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一種基于煤矸石疏水護坡磚的邊坡生態修復方法

文檔序號:29648252發布日期:2022-04-13 21:51來源:國知局
一種基于煤矸石疏水護坡磚的邊坡生態修復方法

1.本發明涉及環保建筑領域,具體涉及一種基于煤矸石疏水護坡磚的邊坡生態修復方法。


背景技術:

2.經濟的快速發展使得人類對礦產資源的需求日益激增,長期無序的礦山開采,使山體邊坡巖體發生變形破壞,地形地貌受到擾亂,坡面穩定性差,進而引發水土流失、滑坡等一系列自然災害。當前,在大力推進生態文明建設,改善生態環境的政策形勢下,礦山邊坡的修復和治理勢在必行,而坡面穩定性和安全性是邊坡生態修復工程的關鍵。
3.礦山開采后留下的高陡邊坡治理難度大,需要通過人工干預的方式改造坡面的地形地貌、立地條件,提高邊坡土體的穩定性,再通過種植適宜的植物進行邊坡復綠;近年來,一些學者及工程技術人員在該理論基礎上結合邊坡特殊的立地條件進一步改良后開發出了如植被混凝土、噴混植生等新工藝,為我國邊坡植被修復開辟了新的道路。但是,目前這些常用的、成熟的生態修復方法如噴混植生技術、三維植被網法等一般工藝只適用于邊坡比小于1:0.75較緩的邊坡,在大于1:0.75的陡坡面上存在基質易脫落、抗侵蝕能力弱、不易構建基質植被綜合體系等缺陷,達不到理想的生態效果。護坡磚與植被聯合修復方法由于施工簡單,效果好,造價低,可以控制土粒流失,降低噪聲、光污染,使行車更安全等優點,被廣泛應用于邊坡生態修復領域中;隨著護坡磚的大量使用,越來越多的問題也隨之暴露,如降雨誘發的整體或局部垮塌、表層植被難以建成或生長不良等,造成這些問題的本質原因是護坡磚自身不抗水,長期降雨入滲導致坡體軟化、力學性能降低的問題。因此,迫切需要從護坡磚的結構體系與抗水特性出發,徹底解決礦區邊坡抵抗降雨入滲坡體軟化與表土侵蝕的嚴重問題。


技術實現要素:

4.為解決上述技術問題,本發明提供了一種基于煤矸石疏水護坡磚的邊坡生態修復方法,包括以下步驟:
5.s1、坡面整平;
6.s2、加固處理:在坡邊上布置混凝土格構,在格構中進行預應力錨索穩固;
7.s3、鋪裝護坡磚:將中間鏤空的護坡磚鋪裝在所述格構支撐的邊坡上;
8.所述護坡磚按質量分數計由以下原料制成:煤矸石40%~70%、天然砂12~42%、粉煤灰5.14%、水泥12.86%;
9.s4、疏水處理:向s3中所述護坡磚表面噴涂防水涂料;
10.s5、植物種植:在護坡磚的鏤空結構內種植植被。
11.優選的,s2中,所述格構梁截面尺寸為0.4m
×
0.4m,格構主筋10φ20hrb400,平面間距100mm,俯視間距150mm,鋼筋保護層厚度50mm,內外箍筋φ8hpb300,間距150mm。
12.優選的,采用單面搭接焊或綁扎鋼筋搭接,搭接長度不少于c30砼40倍鋼筋直徑。
13.優選的,s3中,所述護坡磚兩側具有疏水通道。
14.優選的,s3中,所述護坡磚壓制過程中成型壓力20mpa,常溫養護28d。
15.優選的,所述s3中,護坡磚鋪裝在格構中間。
16.優選的,采用鋪漿法粉皮臥砌鋪裝護坡磚。
17.優選的,先鋪砂漿,將護坡磚置于砂漿中并放平,立面高為最短面。
18.優選的,所述s4中,防水材料為有機硅防水材料。
19.優選的,所述有機硅防水材料為聚二甲基硅氧烷或油酸。
20.優選的,所述護坡磚按質量分數計由以下原料制成:煤矸石40%、天然砂42%、粉煤灰5.14%、水泥12.86%。
21.與現有技術相比,本發明的有益效果在于:
22.1、本發明提供的基于煤矸石疏水護坡磚的邊坡生態修復方法,在同等條件下,煤矸石疏水護坡磚的結構形式、開孔率、拼接方法、植被覆蓋率、植被的生根錨固作用等對坡體穩定性及沖刷減弱效果都優于市面上普通的護坡磚。
23.2、本發明提供的基于煤矸石疏水護坡磚的邊坡生態修復方法,使用煤矸石護坡磚修建坡面,長期狀態下植物根系并不會破壞護坡磚的結構,在雨水沖刷條件下,水會沿著疏水通道順流而下,不會滯留在坡體表面,減少水了的滲流,以及雨水對坡體表面的沖刷;噴射防水材料后的護坡磚表面與水的接觸角擴大,形成疏水狀態,保證了邊坡的隔水、排水。
24.3、本發明提供的基于煤矸石疏水護坡磚的邊坡生態修復方法,護坡磚的中心具有中孔,在孔中可進行植被種植,實現礦山邊坡綠化,同時護坡磚在降雨條件下會將大量的水分排出,小部分水會滯留在護坡磚孔中的土壤中,保證植被的存活率;由于坡體表面大部分被疏水護坡磚所覆蓋,可以及時導出坡面滯留水體。
25.4、本發明克服了現有技術中在大于1:0.75的陡坡面上存在基質易脫落、抗侵蝕能力弱、不易構建基質植被綜合體系的缺陷,適用于邊坡比大于1:0.75的較陡邊坡形態。
附圖說明
26.圖1為護坡側視圖;
27.圖2為護坡坡面正視圖;
28.圖3為煤矸石疏水護坡磚的邊坡生態修復方法演示圖;
29.圖4為護坡煤矸石疏水磚結構示意圖;
30.圖5為護坡煤矸石疏水磚拼接結構示意圖。
31.附圖標記說明:1:礦區邊坡;2、預應力錨索;3、混凝土格構;4、煤矸石疏水護坡磚;5、疏水通道;6、植被孔。
具體實施方式
32.下面對本發明的具體實施方式進行詳細描述,但應當理解本發明的保護范圍并不受具體實施方式的限制?;诒景l明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。本發明各實施例中所述實驗方法,如無特殊說明,均為常規方法。
33.實施例1:
34.一種基于煤矸石疏水護坡磚的邊坡生態修復方法,包括以下步驟:
35.s1、將礦山邊坡坡面整平,用機械或人工方式清除大塊突起巖石;
36.s2、對待處理的礦區邊坡進行加固處理,在邊坡上布置混凝土格構,用來穩固坡面,格構梁截面尺寸為0.4m
×
0.4m,采用c30混凝土現澆,格構主筋10φ20hrb400,平面間距100mm,俯視間距150mm,鋼筋保護層厚度50mm,內外箍筋φ8hpb300,間距150mm,采用單面搭接焊或綁扎鋼筋搭接,搭接長度為c30砼40倍鋼筋直徑;在格構中進行預應力錨索穩固,將格構與礦山鏈接為一體,保證穩定性;
37.s3、將中間鏤空且兩側具有疏水通道的的護坡磚鋪裝在格構支撐的邊坡上;煤矸石護坡磚采用鋪漿法粉皮臥砌,鋪裝在格構中間,混凝格構同時起到支撐與固定作用;;
38.所述護坡磚按質量分數計由以下原料制成:煤矸石40%、天然砂42%、粉煤灰5.14%、水泥12.86%;
39.所述護坡磚壓制過程中成型壓力20mpa,常溫養護28d;
40.鋪漿法粉皮臥砌:先鋪砂漿,然后將磚置于砂漿中一定厚度后把磚放平,達到下齊邊,上齊線,橫平豎直,立面高為最短面則為臥砌,例如磚的尺寸為240mm*120mm*60mm,砌體立面為120mm*60mm或240mm*60mm。
41.s4、在已經施工平整的護坡磚表面用高速噴槍噴涂聚二甲基硅氧烷或油酸,對表面進行疏水處理;
42.s5、在已經鋪好的防水護坡磚的鏤空結構中,鋪上營養層(有機肥),并撒上1-2厘米厚的草籽,護坡磚的鏤空結構能夠有效儲蓄水分,護坡磚的鏤空結構內既提供了植物生長所需要的養分,又能保水,每個營養土層的底部與植被根系接觸,植被生長速度快,防護效果好,能夠有效進行生態防護。
43.防水材料中的高分子有機硅與煤矸石尾礦基表面si-o(oh)基以氫鍵或化學鍵結合形成的層膜結構,由于該結構中的烷基定向排列,增大了與水的接觸角,所以產生疏水特性。由于該層膜結構能夠均勻地分布在尾礦顆粒的微孔壁,并不封閉微孔通道,因而當該層膜結構遇到水時,其疏水性能可以阻擋水以液態形式進入微孔,而空氣和氣態的水可通過層膜結構的毛細微孔排出,進而起到隔水的目的。
44.實施例2
45.實施例2與實施例1的不同之處在于,所述護坡磚按質量分數計由以下原料制成:煤矸石55%、天然砂27%、粉煤灰5.14%、水泥12.86%。
46.實施例3
47.實施例3與實施例1的不同之處在于,所述護坡磚按質量分數計由以下原料制成:煤矸石70%、天然砂12%、粉煤灰5.14%、水泥12.86%。
48.對本發明提供的基于煤矸石疏水護坡磚的邊坡生態修復方法進行相關試驗,指標包括:斜坡抗沖刷、植被成活率、護坡磚風化程度,以及植被生長情況,試驗時間:2021年6月-2021年10月,測試結果如表1。
49.表1各實施例測試結果
50.[0051][0052]
現有技術中以生態袋提高邊坡植被覆蓋率的方式,雖然植被覆蓋率高但生態袋堆積,風化問題造成防護能力較差;抗沖刷能力差;施工初期透水性差。且現有技術中漿砌、干砌塊石護坡、現澆混凝土護坡的傳統護坡方式雖然防護能力強、穩定性高、抗沖刷能力強但無透水性、完全隔離了坡面與坡體的生態交互作用,無綠色環保生態功能。
[0053]
而由表1可知,本發明提供的基于煤矸石疏水護坡磚的邊坡生態修復方法,由于使用煤矸石作為護坡磚的原料,使本發明的修復方法具有優異的植被成活率和疏水性,且抗折強度和護坡磚風化度均優于現有技術。本發明使用煤矸石疏水護坡磚修建破面,利用護坡磚減少邊坡水的入滲,使用混凝土錨索格構提供框架結構,加強了與坡體的連接,在護坡磚孔種植植被,提高了植被覆蓋率,且護坡磚本身的疏水涂層使得邊坡疏水性更上一層,提高了邊坡的抗沖刷能力和防護能力。
[0054]
綜上所述,本發明實施例提供的一種基于煤矸石疏水護坡磚的邊坡生態修復方法,如圖1、圖2和圖3所示,使用煤矸石為原料制成的護坡磚修建坡面,長期狀態下植物根系并不會破壞護坡磚的結構,在雨水沖刷條件下,水不會滯留在坡體表面,而會順流而下,減少水的滲流,以及雨水對坡體表面沖刷;噴射防水材料后的免燒磚表面與水的接觸角擴大,形成疏水狀態,保證了邊坡的隔水、排水;如圖4所示,護坡磚的中間鏤空,在鏤空結構內進行植被種植,可實現礦山邊坡綠化;如圖3和圖5所示,由于坡體表面被疏水護坡磚所覆蓋,護坡磚的輸水通道可以及時導出坡面滯留水體,其次,在護坡磚中孔重種植植被,防水狀態的護坡磚在降雨條件下只會將大量的水分排出,小部分水會滯留在護坡磚孔中的土壤中,保證植被的存活率;如圖1和圖2所示,在混凝土格構中進行預應力錨索,使用混凝土錨索格構提供框架結構,加強了護坡磚與坡體的連接。
[0055]
需要說明的是,本發明權利要求書中涉及數值范圍時,應理解為每個數值范圍的兩個端點以及兩個端點之間任何一個數值均可選用,為了防止贅述,本發明描述了優選的實施例。
[0056]
盡管已描述了本發明的優選實施例,但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念,則可對這些實施例做出另外的變更和修改。所以,所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明范圍的所有變更和修改。
[0057]
顯然,本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣,倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內,則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
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