本發明屬于工礦廢棄渣山治理及邊坡生態修復領域，具體涉及一種環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料及其制備方法。

背景技術：

近年來，由于礦山渣石堆積量的增多，導致大量的渣山需進行治理和生態修復，建立植被覆蓋。然而，傳統的渣山護坡覆蓋土工材料通常是利用砌石、混凝土等硬質材料進行覆蓋護坡，阻止了植物的自然生長，透水性差，原始坡面與土工材料的相容性差，易造成沉陷、坍塌，不利于生態環境的恢復。因此，需要一種能夠快速實現礦石渣山植被復綠，具有保持水土、調節氣候作用的環保型生態護坡土工材料，這是實現渣山生態修復的關鍵。

技術實現要素：

本發明針對現有渣山護坡土工材料的不足，提供一種環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料，以實現礦石渣山的水土保持、植被綠化。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料，按結構順序由上而下依次包括上三維土工塑料網、上層植物纖維層、帶有種子的營養層、下層植物纖維層和下三維土工塑料網；所述上層植物纖維層、帶有種子的營養層和下層植物纖維層是通過可降解塑料線、上三維土工塑料網和下三維土工塑料網進行結織定型。

所述的一種環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料，所述土工材料的規格為幅寬2.0m，厚度為20-25mm。

所述的一種環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料，所述上/下三維土工塑料網是以玉米為原材料制成的pp聚丙烯可降解塑料網，所述可降解塑料線是以玉米為原材料制成的pp聚丙烯可降解塑料線。

所述的一種環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料，所述上/下層植物纖維層為復合植物纖維層，所述復合植物纖維層包含有經破碎處理的麥秸、玉米秸稈和椰絲，所述麥秸、玉米秸稈和椰絲按質量比2:2:1的比例進行投料。

所述的一種環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料，所述帶有種子的營養層的厚度為5-10mm，包含有混合活性污泥、肥料、微生物菌劑和植物種子；所述混合活性污泥是由按質量百分比66％的活性污泥(含水率為65％)和34％的稻草混合而成；所述活性污泥和稻草需進行破碎處理；優選地，所述活性污泥來自污水處理廠，稻草來自農田；所述肥料選用的是13-6-21的硝態氮-硫酸鉀型復合肥40％，其中各成分含量為鉀65.5％、氮13.5％、硫14％、氧15％；所述微生物菌劑為粉劑，所述微生物菌劑包括固氮菌、放線菌、光合細菌、酵母菌、枯草芽孢桿菌；所述植物種子取決于該土工材料應用的自然、地理條件和項目實施的目的，優先選擇適應當地立地氣候條件的本土植物品種。

一種所述的環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將麥秸、玉米秸稈、椰絲三種植物纖維按質量比2:2:1的比例，經破碎混合機，進行破碎并混合均勻，得到復合植物纖維；

(2)將破碎混勻的復合植物纖維通過鼓風機進入布料器，通過布料器均勻撒布于傳送帶，形成下層植物纖維層；

(3)將活性污泥和稻草按比例用攪拌器混合均勻形成混合活性污泥，再將混合活性污泥、肥料、微生物菌劑、植物種子通過攪拌器混合均勻，并通過營養層布料器均勻撒布于下層植物纖維層上，形成帶有種子的營養層；

(4)再次將破碎混勻的復合植物纖維通過鼓風機進入布料器，通過布料器均勻撒布于帶有種子的營養層上，形成上層植物纖維層；

(5)將上述制成的下層植物纖維層、帶有種子的營養層和上層植物纖維層進入縫紉機，進行可降解塑料線、上三維土工塑料網和下三維土工塑料網的縫合定型，形成指定規格的環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料。

一種所述的環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料的施工方法，包括如下步驟：

(1)施工準備：根據施工要求，提前準備好施工所需的環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料、鋪設器械、固定釘、及人員分配。

(2)坡面清理：清除渣山坡面不穩定的石塊或雜物；

(3)測量放樣：明確環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料的鋪設范圍，標記土工材料的鋪設地點，并標記固定釘的位置。

(4)挖坡頂和坡腳錨固溝；優選地坡頂的寬和坡腳錨固溝的深一般不小于20cm；

(5)鋪設覆蓋環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料：優選地，鋪設時，由邊坡自上而下進行，上下左右要緊密貼合；更為優選地，相鄰環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料搭接寬度為10cm，搭接處用固定釘固定緊實。

(6)鋪設完畢在錨固溝底用固定釘固定，錨固溝回填原土壓牢，并播種與環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料內相同的植物種子，最后把預留的環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料折蓋在土壤上，并用固定釘固定。

(7)養護：該快速建植土工材料的養護要根據一年四季不同季節的特點采取適當的養護措施，養護周期一般為45天，至成坪期間不允許隨意揭開環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料，以便確保植物的正常發育和生長。

本發明的有益效果是：

本發明所選材料都是農業、工業廢棄物，制作工藝較簡單，成本低廉，適應性強、工程操作簡易，能夠快速實現礦石渣山的水土保持、植被綠化。該快速建植土工材料中所填充的活性污泥中含有大量具有生物活性的微生物，有機質含量較高，能夠促進植被的生長，具有透水性強、植生性優良的特點。本發明以三維土工塑料網、復合植物纖維、混合活性污泥、肥料、生物菌劑、植物種子等材料為主材，都是可降解的，具有環保性，從鋪設完成到后期該土工材料腐爛，具有持續為動植物提供營養的功能。本發明用于覆蓋渣山護坡，有保水、保墑、防雨水沖刷的作用，能夠同時實現邊坡安全、水土保持和景觀效應。

附圖說明

圖1為實施例1環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料中上/下三維土工塑料網的示意圖。

圖2為實施例1環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料的結構示意圖。

圖3為實施例1環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料的鋪設效果圖。

其中1-上三維土工塑料網，2-上層植物纖維層，3-帶有種子的營養層，4-下層植物纖維層，5-下三維土工塑料網。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發明做進一步說明，但本發明并不局限于此。由于應用目的和自然地理條件不同，材料比例和種子種類也會產生相應變化，因此在不違背本發明的實質和保護范圍的前提下，可對本發明中關鍵參數做適當調整。

實施例1一種環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料

(一)組成

一種環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料如圖2所示，結構順序由上而下依次為上三維土工塑料網1、上層植物纖維層2、帶有種子的營養層3、下層植物纖維層4、下三維土工塑料網5；規格為幅寬2.0m，厚度為20-25mm。

其中上/下三維土工塑料網1/5的結構如圖1所示，是以玉米為原材料制成的pp聚丙烯可降解塑料網。

上/下植物纖維層2/4均為復合植物纖維層，該復合植物纖維層包含有麥秸、玉米秸稈和椰絲，需進行破碎處理，優選地，所述麥秸、玉米秸稈和椰絲按質量比2:2:1的比例進行投料。

位于上/下植物纖維層2/4之間的是帶有種子的營養層3，厚度優選為厚度為5-10mm，該帶有種子的營養層3包含有混合活性污泥、肥料、微生物菌劑和植物種子，其中混合活性污泥是由按質量百分比66％的活性污泥(含水率為65％)和34％的稻草混合而成，活性污泥和稻草需進行破碎處理，活性污泥來自污水處理廠，稻草來自農田；肥料選用的是13-6-21的硝態氮-硫酸鉀型復合肥40％，其中各成分含量為鉀65.5％、氮13.5％、硫14％、氧15％；微生物菌劑為粉劑，所述微生物菌劑包括固氮菌、放線菌、光合細菌、酵母菌、枯草芽孢桿菌等；植物種子取決于該材料應用的自然、地理條件和項目實施的目的，選擇適應當地立地氣候條件的本土植物品種。

上/下植物纖維層2/4和帶有種子的營養層3是通過以玉米為原材料制成的pp聚丙烯可降解塑料線和上/下三維土工塑料網1/5縫紉進行定型。

(二)一種環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料的制備方法

包括如下步驟：

(1)將成捆的麥秸、玉米秸稈、椰絲三種植物纖維按質量比2：2：1的比例，經人工進入破碎混合機，將三種植物纖維混合均勻并破碎。

(2)破碎混勻的植物纖維通過鼓風機進入布料器，通過布料器均勻撒布于傳送帶，形成下層植物纖維層4。

(3)將活性污泥和稻草按比例用攪拌器混合均勻形成混合活性污泥，再將混合活性污泥、肥料、微生物菌劑、植物種子通過攪拌器混合均勻，并通過營養層布料器均勻撒布于下層植物纖維層上，形成帶有種子的營養層3。

(4)將破碎混勻的植物纖維通過鼓風機進入布料器，通過布料器均勻撒布于帶有種子的營養層3上，形成上層植物纖維層2。

(5)將上述制成的下層植物纖維層4、帶有種子的營養層3和上層植物纖維層2進入縫紉機，進行可降解塑料線、上三維土工塑料網1和下三維土工塑料網5的縫合定型，形成指定規格的環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料，結構如圖2所示。

(三)一種環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料的施工方法

(1)施工準備：根據施工要求，提前準備好施工所需的環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料、鋪設器械、固定釘、人員分配等。

(2)坡面清理：清除渣山坡面不穩定的石塊或雜物，不得有松石、危石，坡面應順直、平滑、平整且穩定，對于不穩定的坡面應采用特殊錨固的方法，基質內無工程垃圾和大的石塊、雜草等突起物。

(3)測量放樣：明確環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料的鋪設范圍，標記土工材料的鋪設地點，并標記固定釘的位置。

(4)挖坡頂和坡腳錨固溝：坡頂的寬和坡腳錨固溝的深一般不小于20cm，原土放在遠離坡面的一側備用。

(5)鋪設覆蓋環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料：鋪設時，由邊坡自上而下進行，上下左右要緊密貼合，相鄰環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料搭接寬度為10cm，搭接處用u型釘固定緊實(每平米固定物不少于一個)。

(6)鋪設完畢在錨固溝底用u型釘固定，錨固溝回填原土壓牢，并播種與環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料內相同的植物種子，最后把預留的環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料折蓋在土壤上，并用u型釘固定。鋪設示意圖如圖3所示。

(7)養護：該快速建植土工材料的養護要根據一年四季不同季節的特點采取適當的養護措施，養護周期一般為45天，至成坪期間不允許隨意揭開環保型生物活性渣山護坡快速建植土工材料，以便確保植物的正常發育和生長。