一种利用鲜活林木框格立体生态防护陡坡滚落物的方法与流程

1.本发明属于边坡工程生态防护领域，特别涉及一种利用鲜活林木框格立体生态防护陡坡滚落物的方法。


背景技术：

2.陡坡滚落物例如崩塌落石，是单个或群体岩块在重力或其它外力作用下，突然从陡峻山坡上分离并以自由落体坠落、弹跳、滚动中的一种或组合方式顺坡向下猛烈运动，最后散集于坡脚的一种常见地质灾害现象。陡坡滚落物的防护常用落石防护网，例如sns柔性防护网，其具有高强度、高柔性、安装简便、对坡面地形适应性强的特点。关于悬崖或者陡坡落石的防范，目前最常采用的是安装落石的主动防护网。落石防护网系统的开放性使地下水可以自由排泄，避免了由于地下水压力的升高而引起的边坡失稳问题，还能抑制边坡遭受进一步的风化剥蚀，不破坏和改变坡面原有地貌形态和植被生长条件。为了防止水土流失和美观需要，防护网需要绿化和生态化。对于坡度比较缓，地面以土壤为主边坡，可以固定防护网并播种或适当种植一些草皮养护，面积较大时候，可以挖横沟，种植草皮以及根系旺盛固土能力强的小灌木，形成绿化带。但以山石为主的陡坡难以生长草木，无法实现边坡防护的生态性，并且现有大部分陡坡滚落物的防护技术都需要高空作业完成，费工费时费钱，现场考察往往发现存在很多防护网锚固失效、贴坡不紧密的施工质量问题，存在陡坡滚落物防不胜防的难题，可能会对陡坡下的公路、铁路或河流通行造成危害。
3.生态护坡的问题一直以来是边坡工程中有待解决的一大技术难题。一般地，路堑挖方边坡采用主动网或喷射砼防护硬质岩边坡，在挖方边坡的碎落台上砌筑种植槽，种植爬藤植物进行绿化。而目前一些成熟的生态工艺，如喷混植生、三维植被网、框格植草等，只适用于坡比小于1:0.75的岩石边坡。另一些针对高陡边坡发明的新型生态护坡技术如植被混凝土技术、植生槽法等，在实践中存在着这样或那样的局限而不能广泛应用。
4.目前还几乎未有能兼顾绿色生态护坡和边坡滚落物拦挡的立体生态防护措施。坡脚的防护林技术虽然可以实现生态护坡和公路边坡滚落物的防护，但是要求边坡的坡度一般应缓于1:1.5，但一般边坡工程坡度都远远大于1:1.5（即坡角30度左右），特别是在公路交通领域，一般只允许在坡脚种植。因此，亟需发明一种集坡面防护网格功能和生态环境保护功能于一体的新技术，用于立体生态防护陡坡滚落物。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用鲜活林木框格立体生态防护陡坡滚落物的方法，该方法能够同时实现坡面滚落物防护和生态护坡，并且施工容易，工程安全性高。
6.本发明是基于国家自然科学基金联合基金重点支持项目以及广西交通运输行业重点科技项目的资助而提出。
7.本发明提供的利用鲜活林木框格立体生态防护陡坡滚落物的方法，包括以下内
容：（1）沿陡坡坡脚等间距埋设一排竖立的锚杆，锚杆相对坡脚排水沟的位置为自坡脚排水沟往坡面以上的方向；在锚杆与坡脚排水沟之间沿坡脚方向每间隔一定间距开挖种植坑；（2）对应每个种植坑将b型种植箱放置在种植坑内，并用一段管道将种植箱内部空间与坡脚排水沟连通以吸纳雨水到种植箱中；（3）在锚杆临坡面一侧贴锚杆等间距地放置若干垫块，从垫块处沿坡向往上依次贴坡面呈列放置若干a型种植箱，形成若干列由a型种植箱组成的种植带；所述垫块的形状大小和放置位置应使位于坡脚的第一个a型种植箱能够紧贴坡面并倚靠在坡脚锚杆上；锚杆、垫块和b型种植箱共同平衡坡面a型种植箱传递下来的下滑力；（4）所述a型种植箱在临空的同侧面设置开口且顶部为敞口；在坡面横向每相邻两列种植带之间，对应同一高度的两个a型种植箱的开口的下沿，横向固定一块的坡面截水板，用于将坡面降雨径流拦挡收集并从开口汇入a型种植箱；（5）从a型种植箱的顶面敞口和侧面开口中横卧植入乔木，使乔木的主干横卧在坡面上；在坡脚b型种植箱中竖直植入乔木；（6）对应每列a型种植箱在坡顶埋设锚杆，将钢丝揽绳一端固定在坡顶锚杆上，沿坡面向下拉紧束缚住坡面a型种植箱后，将另一端固定在坡脚的锚杆上，防止坡面a型种植箱出现倾覆滑落破坏。
8.上述方法中，进一步地，步骤（3）中贴坡面放置若干a型种植箱时，优选在同一坡面高度并列放置两个a型种植箱，形成由并列的两列a型种植箱构成的种植带。在此种方案下，优选地，所述两列a型种植箱临空的一侧均设置横卧植入乔木的开口；在植入乔木时，使在坡面相向的两颗乔木倾斜向上一定角度满足植物生长势的要求，使两颗乔木的主干在坡面形成交叉网格。在该种方式下，鲜活林木框格更为密集，能够提升对滚落物的防护能力。
9.上述方法中，进一步地，步骤（6）所述钢丝揽绳在每列种植带对应设置两道，坡脚处的锚杆对应设置两根，以提高对a型种植箱的固定效果。优选地，两道钢丝揽绳左右对称地束缚在整列种植带上，防止a型种植箱发生倾倒破坏。
10.上述方法中，进一步地，在植入乔木后，在a型种植箱的开口内侧壁设置挡土板，避免种植箱内的水土流失。
11.上述方法中，进一步地，在坡面a型种植箱横卧种植乔木和b型种植箱竖直种植乔木时，所填种植土表面均距离种植箱的顶口预留5厘米左右的深度，用于降雨的积雨蓄纳，填土表面均铺设有减少蒸发的低矮草皮。
12.上述方法中，进一步地，在每个种植带顶部的坡顶处设置可横向移动的水箱，从水箱沿种植带顺坡向下拉一道滴灌带，在旱季利用运水车将水输送到可移动水箱中，利用重力自流水滴灌每列a型种植箱中的乔木。可横向移动水箱的设置，使坡面上不用每列种植箱都对应一个水箱，节约工程成本。
13.上述方法中，进一步地，a型种植箱中横卧种植的乔木可以是长势顺直的速生林树种，例如桉树和水杉等；b型种植箱中优先竖直种植景观树种，例如塔柏等，高度160～180cm，冠幅110～120cm。
14.上述方法中，进一步地，坡面a型种植箱侧面的开口为矩形开口，并纵向贯穿该侧
面的顶部，从而在横卧植入乔木时方便根土球和主干的放入。
15.上述方法中，进一步地，坡脚b型种植箱临近坡脚排水沟的侧壁中部开设圆孔，圆孔孔径与连通种植箱内部空间与坡脚排水沟的一段管道相匹配，所述管道可选用pvc管段。
16.上述方法中，进一步地，在坡面横卧的乔木3～5年左右长成后可砍伐，在砍伐搬运后横卧植入新树苗。砍断成年乔木后，在坡面a型种植箱上顺坡向放置两道滑竿，可将木材滚落运输到地面，实现经济效益。
17.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1. 本发明方法充分利用坡面横卧生长的乔木植物的主干作为天然的框格梁，次枝干作为坡面防护的网络，集坡面防护网格功能和生态环境保护功能于一体，乔木自然生长，实现了生态护坡工程与自然界的和谐共处。
18.2. 本发明方法在陡坡坡面竖直种植防护林困难的情况下，巧妙地把乔木植物在坡面上横卧交叉，形成鲜活的林木框格，既起到工程防护的作用，又可以利用木材实现经济效益。
19.3. 本发明方法利用种植箱巧妙的开孔和连通设计，充分收集利用坡面降雨径流和路面降雨径流，供给坡面横卧种植和坡脚竖直种植的乔木养护需要的水分。
20.4. 本发明方法利用种植箱形成了坡面阶梯踏步，方便了人工爬坡操作和旱季的人工养护，与传统的sns柔性防护网相比，不需要搭设脚手架高空作业完成，省工省时省钱；还可以作为坡面滑竿通道，把砍伐的木材滚落运输到地面。
附图说明
21.图1是本发明实施例的贴坡面横卧的鲜活的林木形成的生态防护陡坡滚落物框格的示意图。
22.图2是本发明方法形成的鲜活林木框格联合坡脚防护林立体生态防护结构及其雨水径流收集利用的示意图。
23.图3是本发明实施例中围绕a型种植箱横卧植入乔木及其对应的坡面截水板的示意图。
24.图4是本发明实施例中路面降雨径流汇集到坡脚排水沟并进一步注入坡脚种植箱内的示意图。
25.图5是本发明实施例的：（a）坡面截水板把坡面降雨径流拦截并引入到坡面种植箱内的示意图；（b）坡面截水板断面图。
26.其中，1-陡坡，2-1-锚杆，2-2
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垫块，3-种植坑，4-b型种植箱，5-a型种植箱，6-坡面截水板，7-1-坡面横卧乔木的根土球，7-2-坡面横卧乔木的主干，8-挡土板，9-种植土，10-坡脚竖直的景观乔木，10-1-坡脚竖直的景观乔木的根土球，11-坡脚排水沟，12-坡面降雨径流，13-路面径流，14-路面，15-pvc管段，16-钢丝缆绳。
具体实施方式
27.下面通过实施例对本发明做进一步说明。有必要指出，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员根据上述发明内容，对本发明做出一些非本质的改进和调整进行具体实施，仍属于发明保护的范围。
28.实施例1本实施例提供的利用鲜活林木框格立体生态防护陡坡滚落物的方法，包括以下内容：（1）在陡坡坡脚等间距埋设一排直立的锚杆2-1，锚杆相对坡脚排水沟11的位置为自坡脚排水沟往坡面以上的方向；在每根锚杆与坡脚排水沟之间，沿坡脚方向每间隔一定间距开挖种植坑3。
29.（2）对应每个种植坑将b型种植箱4放置在种植坑内。b型种植箱临近坡脚排水沟的侧壁中部开设圆孔，圆孔孔径与连通种植箱内部空间与坡脚排水沟的一段管道相匹配，所述管道可选用pvc管段，通过pvc管段将种植箱内部空间与坡脚排水沟连通以吸纳雨水到种植箱中。
30.（3）在锚杆临坡面一侧贴锚杆放置垫块2-2，从垫块处往上沿坡向贴坡面依次靠拢地放置一列a型种植箱5，形成若干列由a型种植箱组成的种植带；所述垫块的形状大小和放置位置应使坡脚处的第一个a型种植箱能够紧贴坡面并倚靠在坡脚锚杆上；锚杆、垫块和b型种植箱共同平衡坡面a型种植箱传递下来的下滑力。
31.（4）所述a型种植箱口且顶部为敞口，并在临空的同一个侧面（顺坡向侧面）设置开口，所述开口为矩形，并纵向贯穿该侧面的顶部，从而在横卧植入乔木时方便根土球和主干的放入。在坡面横向每相邻两列种植带之间，对应同一水平高度处的两个a型种植箱的开口下沿，固定一块横向的坡面截水板6，用于将坡面降雨径流12截拦收集并从开口汇入a型种植箱。
32.（5）从a型种植箱的顶面敞口和侧面开口中横卧植入乔木，使乔木的主干横卧在坡面上，a型种植箱的开口内侧壁设置挡土板8，避免箱内的水土流失。在坡脚b型种植箱中植入景观乔木。a型种植箱和b型种植箱在种植乔木时，所填种植土9表面距离种植箱的顶口预留5厘米左右的深度，用于降雨的积雨蓄纳，填土表面均铺设有减少蒸发的低矮草皮。坡面a型种植箱中种植的乔木选用长势顺直的速生林树种，例如桉树和水杉等；坡脚b型种植箱中种植的乔木为景观树种，例如塔柏等，高度160～180cm，冠幅110～120cm。
33.（6）对应每列a型种植箱在坡顶埋设锚杆，将钢丝揽绳16一端固定在坡顶锚杆上，沿坡面向下拉紧束缚住坡面a型种植箱后，将另一端固定在坡脚的锚杆上，防止坡面a型种植箱出现倾覆滑落破坏。
34.作为本实施例的具体实施方式，在每列a型种植箱的顶部的坡顶处设置可横向移动水箱，从水箱沿种植带顺坡向下拉一道滴灌带，方便在旱季利用运水车将水输送到坡顶可移动水箱中，利用重力自流水滴灌每列a型种植箱中的乔木。
35.在本实施例的方法下，在坡面横卧的乔木3～5年左右长成后可砍伐，在砍伐搬运后植入新树苗。砍断成年乔木后，在坡面a型种植箱上顺坡向放置两道滑竿，可将木材滚落运输到地面，实现经济效益。
36.实施例2本实施例与实施例1的不同之处在于：步骤（1）在陡坡坡脚每间隔相等距离埋设一对竖立的锚杆，在每对锚杆与坡脚排水沟之间开挖种植坑。步骤（3）中贴坡面放置若干a型种植箱时，在同一坡面高度放置两个a型种植箱，形成由并列的两列a型种植箱构成的种植带；所述两侧a型种植箱临空的一侧均设置横卧植入乔木的开口；在横卧植入乔木时，使在
坡面相向的两颗乔木倾斜向上一定角度满足植物生长势的要求，使两颗乔木的主干在坡面形成交叉网格。在该种方式下，鲜活林木框格更为密集，能够提升对滚落物的防护能力。步骤（6）所述钢丝揽绳每列种植带对应设置两道，钢丝揽绳左右对称地束缚在整列种植带上，防止a型种植箱发生倾倒破坏。

技术特征：
1.一种利用鲜活林木框格立体生态防护陡坡滚落物的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）沿陡坡坡脚等间距埋设一排竖立的锚杆，锚杆相对坡脚排水沟的位置为自坡脚排水沟往坡面以上的方向；在锚杆与坡脚排水沟之间沿坡脚方向每间隔一定间距开挖种植坑；（2）对应每个种植坑将b型种植箱放置在种植坑内，并用一段管道将种植箱内部空间与坡脚排水沟连通以吸纳雨水到种植箱中；（3）在锚杆临坡面一侧贴锚杆等间距地放置若干垫块，从垫块处沿坡向往上依次贴坡面呈列放置若干a型种植箱，形成若干列由a型种植箱组成的种植带；所述垫块的形状大小和放置位置应使位于坡脚的第一个a型种植箱能够紧贴坡面并倚靠在坡脚锚杆上；锚杆、垫块和b型种植箱共同平衡坡面a型种植箱传递下来的下滑力；（4）所述a型种植箱在临空的同侧面设置开口且顶部为敞口；在坡面横向每相邻两列种植带之间，对应同一高度的两个a型种植箱的开口的下沿，横向固定一块坡面截水板，用于将坡面降雨径流拦挡收集并从开口汇入a型种植箱；（5）从a型种植箱的顶面敞口和侧面开口中横卧植入乔木，使乔木的主干横卧在坡面上；在坡脚b型种植箱中竖直植入乔木；（6）对应每列a型种植箱在坡顶埋设锚杆，将钢丝揽绳一端固定在坡顶锚杆上，沿坡面向下拉紧束缚住坡面a型种植箱后，将另一端固定在坡脚的锚杆上，防止坡面a型种植箱出现倾覆滑落破坏。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤（3）中贴坡面放置若干a型种植箱时，在同一坡面高度并列放置两个a型种植箱，形成由并列的两列a型种植箱构成的种植带。3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述两列a型种植箱临空的一侧均设置横卧植入乔木的开口；在横卧植入乔木时，使在坡面相向的两颗乔木倾斜向上一定角度满足植物生长势的要求，使两颗乔木的主干在坡面形成交叉网格。4.根据权利要求1～3中任一权利要求所述方法，其特征在于，在横卧植入乔木后，在a型种植箱的开口内侧壁设置挡土板，避免种植箱内的水土流失。5.根据权利要求1～3中任一权利要求所述方法，其特征在于，在坡面a型种植箱横卧种植乔木和坡脚b型种植箱竖直种植乔木时，种植箱顶部填土表面距离种植箱的顶口预留5厘米的深度，用于降雨的积雨蓄纳，填土表面均铺设有减少蒸发的低矮草皮。6.根据权利要求1～3中任一权利要求所述方法，其特征在于，在每列种植带顶部的坡顶处设置可横向移动水箱，从水箱沿种植带顺坡向下拉一道滴灌带，在旱季利用运水车将水输送到可移动水箱中，利用重力自流水滴灌每列a型种植箱中的乔木。7.根据权利要求1～3中任一权利要求所述方法，其特征在于，坡面a型种植箱中横卧种植的乔木为长势顺直的速生林树种例如桉树或水杉；坡脚b型种植箱中竖直种植景观树种例如塔柏。8.根据权利要求1～3中任一权利要求所述方法，其特征在于，坡面a型种植箱侧面的开口为矩形开口，并纵向贯穿该侧面的顶部，从而在横卧植入乔木时方便根土球和主干的放入。9.根据权利要求1～3中任一权利要求所述方法，其特征在于，坡脚b型种植箱临近坡脚
排水沟的侧壁中部开设圆孔，圆孔孔径与连通种植箱内部空间与坡脚排水沟的一段管道相匹配。10.根据权利要求1～3中任一权利要求所述方法，其特征在于，步骤（6）所述钢丝揽绳在每列种植带对应设置两道，坡顶和坡脚处的锚杆对应设置两根。

技术总结
本发明公开了一种利用鲜活林木框格立体生态防护陡坡滚落物的方法。该方法首先在陡坡坡脚设置锚杆，在锚杆与坡脚排水沟之间开挖种植坑，在种植坑内放置种植箱竖向种植景观乔木，对应种植坑在自坡脚锚杆往上的坡面放置种植箱，形成若干列种植带；然后在坡面各个种植箱中横卧种植乔木，横卧乔木在坡面形成防护滚落物的鲜活林木框格。通过在每列种植带对应滴灌带，以及在种植带之间设置坡面径流截水板，来实现坡面种植带横卧乔木的水分供给；通过将坡脚处的种植箱与坡脚排水沟连通来实现坡脚竖直乔木的水分供给。本发明方法能够同时实现坡面滚落物防护和生态护坡，并且施工容易，工程安全性高。程安全性高。程安全性高。


技术研发人员：周泽昶 周成 钟启明 郭懿 徐龙旺 罗祺 王涛 黄杨秋 何宁 张桂荣 杨礼明 朱训洪 石星雷 万里 王琛 罗炬 付涛 黑明昌 陈晓红
受保护的技术使用者：广西交通设计集团有限公司 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 广西新发展交通集团有限公司 广西路桥工程集团有限公司 成都米尚坊科技有限公司
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/8/5