專利名稱：黃土邊坡的水分轉移和生態治理方法
技術領域：
本發明屬于邊坡穩定與治理技術領域，具體涉及一種黃土邊坡的水分轉移和生態治理方法。
背景技術：
黃土地區公路、鐵路、水利等基礎設施的建設不可避免地形成了大量裸露的邊坡， 一方面影響了生態環境，另一方面一旦降雨將造成嚴重的水土流失，甚至發生滑坡等地質災害。針對此情況，目前多采用生態防護治理技術來改善邊坡穩定性，同時保護生態環境。 邊坡生態防護治理的技術是以一定的工程和施工技術，在首先保證邊坡整體穩定的基礎上，在邊坡面上重新建立一定厚度的利于植物生長的營養土層，創造適合植物生長的良好環境，使巖石坡面上形成一道以植物根莖交織而成的保護網，起到固坡護坡的作用，防止坡面巖土體因遭受雨水的侵蝕和沖刷而造成水土的流失，并起到恢復生態環境的綜合效果。生態復綠技術的前提條件是邊坡整體穩定，而現有黃土邊坡治理方法中，往往存在這樣的問題黃土體顆粒松散，由于降雨，坡體內土體孔隙水壓力增大，內聚力降低，抗剪強度降低，同時可能發生濕陷變形，對于黃土邊坡整體穩定性是很不利的。針對不同的地區、巖土體、邊坡坡度等采用不同的方案，但這些技術方案都側重于植物種植施工，沒有全面、充分地利用黃土邊坡自身的特點，忽略了黃土邊坡坡體自身出水、保持水土平衡體系的能力。所以提供一種既能將坡體內的水排出，保證邊坡穩定性的同時，又能充分利用坡體內排出水分澆注邊坡坡面植物，這樣一種綜合治理技術具有十分重要的工程實踐意義。

發明內容
本發明的目的是提供一種黃土邊坡的水分轉移和生態治理方法，使治理后的黃土邊坡整體穩定性良好且生態可持續發展。本發明所采用的技術方案是，一種黃土邊坡的水分轉移和生態治理方法，按照以下步驟進行步驟I、首先在邊坡頂部挖土換填，使用砂土、碎石或粗砂制作滲水層；然后在滲水層上填筑阻水層，阻水層為素土夯實而成；在阻水層上覆蓋水土保持層，水土保持層為復合種植土層，復合種植土層使用含有本地植物的種子、根莖和微生物的本地土壤；步驟2、在位于滲水層下方的邊坡坡面上均勻且間隔鉆孔并埋設水分運移管，各水分運移管管體上位于橫截面上部1/2 2/3的部分開有多個濾水孔眼，各水分運移管管體外部包有過濾層，各水分運移管位于邊坡內的末端封閉；步驟3、沿邊坡坡面設置網格狀鋼筋混凝土骨架，還包括多個土層錨桿，各土層錨桿的一端與鋼筋混凝土骨架聯結且另一端錨固在邊坡內部土層中，鋼筋混凝土骨架的網格中均種植植物。滲水層的底面上傾角為8° 12°，滲水層的厚度為27cm 33cm。阻水層的厚度為27cm 33cm。
各水分運移管上傾角為10° 20°。各水分運移管為UPVC塑料管，水分運移管管體外部外部的過濾層為紗網或土工布，水分運移管位于邊坡內的末端使用土工布封閉。各水分運移管的具體布設位置為在水平方向上相鄰兩個水分運移管之間的距離為I. 5m 2. 0m，在豎直方向上相鄰兩個水分運移管之間的距離為I. 8m 2. 2m。在各水分移運管管口和其對應鉆孔之間的空隙充填灌漿，該灌漿的長度為 400mm 500mm。各土層錨桿下傾角為15° 25。。各土層錨桿均對應聯結在鋼筋混凝土骨架的網格節點上，鋼筋混凝土骨架上位于相鄰兩個土層錨桿之間的中點位置上均開有水分運移管安裝孔，各水分運移管對應設置在水分運移管安裝孔內。各水分運移管的管口均伸出鋼筋混凝土骨架為IOcm 20cm。本發明黃土邊坡的水分轉移和生態治理方法的有益效果是，能實現黃土邊坡坡頂的截水和阻水，保證坡頂穩定，同時引導坡體內部水分出流，供給坡面植物生長提供所需的生態環境條件。


圖I是本發明中滲水層、阻水層、水土保持層和水分運移管的位置關系示意圖；圖2是本發明中鋼筋混凝土骨架與土層錨桿和水分運移管安裝孔的位置關系示意圖；圖3是本發明中滲水層、阻水層、水土保持層和土層錨桿的位置關系示意圖；其中，I.滲水層，2.阻水層，3.水土保持層，4.水分運移管，5.鋼筋混凝土骨架，
6.土層錨桿，7.水分運移管安裝孔。
具體實施例方式如圖I、圖2和圖3所示，本發明一種黃土邊坡的水分轉移和生態治理方法，按照以下步驟進行步驟I、首先在邊坡頂部挖土換填，使用砂土、碎石或粗砂制作滲水層1，滲水層I 的底面上傾角為8。 12°，滲水層I的厚度為27cm 33cm。滲水層I的作用是便于由坡頂下滲的一部分水分通過滲水層I流向邊坡坡面。然后在滲水層I上填筑阻水層2，阻水層2為素土夯實而成，阻水層2的厚度為27cm 33cm。在阻水層2上覆蓋水土保持層3， 水土保持層3為復合種植土層，復合種植土層使用含有本地植物的種子、根莖和微生物的本地土壤。本地土壤適合本地植被的生長,而且本地土中含有本地植物的種子、根莖、微生物等，造成利于植物生長的土肥條件供植物長期穩定生長，能形成坡頂永久植被。黃土邊坡坡頂土體一般為較松散且風化嚴重的顆粒，不利于坡體穩定，降雨條件下可能會被侵蝕、沖刷順坡流失，對邊坡整體穩定性造成不利影響。該部分關鍵技術在于 滲水層I、阻水層2和水土保持層3能形成坡頂復合層，避免了邊坡坡頂產生裂縫，進入滲入層I的自由水排向坡面，供給植被水分，減小黃土坡體內水分繼續下滲的供給量。步驟2、在位于滲水層I下方的邊坡坡面上均勻且間隔鉆孔并埋設水分運移管4，根據當地降雨情況選擇水分運移管4的直徑，再根據水分移運管4確定鉆孔時的孔徑和孔深。降雨是引發邊坡失穩的重要因素，通過水分運移管4將邊坡內水分轉移到坡面，一方面降低了坡內土體的孔隙水壓力，提高了土體的抗剪強度，從而有利于坡體的穩定；另一方面水分由坡內流向坡面，為鋼筋混凝土骨架5的網格中的植物提供了必備的生長條件。水分運移管在材質上要滿足防腐蝕要求及一定的強度條件。本實施例中，水分運移管4為UPVC塑料管，各水分運移管4管體上位于橫截面上部1/2 2/3的部分開有多個濾水孔眼，水分運移管4管體的其余部分用于集水。各水分運移管4上傾角為10° 20°。 各水分運移管4管體外部包有過濾層，過濾層為紗網或土工布。各水分運移管4位于邊坡內的末端使用土工布封閉，防止坡內土體進入阻塞管道。其中，各水分運移管4的具體布設位置為在水平方向上相鄰兩個水分運移管4之間的距離為I. 5m 2. 0m，在豎直方向上相鄰兩個水分運移管4之間的距離為I. Sm 2. 2m。為了避免水分運移管4出現下滑等情況，在各水分移運管4管口和其對應鉆孔之間的空隙充填灌漿，該灌漿的長度為400mm 500mm。步驟3、沿邊坡坡面設置網格狀鋼筋混凝土骨架5，還包括多個土層錨桿6，各土層錨桿6的一端與鋼筋混凝土骨架5聯結且另一端錨固在邊坡內部土層中，各土層錨桿6下傾角為15° 25°，長度視具體需要而定。鋼筋混凝土骨架5的網格中均種植植物，種植適應當地氣候、易成活、根系發達且繁殖能力強的草類或灌木。在黃土邊坡坡面種植植物，有效地起到了護坡和綠化環境的作用，由于降雨是誘發邊坡失穩的重要因素之一，而植物通過吸收和蒸發坡體內水分，降低了土體的孔隙水壓力，增加土體的內聚力，從而提高土體的抗剪強度，亦有利于邊坡穩定。同時，由于植物根系發達、密集、穿插、網絡等也有助于防止邊坡的風化剝落。反過來，也有助于邊坡生態環境的恢復，從而走向良性循環。本發明坡面支護方式使用鋼筋混凝土骨架5與土層錨桿6聯合支護。土錨桿有少占場地、縮短工期、降低造價等優點，是一種承拉桿件，用以維持所支護土層的穩定，可以有效地阻止周圍土層坍塌、位移和沉降。土層錨桿一般由錨頭、自由段和錨固段三部分組成。 其中錨固段用水泥漿或水泥砂漿將桿體(預應力筋)與土體粘結在一起形成錨桿的錨固體。土錨桿的外露錨桿部分，自由段和錨固段均應做相應的防腐處理措施以保證錨桿的耐久性。土錨桿的施工過程包括成孔、安放拉桿、灌漿和張拉鎖定等工序。各土層錨桿6均對應聯結在鋼筋混凝土骨架5的網格節點上，鋼筋混凝土骨架5 上位于相鄰兩個土層錨桿6之間的中點位置上均開有水分運移管安裝孔7，各水分運移管4 對應設置在水分運移管安裝孔內。此時，水分運移管4位于相鄰兩個土層錨桿6的中點處， 具有最大的澆注面積。各水分運移管4的管口均伸出鋼筋混凝土骨架5為IOcm 20cm,以使轉移出水分落至下部坡面。
權利要求
1.一種黃土邊坡的水分轉移和生態治理方法，其特征在于，按照以下步驟進行步驟I、首先在邊坡頂部挖土換填，使用砂土、碎石或粗砂制作滲水層(I);然后在所述滲水層(I)上填筑阻水層(2)，所述阻水層(2)為素土夯實而成；在所述阻水層(2)上覆蓋水土保持層(3)，所述水土保持層(3)為復合種植土層，所述復合種植土層使用含有本地植物的種子、根莖和微生物的本地土壤；步驟2、在位于所述滲水層(I)下方的邊坡坡面上均勻且間隔鉆孔并埋設水分運移管(4)，所述各水分運移管(4)管體上位于橫截面上部1/2 2/3的部分開有多個濾水孔眼， 所述各水分運移管(4)管體外部包有過濾層，所述各水分運移管(4)位于邊坡內的末端封閉；步驟3、沿邊坡坡面設置網格狀鋼筋混凝土骨架(5)，還包括多個土層錨桿￠)，所述各土層錨桿出)的一端與鋼筋混凝土骨架(5)聯結且另一端錨固在邊坡內部土層中，所述鋼筋混凝土骨架(5)的網格中均種植植物。
2.按照權利要求I所述的黃土邊坡的水分轉移和生態治理方法，其特征在于，所述滲水層(I)的底面上傾角為8° 12°，所述滲水層(I)的厚度為27cm 33cm。
3.按照權利要求I所述的黃土邊坡的水分轉移和生態治理方法，其特征在于，所述阻水層⑵的厚度為27cm 33cm。
4.按照權利要求I所述的黃土邊坡的水分轉移和生態治理方法，其特征在于，所述各水分運移管(4)上傾角為10° 20°。
5.按照權利要求I所述的黃土邊坡的水分轉移和生態治理方法，其特征在于，所述各水分運移管(4)為UPVC塑料管，所述水分運移管(4)管體外部外部的過濾層為紗網或土工布，所述水分運移管(4)位于邊坡內的末端使用土工布封閉。
6.按照權利要求I所述的黃土邊坡的水分轉移和生態治理方法，其特征在于，所述各水分運移管(4)的具體布設位置為在水平方向上相鄰兩個水分運移管(4)之間的距離為I.5m 2. 0m，在豎直方向上相鄰兩個水分運移管(4)之間的距離為I. 8m 2. 2m。
7.按照權利要求I所述的黃土邊坡的水分轉移和生態治理方法，其特征在于，在所述各水分移運管(4)管口和其對應鉆孔之間的空隙充填灌漿，該灌漿的長度為400mm 500mmo
8.按照權利要求I所述的黃土邊坡的水分轉移和生態治理方法，其特征在于，所述各土層錨桿(6)下傾角為15° 25。。
9.按照權利要求I所述的黃土邊坡的水分轉移和生態治理方法，其特征在于，所述各土層錨桿(6)均對應聯結在鋼筋混凝土骨架(5)的網格節點上，所述鋼筋混凝土骨架(5) 上位于相鄰兩個土層錨桿(6)之間的中點位置上均開有水分運移管安裝孔(7)，所述各水分運移管(4)對應設置在水分運移管安裝孔內。
10.按照權利要求I所述的黃土邊坡的水分轉移和生態治理方法，其特征在于，所述各水分運移管(4)的管口均伸出鋼筋混凝土骨架(5)為IOcm 20cm。
全文摘要
本發明公開了一種黃土邊坡的水分轉移和生態治理方法，首先在邊坡頂部挖土換填并作滲水層，滲水層上填筑阻水層，在阻水層上覆蓋水土保持層；在位于滲水層下方的邊坡坡面上均勻且間隔鉆孔并埋設水分運移管，沿邊坡坡面設置網格狀鋼筋混凝土骨架，還包括多個土層錨桿，各土層錨桿的一端與鋼筋混凝土骨架聯結且另一端錨固在邊坡內部土層中，鋼筋混凝土骨架的網格中均種植植物。本發明具有黃土邊坡整體穩定性良好和生態的可持續發展的優點。
文檔編號E02B3/12GK102605793SQ20121006868
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月15日 優先權日2012年3月15日
發明者張玉, 方娟, 邵生俊 申請人:西安理工大學