CN110761303A - 岩质陡边坡生境构筑与植被用水补给系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩质陡边坡生境构筑与植被用水补给系统及方法，通过在岩体陡坡面设置防护层、贴合板、种植槽等，岩体内部设置锚杆、锚头、锚索等，两方面联合有效防止坡面松散物滚落，同时构筑稳固耐久的植被生境。通过在岩体内部设置导水主道、导水支道、蓄水腔等，以在降雨时快速收集雨水，在干旱期灌溉坡面植物。该发明不仅可防患地质灾害、修复岩体陡坡面植被，还利用自然降雨解决了边坡植被用水问题。

Description

岩质陡边坡生境构筑与植被用水补给系统及方法

技术领域

本发明涉及边坡生态修复领域，具体为岩质陡边坡生境构筑与植被用水补给系统及方法。

背景技术

随着我国基础设施建设的迅猛开展，交通、水利、市政等工程施工开挖出大量裸露岩质边坡，引发了植被毁损、水土流失、块石滚落等一系列生态环境及地质灾害问题，严重危及区域经济发展和社会公共安全。修复岩质边坡植被，防患地质灾害，促进生态文明建设，已成为当今社会和谐共生、协同发展的主题。

裸露岩质边坡自身缺乏植物生长的土壤载体，仅依靠自然力量恢复坡面植被极其困难。对于岩质陡边坡，常规方式喷敷于坡面供植物生长的生态基质在重力及雨水冲刷作用下易滑落流失，稳固性及耐久性差。同时，岩质陡边坡蓄积自然雨水能力有限，难以为植物生长提供足够的水分条件，干旱少雨期植物枯死凋落现象时有发生。因此，如何在裸露岩质陡边坡上构筑稳固耐久的植被生境，并有效收集自然降雨以缓解干旱期坡面植被的缺水问题，至今没有得到实质性的解决。

发明内容

针对背景技术中的不足，本发明提供一种用于岩质陡边坡生境构筑及植被用水补给方法，其不仅可构筑稳固耐久的植被生境，还可利用雨水收集系统有效补给坡面植物生长用水需求，从而一劳永逸地解决岩质陡边坡生态修复难题。

为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：岩质陡边坡生境构筑与植被用水补给系统，在岩体的陡坡面设置有防护层，所述防护层的内侧设置有锚杆；在岩体内部设置有锚孔，所述锚杆的里端插入到锚孔，并在其端头连接有锚头，所述锚杆的中部通过锚索与防护层锚固相连，锚杆的外端贯穿防护层并与贴合板固定相连，所述贴合板设置在防护层的外表面，在贴合板的外侧中部固定有种植槽；所述岩体内部设置有导水主道，在导水主道的边壁设置有支护层，且靠近陡坡面的一侧设置有导水支道，所述导水支道的一端贯穿支护层与导水主道相连通，另一端插入防护层；所述导水主道的底端与设置在岩体底脚的蓄水腔相连通。

所述导水支道的边壁设置有加强层，所述加强层的外壁贴合连接有加强杆，所述加强杆呈螺旋状缠绕在加强层的外壁。

所述防护层为混凝土包裹防腐的防护网。

所述锚孔内部填充有填充料，所述填充料由水泥砂浆凝结而成。

所述锚杆采用混凝土包裹防腐的钢筋柱。

所述锚头内部开设有四条呈十字形分布的通槽，所述通槽内贯穿有钢丝绳，其中两条通槽的一端通过槽口相连通；所述槽口开设于锚头的顶端中部，槽口的孔径与钢丝绳的直径相适配；所述锚头的底端开设有灌注口，锚杆与锚头通过灌注口固定连接；所述钢丝绳的端部包裹混凝土防腐；所述锚头的顶端边缘开设有多个呈环形阵列分布的凹口，锚头的底部外侧固定连接有等间距环形分布的凸块，凸块通过固定杆固定在混凝土中；所述凸块的中部开设有圆槽，圆槽内套接有锚索；所述锚索另一端与防护层固定连接。

所述贴合板包括挡土层与柔性铁丝网，所述挡土层由土与水泥砂浆混合而成，且将柔性铁丝网镶嵌在挡土层内。

所述种植槽内填充有机土，并栽种适宜植物，所述有机土层的外表面贴合连接有保水层，所述保水层上开设有透水孔；所述种植槽的底端边缘固定连接有凸板，所述凸板上设置有锁销，所述锁销贯穿贴合板并与固定块固定连接，所述固定块镶嵌在防护层内；

所述蓄水腔与导水主道的顶部设置有过滤盖板。

所述岩质陡边坡生境构筑与植被用水补给系统进行岩质陡边坡生境构筑的方法，其特征在于，它包括以下步骤：

第一步：清理岩体的陡坡面，尽量使其平整；

第二步：在岩体内开设导水主道、导水支道以及蓄水腔，安装支护层、加强层和过滤盖板，形成蓄水、导水系统；

第三步：在岩体内打孔形成锚孔，将锚头与锚杆固定连接，在锚孔内安装灌注锚杆；

第四步：在岩体的陡坡面铺挂防护网，喷射混凝土，并使防护网完全镶嵌在混凝土中，以形成防护层；

第五步：设置贴合板，将贴合板与防护层贴合连接；

第六步：安装、固定种植槽，在种植槽内填充有机土，栽种适宜植物。

所述岩质陡边坡生境构筑与植被用水补给系统进行蓄水、补水的方法，其特征在于：

自然降雨时，三方面快速收集雨水：其一，岩体坡顶的雨水由导水主道汇入蓄水腔；其二，岩体陡坡面的雨水先从导水支道流入导水主道，然后再汇入蓄水腔；其三，雨水沿坡面自上而下直接汇入蓄水腔；

干旱少雨时，利用水泵将蓄水腔内的雨水抽出，适时补充陡坡面植物生长用水需求。

本发明有如下有益效果：

1、贴合板、锚杆、锚头、锚索严密配合，将防护层限位稳固在岩体的陡坡面，有效防止坡面松散物滚落，防患地质灾害于未然。

2、通过贴合板在岩质陡坡面设置种植槽，并在种植槽内有机土层的外表面设置保水层，以提供稳定耐久的植被生境，从而有利于岩质陡边坡生态修复。

3、岩体内设置有蓄水、导水系统，降雨时可将渗透水快速收集到蓄水腔内，避免坡体失稳破坏，干旱少雨期利用蓄水腔内的雨水灌溉坡面植物，有效利用了资源。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的整体结构剖面图。

图2为本发明的导水主道与导水支道连接部细部图。

图3为本发明的锚杆与贴合板结合部细部图。

图4为本发明的种植槽结构细部图。

图5为本发明的锚头结构细部图。

图中：1岩体、2防护层、3锚杆、4贴合板、5种植槽、6导水主道、7导水支道、8蓄水腔、9过滤盖板、10支护层、11加强层、12加强杆、13混凝土、14防护网、15钢筋柱、16挡土层、17铁丝网、18锚孔、19填充料、20锚头、201灌注口、202通槽、203钢丝绳、204槽口、205凹口、206凸块、207圆槽、208固定杆、209锚索、21有机土、22保水层、221透水孔、23凸板、24锁销、25固定块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

本发明提供了如图1-5所示的岩质陡边坡生境构筑与植被用水补给系统，如图1所示，包括岩体1，岩体1的陡坡面设置有防护层2，防护层2能够防止坡面松散物脱落，防护层2的内侧设置有锚杆3，锚杆3的里端连接锚头20且插入锚孔18内，锚杆3的中部通过锚索209与防护层2连接，锚杆3的外端贯穿防护层2并固定连接贴合板4，贴合板4与锚杆3配合对防护层2起固定作用，贴合板4位于防护层2的外表面，贴合板4的外侧中部固定种植槽5。岩体1的内部开设导水主道6，导水主道6的边壁设置有支护层10，导水主道6靠近陡坡面的一侧设置导水支道7，导水支道7的一端贯穿支护层10与导水主道6相连通，另一端插入防护层2。岩体1的底脚开设蓄水腔8，蓄水腔8雨期储存雨水，旱期灌溉种植槽5内的植物。导水主道6的底端与蓄水腔8相连通，蓄水腔8和导水主道6的顶端均设置有过滤盖板9，过滤盖板9可防止外界杂质进入蓄水、导水系统。

如图2所示，导水主道6的边壁设置有支护层10，支护层10的设置提高了导水主道6的稳固性，导水支道7贯穿支护层10与导水主道6相连通。导水支道7的边壁设置有将加强层11，加强层11的外侧螺旋状贴合连接加强杆12。加强杆12和加强层11的设置提高了导水支道7的稳固性，同时加强杆12的内、外端分别连接支护层10和防护层2，提高了防护层2在岩体1陡坡面的附着稳固性。

如图3所示，岩体1的陡坡面开设有锚孔18，锚孔18内填充有填充料19，填充料19由水泥砂浆凝结而成，防护层2为混凝土13包裹防腐的防护网14，防护网14配合混凝土13喷射层防止坡面松散物脱落，锚杆3采用混凝土13包裹防腐的钢筋柱15，钢筋柱15的设置提高了锚杆3的抗拉强度，贴合板4包括挡土层16与柔性铁丝网17，挡土层16由土与水泥砂浆混合而成，柔性铁丝网17镶嵌在挡土层16内部，铁丝网17的设置提高了挡土层16的抗裂稳固性。

如图4所示，种植槽5内填充有机土21，有机土21层的外表面贴合连接有保水层22，保水层22起到锁水、保水作用，以防止有机土中水分的快速蒸发，保水层22上开设透水孔221，种植槽5的底端边缘固定连接有凸板23，凸板23上设置有锁销24，锁销24贯穿贴合板4并与固定块25固定连接，固定块25镶嵌在防护层2内，使得种植槽5能够稳定的安装在贴合板4上。

如图5所示，锚头20内部开设有四条呈十字形分布的通槽202，通槽202内贯穿有钢丝绳203，其中两条通槽202的一端通过槽口204相连通，槽口204开设于锚头20的顶端中部，槽口204的孔径与钢丝绳203的直径相适配，锚头20的底端开设有灌注口201，锚杆3与锚头20通过灌注口201固定连接，钢丝绳203的端部包裹混凝土13防腐，如此设置，提高了锚头20与锚杆3的连接强度及耐久性，锚头20的顶端边缘开设有多个呈环形阵列分布的凹口205，锚头20的底部外侧固定连接有等间距环形分布的凸块206，凸块206通过固定杆208固定连接在混凝土13中，凸块206的中部开设有圆槽207，圆槽207内套接有锚索209，锚索209另一端与防护层2固定连接，锚索209的设置增强了防护层2在岩体1陡坡面的附着稳固性。

实施例2：

采用任意一项所述岩质陡边坡生境构筑与植被用水补给系统进行岩质陡边坡生境构筑的方法，它包括以下步骤：

第一步：清理岩体1的陡坡面。

优选的，坡面清理应达到的效果：基层稳定，坡体表面无松动浮渣，并消除反坡。

第二部：在岩体1的内部开设导水主道6、导水支道7以及蓄水腔8，接着将支护层10、加强层11分别安装到导水主道6、导水支道7的边壁，并用混凝土13填充各缝隙，然后将加强杆12呈螺旋状缠绕在加强层11的外壁上，再在导水主道6以及蓄水腔8的顶部开口处安装可掀开的过滤盖板9。

为了不影响边坡的稳定性，开设的导水主道宜为1-3个，导水主道直径约为100cm，在每个导水主道靠近陡坡面的一侧每间隔3-4 m设导水支道1个，导水支道直径宜为10-15cm。

第三步：在岩体1内打孔形成锚孔18，先在钢筋柱15的外围包裹混凝土13，使之形成锚杆3，接着使用两根钢丝绳203贯穿锚头20内的四条通槽202，并在锚头20的底端开设灌注口201，将锚杆3与锚头20通过灌注口201固定连接，然后将锚头20与锚杆3插入锚孔18内，再在锚孔18内灌注水泥砂浆填充料19。

优选的，所述锚孔直径为120-150cm，锚杆按150cm-250cm的间距锚固在岩体内，入岩深度70-90cm，露出坡体表面的长度15-20cm。

优选的，锚杆可根据实际需要选择钢筋柱的型号。

优选的，锚头两条通槽的一端通过槽口相连通，槽口位于锚头顶端中部，其孔径与钢丝绳直径相适配。

优选的，锚头的顶端边缘有多个呈环形阵列分布的凹口，底部外侧固定连接有等间距分布的凸块，凸块通过固定杆固定在混凝土中，所述凸块的中部开设有圆槽，所述圆槽内套接有锚索，所述锚索远离凸块的一端与防护层固定连接。

第四步：将防护网14铺设在岩体1的陡坡面，并喷射混凝土13，在防护网14完全镶嵌在混凝土13的情况下形成防护层2。

优选的，防护网采用SNS网片，单孔内切圆直径50-75mm，可对混凝土加筋，并加固岩体。

优选的，混凝土喷射厚度8-10cm，喷射时网片距离坡面保持4-5cm。

第五步：在锚杆3所处的防护层2的外表面铺挂柔性铁丝网17，并浇筑挡土层16，等挡土层16凝固形成贴合板4。

优选的，柔性铁丝网单丝直径为1.8-2.2cm，挡土层由土与水泥砂浆按干质量比为10±2:4±1加水均匀混合而成。

第六步：在种植槽5的内部填充有机土21，并栽种适宜植物，再在有机土21层的外表面涂抹具有锁水、保水作用的保水层22，然后将种植槽5通过锁销24固定在贴合板4上。

优选的，种植槽为带底座的敞口梯形状塑料种植容器，单个体积约为0.25 m3，保水层为保水涂膜。

实施例3：

所述岩质陡边坡生境构筑与植被用水补给系统蓄水、补水的方法如下：

自然降雨时，三方面快速收集雨水：其一，岩体1坡顶的雨水由导水主道6汇入蓄水腔8；其二，岩体1陡坡面的雨水先从导水支道7流入导水主道8，然后再汇入蓄水腔8；其三，雨水沿坡面自上而下直接汇入蓄水腔8。

干旱少雨时，利用水泵将蓄水腔8内的雨水抽出，适时补充陡坡面植物生长用水需求。

Claims (10)

1.岩质陡边坡生境构筑与植被用水补给系统，其特征在于：在岩体（1）的陡坡面设置有防护层（2），所述防护层（2）的内侧设置有锚杆（3）；在岩体（1）内部设置有锚孔（18），所述锚杆（3）的里端插入到锚孔（18），并在其端头连接有锚头（20），所述锚杆（3）的中部通过锚索（209）与防护层（2）锚固相连，锚杆（3）的外端贯穿防护层（2）并与贴合板（4）固定相连，所述贴合板（4）设置在防护层（2）的外表面，在贴合板（4）的外侧中部固定有种植槽（5）；所述岩体（1）内部设置有导水主道（6），在导水主道（6）的边壁设置有支护层（10），且靠近陡坡面的一侧设置有导水支道（7），所述导水支道（7）的一端贯穿支护层（10）与导水主道（6）相连通，另一端插入防护层（2）；所述导水主道（6）的底端与设置在岩体（1）底脚的蓄水腔（8）相连通。

2.根据权利要求1所述的岩质陡边坡生境构筑与植被用水补给系统，其特征在于：所述导水支道（7）的边壁设置有加强层（11），所述加强层（11）的外壁贴合连接有加强杆（12），所述加强杆（12）呈螺旋状缠绕在加强层（11）的外壁。

3.根据权利要求1所述的岩质陡边坡生境构筑与植被用水补给系统，其特征在于：所述防护层（2）为混凝土（13）包裹防腐的防护网。

4.根据权利要求1所述的岩质陡边坡生境构筑与植被用水补给系统，其特征在于：所述锚孔（18）内部填充有填充料（19），所述填充料（19）由水泥砂浆凝结而成。

5.根据权利要求1所述的岩质陡边坡生境构筑与植被用水补给系统，其特征在于：所述锚杆（3）采用混凝土（13）包裹防腐的钢筋柱（15）。

6.根据权利要求4所述的岩质陡边坡生境构筑与植被用水补给系统，其特征在于：所述锚头（20）内部开设有四条呈十字形分布的通槽（202），所述通槽（202）内贯穿有钢丝绳（203），其中两条通槽（202）的一端通过槽口（204）相连通；所述槽口（204）开设于锚头（20）的顶端中部，槽口（204）的孔径与钢丝绳（203）的直径相适配；所述锚头（20）的底端开设有灌注口（201），锚杆（3）与锚头（20）通过灌注口（201）固定连接；所述钢丝绳（203）的端部包裹混凝土（13）防腐；所述锚头（20）的顶端边缘开设有多个呈环形阵列分布的凹口（205），锚头（20）的底部外侧固定连接有等间距环形分布的凸块（206），凸块（206）通过固定杆（208）固定在混凝土（13）中；所述凸块（206）的中部开设有圆槽（207），圆槽（207）内套接有锚索（209）；所述锚索（209）另一端与防护层（2）固定连接。

7.根据权利要求1所述的岩质陡边坡生境构筑与植被用水补给系统，其特征在于：所述贴合板（4）包括挡土层（16）与柔性铁丝网（17），所述挡土层（16）由土与水泥砂浆混合而成，且将柔性铁丝网（17）镶嵌在挡土层（16）内。

8.根据权利要求1所述的岩质陡边坡生境构筑与植被用水补给系统，其特征在于：所述种植槽（5）内填充有机土（21），并栽种适宜植物，所述有机土（21）层的外表面贴合连接有保水层（22），所述保水层（22）上开设有透水孔（221）；所述种植槽（5）的底端边缘固定连接有凸板（23），所述凸板（23）上设置有锁销（24），所述锁销（24）贯穿贴合板（4）并与固定块（25）固定连接，所述固定块（25）镶嵌在防护层（2）内；

所述蓄水腔（8）与导水主道（6）的顶部设置有过滤盖板（9）。

9.采用权利要求1-8任意一项所述岩质陡边坡生境构筑与植被用水补给系统进行岩质陡边坡生境构筑的方法，其特征在于，它包括以下步骤：

第一步：清理岩体（1）的陡坡面，尽量使其平整；

第二步：在岩体（1）内开设导水主道（6）、导水支道（7）以及蓄水腔（8），安装支护层（10）、加强层（11）和过滤盖板（9），形成蓄水、导水系统；

第三步：在岩体（1）内打孔形成锚孔（18），将锚头（20）与锚杆（3）固定连接，在锚孔（18）内安装灌注锚杆（3）；

第四步：在岩体（1）的陡坡面铺挂防护网（14），喷射混凝土（13），并使防护网完全镶嵌在混凝土（13）中，以形成防护层（2）；

第五步：设置贴合板（4），将贴合板（4）与防护层（2）贴合连接；

第六步：安装、固定种植槽（5），在种植槽内填充有机土，栽种适宜植物。

10.采用权利要求1-8任意一项所述岩质陡边坡生境构筑与植被用水补给系统进行蓄水、补水的方法，其特征在于：

自然降雨时，三方面快速收集雨水：其一，岩体（1）坡顶的雨水由导水主道（6）汇入蓄水腔（8）；其二，岩体（1）陡坡面的雨水先从导水支道（7）流入导水主道（8），然后再汇入蓄水腔（8）；其三，雨水沿坡面自上而下直接汇入蓄水腔（8）；

干旱少雨时，利用水泵将蓄水腔（8）内的雨水抽出，适时补充陡坡面植物生长用水需求。

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