本發明涉及一種生態聯鎖式護坡植生磚及其制備方法。
背景技術:
近年來隨著我國水利工程和交通工程的大規模建設以及礦產資源的開采,形成了許多裸露的坡面,造成大量水土流失和地質災害隱患的同時,還加劇了生態系統的退化。現有的護坡工程通常采用:1、傳統的剛性襯砌(例如漿砌塊石護坡、現澆混凝土護坡等),剛性襯砌存在總體成本高,對庫岸變形適應性不佳,生態性較差的缺點;2、柔性生態護坡護砌(例如綠化植生盤護坡,植被水工磚護坡,格賓護坡等),柔性生態護坡技術則具有經濟性好,變形適應性強,自然生態等突出特點。傳統的植被水工磚砌塊與砌塊之間的固定僅僅是在坡面上,其上下表面無法咬合固定,導致其在水流作用下容易上浮下陷影響磚體穩固性。由于缺少上下表面的咬合作用,當邊坡發生局部沉陷或結冰隆起時,傳統的水工磚容易發生局部破壞。而單純的植生盤抗壓、抗沖刷能力弱,在暴雨和洪水沖刷下養分容易流失,導致護坡作用大大降低。
技術實現要素:
針對現有技術存在的上述問題,本發明的第一個目的是提供一種結構合理的生態護坡植生磚,通過聯鎖自嵌式的結構設計既解決了傳統水工磚砌塊與砌塊之間(尤其是上下表面)咬合較弱,整體性較差等缺點,又解決了傳統植生盤抗沖刷抗壓能力弱的特點。實現坡面護坡加固、生態的快速修復功效。
本發明的第二個目的是提供一種生態聯鎖式護坡植生磚的制備方法。
為實現上述第一個目的,本發明采用如下技術方案:一種生態聯鎖式護坡植生磚,包括砌塊本體和植生盤體;所述砌塊本體包括中心部、安裝卡塊和安裝卡槽;
所述中心部的中心位置具有中心孔,所述植生盤體設置在中心孔內,且植生盤體上表面低于中心部上表面;
所述中心部在豎直方向具有前、后、左、右四個側面,所述安裝卡塊位于中心部的前側面和左側面,且朝向遠離中心部的方向延伸形成,所述安裝卡槽位于中心孔的后側面和右側面,且朝向中心部的中央方向凹陷形成;
所述安裝卡塊的厚度和安裝卡槽的深度均小于中心部的厚度,且安裝卡塊的厚度和安裝卡槽的深度相等、形狀相同,通過相鄰植生磚上的安裝卡塊與安裝卡槽的相互咬合實現全方位聯鎖。
作為優化,所述安裝卡塊具有截面呈梯形的頭部與截面呈方形的尾部,其中,所述頭部遠離中心部,所述尾部靠近中心部。
作為優化,所述植生盤體上表面到中心部上表面的高度為1~2厘米。
作為優化,所述中心孔內還設有可降解底片,所述可降解底片位于植生盤體的下方。
作為優化,所述可降解底片為多個十字架形成的網狀結構,所述十字架由橫桿和豎桿構成,所述橫桿和豎桿上具有多個透水孔,所述透水孔的軸線與其所在橫桿或豎桿的長度方向垂直。
作為優化,所述植生盤體各組分的質量份數如下:
種植土15-25;
有機質3-5;
長效復合肥5-15;
生物菌肥5-15;
可降解植物殘體20-40;
粘合劑3-5;
保水劑3-5;
所述種植土中含有適合在庫岸邊坡上生長的深根型、耐淹耐旱性強、抗逆性強的植物種子。
作為優化,所述植物種子選用狗牙根、牛鞭草、香根草、多花木蘭、百喜草或銀合歡等種子。
作為優化,所述保水劑為高吸水性樹脂;所述粘合劑為羧甲基纖維素鈉溶液。
為實現上述第二個目的,本發明采用如下兩種技術方案:
第一種技術方案:一種制備上述生態聯鎖式護坡植生磚的方法,該方法包括如下步驟:
1)制作用于制備砌塊本體的一號模具;
2)在一號模具上,在用于制備植生盤體的內環底面鋪設一層有孔的土工膜;
3)在步驟2)所述的土工膜上放入可降解底片;
4)將制備植生盤體的原料按比例混合攪拌均勻后倒入所述一號模具的內環;
5)將攪拌好的混凝土原料注入一號模具的外環內;
6)向所述一號模具上施加5~10MPa大小壓力固定成型;
7)3~5天自然風干后得到目標護坡植生磚。
第二種技術方案:一種制備上述生態聯鎖式護坡植生磚的方法,該方法包括如下步驟:
1)制作用于制備砌塊本體的二號模具;
2)將混凝土倒入所述二號模具中,制備砌塊本體;
3)制作用于制備植生盤體的三號模具;
4)在三號模具內的底面鋪設一層有孔的土工膜;
5)在步驟4)所述土工膜上放入可降解底片;
6)將制備植生盤體的原料按比例混合攪拌均勻后倒入所述三號模具內;
7)向所述三號模具上施加5~10MPa大小壓力固定成型;
8)3~5天自然風干后得到目標植生盤體;
9)將步驟8)制作好的植生盤體與步驟2)制備好的砌塊本體進行組裝得到目標護坡植生磚。
相對于現有技術,本發明具有如下優點:
1、使用本發明提供的護坡植生磚護坡,其抗側、抗裂和抗傾覆能力強、整體穩定性高、持久耐用,大大節省了后期運行維護費用,具有較好的長期經濟效益,可廣泛適用于水利、交通、市政等建設工程和礦產資源開采后的邊坡加固和生態恢復。
2、傳統的磚體固定僅僅是在坡面上,其上下表面無法咬合固定,導致其在水流作用下容易上浮下陷影響磚體穩固性,本發明通過相鄰安裝卡塊和安裝卡槽的咬合實現水平、垂直方向的全方位聯鎖,大大提高護坡的安全穩固。
3、本發明護坡植生磚通過聯鎖自嵌式的結構設計既解決了傳統水工磚砌塊與砌塊之間(尤其是上下表面)咬合較弱,整體性較差等缺點,又解決了傳統植生盤抗沖刷抗壓能力弱的特點。實現坡面護坡加固、生態的快速修復功效。
4、本發明護坡植生磚的尺寸一致,可采用設備進行工廠化批量生產,無需現場制備,生產效率高、生產質量穩定。
5、相鄰護坡植生磚上的安裝卡塊與安裝卡槽通過聯鎖自嵌,磚體鋪設無需砂漿混凝土施工,簡單易操作、施工成本低、施工效率高,適用于各種邊坡加固和生態恢復。
6、本發明護坡植生磚的平面尺寸較小一般為幾十厘米,厚度為10-20厘米左右,因而具有一定的柔性,有較好的防凍脹能力,
7、本發明護坡植生磚中空設計不但降低水的揚壓力提高庫岸穩定性,還允許植生盤內根系深入基礎土體,并最終盤根錯節成為三維加筋材料,同時中空設計能夠減少砌塊的用料節省投資。
8、可通過變換砌塊本體的顏色和植生盤體內的種子類型等方法來取得較好的護坡整體美觀效果。
9、植生盤體的制作材料不僅不會對環境造成污染,而且會使得土壤更為肥沃有利于邊坡生態系統的快速恢復。
10、十字型可降解底片的透水孔保證了植生盤體水分的流通有利于植被恢復。
附圖說明
圖1為本發明生態聯鎖式護坡植生磚一個角度的立體圖。
圖2為本發明生態聯鎖式護坡植生磚另一個角度的立體圖。
圖3為圖1的主視圖。
圖4為圖1的左視圖。
圖5為圖1的俯視圖。
圖6為本發明所述安裝卡塊的立體圖。
圖7為圖6的主視圖。
圖8為圖6的左視圖。
圖9為圖6的俯視圖。
圖10為構成可降解底片的十字架的立體圖。
圖11為多個生態聯鎖式護坡植生磚聯鎖后的示意圖。
圖中,1-中心部、2-安裝卡塊、2b-頭部、2a-尾部、3-安裝卡槽、4-植生盤體、5-可降解底片、5a-十字架、5b-透水孔。
具體實施方式
下面對本發明作進一步詳細說明。
在本發明的描述中,需要理解的是,術語“豎直”、“中心”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“底”、“內”等指示的方位或位置關系為基于附圖1所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本發明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本發明的限制。
實施例1:參見圖1-圖10,一種生態聯鎖式護坡植生磚,包括砌塊本體和植生盤體4。所述砌塊本體包括中心部1,中心部1的中心位置具有中心孔,所述植生盤體4設置在中心孔內,且植生盤體4上表面低于中心部1上表面;具體實施時,所述植生盤體4上表面比中心部1上表面底1~2厘米,從而保護植生盤體4,減少外物對植生盤體4的擠壓。
砌塊本體中空設計不但降低水的揚壓力,而且由于允許植生盤內根系深入基礎土體,并最終盤根錯節成為三維加筋材料,從而提高庫岸穩定性;同時中空設計能夠減少砌塊的用料節省投資。另外,植生盤體由可降解植物殘體等環保材料制成,不僅不會對環境造成污染,而且會使得土壤更為肥沃,有利于邊坡生態系統的快速恢復。
所述中心部1在豎直方向具有前、后、左、右四個側面,所述安裝卡塊2位于中心部1的前側面和左側面,且朝向遠離中心部1的方向延伸形成,所述安裝卡槽3位于中心孔的后側面和右側面,且朝向中心部1的中央方向凹陷形成;所述安裝卡塊2的厚度和安裝卡槽3的深度均小于中心部1的厚度,且安裝卡塊2的厚度和安裝卡槽3的深度相等,形狀相同,即安裝卡塊2的厚度和安裝卡槽3的深度相等,安裝卡塊2的形狀和安裝卡槽3的形狀也相同,通過相鄰護坡植生磚上的安裝卡塊2與安裝卡槽3的相互咬合實現全方位聯鎖。使用時,多塊護坡植生磚鋪設在坡面上,相鄰兩塊護坡植生磚上的安裝卡塊2與安裝卡槽3相互咬合,這不僅限制了護坡植生磚在坡面方向的位移,而且防止護坡植生磚的相互上下錯動,從而全方位限制護坡植生磚的位移,提高了護坡植生磚的整體性和穩定性。
作為優化,在保證安裝卡塊2的厚度與安裝卡槽3的深度相等,且安裝卡塊2的形狀和安裝卡槽3的形狀保持一致的前提下,安裝卡塊2和安裝卡槽3可以采用任何方便卡接的結構和形狀,優選采用如下結構:所述安裝卡塊2具有截面呈梯形的頭部2b與截面呈方形的尾部2a,其中,尾部靠近中心部1,頭部2b遠離中心部1。所述安裝卡塊和安裝卡槽相互咬合能很好的限制相鄰護坡植生磚的前后、左右位移,而通過保持安裝卡塊厚度和安裝卡槽深度一致,能防止上下移動,從而實現相鄰護坡植生磚的全方位聯鎖,保證護坡植生磚整體穩定。
所述中心孔內還設有可降解底片5,所述可降解底片5位于植生盤體4的下方。可降解底片5的設置保證了植生盤體4水分的流通,有利于植被恢復。具體的,所述可降解底片5為多個十字架5a形成的網狀結構,所述十字架5a由橫桿和豎桿構成,所述橫桿和豎桿上分別具有多個透水孔5b,所述透水孔5b的軸線與其所在橫桿或豎桿的長度方向垂直,即所述橫桿上透水孔5b的軸線與橫桿的長度方向垂直,所述豎桿上透水孔5b的軸線與豎桿的長度方向垂直。可降解的底片5不僅不會對環境造成污染,而且十字架型帶孔結構有利于植生盤4內水分的流通,從而有利于植被的恢復。
作為優化,所述植生盤體4各組分的質量份數如下:
種植土的質量份為15-25,具體實施時,可以選擇質量份數15、18、20、22和25;
有機質質量份為3-5,具體實施時,可以選擇質量份數3、3.5、4、4.5和5;
長效復合肥質量份為5-15,具體實施時,可以選擇質量份數5、8、10、12和15;
生物菌肥質量份為5-15,具體實施時,可以選擇質量份數5、8、10、12和15;
可降解植物殘體質量份為20-40,具體實施時,可以選擇質量份數20、25、30、35和40;
粘合劑質量份為3-5,具體實施時,可以選擇質量份數3、3.5、4、4.5和5;所述粘合劑可用羧甲基纖維素鈉溶液;
保水劑質量份為3-5,具體實施時,可以選擇質量份數3、3.5、4、4.5和5;所述保水劑可用高吸水性樹脂。
所述種植土中含有適合在庫岸邊坡上生長的深根型、耐淹耐旱性強、抗逆性強植物種子。植物種子最好為狗牙根、牛鞭草、香根草、多花木蘭、百喜草或銀合歡等種子。
參照圖11,施工時保持護坡植生磚安裝卡塊2位于上側和左側,安裝卡槽3位于下側和右側,既可實施成行鋪設又可成列鋪設。將預鋪設植生磚上的安裝卡塊2卡進相鄰已鋪設的護坡植生磚的安裝卡槽3內即可。傳統的磚體固定僅僅是在坡面上,其上下表面無法咬合固定導致其在水流作用下容易上浮下陷影響磚體穩固性,本發明中通過安裝卡塊2和安裝卡槽3的聯鎖實現水平、垂直方向的全方位咬合,限制護坡植生磚位移,大大提高護坡的安全穩固。
實施例2:下面給出兩種具體制備實施例1中生態聯鎖式護坡植生磚的方法:第一種制備實施例1中生態聯鎖式護坡植生磚的方法,該方法包括如下步驟:
1)制作用于制備砌塊本體的一號模具;
2)在一號模具上,在用于制備植生盤體4的內環底面鋪設一層有孔的土工膜;
3)在步驟2)所述的土工膜上放入可降解底片5;
4)將制備植生盤體4的原料按實施例1所述比例混合攪拌均勻后倒入所述一號模具的內環;
5)將攪拌好的混凝土原料注入一號模具的外環內,具體可將C20混凝土注入一號模具的外環內;
6)向所述一號模具上施加5~10MPa大小壓力固定成型;
7)3~5天自然風干后得到目標護坡植生磚。
第二種制備實施例1中生態聯鎖式護坡植生磚的方法,該方法包括如下步驟:
1)制作用于制備砌塊本體的二號模具;
2)將混凝土倒入所述二號模具中,制備砌塊本體,具體可使用C20混凝土;
3)制作用于制備植生盤體4的三號模具;
4)在三號模具內的底面鋪設一層有孔的土工膜;
5)在步驟4)所述土工膜上放入可降解底片5;
6)將制備植生盤體4的原料按實施例1所述比例混合攪拌均勻后倒入所述三號模具內;
7)向所述三號模具上施加5~10MPa大小壓力固定成型;
8)3~5天自然風干后得到目標植生盤體4;
9)將步驟8)制作好的植生盤體4與步驟2)制備好的砌塊本體進行組裝得到目標護坡植生磚。
最后說明的是,以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制,盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明,本領域的普通技術人員應當理解,可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換,而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍,其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。