生态护坡及实施方法与流程

1.本发明涉及生态护坡及生态护坡的实施方法。


背景技术：

2.生态护坡主要是依靠坡面上种草及其他植物形成植被，利用植被根系对土壤砂石的联结作用及植被对地面径流的阻挡过滤作用实现对坡面的防护和加固，提高抗冲蚀能力，维持局域生态环境。对于河湖岸坡等易受雨水及河流冲蚀的坡面，特别是坡面具有一定坡度的情形下，仅仅依靠植物种植难以抵抗水流冲蚀，往往采用一定的工程设施进行支护。例如，中国专利文献cn218990231u提供一种水土保持的植被生态护坡，包括坡体，坡体的顶部设置有集水槽，坡体的底部设置有排水槽，坡体具有坡面，坡面的外侧上下交错均匀铺设有护坡组件；护坡组件具有种植框，种植框的两端外侧均开设有排水槽，上下相对应的两个种植框之间的排水槽相连通，集水槽的一侧开设有与排水槽相连通的出水口，排水槽的一侧上开设有与排水槽相连通的进水口，坡面通过均匀排布的护坡组件形成阻挡支撑，能够提升坡体强度，防止坡体坍塌，集水槽内部的雨水通过护坡组件上的排水槽流动至排水槽内部进行收集，排水槽设置在护坡组件的外侧，无需开挖坡体，方便施工，并且不易堵塞，方便对排水槽内部进行清理维护。中国cn116005611a公开了一种水土保持用防积水高效生态护坡，包括护坡体，护坡体上开设有流通槽；还包括浮板和透明膜；调节组件用于使多个透明膜相互转动配合防止植物处积水；动力组件用于通过流通槽内的流水使调节组件运转；收纳组件用于配合动力组件带动浮板自动调整角度避免浮板板面积灰，通过时相邻两个转动框转动，当雨水量达到一定标准，两个转动框相互靠近，配合透明膜，形成封闭的环境，避免较大雨水冲击植物或者造成较大积水，使水土流失严重，植物裸露在外，从而导致影响植物的生长，当降雨程度较小，两个转动框相互远离，形成的空隙保证植物的光合作用。中国专利文献cn116024935a公开了一种水利生态护坡，其包括坡体和种植盒，坡体的侧面设有台阶、且顶部设有集水池，台阶上设有旋转机构；旋转机构包括支撑台、转板和弹性件，转板的中部设有转轴，且在转轴的两侧分别形成第一板体和第二板体，第一板体与支撑台的台面相对，种植盒设置在第二板体上，支撑台的台面上设有出水口，出水口用于出水时通过水流推动第一板体相对支撑台的台面打开；第一板体上设有第一过水孔，种植盒的侧壁设有连通内部的第二过水孔，第一面与出水口相对，第二面用于将第一过水孔流出的水导至第二过水孔；弹性件用于提供第一板体相对靠近支撑台台面的力。中国专利文献cn116043878a公开了一种装配式生态护坡系统及施工方法，其系统包括多个草本植生带和多个灌木植生带，这些草本植生带和灌木植生带依次交替设置，并且沿护坡的横向间隔构造有多个疏水甬道，于各所述疏水甬道内沿且延伸方向间隔安装有多个自控式过滤单元，位于两所述疏水甬道之间的各草本植生带和各灌木植生带的中部均沿坡面向上拱起，各草本植生带和灌木植生带的两侧由各自的中部倾斜延伸至两侧的疏水甬道处。
3.这些现有技术各有特点，分别适应于各自的建设要求或解决各自所要解决的技术问题。然而，现实中的需求是多样化的，依然存在现有技术没有很好地满足的建设要求，或
者说，这些现有技术依然存在部分缺陷:例如普遍采用硬质骨架为基础的加固方式，施工作业量相对较大，对地面原有结构或外观的影响相对较大，亦能够在土壤中形成实物隔离，跟植物根系生长及土壤透水透气性能造成难以消解的负面影响。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种生态护坡，这种生态护坡具有较高的抗冲击能力，有利于维持植物生长环境，且施工方便。
5.本发明的技术方案是：生态护坡，包括基础边坡（岸坡），基础边坡的坡面上铺设有生态毯，生态毯采用多层结构，包括自上至下依次分布的纤维织物层、反滤层、种子层和纤维层，种子层内包含植物种子及植物生长基质。
6.进一步地，种子层的植物生长基质和种子混合在一起，植物生长基质中包含碳缓释肥和保水剂。
7.进一步地，反滤层采用无纺布。
8.可选地，反滤层和纤维织物层之间设有或者不设有上纤维层。
9.可选地，纤维层的下面设有或者不设有下反滤层。
10.优选地，底面反滤层与反滤层采用相同或相仿的材料（构造和材质相同或相仿）。
11.进一步地，生态毯由若干生态毯单体（单个的生态毯，或称生态毯单元）组成，纵向相邻的生态毯单体之间的连接方式为位于上方的生态毯单体的底边搭接在位于下方的生态毯单体的顶边上面，横向相邻的生态毯单体之间的连接方式为边缘部位搭接或拼接（对接，或称拼缝）。
12.进一步地，生态毯由若干钉状固定件（或称固定钉）固定在基础边坡上。
13.进一步地，钉状固定件（或称固定钉）包括长钉和短钉。
14.优选地，长钉和短钉的分布方式均为纵（沿生态毯表面与横向垂直的方向）横（沿生态毯表面的水平方向）对齐且相间分布。
15.进一步地，长钉和短钉之间在纵向和横向上均留有间距。
16.进一步地，短钉的密度大于长钉的密度进一步地，纵向上的相邻长钉之间分布有多行短钉，横向上相邻长钉之间分布有多列短钉。
17.优选地，长钉的钉杆穿过生态毯插入基础边坡，钉头（通常可以圆盘状，可称为圆钉头，或圆头）压在生态毯的内侧表面（远离基础边坡侧的表面）上。
18.优选地，短钉呈l形（可称为l形钉或l钉），短钉的钉杆穿过生态毯插入基础边坡，位于外端的钉头（l形中与钉杆垂直的部分，可称为短杆状钉头）压在生态毯的内侧表面（远离基础边坡侧的表面）上。
19.进一步地，采用连接钉将相互连接的生态毯单体的相邻边缘（相互连接的边缘，或称连接边缘）固定在基础边坡上。
20.优选地，连接钉呈u形（可称为u形钉），u形的开口端穿过生态毯单体的连接边缘，插入基础边坡，u形的闭口端（横杆）压在生态毯单体的连接边缘的内侧表面（远离基础边坡侧的表面）上，u形钉制备和使用均很方便，但依据实际需要，也可以采用其他多针钉（例如，在圆形钉头上延伸出多个钉杆的顶）。
21.优选地，当相邻生态毯单体的边缘搭接时，u形钉的两个钉杆均穿过两个生态毯单体之间相互搭接的边缘部位；当相邻生态毯单体的边缘对接时，u形钉的两个钉杆各穿过一个生态毯单体的边缘部位。
22.优选地，生态毯的顶部（或者说上部）延伸至基础边坡的坡顶，覆盖在坡顶表面，上面设有覆土层。
23.优选地，基础边坡的坡底设有石笼（例如，宾格石笼），生态毯的底部（或者说下部）夹在石笼和基础边坡之间。
24.可选地，基础边坡的坡脚处设有或者不设有用于放置石笼的凹槽。
25.进一步地，生态毯的顶面（纤维织物层侧的表面，或称上表面）上覆盖有薄土层（设有薄的覆土层）。
26.本发明公开的任一种生态护坡的实施方法，包括下列步骤：i）修整或设置基础边坡：形成符合要求的基础边坡（包括基础边坡的坡顶和坡底）；ii）铺设生态毯：生态毯铺设顺序为下往上方向施工，纵向上相邻生态毯（生物毯单体）的边缘采用搭接方式连接，上游侧压住下游侧；iii）固定生态毯：采用钉状固定件将生态毯固定在基础边坡上，采用压顶（或称压顶结构）将延伸至基础边坡的坡顶的生态毯压住，压顶可以为覆土层，也可以为坡顶的面层/顶部结构，采用压脚（或称压脚结构）将生态毯的底部固定住，压脚可以为设置坡脚处的石笼或覆土层，生态毯的底部延伸至压脚与基础坡面之间；iv）表面覆土：在生态毯表面覆盖薄土层；v）植物养护：生物毯设置完成后，按植物生长需求进行浇水养护。
27.本发明的有益效果是：通过坡面上铺设生态毯并利用辅助工具/加固件实现生物毯的加固，在植物根系尙不能实现表面稳定的情形下，依靠辅具的加固件实现生物毯及所种植的植物的稳定，在植物根系伸入土中初步形成稳定的植被后，生物毯中的植物体开始逐渐腐烂，为植物的生长提供营养，以利于植物的进一步生长，逐渐形成更为茂盛和稳定的植被，真正实现生态护坡。
28.本发明能够从坡岸（坡顶）至河底（坡底）形成一个完善的整体防护结构，前期依靠防护结构本身抵御雨水、河水的冲刷，逐渐促进微型生态系统的形成，进而形成永久牢固的驳岸护坡结构，适应于具有一定土壤厚度的河流、湖泊等坡岸及条件适宜的公路、山体等坡面。
附图说明
29.图1是本发明涉及的一种生态护坡的断面（纵截面）结构示意图；图2是与图1对应的坡脚部位的局部放大示意图；图3是与图1对应的坡顶部位的局部放大示意图；图4是与图1对应的坡面区域的局部放大示意图；图5是与图1对应的坡面（表面）结构示意图；图6是本发明涉及的一种生态毯的结构示意图；图7是本发明涉及的一种生态毯的断面结构示意图。
具体实施方式
30.参见图1-7，这种生态护坡（或称生态护坡结构，或生态驳岸）能够较好地适应于具有一定坡度及一定土层厚度的边坡。对于河道等水体边坡通常可进行适当的整理，形成适应于设置生态毯20的基础边坡（或称边坡基础），基础边坡具有所需的形状，支撑在生态毯的下方（坡面部分的斜下方及水平段下方和竖立段外侧），将含有植物种子的生态毯（或称植被毯，或植生毯，或生态植被毯，或抗冲生物毯等）铺设在基础边坡上，经浇水养护后，长出植物1。
31.将生态毯直接铺设在基础岸坡上后，基础岸坡表面与生态毯的相应侧表面（简称为外侧表面）贴合/融合。采用固定钉将生态毯“钉”在基础边坡上，实现生态毯的固定，然后在生态毯（生态毯的坡面部分）上覆盖一层薄土层（未绘出），覆盖在生态毯上的薄土层与生态毯结合在一起。
32.生态毯可以采用任意适宜现有技术，通过主体部分采用植物纤维（例如，椰棕）或植物体（例如，麦秆）制成，内设种子层23，种子层可以是种植基质和种子的混合，也可以使种子夹在植物纤维层中或附在其他适宜材料上。经过适当浇灌和养护，种子发芽生长，逐渐形成植被。
33.生态毯制成若干单体（生态毯卷或生态毯片）。
34.作为一种优选的实施例，生态毯自上至下依次为纤维织物层21、反滤层22、种子层23和纤维层24（参见图6和图7）。其中，纤维织物层（可为复合纤维织物层）主要承受来自外界的流体力，保证了在草种发芽及后期阶段的抗冲性能，且为种子层保持有利的温度和湿度条件；反滤层的材质为无纺布（例如，较为松疏或网眼较大的无纺布），也可以采用其他适宜形式，以利于种植根穿过，主要起反滤作用，当遇到水流冲刷时，防止种子层中的土壤（或其他生长基质）、草种及肥料等的流失；种子层可以采用基质与种子的混合，基质中包括土壤、肥料以及保水剂等，可以依据实际需要适当设置或者采用任意适宜的现有技术，可以采用多种（例如，三至五种）草种，还可以设置或者不设置树种，具体可依据当地实际条件及建设要求（例如，景观设计要求）选择；纤维层可以采用植物纤维及秸秆等植物体堆叠而成，也可以为复合纤维，起固定草种，防止草种洒落的作用；纤维织物层可以采用棕丝网（棕丝纤维网）等允许所种植植物穿过的织物，通常可较为松疏或网孔相对较大。
35.可以在种子层和纤维织物层之间设置上纤维层26，上纤维层可以采用与纤维层相同或相似的材料，其厚薄程度依据种子发芽/植物生长需求。通过设置上纤维层，形成有利于种子发芽生长的上部环境。
36.可以在生态毯的底面设置下反滤层25，以利于生态毯的整体性，方便使用，且避免或减少种子层的物质（土、肥料、保水剂等）流失。
37.生态毯中的各层可以通过缝制或粘结等适宜方式连接在一起。
38.生态毯中的纤维织物层、反滤层、纤维层以及上纤维层和下反滤层（如果设有的话）均优选采用天然植物纤维、植物体或其他可降解材料。各层的材质、密实度和强度等应适应于植物生长的需要且满足相应的强度要求。
39.基础边坡具有坡顶和坡底（与坡面连接/邻接的顶部平面和底部平面）。在基础边坡的坡脚处修整出用于设置石笼17的带有立面的l形结构。可以设置成凹槽，在此情形下，可以将凹槽的外侧面和底面的组合视为这种l形结构。将生态毯的下部27延伸至l形结构的
侧面（立面）。石笼设置在l形结构（包括凹槽）中，石笼抵靠着生态毯的下部内侧，与基础边坡（l形结构中的立面）一同将生态毯的下部夹住，由此实现对生态毯下部的固定，且提高了坡脚的抗冲刷能力。
40.可以将河底（河底中临近坡面的区域）视为/作为基础边坡的坡底。用于放置石笼的凹槽位于河底或边坡下方的其他基面（也就是坡底）邻接坡面的部位。在整理河道原有边坡时或建设人工边坡时，在相应区域挖设出用于放置石笼的凹槽，基础边坡的底部立面（或其一部分）构成用于放置石笼的凹槽的外侧壁，将石笼的下部置于凹槽中，有利于石笼的固定。
41.依据实际需要，石笼的顶部高度可以低于水位（例如，常水位）高度（对于河湖驳岸），或者说，石笼位于水面下方。必要时，也可以高于水位高度。
42.依据实际情况，当不需要设置石笼时，可以在坡脚处开挖沟槽，将生态毯的下部铺在沟槽内，然后将沟槽填平，使生态毯的下端埋在地下。在此情形下，可以将填在沟槽中的土视为压在生态毯的下部上方的覆土层。
43.坡顶通常设置为水平面或近似于水平面。生态毯的上部28平铺在基础边坡的坡顶（坡顶平面）上，水平向外延伸一定的距离，形成生态毯的水平段。将生态毯的上部铺在基础边坡的坡顶后，通过覆土方式形成压在生态毯上部的覆土层18，将位于基础边坡坡顶的生态毯上部压住。依据实际需要，可以仅设置压在生态毯上部上面的覆土层，只要可靠地固定住生态毯上部即可，无需覆盖整个坡顶。也可以用其他物体压住/固定住生态毯的上部/水平段，例如，以基础边坡的顶面为基础，设置护坡的顶部结构或坡顶的面层结构。
44.对于位于坡顶的生态毯的上部，也可以将设置覆土层改为在坡顶开挖沟槽，将生态毯的上部铺设在沟槽内，然后将沟槽填平，使生态毯的上端埋在地下。
45.可以在设置覆土层之前先用固定钉将生态毯顶部的水平段固定在基础边坡的顶部平面。
46.采用长短两种固定钉进行生态毯与基础边坡的固定，长钉31的设置密度小于短钉33的密度。通常可以依据一定的横向间隔和纵向间隔设置长钉，在长钉的横向间隔和竖向间隔之间设置更多的短钉。
47.在生态毯单体之间的接缝处设置连接钉36，连接钉钉在基础边坡上且同时压住相互连接的两个生态毯单体边缘，由此实现相互连接的两个生态毯单体之间的相对固定以及与基础边坡之间的固定。
48.作为一种优选的实施方式，连接钉呈u形（可称为u形钉），u形的开口端穿过生态毯单体的连接边缘，插入基础边坡，u形的闭口端横杆压在生态毯单体的连接边缘的内侧表面（远离基础边坡侧的表面）上。当相邻生态毯单体的边缘搭接时，u形钉的两个钉杆均穿过两个生态毯单体之间相互搭接的边缘部位；当相邻生态毯单体的边缘对接时，u形钉的两个钉杆各穿过一个生态毯单体的边缘部位。
49.可以依据下列方式实施（含养护）这种生态护坡：1）护坡结构施工i）整地、整坡，形成基础边坡：除去施工面的石粒和杂草根等杂物，按设计要求削坡、平整下垫土坡坡面，并压实坡面，当遇到土壤中含有重粘土或填方土材料中含有较多岩石、块石的情况时，应均匀铺设
一层不含有小石子和杂物的壤土（厚度≥20cm）或者直接换掉表层≥20cm的土，方可铺设生态毯。
50.ii）生态毯铺设：生态毯的铺设顺序为：从压脚至压顶、下往上方向施工。横方向的重叠部分为5cm，纵方向重叠部分为5cm。生态毯连接处应为上游侧（上游侧生态毯）压住下游侧（下游侧生态毯）。
51.iii）生态毯（主体部分）固定：施工面上铺设生态毯后，为使抗冲生态毯与土坡面牢固结合，在施工面上打设三种施工辅助配件：长钉（例如，abs固定钉）、连接钉（例如，abs连接钉）及短钉（例如，l形钉）。
52.长钉每平方米通常情形下至少用8个（根据现场土质情况可定制不同的长度），以保证生态毯护坡的稳定性，连接钉的倒钩刺可有效的加固毯子与毯子之间连接。
53.iv）生态毯端部固定：为了防止被流水冲走或是自重下移，需要对生态毯进行端部处理。
54.①
堤脚侧端部（下部/竖立段）固定：一般采用格网石笼将抗冲生物毯在坡脚处固定住。铺设后，先打入固定钉与连接钉将其固定在基础边坡和/或边坡底面上，然后设置石笼，将抗冲生物毯向下用格宾石笼压入30cm，进行压实固定。
55.②
堤顶侧端部（上部/水平段）固定：一般采用素土压实固定。抗冲生物毯的上部延伸在坡顶处，打入固定钉与连接钉将其固定，，抗冲生物毯在坡顶上向外侧延伸1m，回填素土将其进行压实。
56.v）覆土：生态毯铺设完成后，在施工面的表面（生态毯表面）撒上一定量的沙土，厚度为1-2cm，可以用薄土层调整/找平表面的凹凸。
57.可以依据下列方式设置石笼：i）沿基础边坡的底脚（或称坡脚）挖掘出石笼基础（凹槽），宽度为1000mm、深度为1000mm，横向（河道/坡岸延伸方向）尺寸为应覆盖的坡岸长度，对基础底部进行机械夯实。
58.ii）将石笼网放置进基础内。
59.iii）石笼网内放置自然块石并整齐摆放，通常情形下，块石规格以300mm*400mm最佳（人工码放效率最高、景观效果最佳）。
60.iv）石笼码放到顶部后，用石笼网覆盖顶口，铅丝绑扎，使之形成一个整体。
61.对于土质较差、水流较急的河道，石笼的宽度可根据实际情况向河中心延长。
62.v）待整体结构完工且河道通水后，河水自带的淤泥将填充石笼缝隙，进而促进微生物和底栖生物的形成。
63.2）养护根据天气情况，对生物毯进行日常浇水养护，维持其潮湿。浇水时水滴宜小，以便确保洒水匀称，尽可能保证少喷、慢喷、勤喷，以湿到地底5至10cm为宜，一般是每日1-2次，避免太阳直射的时间，经过养护，7-10天后便可出芽，1-2个月后可产生出绿绿的草地。
64.依据当地的实际条件，养护期间应合理设置灌溉频率及方式，保证草种有较高的出芽率。
65.3）草种选择应根据当地气候和现场种植条件。北方主要以早熟禾、高羊茅、黑买草为主，比例适施工季节配比，同时还可以在水位浮动区域配有芦苇、香蒲等水生植物，尽量提成绿化效果。早熟禾：生长速度快，生命力强，属于冷季型草，经过几个月的生长能扩大60cm*60cm的面积。高羊茅：耐寒型草种，形状疏松开展，长20—28cm，分枝单生长达15cm。
66.4）建设时间应考虑草种发芽的适宜温度，通常在月平均气温10℃以上施工为宜。
67.本发明涉及的护坡是集土木结构和保护生态环境、保证绿化景观为一体的系统工程，是一种新型的柔性护坡（护岸）结构，整体结构以护脚、护坡两种结构组成，可以适用于多种土层性质，尤其对于水流湍急、水土流失严重的区域，可以起到很好的固土护坡，恢复自然生境的作用，并营造可持续的微型生态系统。
68.本发明公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定时，均可以任意组合，形成若干不同的具体实施方式。

技术特征：
1.生态护坡，包括基础边坡，其特征在于基础边坡的坡面上铺设有生态毯，生态毯采用多层结构，包括自上至下依次分布的纤维织物层、反滤层、种子层和纤维层，种子层内包含植物种子及植物生长基质。2.如权利要求1所述的生态护坡，其特征在于种子层的植物生长基质和种子混合在一起，植物生长基质中包含碳缓释肥和保水剂。3.如权利要求1所述的生态护坡，其特征在于反滤层和纤维织物层之间设有或者不设有上纤维层。4.如权利要求1所述的生态护坡，其特征在于纤维层的下面设有或者不设有下反滤层。5.如权利要求1所述的生态护坡，其特征在于生态毯由若干钉状固定件固定在基础边坡上。6.如权利要求5所述的生态护坡，其特征在于钉状固定件包括长钉和短钉，长钉和短钉的分布方式均为纵横对齐且相间分布，短钉的密度大于长钉的密度。7.如权利要求1所述的生态护坡，其特征在于生态毯的顶部延伸至基础边坡的坡顶，覆盖在坡顶表面，上面设有覆土层。8.如权利要求1所述的生态护坡，其特征在于基础边坡的坡底设有石笼，生态毯的底部夹在石笼和基础边坡之间。9.如权利要求1所述的生态护坡，其特征在于生态毯的顶面上覆盖有薄土层。10.如权利要求1-9中任一项所述的生态护坡的实施方法，包括下列步骤：修整或设置基础边坡：形成符合要求的基础边坡；铺设生态毯：生态毯铺设顺序为下往上方向施工，纵向上相邻生态毯的边缘采用搭接方式连接，上游侧压住下游侧；固定生态毯：采用钉状固定件将生态毯固定在基础边坡上，采用压顶将延伸至基础边坡的坡顶的生态毯压住，采用压脚将生态毯的底部固定住；表面覆土：在生态毯表面覆盖薄土层；植物养护：生物毯设置完成后，按植物生长需求进行浇水养护。

技术总结
本发明涉及生态护坡及实施方法。生态护坡包括基础边坡，坡面上铺设有生态毯，生态毯采用多层结构，包括自上至下依次分布的纤维织物层、反滤层、种子层和纤维层，种子层内包含植物种子及植物生长基质，生态毯由若干钉状固定件固定在基础边坡上，生态毯的顶部延伸至基础边坡的坡顶，覆盖在坡顶表面，上面设有覆土层，基础边坡的坡底设有石笼，生态毯的底部夹在石笼和基础边坡之间。这种生态护坡的实施方法包括修整或设置基础边坡、铺设生态毯、固定生态毯、表面覆土和植物养护等步骤。这种生态护坡具有较高的抗冲击能力，有利于维持植物生长环境，且施工方便。且施工方便。且施工方便。


技术研发人员：田磊 刘彦泽 闫晓乾 陈光 王雪浩 王志新 蒋月 张艳霞 布杨 石凯星 牛世国 曹其军 辛磊 刘春灵
受保护的技术使用者：北京正和恒基滨水生态环境治理股份有限公司
技术研发日：2023.06.13
技术公布日：2023/8/4