專利名稱：整體式植被生態(tài)恢復和防護技術系統(tǒng)及施工方法
技術領域：
本發(fā)明屬于植被生態(tài)恢復領域，適用于既需要進行工程防護又需要進行生態(tài)修復的工程體。主要涉及河道、湖泊水庫、公路鐵路、山體防護復綠、橋梁綠化等領域。
背景技術：
目前，各國對生態(tài)恢復工作都相當重視，各種新的方法不斷被推出。在中國，隨著國家環(huán)保部的成立，各級政府對環(huán)境治理和環(huán)境生態(tài)恢復的工作力度進一步加大，特別是對以前不夠重視的水資源、水環(huán)境及水生態(tài)領域，都出臺了相應的政策和配套措施。國內現(xiàn)在通用的水環(huán)境植被生態(tài)恢復方法一般有堆砌植生袋、堆壘生態(tài)袋后噴播植物種子層、直接播種或種植親水植物等方法。國外還有多孔混凝土、生態(tài)擋墻、綠化墻等方法。但是，這些植被生態(tài)恢復技術或方法各有不足如生態(tài)袋、植生袋等柔性生態(tài)恢復技術只能人工裝袋填土、操作復雜、無法采用機械化施工、不利于大規(guī)模實施和標準化施工，施工易受天氣和地形因素影響、建造價格高、不利于大面積推廣使用；生態(tài)擋墻等硬化防護技術要大量消·耗水泥、石料等傳統(tǒng)建材，不能減少能耗和二氧化碳排放，同時原材料的開采還對環(huán)境和資源造成新的破壞或擾動，不適宜再大規(guī)模使用；生態(tài)袋及現(xiàn)有其他相關的單袋體碼砌復綠技術存在整體性差，穩(wěn)定性不好的風險，在頂流抗沖、防崩加固作用上不強。因此，有必要對現(xiàn)有的坡、岸植被生態(tài)恢復技術體系和施工方法進行改進和更新。整體式植被恢復和防護技術系統(tǒng)正是為彌補這些問題而研發(fā)。整體式植被恢復和防護技術系統(tǒng)及其施工方法采用雙層(或多層)中空織物，通過縫紉連接獲得具有任意延展性能的載體；采用壓力機械為充填工具；采用富含BSC生物活性基質、農用保水劑、有機肥料、種子種苗和壤土等基料的復合物為充填基質，創(chuàng)造出一個整體性好、施工便利性和適應性強，植被恢復迅速、生物多樣性豐富、能機械化和標準化施工的植被恢復和防護技術系統(tǒng)。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種整體式植被生態(tài)恢復和防護技術系統(tǒng)及其施工方法，包括如下步驟步驟一，對施工作業(yè)面進行壓實和清理，去除雜物、碎石等；步驟二，鋪設雙層(或多層)中空織物承載體；步驟三，使用攪拌機混拌生物基質；步驟四，在雙層(或多層)中空織物表面開孔，使用砂漿泵、混凝土泵、噴漿機等壓力機械將拌合好的生物基質通過輸送管從織物表面的開孔充灌入雙層(或多層)中空織物內，然后對開孔處采取縫合或墊襯織物封堵。完成充灌的同時，對雙層(或多層)中空織物進行固定；步驟五，充灌生物基質后，養(yǎng)護到植物成坪。優(yōu)選地，步驟二中，所述雙層(或多層)中空織物承載體的材質為化學纖維、植物纖維、玻璃纖維或多種纖維的混合。優(yōu)選地，步驟三中，所述生物基質包含如下組分壤土、沙、草炭土、有機肥、BSC生物活性基質、種子、種苗或種球、農用保水劑和水等。優(yōu)選地，步驟四中，所述固定為采用錨固溝進行固定。優(yōu)選地，步驟四中，所述固定為采用錨釘、錨桿或其他機械物理方法進行固定。優(yōu)選地，所述錨固溝回填的方式為采用機械回填土壤或者澆筑水泥砂漿或澆筑混凝土進行回填。優(yōu)選地，所述固定還包括采用鉚固孔與鉚桿配合的方式進行固定。本發(fā)明具有如下的有益效果(I)本發(fā)明方法采用的雙層(或多層)中空織物承載體具有超強的抗拉能力，能夠支持坡長超過20m以上的邊坡施工，無需削坡分級，大大降低前期土方工程量，同時雙層(或多層)中空織物可以隨地形或坡型任意變化，最大限度滿足對工程體無縫、全覆蓋的生態(tài)恢復要求；(2)本發(fā)明方法的施工過程采用機械化施工為主(約70-80%工程量)、人力施工為輔，極大提高施工效率，并可全天候施工，不受一般天氣變化影響，工序簡單，安全性高；(3)本發(fā)明方法采用的織物在充灌了生物基質完工后，因織物本身具有反濾功能，坡面立即獲得抗水流沖刷、風浪淘蝕功能；同時織物的致密程度適中，一般植物幼苗可以穿透出來生長成成熟植株，并完成后期植被防護功能。(4)本發(fā)明采用的生物基質配置了充足的有機物、BSC生物活性基質、農用保水劑和壤土，可為植物生態(tài)恢復建植初期提供足夠營養(yǎng)物質和保持水分，利于植物前期的生長。(5)本發(fā)明采用的錨固溝和鉚桿錨固具有超強錨固和抗拉伸能力，在最大限度上保證施工坡面穩(wěn)定、保證施工面整體抗沖刷能力，并且提高施工效率。(6)采用本發(fā)明方法構建的植被可長效覆蓋在施工區(qū)域上，可抑制流水及邊坡地表徑流對土壤的沖刷侵蝕，起到保持水土的作用，適用于邊坡植被及親水環(huán)境生態(tài)恢復施工。
具體實施例方式以下結合具體實施例，對本發(fā)明作進一步說明。應理解，以下實施例僅用于說明本發(fā)明而非用于限定本發(fā)明的范圍。實施案例I施工區(qū)域位于某市河城區(qū)段，原工程斷面采用水泥砂漿混凝土直接澆筑，不利于環(huán)保和生態(tài)恢復，直接增加城市熱島現(xiàn)象，且成本很高，不符合低碳環(huán)保原則?，F(xiàn)采用整體式植物生態(tài)恢復和防護系統(tǒng)(TEPS)進行河岸護坡和植被生態(tài)修復，在建成初期通過織物承載體的高強抗沖刷能力對堤防起保護作用，在建成中后期植被生長，通過植被根系穩(wěn)固和枝葉減緩流水、雨水、地表徑流沖刷的作用，既滿足堤防安全功能要求又滿足城市水生態(tài)的恢復和美化需求。本實施例的施工包括如下步驟步驟一，對施工坡面進行清坡、除險、墊土、平整等準備工作，同時收集相關的施工資料，包括坡長、坡度等基本參數(shù)，該段工程斷面坡長為12 25m，坡度在I : 2. 50
I I. 25之間，工程斷面左岸長2560延米，右岸長2720延米；
步驟二，根據步驟一取得的施工資料，確定錨固位置，安裝鉚固孔；步驟三，利用小型挖掘機在施工坡面的頂部開挖錨固溝，然后人工鋪設雙層織物承載體，再采用機械回填土壤到錨固溝；步驟四，取壤土、草炭土、有機肥、BSC生物活性基質(有效活菌數(shù)> O. 5億/g)、種子以及農用保水劑等，采用小型裝載機和攪拌澆注機進行混拌澆注一體澆注到雙層織物承載體中； 步驟五，在鉚固孔中插入鉚桿進行固定。施工完成后，在施工工程面與自然坡面交接處，進一步進行包邊處理；施工完成后，根據天氣情況澆水養(yǎng)護至植被生長即可。本實施例的實施效果本實施例使用的雙層織物承載體具有較強的抗拉能力，無需削坡分級，大大降低植被生態(tài)恢復前期工程量，同時柔性織物可以適應任意地形和坡型， 最大限度滿足無縫全覆蓋的生態(tài)恢復要求；本發(fā)明方法的施工過程基本為機械化操作，工期為25天，極大提高了施工效率，并且可以全天候施工，不受一般天氣變化影響；在施工后30天后植被生長至12 18cm，覆蓋率98%以上，可初步抑制流水及邊坡植被、地表徑流對土壤的沖刷侵蝕，起到保持水土的作用；再者，錨固溝和鉚桿錨固具有超強錨固和抗拉伸能力，在最大限度上保證施工坡面穩(wěn)定、保證施工面整體抗沖刷能力，并且提高施工效率；通過本實施例的施工之后，可保持長期使用，起到了良好的生態(tài)保護效果。實施案例2工程實施區(qū)域為某市的豫江大堤，工程體要求有水生植物種植，除了岸緣植被生態(tài)恢復之外，還要求親水植物種植和親水環(huán)境的生態(tài)恢復。工程面坡度為I :1.5
I 2. 5之間，左岸長1280延米，右岸長1360延米，常水位以上工程面坡長8 12m，常水位以下工程面坡長10 15m。本實施例的步驟同實施例1，所不同之處在于增加了水下鋪設織物承載物和水下植物種植的工序；同時，步驟二中，所述雙層織物承載體的材質為植物纖維；所述回填錨固溝為澆注水泥砂進行回填；步驟四中，取壤土、草炭土、有機肥、BSC生物活性基質(有效活菌數(shù)> O. 5億/g)、種子、種苗以及農用保水劑等，使用攪拌機進行攪拌，然后利用小型裝載機和攪拌澆注機充灌進雙層織物承載體內部。本實施例的實施效果本實施例的工程施工工期25天，雙層織物承載體較強的抗拉伸能力和抗水流沖刷能力在施工完成后經受河流流水沖刷無脫落、跑偏、擠壓等現(xiàn)象，填充基質由于織物承載體有反濾作用而無基質被掏空現(xiàn)象，工程完成后35天，水生植物存活并長出新芽。實施案例3工程實施區(qū)域在某市高速公路K078+560-K079+780路段，為山區(qū)土夾石邊坡，坡長為8 20m，不規(guī)則分段邊坡，上行、下行總面積9860平方米。本實施例的步驟同實施例1，所不同之處在于，坡長在15 20m之間的邊坡不需要再做削坡分級，只需要在坡面中部開挖錨固溝并且采用錨桿錨固和水泥砂漿混凝土錨固的聯(lián)合錨固形式即可完成邊坡整體穩(wěn)固和整體綠化；同時，所述回填錨固溝為澆注混凝進行回填；
步驟四中，取壤土、草炭土、有機肥、BSC生物活性基質、種子、種苗、種球以及農用保水劑等，使用攪拌機進行攪拌，然后利用澆注機和小型裝載機充灌進雙層織物內部。本實施例的實施效果雙層織物承載體超強的抗拉伸能力能夠滿足坡長超過20m的邊坡施工要求，做到無需再次削坡分級，極大節(jié)省施工時間和提高施工效率，并且節(jié)約護坡和生態(tài)恢復成本。實施例4本實施例的施工區(qū)域位于某市二環(huán)路西直門立交橋，工程體為立交橋的橋墩，為鋼筋混凝土構造物，不利于植物生長，影響城市美化、綠化。采用整體式生態(tài)恢復和防護系統(tǒng)(TEPS)對橋墩外立面進行植被生態(tài)恢復，增加城市綠量，美化環(huán)境，凈化空氣，減少灰塵，吸音降噪。步驟一，對施工體外立面講行測量，該工程體綜合立面高度為I 12m不等，坡度為90度，柱體形狀分別為四方體和圓柱體； 步驟二，根據步驟一取得的施工資料，確定錨固方式為采用鋼板、鋼圈、膨脹螺栓、鋼索、鋼索緊固器進行箍或錨固，并根據步驟一取得的施工資料，確定錨固位置；步驟三，自橋墩上端掛設采用由化學纖維、植物纖維、玻璃纖維三種纖維混合編織面成的雙層織物承載體，然后采用鋼圈、鋼板、鋼索和鋼索緊固器自上而下進行固定；步驟四，取壤土、草炭土、有機肥、些C生物活性基質(有效活菌數(shù)> O. 5億/g)、種子以及農用保水劑等，采用小型裝載機和攪拌澆注機進行混拌充灌進雙層織物承載體內部; 施工完畢后，澆水養(yǎng)護至植被長成即可。本實施例的實施效果本實施例使用的雙層織物承載體具有較強的抗拉能力，能承受垂直狀態(tài)下的斷裂強力并保證植物正常生長。施工完成后，無斷裂破損現(xiàn)象，可以長期保持。本實施例施工期為6天，工程完工35天后植被出芽，70天初步成型，植株高度6 IOcm,植被覆蓋率95%以上，從而解決了城市建筑體外立面無法進行有效綠化的技術難題。
權利要求
1.一種整體式植被生態(tài)恢復和防護技術系統(tǒng)及施工方法(TEPS，Total EcologyProtection System),其特征在于,包括如下步驟 步驟一，對施工作業(yè)面進行壓實和清理，去除雜物、碎石等； 步驟二，鋪設雙層(或多層)中空織物承載體； 步驟三，使用攪拌機混拌生物基質； 步驟四，在雙層(或多層)中空織物表面開孔，充灌生物基質，并對充灌后的織物固定; 步驟五，充灌生物基質后，養(yǎng)護到植物成坪。
2.如權利要求I所述的技術系統(tǒng)，其特征在于，步驟二中所述雙層(或多層)中空織物承載體的材質為化學纖維、植物纖維、玻璃纖維或這三種纖維的任意混合。
3.如權利要求I所述的技術系統(tǒng)，其特征在于，步驟二中所述雙層(或多層)中空織物單體為布匹性狀，采用現(xiàn)場縫紉的方法將各單體縫接后獲得可任意延展的一個整體織物承載體。
4.如權利要求I所述的技術系統(tǒng)，其特征在于，步驟二中所述雙層(或多層)中空織物亦可單體或裁分后按需使用。
5.如權利要求I所述的技術系統(tǒng)，其特征在于，步驟三中所述生物基質包含如下組分(但不限于)壤土、沙礫、草炭土、有機肥、BSC生物活性基質、種子、種苗或種球、水以及農用保水劑；具體使用比例、植物種類按各工程實際需求配置，以滿足復綠并盡快完成植物生態(tài)修復為原則。
6.如權利要求I所述的施工方法，其特征在于，步驟四中所述充灌施工可采用壓力機械充灌或人工充灌完成。
7.如權利要求I所述的技術系統(tǒng)，其特征在于，步驟四中所述固定為采用錨固溝進行固定。
8.如權利要求7所述的施工方法，其特征在于所述錨固溝固定方式為采用澆注水泥砂漿或澆注混凝土或機械回填土壤進行回填錨固。
9.如權利要求7或8所述的施工方法，其特征在于所述固定方法還包括采用錨固孔與錨桿配合的方式進行固定；或采用鋼板、鋼圈、膨脹螺栓、鋼索、鋼索緊固器進行箍緊或錨固。
10.如權利要求5所述BSC生物活性基質，其特征為載體主要由好氧發(fā)酵后的污泥堆月巴、秸軒、腐殖土混合按3 I I組成，富含BSC生物活性菌劑，兼具速效和緩釋、保水和保肥能力，具有增加植物生物量，工程迅速復綠，減少后期養(yǎng)護肥料施用量的效果。
全文摘要
本發(fā)明是生態(tài)恢復領域中主要應用于既要進行工程防護又要進行生態(tài)修復的工程體的一種整體式植被生態(tài)恢復和防護技術系統(tǒng)及施工方法(TEPS，Total Ecology Protection System)，包括如下步驟一、對作業(yè)面進行壓實和清理；二、鋪設高強度雙層(或多層)中空織物承載體；三、混拌生物基質；四、將生物基質充灌于織物內部并固定織物；五、進行短期綠化養(yǎng)護到植物成坪。本發(fā)明采用的高強度雙層織物具有很強的抗拉伸能力，可大大降低前期坡岸防護土建工程量；本發(fā)明的施工過程以機械施工為主，人工操作為輔，極大提高施工效率，可全天候施工，施工便利性和適應性好，安全性高。
文檔編號A01B79/02GK102919010SQ20121037041
公開日2013年2月13日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權日2012年9月29日
發(fā)明者吳金棟, 袁彬鴻 申請人:吳金棟, 袁彬鴻