專利名稱：纖維束加筋加固陡邊坡人工土壤的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種護坡領(lǐng)域的人工土壤加固方法，尤其是涉及一種纖維束加筋加固
陡邊坡人工土壤的方法。
背景技術(shù)：
邊坡綠化與防護已成為生態(tài)環(huán)境建設(shè)的重點，為防止坡面水土流失，保護生態(tài)，往 往需在坡面培植人工土壤為植物生長創(chuàng)造合理的物質(zhì)環(huán)境，再種植植物。坡面人工土壤在 降雨條件下，易發(fā)生滑動，甚至垮塌，嚴重影響著坡面植被防護效果。為了加固人工土壤，中 國專利CN 1144513公開了一種利用植物秸稈綠化石質(zhì)邊坡的方法，其步驟是，將植物秸稈 粉碎或切斷，使其長度《4cm，再與植壤土、化肥和消毒劑按比例混合均勻；用錨桿和托板 將網(wǎng)格固定在石質(zhì)邊坡表面，并使網(wǎng)格與石質(zhì)邊坡表面保持間隔距離；最后，用高壓噴射設(shè) 備將混合物噴射到坡面上，形成護坡覆蓋層，噴射過程中加入水。該發(fā)明的特點是主要應(yīng)用 了植物秸稈短纖維加筋植壤土，但該類人工土壤中由于纖維材料應(yīng)用方式不合理，且纖維 較短，降雨后特別是較大降雨后，基質(zhì)仍易發(fā)生侵蝕，而且局部甚至?xí)啤⒖逅?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服上述缺點，提供一種施工簡便，成本合理，且所得人工土壤結(jié) 構(gòu)穩(wěn)定，能防止降雨侵蝕、開裂、滑移與垮塌的纖維束加筋加固陡邊坡人工土壤的方法。
本發(fā)明纖維束加筋加固陡邊坡人工土壤的方法，其實施步驟是
1)清理坡面，使坡面具有一定平順度。 2)在坡面鉆孔并安裝固定錨桿，一般采用錨固劑固定，坡面上預(yù)留錨桿長度8 13cm，布置間距1. 0X1. Om，其中，錨桿規(guī)格一般為①14 18mm， L80 150cm。
3)將一束長度8 24cm，細度0. 1 l.Omm的纖維絲一端捆扎，另一端自然散開， 制作成直徑1. 0 3. Ocm的法向纖維束；將一束纖維絲兩端捆扎，制作成直徑1. 0 3. Ocm 的橫向纖維束，捆扎材料選用市售水溶性紙帶。其中，纖維絲是在其上噴涂有粘接劑及保水 劑的天然纖維絲或化學(xué)纖維絲，粘接劑與保水劑的配合比例按重量份計是粘接劑保水劑 =40 120 : 30 80，粘接劑是分子量400000 1200000的陰離子型聚丙烯酰胺，保水 劑是吸水倍率^ 30倍的高吸水性樹脂。 4)選擇篩孔8X8cm的鐵絲網(wǎng)，一般采用鍍鋅鐵絲網(wǎng)，將步驟3)所得橫向纖維束的 兩端綁扎于鐵絲網(wǎng)緯向網(wǎng)絲表面，且使橫向纖維束之間的平面間距為8 24cm，將法向纖 維束的捆扎端按與橫向纖維束對應(yīng)的間距綁扎于對應(yīng)的網(wǎng)絲上，并使其另一端與鐵絲網(wǎng)面 向下垂直，制作成纖維束鐵絲網(wǎng)。綁扎材料選用市售水溶性紙帶。 5)沿坡面自坡頂順勢鋪掛步驟4)所得的纖維束鐵絲網(wǎng)，控制網(wǎng)面離錨桿頂部距 離1. 5 3. 5cm，并用扎絲綁扎固定于錨桿上。
6)配制種子人工土壤，按重量份計是植被種子草炭土 植壤土 土壤消毒劑
復(fù)合肥=40 90 : 2500 5000 : 180000 220000 : 5 10 : 15 60。其中，植被種子是草本種子與灌木種子的混合物或草本種子、灌木種子、喬木種子的混合物，可根據(jù)具 體情況任意比例混合。植壤土為種植地表土。 7)向步驟5)的纖維束鐵絲網(wǎng)噴射步驟6)所得種子人工土壤，厚度為8 13cm， 容重為1. 2 1. 35g/cm3。噴射種子人工土壤后捆扎及綁扎纖維束的水溶性紙帶溶解，纖維 束散開，在種子人工土壤中形成縱橫交錯的加強筋，更有利于種子人工土壤加固。
8)最后，覆蓋規(guī)格為12g/m2-15g/m2的無紡布，并澆水管理。 本發(fā)明纖維束加筋加固人工土壤的方法優(yōu)點主要在于，其一、纖維束鐵絲網(wǎng)現(xiàn)場 制作簡單，鋪掛作業(yè)時施工效率高；其二、纖維束中纖維絲可根據(jù)不同工程需要，靈活調(diào)整 纖維絲長度、類型、數(shù)量，及纖維絲上的噴涂物用量，適用性強；其三、在施工噴射壓力下，橫 向纖維束和法向纖維束被自然打開，橫向纖維束纖維絲成平面狀分散到種子人工土壤中， 對種子人工土壤起到平面加筋作用，法向纖維束纖維絲成縱向立體式分散到種子人工土壤 中，對種子人工土壤起到立體加筋作用；其四、纖維束纖維絲噴涂的粘接劑與保水劑，遇水 后自然溶出，成凝膠顆粒狀并分散到種子人工土壤中，使錨桿_鐵絲網(wǎng)_纖維絲_人工土壤 形成了一個有機加筋整體，確保坡面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，同時也有效提高人工土壤蓄水、保水特性， 使其滿足植物種子萌發(fā)、生長的水分需求。此外，粘接劑與保水劑噴涂在纖維束纖維絲上， 不僅可節(jié)約高分子材料用量，減少施工成本，而且對人工土壤的物理結(jié)構(gòu)改善效果顯著。
具體實施例方式
實施例1
( — )實施步驟 1)清理坡面，并保持坡面具有一定平順度； 2)坡面鉆孔，安裝規(guī)格為①14mm、 L80錨桿，并灌注B匿錨固劑固定，坡面上預(yù)留 錨桿長度8 9cm。 3)將一束長度16cm，細度0.5 0.7mm的纖維絲一端捆扎，另一端自然散開，制作 成法向纖維束；將一束纖維絲兩端捆扎，制作成橫向纖維束。其中，纖維絲是秸桿稻草絲，其 上噴涂的聚丙烯酰胺與高吸水性樹脂的配合比例為40 : 30。 4)選擇篩孔8X8cm的鐵絲網(wǎng)，將步驟3)所得橫向纖維束的兩端綁扎于鐵絲網(wǎng)緯 向網(wǎng)絲表面，且使橫向纖維束之間的平面間距為16cm，將法向纖維束的捆扎端按與橫向纖 維束對應(yīng)的間距綁扎于對應(yīng)的網(wǎng)絲上，并使其另一端與鐵絲網(wǎng)面向下垂直，制作成纖維束 鐵絲網(wǎng)。 5)沿坡面自坡頂順勢鋪掛步驟4)所得的纖維束鐵絲網(wǎng)，控制網(wǎng)面離錨桿頂部距 離1. 5 2. Ocm，并用扎絲綁扎固定于錨桿上。 6)配制種子人工土壤，配合比例是植被種子草炭土 植壤土 土壤消毒劑復(fù) 合肥=40 : 5000 : isoooo : 5 : 45。其中，植被種子為草本種子"狗牙根"、"彎葉畫眉 草"及灌木種子"胡枝子"、"紫穗槐"、"多花木藍"的混合種子。 7)噴射種子人工土壤，厚度為8 9cm，容重為1. 2 1. 25g/cm3 ; 8)覆蓋規(guī)格為12g/m2的無紡布，并澆水管理。 ( 二 )實施效果 實施地貴州省畢節(jié)至安龍高速公路第四合同段邊坡防護工程，種子人工土壤厚度為8cm，坡度為45。。應(yīng)用本發(fā)明方法施工，同時，采用同類型、同重量、長度《3cm纖維與 土壤常規(guī)拌合進行對比試驗。 1)施工后48h，取種子人工土壤檢測，本發(fā)明抗剪強度為53kpa(Q = 75kpa)，而對 比試驗抗剪強度為35kpa(。 = 75kpa)，與對比實驗相比抗剪強度相對提高51X。
2)在雨強為25mm/h，歷時4h降雨后，檢測種子人工土壤的泥沙流失量，本發(fā)明僅 為0. 18kg/m2 ;而對比試驗?zāi)嗌沉魇Я繛?. 4kg/m2。與對比實驗相比泥沙流失量相對降低 55%。 3)對降雨后，又經(jīng)高溫暴曬后本發(fā)明種子人工土土壤的開裂數(shù)為6條/m、最大開 裂寬度為3mm ;而對比試驗開裂數(shù)為12條/m、最大開裂寬度為5mm。與對比實驗相比開裂 數(shù)相對減少50%，同時使開裂寬度減小2mm。 4)本發(fā)明涉及的材料費、工費及機械費用等綜合費用為5.5元/m、而對比實驗為 7元/m2。與對比實驗相比施工成本相對降低21%。
實施例2
( — )實施步驟 1)清理坡面，并保持坡面具有一定平順度； 2)坡面鉆孔，安裝規(guī)格為①16mm、L120錨桿，并灌注BDM錨固劑固定，坡面上預(yù)留 錨桿長度9 llcm。 3)將一束長度8cm，細度0. 6 1. Omm的纖維絲一端捆扎，另一端自然散開，制作 成法向纖維束；將一束纖維絲兩端捆扎，制作成橫向纖維束。其中，纖維絲是椰殼纖維絲，其 上噴涂的聚丙烯酰胺與高吸水性樹脂的配合比例為120 : 60。 4)選擇篩孔8X8cm的鐵絲網(wǎng)，將步驟3)所得橫向纖維束的兩端綁扎于鐵絲網(wǎng)緯 向網(wǎng)絲表面，且使橫向纖維束之間的平面間距為8cm，將法向纖維束的捆扎端按與橫向纖維 束對應(yīng)的間距綁扎于對應(yīng)的網(wǎng)絲上，并使其另一端與鐵絲網(wǎng)面向下垂直，制作成纖維束鐵 絲網(wǎng)。 5)沿坡面自坡頂順勢鋪掛步驟4)所得的纖維束鐵絲網(wǎng)，控制網(wǎng)面離錨桿頂部距 離2. 0 2. 5cm，并用扎絲綁扎固定于錨桿上。 6)配制種子人工土壤，配合比例是植被種子草炭土 植壤土 土壤消毒劑復(fù) 合肥=60 : 2500 : 200000 : 5 : 45。其中，植被種子為草本種子"高羊茅"、"黑麥草"，
灌木種子"豬尿豆"、"胡枝子"，以及喬木種子"銀合歡"、"剌槐"的混合種子。 7)噴射種子人工土壤，厚度為9 llcm，容重為1. 3 1. 35g/cm3 ;
8)覆蓋規(guī)格為15g/m2的無紡布，并澆水管理。
( 二 )實施效果 實施地錦屏一級水電站對外高速公路的邊坡綠化工程，種子人工土壤厚度為 10cm，坡度53。。應(yīng)用本發(fā)明方法施工，同時，采用同類型、同重量、長度《3cm的纖維與土 壤常規(guī)拌合進行對比試驗。 1)施工后60h，對種子人工土壤取樣檢測，本發(fā)明抗剪強度為62kpa( o = 75kpa)， 對比試驗抗剪強度為43kpa( o = 75kpa)，與對比實驗相比抗剪強度相對提高44% 。
2)在雨強為16mm/h，歷時6h降雨后，檢測種子人工土壤泥沙流失量，本發(fā)明僅為 0. 23kg/m2 ;而對比試驗基質(zhì)泥沙流失量為0. 47kg/m2。與對比實驗相比泥沙流失量相對降低51%。 3)對降雨后，連續(xù)干旱15天后，檢測種子人工土壤最大水平收縮率和最大自由收縮率，本發(fā)明為4. 3%和13%，對比試驗8. 3%為16%和18條/m2 ;本發(fā)明人工土壤開裂數(shù)為11條/tf，最開裂數(shù)寬度為5mm;對比實驗開裂數(shù)為18條/tf，最大開裂寬度為10mm。因此，本發(fā)明使人工最大水平收縮率相對降低48%，最大自由收縮率相對降低19%。與對比實驗相比開裂數(shù)相對減少39%，最大開裂寬度減小5mm。 4)本發(fā)明涉及的材料費、工費及機械費用等綜合費用為5.7元/m、而對比試驗為7. 3元/m2。本發(fā)明使施工成本相對降低22%。
實施例3
( — )實施步驟 1)清理坡面，并保持坡面具有一定平順度； 2)坡面鉆孔，安裝規(guī)格為①18mm、L150錨桿，并灌注BDM錨固劑固定，坡面上預(yù)留錨桿長度12 13cm。 3)將一束長度24cm，細度0. 1 0. 4mm的纖維絲一端捆扎，另一端自然散開，制作成法向纖維束；將一束纖維絲兩端捆扎，制作成橫向纖維束。其中，纖維絲是尼龍絲，其上噴涂的聚丙烯酰胺與高吸水性樹脂的配合比例為40 : 80。 4)選擇篩孔8X8cm的鐵絲網(wǎng)，將步驟3)所得橫向纖維束的兩端綁扎于鐵絲網(wǎng)緯向網(wǎng)絲表面，且使橫向纖維束之間的平面間距為24cm，將法向纖維束的捆扎端按與橫向纖維束對應(yīng)的間距綁扎于對應(yīng)的網(wǎng)絲上，并使其另一端與鐵絲網(wǎng)面向下垂直，制作成纖維束鐵絲網(wǎng)。 5)沿坡面自坡頂順勢鋪掛步驟4)所得的纖維束鐵絲網(wǎng)，控制網(wǎng)面離錨桿頂部距離2 3. 5cm，并用扎絲綁扎固定于錨桿上。 6)配制種子人工土壤，配合比例是植被種子草炭土 植壤土 土壤消毒劑復(fù)合肥=90 : 3500 : 220000 : io : 60。其中，植被種子為草本種子"狗牙根"、"彎葉畫眉
草"及灌木種子"胡枝子"、"紫穗槐"、"多花木藍"的混合種子。 7)噴射種子人工土壤，厚度為12 13cm，容重為1. 25 1. 35g/cm3 ;
8)覆蓋規(guī)格為13g/m2的無紡布，并澆水管理。
( 二 )實施效果 實施地廣東莞惠高速公路惠成區(qū)三棟標段坡面防護工程，人工土壤厚度為13cm，坡度為63° 。應(yīng)用本發(fā)明方法施工，同時，采用同類型、同重量、長度《3cm的纖維與土壤常規(guī)拌合進行對比試驗。 1)施工后24h，取種子人工土壤檢測，本發(fā)明抗剪強度為48kpa(Q = 75kpa)，而對比試驗抗剪強度為36kpa(。 = 75kpa)，與對比實驗相比抗剪強度相對提高33X。
2)在雨強為18mm/h，歷時2. 5h降雨后，檢測種子人工土壤的泥沙流失量，本發(fā)明僅為0. 11kg/m2 ;而對比試驗?zāi)嗌沉魇Я繛?. 25kg/m2。與對比實驗相比泥沙流失量相對降低56%。 3)本發(fā)明涉及的材料費、工費及機械費用等綜合費用為5.2元/m、而對比實驗為6. 4元/m2。與對比實驗相比施工成本相對降低19%。
權(quán)利要求
一種纖維束加筋加固陡邊坡人工土壤的方法，其實施步驟是1)清理坡面，使坡面具有平順度；2)在坡面鉆孔并安裝固定錨桿，坡面上預(yù)留錨桿長度8～13cm；3)將一束長度8～24cm，細度0.1～1.0mm的纖維絲一端捆扎，另一端自然散開，制作成直徑1.0～3.0cm的法向纖維束，將一束纖維絲兩端捆扎，制作成直徑1.0～3.0cm的橫向纖維束；4)選擇篩孔8×8cm的鐵絲網(wǎng)，將步驟3)所得橫向纖維束的兩端綁扎于鐵絲網(wǎng)緯向網(wǎng)絲表面，且使橫向纖維束之間的平面間距為8～24cm，將法向纖維束的捆扎端按與橫向纖維束對應(yīng)的間距綁扎于對應(yīng)的網(wǎng)絲上，并使其另一端與鐵絲網(wǎng)面向下垂直，制作成纖維束鐵絲網(wǎng)；5)沿坡面自坡頂順勢鋪掛步驟4)所得的纖維束鐵絲網(wǎng)，控制網(wǎng)面離錨桿頂部距離1.5～3.5cm，并用扎絲綁扎固定于錨桿上；6)配制種子人工土壤，按重量份計是植被種子∶草炭土∶植壤土∶土壤消毒劑∶復(fù)合肥＝40～90∶2500～5000∶180000～220000∶5～10∶15～60；7)向步驟5)的纖維束鐵絲網(wǎng)噴射步驟6)所得的種子人工土壤，厚度為8～13cm，容重為1.2～1.35g/cm3；8)最后，覆蓋規(guī)格為12g/m2-15g/m2的無紡布，并澆水管理。
2. 如權(quán)利要求1所述的纖維束加筋加固陡邊坡人工土壤的方法，其特征在于纖維絲是 在其上噴涂有粘接劑及保水劑的天然纖維絲或化學(xué)纖維絲，其中，粘接劑與保水劑的配合 比例按重量份計是，粘接劑保水劑=40 120 : 30 80。
3. 如權(quán)利要求1所述的纖維束加筋加固陡邊坡人工土壤的方法，其特征在于植被種子 是草本種子與灌木種子的混合物或草本種子、灌木種子、喬木種子的混合物。
4. 如權(quán)利要求2所述的纖維束加筋加固陡邊坡人工土壤的方法，其特征在于粘接劑是 分子量400000 1200000陰離子型聚丙烯酰胺，保水劑是吸水倍率^ 30倍的高吸水性樹 脂。
全文摘要
本發(fā)明提供一種纖維束加筋加固陡邊坡人工土壤的方法，其步驟是1)清理坡面具有平順度；2)在坡面安裝固定錨桿；3)制作法向纖維束及橫向纖維束；4)制作成纖維束鐵絲網(wǎng)；5)沿坡面自坡頂順勢鋪掛纖維束鐵絲網(wǎng)，并固定于錨桿上；6)配制種子人工土壤；7)向纖維束鐵絲網(wǎng)噴射種子人工土壤；8)最后，覆蓋無紡布，并澆水管理。制作簡單，工效高，適用性強，所得人工土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、抗侵蝕能力高、保水性好。主要用于高陡巖質(zhì)邊坡綠化。
文檔編號E02D17/20GK101705688SQ20091021613
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者孫海龍, 李紹才, 楊濤 申請人:四川省勵自生態(tài)技術(shù)有限公司