CN108252267A - 硬质混凝土渠道生态化改造方法及其生态硬质混凝土渠道 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硬质混凝土渠道生态化改造方法及其生态硬质混凝土渠道，该方法包括如下施工步骤：将硬质混凝土基层坡面清杂，打好锚固孔，插好锚固钉；铺设一层改性好的生态土并压实，播撒草种；测量放线，打桩铺设模板，铺设植生混凝土，养护后拆除模板，灌入混合浆；混合浆稳定后，铺设格栅土工网垫；通过插好的锚固钉将土工网垫固定好，定期养护。本发明利用植生混凝土、格栅、锚固钉依次递进保护土层、植生混凝土层、格栅层，抗水力冲击能力强，植生率高，耐候性、抗冲刷能力强，利用已损坏或已有的硬质混凝土渠道进行原位生态化改造，节约了资源，避免了硬质混凝土渠道的拆除，兼具有经济性。
Description
技术领域
本发明涉及新型生态渠道构建的技术领域，尤其涉及一种硬质混凝土渠道生态化改造方法及其生态硬质混凝土渠道。
背景技术
传统的生态护坡、护岸工艺多采用混凝土的方式进行防护，这种“三面光”工艺虽然有很好的防风、消浪、输水、防渗作用，但是破坏了原有的河岸生态系统，并且年代较长后，一些土质较差地区，硬质混凝土渠道会产生不同程度的开裂、塌陷情况，丧失了蓄水、防渗、输水的能力，重建需要大量的人力、物力，并且会产生大规模的混凝土固废垃圾，已经成为水利部门、水利工程企业需要应对和处理的头疼问题。
近年来，生态渠道的理念逐渐受到人们欢迎，越来越多的生态化手段、工艺已经从实验室走入了市场实践，生态护坡砖、植生袋、植生混凝土等生态护坡工艺越来越成熟，在各个地区都有示范类工程、小范围的中试工程的出现，各地的反响也很好。
但是，对已损坏硬质混凝土渠道的维护处理、对已建硬质混凝土渠道的生态功能的提高，正确处理生态化和经济化的平衡一直是科研工作者和一线施工人员的关心重点。损坏硬质渠道的工艺主要是全部拆除进行重新施工，造成了很多资源的浪费和经济的支出，另一方面，对已建、新建硬质渠道的生态化改造的有效工艺还比较少。
发明内容
发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种硬质混凝土渠道生态化改造方法，为解决如今已损坏的硬质混凝土渠道维修和已建硬质混凝土渠道的生态化提供新的解决方案，在兼具防渗、输水的特性下，重新赋予渠道生态化、生态系统的功效。
技术方案：为了实现上述目的，如本发明所述一种硬质混凝土渠道生态化改造方法，其特征在于，包括如下施工步骤：
(1)将硬质混凝土基层坡面清杂，打好锚固孔，插好锚固钉；
(2)铺设一层改性生态土并压实，播撒草种；
(3)测量放线，打桩铺设模板，铺设植生混凝土，养护后拆除模板，灌入混合浆；
(4)混合浆稳定后，铺设格栅土工网垫；
(5)通过步骤(1)插好的锚固钉将土工网垫固定好，定期养护。
其中，步骤(1)所述硬质混凝土渠道为U形断面、梯形断面或复式断面。
步骤(1)所述锚固孔深度为10～15cm，间距为0.8-1.2m，锚固钉长为0.8m-1m。
其中，步骤(2)所述改性生态土由如下重量份的组分混匀而成：土壤70～85份，水5～10份，保水剂0.1～0.5份，有机复合营养剂0.5～1份，粘结剂2～5份，矿物料2～5份；步骤(2)所述压实厚度为8～15cm，压实度大于90％。
作为优选，所述保水剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠或甲基纤维素钠；所述有机复合营养剂为腐殖质、木质素或腐植酸肥料；所述粘结剂为聚醋酸乙烯类乳液、聚氨酯类粘合剂或聚丙烯类乳液；所述矿物料为炭、蛭石或藻土等。
步骤(2)播撒草种可以为狗牙根、高羊茅等草种提前预埋了一些草种，更方便于扎根。
作为优选，步骤(3)所述植生混凝土由如下重量份的组分混匀而成：1～2cm石子85～90份，胶结材料3～5份，水5～10份；所述植生混凝土的厚度10～20cm。所述胶结材料为硫铝酸盐水泥掺和固化剂，固化剂为ISS固化剂或HEC固化剂，硫铝酸盐水泥和固化剂的质量比例为1:10000。
步骤(3)所述混合浆由如下重量份的组分混匀而成：生态土75～90份，土壤改良剂5～15份，草种0.5～1份，水10～20份。其中，草种可选根系相对发达的草本植物如狗牙草种；土壤改良剂为膨润土、珍珠岩或海泡石等。
其中，步骤(4)所述土工格栅网垫相交处重叠部分为10～15cm，所述土工格栅网垫为加筋麦克垫。通过多块土工格栅网垫进行铺设保证全部覆盖渠道各个土工格栅网垫相交处重叠部分为10～15cm。
其中，步骤(5)所述锚固钉弯折固定好土工网垫，弯折后锚固钉为倒L型，渠道边缘距离离渠道边缘最近的锚固钉距离不大于10cm，保证最接近的边缘的地区也有锚固钉，防止边缘地区没有固定，被水冲起来。
本发明所述硬质混凝土渠道生态化改造方法改造而成的生态硬质混凝土渠道，包括依次铺设的土壤层(1)、硬质混凝土层(2)、生态土层(3)、植草层(4)、植生混凝土层(5)、格栅层(6)；所述硬质混凝土层(2)上设置有锚固孔，锚固钉(7)一端插入锚固孔并打入土壤层(1)，另一端弯折将格栅层(6)固定。
本发明中硬质混凝土层即为硬质混凝土基层，硬质混凝土层铺设在土壤层上，将硬质混凝土基层坡面清杂，打好锚固孔，插好锚固钉打入土壤层；铺设一层改性生态土并压实形成生态土层，播撒草种形成植草层；测量放线，打桩铺设模板，铺设植生混凝土，养护后拆除模板，灌入混合浆，混合浆料加入到植生混凝土的孔隙内部之后，整体为植生混凝土层，植生混凝土提供强度和孔隙，混合浆作为植物生长的基材和营养；混合浆稳定后铺设格栅土工网垫形成格栅层，将锚固钉弯折固定格栅层。
本发明中的所有原料都是由市售可得。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明利用植生混凝土、格栅、锚固钉依次递进保护土层、植生混凝土层、格栅层，抗水力冲击能力强，植生率达到90％以上，耐候性、抗冲刷能力强，对于解决已损坏硬质混凝土渠道的维修和已建硬质混凝土渠道的生态化问题提供了有效的解决方案，减少了损坏渠道维修的经济花费，在兼具渠道防渗、输水能力的前提下，重塑了渠道的生态系统，创造适宜动植物生长环境以及生物逃逸通道，微生物重新附着，增强水体自净能力并且增加美观，并且施工和维护简便，不受地形的约束，避免了硬质混凝土渠道的拆除，兼具有经济性。
附图说明
图1为本发明硬质混凝土渠道生态化改造截面示意图；
图2为本发明硬质混凝土渠道生态化改造放大示意图；
图3为本发明硬质混凝土渠道生态化改造效果示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种硬质混凝土渠道生态化改造的方法，包括：
1)在流域灌区内选取已建、新建完好的U形断面的硬质混凝土渠道，做好人工清杂，将硬质混凝土基层坡面内的杂草、淤泥、垃圾清理完毕，利用冲击钻按1米间隔打好锚固孔，锚固孔深度为10cm，插好锚固钉长度为80cm，要求插入到土壤层5cm左右；，锚固孔距离渠顶渠边的距离要控制锚固孔每个一米设置一个，最后到了渠边不足一米，但是锚固钉满足距离渠边不能超过10cm，所以在10cm处也设置锚固孔，为了做好锚固，防止未锚固部分的空间太大格栅会被水流冲起来。
步骤2)按重量份组分为：土壤85份，水10份，保水剂聚丙烯酰胺0.5份，有机复合营养剂腐殖质1份，聚氨酯粘合剂5份，矿物料蛭石5份制备生态土，其中保水剂、有机复合营养剂、聚氨酯粘合剂用水稀释和土壤、矿物料混合，然后小型挖掘机配合人工进行回填并压实厚度为15cm，压实度为95％，铺设硬质混凝土基层坡面上，再播撒狗牙草种，密度为25g/㎡；
步骤3)先依据植生混凝土的厚度10cm立好模板，模板为工程常见的立模，按重量份组分为：1～2cm石子85份，胶结材料3份，水5份，充分搅拌50min后回填在模板内，人工压实，其中胶结材料由硫铝酸盐水泥按质量比1:10000掺和ISS固化剂；拆除模板，待植生混凝土养护24h后，导入混合浆，混合浆的重量份组分为：生态土75份，珍珠岩5份，狗牙草种0.5份，水10份，充分混合搅拌后导入植生混凝土孔隙，直至全部充满植生混凝土孔隙，再播撒一次狗牙草种，密度为10g/㎡；
步骤4)按渠面坡道的尺寸剪裁好加筋麦克垫，逆水流方向依次叠加铺设加筋麦克垫，后铺设的压住前面铺设的麦克垫；土工格栅网垫相交处重叠部分为10cm；
步骤5)将预先插好的锚固钉利用套筒打弯，弯折后锚固钉为倒L型，锚固钉弯折固定好土工网垫，做好锚固，定期养护。
实施例2
一种硬质混凝土渠道生态化改造的方法，包括：
步骤1)在流域灌区内选取存在裂缝、塌陷的已损坏的复式断面硬质混凝土渠道，做好人工清杂，将坡面内的杂草、淤泥、垃圾清理完毕，回填土将孔隙填实，根据地形，利用冲击钻按0.8米间隔打好锚固孔，锚固孔深度为15cm，插好锚固钉，锚固钉长度为1m，要求插入到土壤层5cm左右；锚固孔距离渠顶渠边的距离要控制锚固孔每个0.8米设置一个，最后到了渠边不足0.8米，但是锚固钉满足距离渠边不能超过10cm，所以在10cm处也设置锚固孔，为了做好锚固，防止未锚固部分的空间太大格栅会被水流冲起来。
步骤2)按重量份组分为：土壤70份，水5份，保水剂聚丙烯酸钠0.1份，有机复合营养剂木质素0.5份，聚醋酸乙烯乳液2份，矿物料藻土2份制备生态土，其中保水剂、有机复合营养剂、聚醋酸乙烯酯乳液用水稀释和土壤、矿物料混合，然后小型挖掘机配合人工进行回填并压实厚度为8cm，压实度为90％，铺设硬质混凝土基层坡面上，再播撒狗牙草种，密度为25g/㎡；
步骤3)先依据植生混凝土的厚度20cm立好模板，按重量份组分为：1～2cm石子90份，胶结材料5份，水10份，充分搅拌15min后回填在模板内，人工压实，其中胶结材料由硫铝酸盐水泥按质量比1:10000掺和ISS固化剂；拆除模板，待植生混凝土养护后，导入混合浆，混合浆的重量份组分为：生态土90份，木质素15份，狗牙草种1份，水20份，充分混合搅拌后导入植生混凝土孔隙，直至全部充满植生混凝土孔隙，再播撒一次狗牙草种，密度为8g/㎡；
步骤4)按渠面坡道的尺寸剪裁好加筋麦克垫，逆水流方向依次叠加铺设加筋麦克垫，后铺设的压住前面铺设的麦克垫；土工格栅网垫相交处重叠部分为15cm；
步骤5)将预先插好的锚固钉利用套筒打弯，弯折后锚固钉为倒L型，锚固钉弯折固定好土工网垫，做好锚固，定期养护。
实施例3
一种硬质混凝土渠道生态化改造的方法，包括：
1)在流域灌区内选取已建、新建完好的梯形断面的硬质混凝土渠道，做好人工清杂，将硬质混凝土基层坡面内的杂草、淤泥、垃圾清理完毕，利用冲击钻按1.2米间隔打好锚固孔，锚固孔深度为12cm，插好锚固钉长度为80cm，要求插入到土壤层5cm左右；锚固孔距离渠顶渠边的距离要控制锚固孔每个1.2米设置一个，最后到了渠边不足1.2米，但是锚固钉满足距离渠边不能超过10cm，所以在10cm处也设置锚固孔，为了做好锚固，防止未锚固部分的空间太大格栅会被水流冲起来。
步骤2)按重量份组分为：土壤80份，水8份，保水剂甲基纤维素钠0.3份，有机复合营养剂腐殖酸肥料0.75份，聚醋酸乙烯乳液4份，矿物料蛭石4份制备生态土，其中保水剂、有机复合营养剂、聚醋酸乙烯乳液用水稀释和土壤、矿物料混合，然后小型挖掘机配合人工进行回填并压实厚度为10cm，压实度为95％，铺设硬质混凝土基层坡面上，再播撒狗牙草种，密度为25g/㎡；
步骤3)先依据植生混凝土的厚度15cm立好模板，按重量份组分为：1～2cm石子88份，胶结材料4份，水8份，充分搅拌50min后回填在模板内，人工压实，其中胶结材料由硫铝酸盐水泥按1:10000掺和HEC固化剂；拆除模板，待植生混凝土养护24h后，导入混合浆，混合浆的重量份组分为：生态土80份，海泡石4份，狗牙草种0.8份，水15份，充分混合搅拌后导入植生混凝土孔隙，直至全部充满植生混凝土孔隙，再播撒一次狗牙草种，密度为10g/㎡；
步骤4)按渠面坡道的尺寸剪裁好加筋麦克垫，逆水流方向依次叠加铺设加筋麦克垫，后铺设的压住前面铺设的麦克垫；土工格栅网垫相交处重叠部分为10cm；
步骤5)将预先插好的锚固钉利用套筒打弯，弯折后锚固钉为倒L型，锚固钉弯折固定好土工网垫，做好锚固，定期养护。
实施例4
如图1-2所示，采用实施例3改造而成的生态硬质混凝土渠道，包括依次铺设的土壤层1、硬质混凝土层2、生态土层3、植草层4、植生混凝土层5、格栅层6；所述硬质混凝土层2上按间距设置有锚固孔7，锚固钉7一端插入锚固孔并打入土壤层1，另一端弯折将格栅层6固定。硬质混凝土渠道生态化改造一个月，效果如图3所示。
实施例5
施工一个月后，现场实测各种相关各项指标，包括植生混凝土抗压强度、植生率、植被株高、植株根系情况等，如表1所示。
表1
由表1可知，本发明利用已损坏或已有的硬质混凝土渠道进行原位生态化改造，避免拆除，节约了资源，在兼具渠道防渗、输水能力的前提下，重塑了渠道的生态系统，为微生物、动植物提供了栖息场所，增强了水体的自净能力。同时抗压强度高，植生率高，植物根系深入底层生态土，并牢牢结合。
Claims (10)
1.一种硬质混凝土渠道生态化改造方法，其特征在于，包括如下施工步骤：
(1)将硬质混凝土基层坡面清杂，打好锚固孔，插好锚固钉；
(2)铺设一层改性生态土并压实，播撒草种；
(3)测量放线，打桩铺设模板，铺设植生混凝土，养护后拆除模板，灌入混合浆；
(4)混合浆稳定后，铺设格栅土工网垫；
(5)通过步骤(1)插好的锚固钉将土工网垫固定好，定期养护。
2.根据权利要求1所述的硬质混凝土渠道生态化改造方法，其特征在于，步骤(1)所述硬质混凝土渠道为U形断面、梯形断面或复式断面。
3.根据权利要求1所述的硬质混凝土渠道生态化改造方法，其特征在于，步骤(1)所述锚固孔深度为10～15cm，间距为0.8-1.2m，锚固钉长为0.8m-1m。
4.根据权利要求1所述的硬质混凝土渠道生态化改造方法，其特征在于，步骤(2)所述改性生态土由如下重量份的组分混匀而成：土壤70～85份，水5～10份，保水剂0.1～0.5份，有机复合营养剂0.5～1份，粘结剂2～5份，矿物料2～5份；步骤(2)所述压实厚度为8～15cm，压实度大于90％。
5.根据权利要求1所述的硬质混凝土渠道生态化改造方法，其特征在于，步骤(3)所述植生混凝土由如下重量份的组分混匀而成：1～2cm石子85～90份，胶结材料3～5份，水5～10份；所述植生混凝土的厚度10～20cm。
6.根据权利要求1所述的硬质混凝土渠道生态化改造方法，其特征在于，步骤(3)所述混合浆由如下重量份的组分混匀而成：生态土75～90份，土壤改良剂5～15份，草种0.5～1份，水10～20份。
7.根据权利要求1所述的硬质混凝土渠道生态化改造方法，其特征在于，步骤(4)所述土工格栅网垫相交处重叠部分为10～15cm。
8.根据权利要求1所述的硬质混凝土渠道生态化改造方法，其特征在于，步骤(4)所述土工格栅网垫为加筋麦克垫。
9.根据权利要求1所述的硬质混凝土渠道生态化改造方法，其特征在于，步骤(5)所述锚固钉弯折固定好土工网垫，弯折后锚固钉为倒L型，渠道边缘距离离渠道边缘最近的锚固钉距离不大于10cm。
10.一种权利要求1所述硬质混凝土渠道生态化改造方法改造而成的生态硬质混凝土渠道，其特征在于，包括依次铺设的土壤层(1)、硬质混凝土层(2)、生态土层(3)、植草层(4)、植生混凝土层(5)、格栅层(6)；所述硬质混凝土层(2)上设置有锚固孔，锚固钉(7)一端插入锚固孔并打入土壤层(1)，另一端弯折将格栅层(6)固定。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180706 |
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