CN109837912B - 一种土工格室及其在坡面复绿中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种土工格室及其在坡面复绿中的应用，所述的土工格室由生态无纺布制成。所述生态无纺布的原料采用丙纶短纤维。所述生态无纺布的原料采用丙纶短纤维的细度为4‑8D，长度为60‑85mm。抗弯长度15~21 cm，拒水性能：静态接触角>120°。本发明土工格室在固土厚度达到30‑45cm的基础上，具备良好的吸水、储水能力，使坡面的蓄水能力提高2倍以上，减少降水对边坡的冲刷的水量。同时，本发明土工格室可以缓慢释放其拦截的水分，对边坡上的绿化植物生长提供更多的水分，也延长供水时间。

Description

一种土工格室及其在坡面复绿中的应用

技术领域

本发明涉及护坡方法，具体涉及一种土工格室及其在坡面复绿中的应用，属于环境保护技术领域。

背景技术

传统的土工格室是由高强度的HDPE或PP共聚料宽带，经过强力焊接或铆接而形成的一片网状格室结构。它伸缩自如，运输时可缩叠起来，使用时张开并又充填土石或混凝土料，构成具有强大侧向限制和大刚度的结构体。

在坡面复绿中，土工格室植被护坡目前最常用的有两类：一类是由土工格栅装配构成的土工格室；另一类是由高强度条带聚合物构成的。

现有技术的土工格室，为实现更好的固土效果，不断增强其本身的强度；传统的土工格室强度增加的同时，柔软性就会降低，因此，固土效果好的土工格室，柔软度都较差，都是定型的产品，不能随地形的起伏而改变形状；为了使土工格室与坡面贴合，需要将坡面处理成平面，再施工安装土工格室，这样耗时耗力，工程量大。

现有技术的土工格室还存在无法吸水、储水的问题；由于土工格室内填充土壤才能种植绿化植被，但雨水冲刷往往使土壤从土工格室的底部流失，导致植被慢慢失去生存的基础。如果土工格室可以吸收水分、储存水分，则可大大降低雨水的冲刷力度，同时，可以为植物生长提供水分。但现有技术中的土工格室并不具备吸水、储水能力。也有的技术人员尝试用普通无纺布或吸水纸来制作土工格室，但其吸水后往往强度差、易破碎，失去固土能力。

现有专利文献CN201510287309.8基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护方法及结构，包括以下步骤：(1)平整边坡坡面，在坡面铺设土工格室；(2)将粘土进行破碎，再添加聚丙烯网状纤维、肥料和水进行搅拌，直至混合料呈流塑状态；(3)将混合料摊铺在边坡坡面上，并抹平；(4)在边坡坡面喷播草种，然后覆盖养护土工膜，再进行人工养护。该发明为提高土工格室的强度，材料采用的是强化的高密度聚乙烯HDPE片材；不能随地形的起伏而改变形状，也不具备吸水、蓄水的效果。专利CN201510192976.8土地石漠化的治理方法，采用将土工织物和土工格室复合使用的方式，一方面可以直接用于石漠化地区水土保持，为大面积植树造林创造条件，另一方面在土工格室中种植植被，重建生态系统；以涤纶为原材料制作的短纤针刺非织造土工布；在土工织物上填铺上一层含有保水剂及营养剂的土壤。该发明涉及到的土工格室为传统的土工格室，固土能力不强，也不具备吸水、蓄水的功能。

综上，现有技术土工格室，无法同时克服以下缺陷：

（1）固土能力差，固土厚度难以达到15cm以上；

（2）材质硬，形状不能随地形的凹凸起伏而改变，需要将坡面处理成平整的边坡，然后才能施工；

（3）不具备吸水、蓄水能力。

发明内容

本发明提供了一种土工格室及其在坡面复绿中的应用，要达到以下发明目的：（1）使土工格室对坡面客土的固土厚度达到30cm以上；

（2）提高土工格室的柔软度，应用到凹凸不平的边坡上，可以随地形的起伏改变形状；

（3）使坡面的蓄水能力提高2倍以上。

为达到该目的，本发明的技术方案是：

一种土工格室，所述的土工格室由生态无纺布制成。

所述生态无纺布的原料采用丙纶短纤维。

所述生态无纺布的原料采用丙纶短纤维的细度为4-8D，长度为60-85mm。

所述生态无纺布的原料包括6D*65mm丙纶短纤维与5D*70mm丙纶短纤维，质量比为3:7。

所述生态无纺布：抗弯长度15~21 cm，拒水性能：静态接触角>120°。

所述生态无纺布：纵向断裂强力≥300N，横向断裂强力≥300N。

所述生态无纺布：50N伸长率：纵向≤5%，横向≤5%；撕裂强力：纵向≥110 N，横向≥90 N。

所述生态无纺布的制备方法包括开清、梳理、铺网、针刺、热定型步骤；所述的铺网：铺网层数为4-7层，铺网宽度5-8米。

所述的针刺：包括预针刺下刺、主针刺上刺和主针刺下刺；

所述的预针刺下刺：针刺深度10-12mm，针刺密度90-110刺/cm²；

所述的主针刺上刺: 针刺深度7-9mm，针刺密度130-150刺/cm²；

所述的主针刺下刺: 针刺深度6-8mm，针刺密度120-140刺/cm²。

一种土工格室在坡面复绿中的应用，包括清坡步骤；所述的清坡：不需要将坡面的凹凸地势处理成平面。

根据权利要求9所述的一种土工格室在坡面复绿中的应用，其特征在于：还包括铺挂土工格室步骤；所述的铺挂土工格室：土工格室随边坡地势的凹凸起伏而铺挂在边坡表面。

还包括锚固步骤；所述的锚固：采用U型钉及锚杆进行固定；所述的U型钉：直径≥5mm，单根长度≥650mm,密度1-3根/孔；所述的锚杆：直径≥10mm,单根长度≥350mm,密度≥0.5根/㎡。

与现有技术相比，本发明技术方案具有以下有益效果：

本发明土工格室在固土厚度达到30-45cm的基础上，实现以下效果：

（1）本发明土工格室具备良好的吸水、储水能力，使坡面的蓄水能力提高2倍以上，减少降水对边坡的冲刷的水量。同时，本发明土工格室可以缓慢释放其拦截的水分，对边坡上的绿化植物生长提供更多的水分，也延长供水时间；

（2）本发明土工格室应用到凹凸不平的边坡上，可以随地形起伏改变形状，无需处理成平整的边坡再进行施工；所适应的凹凸面与边坡夹角低于40°；

（3）边坡复绿后，植被稳定的情况下，不再需要土工格室；本发明土工格室可在3年后自然降解，无污染，可应用于生态环境的修复，坡地的生态保护和修复，改善土地资源结构。

附图说明

附图1 为实施例1中生态无纺布的微观形态图；

附图2 为实施例2中土工格室在坡面的应用效果图。

具体实施方式

实施例1

一种土工格室，所述的土工格室由生态无纺布制成；

所述生态无纺布的原料为丙纶短纤维，包括两种规格的短纤维，分别为6D*65mm和5D*70mm；两种短纤维的质量配比为：6D*65mm丙纶短纤维30%，5D*70mm丙纶短纤维70%。

上述丙纶短纤维的断裂强度>4.5cN/dtex。

上述丙纶短纤维相互间抱，合形成3维多孔纤网，最后通过压光得到具有一定强力和硬挺度的无纺布。

上述丙纶短纤维，颜色主要为灰色，包括但不限于黑色、绿色、白色或以上几种的混合色；

上述生态无纺布：多层纤维铺叠，纤维之间通过卷曲和抱合形成孔隙，三维多孔有利于土壤里的种子生长，以及营养成分与外界空气反应，有助于植被的生长；无纺布的微观形态如附图1所示。

上述生态无纺布主要的制备工艺按制备流程主要分为五个步骤：开清、梳理、铺网、针刺、热定型。

一、开清

无纺布制备的开清工艺采用两台抓棉机，按照上述配方的丙纶短纤维配比进行抓棉，再经开松后混合。

二、梳理

采用NSC公司制造的针布罗拉梳理机，控制梳理机的纤维喂入量为40g/㎡，线速度为60%。

三、铺网

采用NSC公司制造的交叉铺网机进行铺网。控制以下技术指标：铺网层数为5层，铺网宽度为6米，搭接系数为0.070m，铺网机输入幅宽为2.25m，连续系数为80%。

四、针刺

采用NSC公司制造的针刺机三台：预针刺下刺1台、主针刺上刺1台、主针刺下刺1台。控制以下生产工艺参数：①预针刺下刺:针刺深度11mm，针刺密度100刺/cm²；②主针刺上刺: 针刺深度8mm，针刺密度140刺/cm²；③主针刺下刺: 针刺深度7mm，针刺密度130刺/cm²。

五、热定型

热定型工序采用的温度为178℃，采用的光辊直径600mm，光辊夹持间距是0.7mm，夹持压力为100kN·m ^-1，生产速度为10m/min。

实施例2生态无纺布的原料分析实验

与实施例1的无纺布制备方法相同，只改变采用的原料规格和配比，进行实施例2-10；

实施例2-10的原料配比如下：

实施例2：

采用的丙纶短纤维规格和配比为：4D*60mm丙纶短纤维40%，6D*70mm丙纶短纤维60%。

实施例3：

采用的丙纶短纤维规格和配比为：6D*70mm丙纶短纤维50%，6D*75mm丙纶短纤维50%。

实施例4：

采用的丙纶短纤维规格和配比为：6D*75mm丙纶短纤维60%，4D*75mm丙纶短纤维40%。

实施例5：

采用的丙纶短纤维规格和配比为：5D*85mm丙纶短纤维70%，5D*75mm丙纶短纤维30%。

实施例6：

采用的丙纶短纤维规格和配比为：6D*70mm丙纶短纤维80%，8D*85mm丙纶短纤维20%。

经检测，实施例1-6制备的生态无纺布的技术指标如下：

由上表可见，厚度0.6±0.1 mm生态无纺布的生态无纺布蓄水能力达到2.5-5.1g/㎡，抗弯长度9~29cm，静态接触角>105°。实施例4为优选实施例，厚度0.6±0.1 mm的生态无纺布蓄水能力达到5.1g/㎡，抗弯长度15~21cm，静态接触角>120°。

对实施例4的生态无纺布进行强度指标检测，结果如下：

由上表可见，厚度0.6±0.1mm的生态无纺布克重为150±10 g/m²，纵向断裂强力≥300N，横向断裂强力≥300N，50N伸长率：纵向≤5%，横向≤5%；撕裂强力：纵向≥110 N，横向≥90 N。

实施例7 一种土工格室

土工格室的制备方法：

（1）将2层生态无纺布通过车缝或焊接方式并合固定在一起，形成厚度1.0-1.4mm土工格室原布。

（2）将土工格室原布根据需要剪裁成长条状并焊接成相应尺寸规格的土工格室；土工格室的高度为300-350mm，焊接点距离580-700mm，焊接处粘合力为3500-4800N。

实施例8 一种土工格室

土工格室的制备方法：

（1）将3层生态无纺布通过车缝或焊接方式并合固定在一起，形成厚度1.5-2.1mm土工格室原布。

（2）将土工格室原布根据需要剪裁成长条状并焊接成相应尺寸规格的土工格室；土工格室的高度为350-480mm，焊接点距离700-900mm，焊接处粘合力为6000-7000N。

实施例9土工格室在边坡复绿中的应用

具体施工工序如下：

1、清坡

将坡面上的杂草、碎石等影响工程施工的杂物清除，坡顶过渡圆滑无棱角，坡底与台面界限清晰，呈几何角度过渡；无需处理成平整的边坡。

2、铺挂土工格室

将土工格室随边坡地势的凹凸起伏而铺挂在边坡表面。铺设完成后的边坡，土工格室连接处应平整。

3、锚固

挂网后需要及时锚固，采用U型钉及锚杆进行合理固定。所述的U型钉：直径≥5mm，单根长度≥650mm,密度2根/孔；所述的锚杆：直径≥10mm,单根长度≥350mm,密度≥0.5根/㎡。

将实施例4的生态无纺布采用实施例7方法制备成土工格室，应用到上述坡面复绿施工中，土工格室的固土高度为30-32cm；与采用传统土工格室相比，坡面蓄水量提高2-4倍。

将实施例4的生态无纺布采用实施例8方法制备成土工格室，应用到上述坡面复绿施工中，土工格室的固土高度为35-45cm；与采用传统土工格室相比，坡面蓄水量提高5-7倍。

本发明土工格室，柔软度高，应用到凹凸不平的边坡上，可以随地形起伏改变形状，无需处理成平整的边坡再进行施工；所适应的凹凸面与边坡夹角低于40°。土工格室本身具有较强的吸水能力，保水、储水能力大大提高，减少降水对边坡的冲刷的水量。同时，本发明土工格室可以缓慢释放其拦截的水分，对边坡上的绿化植物生长提供更多的水分，也延长供水时间。本发明土工格室，固土深度可高达30-45cm。本发明生态无纺布可在3年后自然降解，无污染，可应用于生态环境的修复，坡地的生态保护和修复，改善土地资源结构。

除特殊说明的外，本发明所述的百分数均为质量百分数，所述的比值均为质量比。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种土工格室，其特征在于：所述的土工格室由生态无纺布制成；

所述生态无纺布的原料采用丙纶短纤维，丙纶短纤维的细度为4-8D，长度为60-85mm；

所述生态无纺布：抗弯长度15~21 cm，拒水性能：静态接触角>120°；

所述土工格室固土厚度为30-45cm。

2.根据权利要求1所述的一种土工格室，其特征在于：所述生态无纺布：纵向断裂强力≥300N，横向断裂强力≥300N。

3.根据权利要求1所述的一种土工格室，其特征在于：所述生态无纺布：50N伸长率：纵向≤5%，横向≤5%；撕裂强力：纵向≥110 N，横向≥90 N。

4.根据权利要求1所述的一种土工格室，其特征在于：所述生态无纺布的制备方法包括开清、梳理、铺网、针刺、热定型步骤；所述的铺网：铺网层数为4-7层，铺网宽度5-8米。

5.根据权利要求4所述的一种土工格室，其特征在于：所述的针刺：包括预针刺下刺、主针刺上刺和主针刺下刺；

所述的预针刺下刺：针刺深度10-12mm，针刺密度90-110刺/cm²；

所述的主针刺上刺: 针刺深度7-9mm，针刺密度130-150刺/cm²；

所述的主针刺下刺: 针刺深度6-8mm，针刺密度120-140刺/cm²。

6.根据权利要求1所述的一种土工格室在坡面复绿中的应用，其特征在于：包括清坡步骤；所述的清坡：不需要将坡面的凹凸地势处理成平面。

7.根据权利要求6所述的一种土工格室在坡面复绿中的应用，其特征在于：还包括铺挂土工格室步骤；所述的铺挂土工格室：土工格室随边坡地势的凹凸起伏而铺挂在边坡表面。

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