的能力，养护灌溉时，在坡面顶端浇水或植生通道(I)内渗灌，水分可以从植生通道(I)相互浸润，极少的用水就可以达到灌溉的目的，从而减少浇水养护的次数及数量，节约养护成本。
[0025](5)该植生砌块非常规则，极易施工，并可根据不同的坡面状况预制一系列的规格产品，可节约施工成本，加快施工进度。
[0026]本发明较好的技术方案可以是:对于坡比在1: 0.75?1: 0.25之间的较陡坡面绿化，在施工时采用与浆砌片石法一样的方法，即砌块与砌块之间、砌块与坡面之间抹生态混凝土砂浆，并留出植生通道(I)。这样做的好处是，既可满足坡面工程防护对砌块较高的强度要求，又具有良好的生态防护与景观效果。
[0027]本发明较好的技术方案也可以是:对于坡比在1:1?1: 0.75之间较平缓的坡面，采用粘土或种植土填充砌块与砌块之间、砌块与坡面之间的缝隙。这样做的好处是，既可为植物生长提供良好的肥力及根系延伸通道，亦可降低施工成本。
[0028]本发明较好的技术方案还可以是:在坡面相互贯通的植生通道(I)内安装滴灌或渗灌管道，主管(6)纵向布置，间距5?8米，次管(7)横向布置，间距I?3米，主次管纵横交互连接；滴灌或渗灌管道可单纯地用于灌溉，亦可用于施用水肥、肥药或水肥药一体化产品。这样做的好处是，无需人工浇水、施肥、用药，自动灌溉养护，大大节省人力、物力。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是本发明所述植生砌块的结构示意图，其植生通道为圆柱型设计。图中:1为植生砌块的圆柱型植生通道；2为植生砌块的长方形或正方形侧面；4为植生通道的中轴线；5为植生通道的交汇点，在实际产品中则表现为相互贯通的空洞。
[0030]图2是沿任两条交叉的植生通道中轴线剖开所示的结构示意图。图中，I为植生通道，浇筑时由插入可分离的圆柱型模棒或立方体模块而成；2为植生砌块的外壁侧面，3为浇注材料；6为滴灌或渗灌系统的主管；7为滴灌或渗灌系统的次管。[0031]图3是本发明的模具结构示意图，图中:8为模具的四面，9为植生孔，10为活页，11为模棒或模块。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图及具体的实施例对本发明进行更加详细的说明。
[0033]实例1:植生砌块的预制
[0034]如附图3所示，先制作立方体模具，其结构为:上下两面中空，其余四面⑶由活页
(10)相互锁定而封闭，在浇筑后拆模时则可打开；封闭的四面(8)外壁均留有植生孔(9)，植生孔(9)呈圆形、长方形或正方形，以使可分离的圆柱型模棒或长方体模块(11)穿过而形成2条植生通道(I);若需形成3条植生通道(I)，则先从中空的上下两面插入I条圆柱型模棒或长方体模块(11)，再从四面(8)外壁的植生孔(9)相对插入相互分离的圆柱型模棒或长方体模块(11)并相互抵紧，形成可拆卸的固定架构。本实施例全部设3条植生通道⑴。
[0035]在上述立方体模具上，用生态混凝土、沙子、碎石和水混合而成的浇筑材料(3)浇制植生砌块，如附图2所示，设3条相互贯通的圆柱型植生通道(I);浇筑材料(3)的物料质量百分比为:生态混凝土 35%、碎石15%、砂20%、水30%。浇注2天后，拆开模具，覆盖无纺布养护10天，期间每2天向无纺布洒水湿润一次，以避免水分过快蒸发而使砌块开裂；养护期满后，揭开无纺布，停止洒水，再风干10天，整个砌块颜色变白，表明已基本干透，留作备用。
[0036]上述浇筑的植生砌块具有如下结构特征:
[0037]如附图1所示，整个植生砌块呈正方体或长方体型，具有6个规则的正方形或长方形侧面⑵。
`[0038]在立方体砌块的两个相对的面之间形成一个中空的植生通道(1)，植生通(I)道呈圆形、长方形或正方形，整个砌块形成3条植生通道(I)。
[0039]植生通道(I)在立方体砌块中彼此相交，相互贯通，其中轴线(4)相交形成交汇点
(5)，在实际产品中则表现为一个空洞，堆砌后可形成一个网状的，连续的通道系统。
[0040]实例2:植生砌块的使用
[0041]以华南地区的某裸露边坡生态修复与防护的试验为例。该边坡属强风化岩石坡，坡比在1:1~1: 0.25之间，一级坡，坡高6米，面积12000m2，采用本发明所述的预制植生砌块施工。施工时先挖掘、平整、夯实基础，然后将砌块沿着坡面堆砌挡墙，一边砌一边向植生通道内填充植生基材，植生基材配制见表-1。
[0042]表-1植生基材配制物料及用量一览表
[0043]
篇說客土财剂泥炭土堆肥稻壳过磷酸妈
200322 2.0500.5
m Kg/m2 g/m2 Kg/m2 Kg/m2 Kg/m2g/m2Kg/m2
[0044]砌块与砌块之间上下左右对齐植生通道(I)，用生态混凝土砂浆涂抹勾缝。坡比在1:1~1: 0.75之间时，植生砌块与坡面之间的缝隙直接填充植生基材；坡比在I: 0.75~1: 0.25之间时，采用生态混凝土砂浆填充、固定，直到封顶。
[0045]如附图2所示，在坡面挡墙相互贯通的植生通道(I)内，布置滴灌或渗灌管道，主管(6)纵向布置，间距6米；次管(7)横向布置，间距2米，主次管纵横交互连接。
[0046]向坡面挡墙已填植生基材的植生通道(I)内点播植物的植物种子及插播袋苗，整个绿化工程施工即告完成。植物种子及袋苗配置见表_2。
[0047]表-2植物配置一览表
【权利要求】
1.用于裸露坡面生态修复的植生砌块预制及使用方法，其特征在于，该植生砌块是在一个特制的模具里，用生态混凝土、沙子、碎石和水按照一定比例混合后进行浇制的，其结构特征及预制、使用方法如下: (1)、整个预制植生砌块呈正方体或长方体，具有6个规则的正方形或长方形侧面(2)。 (2)、在立方体砌块的两个相对的面之间设置一个中空的植生通道(I)，植生通道(I)呈圆形、长方形或正方形，整个砌块设2-3条植生通道(I)。 (3)、当植生砌块堆砌时，植生通道(I)在立方体砌块中彼此相交，相互贯通，砌块堆砌后可形成一个网状的，连续的，可填充绿化植生基材及布设渗灌管道的通道系统。 (4)、为使该砌块具有上述结构特征，预制浇筑时，需先制作一个立方体模具；该模具有如下结构特征:上下两面中空，其余四面(8)由活页(10)相互锁定而封闭，在浇筑后拆模时则可打开；封闭的四面(8)外壁均留有植生孔(9)，植生孔(9)呈圆形、长方形或正方形，以使可分离的圆柱型模棒或长方体模块(11)穿过而形成2条植生通道(I);若需形成3条植生通道(I)，则先从中空的上下两面插入I条圆柱型模棒或长方体模块(11)，再从四面(8)外壁的植生孔(9)相对插入相互分离的圆柱型模棒或长方体模块(11)并相互抵紧，形成可拆卸的固定架构。 (5)、立方体模具固定好后，即可用生态混凝土、碎石、砂、水调配的浇筑物料(3)进行浇制；物料质量百分比为:生态混凝土 30?40%、碎石10?30%、砂20?30%、水30?40% ;浇注2天后，拆开模具，覆盖无纺布、稻草、小麦秸杆中的任何一种养护8?12天，期间每2天向覆盖物洒水湿润一次，以避免水分过快蒸发而使砌块开裂；如遇阴雨天气，则不用洒水；养护期满后，揭开覆盖物，停止洒水，再风干一段时间，整个砌块颜色变白后即可使用。 (6)、施工时，将预制好的植生砌块沿着坡面走向堆砌起来，砌块与砌块之间上下左右对齐植生通道(I)，相互贯通；一边施工一边在植生通道(I)里面填充混配好的植生基材并点播乔、灌、草、藤、花植物种子或移栽、插播乔、灌、藤、花袋苗。
2.根据权利要求1所述的用于裸露坡面生态修复的植生砌块预制及使用方法，其特征在于，对于坡比在1: 0.75?1: 0.25之间的较陡坡面绿化，在施工时采用与浆砌片石法一样的方法，即砌块与砌块之间、砌块与坡面之间抹生态混凝土砂浆，并留出植生通道(I)。
3.根据权利要求1所述的用于裸露坡面生态修复的植生砌块预制及使用方法，其特征在于，对于坡比在1:1?1: 0.75之间较平缓的坡面，采用粘土或种植土填充砌块与砌块之间、砌块与坡面之间的缝隙。
4.根据权利要求1所述的用于裸露坡面生态修复的植生砌块预制及使用方法，其特征在于，在坡面相互贯通的植生通道(I)内安装滴灌或渗灌管道，主管(6)纵向布置，间距5?8米，次管(7)横向布置，间距I?3米，主次管纵横交互连接；滴灌或渗灌管道可单纯地用于灌溉，亦可用于施用水肥、肥药或水肥药一体化产品。
【文档编号】E02D17/20GK103821155SQ201410082862
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月7日 优先权日:2014年3月7日
【发明者】朱兆华, 徐国钢, 刘 英, 陈晓蓉, 曹华英, 董沁, 刘杰, 周庆 申请人:深圳市万信达生态环境股份有限公司