一种植草石笼生态梯田埂的修筑方法技术

本发明专利技术属于农业工程领域，提供了一种水土保持工程技术，特别提供了一种植草石笼生态梯田埂的修筑方法，所述的植草石笼生态梯田埂是指在石笼网内部填充石料，石笼网顶部和外侧部分覆土种植适宜的植物，形成一种石笼与植物网络镶嵌结构的生态梯田埂，采用这种梯田埂与土埂或石埂梯田相比，具有施工简便、总体费用低廉、生态防护与景观效果好、安全与稳定性强和使用寿命长等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种植草石笼生态梯田埂
本专利技术属于于农业工程领域，提供了一种水土保持工程技术，特别提供了一种植草石笼生态梯田埂的修筑方法。
技术介绍
在注重人与自然和谐相处的今天，水土流失与水土保持问题倍受关注。水土保持是生态文明建设的重要基础，随着人民生活水平的提高，人们对水土保持工程建设的要求也越来越高，水土保持工程集生态效应、景观效应、经济效应和安全效应于一体已是一个必然趋势。梯田是指在坡地上沿等高线修成阶台式或坡式断面的田地，是山区丘陵区治理坡耕地水土流失、建设基本农田的有效措施，其蓄水、保土、增产作用效果较为显著。目前，根据建筑田埂材料不同，分为土埂梯田、石埂梯田和植物田埂梯田，尤其是以土埂或石埂梯田较多，这种梯田的田埂存在着如下突出问题：一是土埂和石埂梯田不仅是在修筑过程中容易产生水土流失，而且在暴雨条件下，土埂梯田田埂容易发生冲蚀、出现缺口、穿洞等损坏现象；石埂梯田易发生坍塌、产生次生灾害，影响坡下居民生产生活安全。二是土埂和石埂耐久性和稳定性相对较低，二者需要日后的维护费用较高，导致梯田修筑运行的总体费用增加，部分梯田在运行中因维修不及时而出现新的水土流失，水土保持作用大大降低。三是土埂和石埂梯田缺乏生态景观效果，尤其是石埂梯田，不仅维护困难，而且容易造成石漠化，与原地貌不相适应。因此，探讨新的梯田埂修筑方法十分必要。石笼网是由高抗腐蚀、高强度、具有延展性的低碳钢丝或者包覆PVC(即聚氯乙烯)的以上钢丝使用机械编织而成，使用该网制作而成的箱型结构就是石笼。它是一种新型材料结构，越来越广泛地运用于交通、水利、市政、园林，水土保持等工程项目中，例如，石笼坝、石龙护岸(护堤)等等。但是，将石笼结构与植草(或栽植灌木)技术相集成应用于梯田埂修筑中——植草石笼生态梯田埂，目前在国内外尚未见较为系统的修筑理论和实践报道。
技术实现思路
针对现有技术存在的诸多不足，本专利技术提供了一种植草石笼生态梯田埂的修筑方法，所述的植草石笼生态梯田埂是指在石笼网内部填充石料，石笼网顶部和外侧部分覆土种植适宜的植物，形成一种石笼与植物网络镶嵌结构的生态梯田埂，采用这种梯田埂与土埂或石埂梯田相比，具有施工简便、总体费用低廉、生态防护与景观效果好、安全与稳定性强和使用寿命长等特点。本专利技术的具体技术方案是：一种植草石笼生态梯田埂，由石笼网、石料、土料和草本植物组成，在石笼网内部填充石料，石笼网顶部外侧部分覆土后种植适宜的植物。具体材料选取如下：(1)石笼石笼是由一定规格的石笼网拼接而成。石笼网由高抗腐蚀、高强度、具有延展性的低碳钢丝(可选自10％锌铝合金钢丝、锌-5％铝-混合稀土合金钢丝、热镀高镀锌钢丝)或者包覆PVC的以上钢丝使用机械编织而成，根据ASTM和EN标准，所使用的低碳钢丝直径一般为2.0～4.0mm之间，石笼网钢丝的抗拉强度不少于38kg/m2，金属镀层重量一般高于245g/m2，石笼网片的边缘线直径一般要大于网线直径。其双线绞合部分的长度不得小于50mm，以保证绞合部分钢丝的金属镀层和PVC镀层不受破坏。每个石笼工程单体的形状为直角梯形体，长2.0m，上顶宽0.4m，下底宽0.5m，高1.0m(植草石笼生态梯田埂构造见附图1)。为研究石笼工程单体结构的受力性能和变形情况，专利技术人进行了石笼工程单体的力学性能试验，并对数据进行了处理和分析。结果表明，石笼工程单体的抗压承载力主要取决于填石的抗压能力和级配；石笼工程单体抗压受荷初始阶段有明显的弹性性质，后填石压碎重新排列，图形呈锯齿状；两组不同填石的石笼工程单体综合内摩擦角差别不大；石笼工程单体抗剪能力受竖向压力影响很大(植草石笼生态梯田埂受力分析见图2)。(2)石料应选择质地坚硬、新鲜、完整的块石。块石粒径应在80～200mm之间，厚度宜＞200mm，长厚比≤3，尽可能减少使用有尖角或薄边的石料，石料饱和极限抗压强度＞40Mpa，软化系数应＞0.85。块石供应经施工监理确认符合设计及规范要求，方可选用。避免使用风化石、水解等不合格的石料。(3)土料土壤应选择含沙量少、颗粒细腻、渗水速度慢、保水性能好的黏质土或壤土，土层厚度为15～25cm。(4)植草植物的选取应遵循的原则：所选植物最好是乡土类植物或与当地植被环境及已有植物种类一致，使之在工程后较短时间内融入当地自然环境；适应当地的气候、土壤条件(水分、pH值等)；根系相对发达，生长迅速，抗逆性强(抗旱、抗寒、抗病虫害、耐贫瘠)；种子易得，栽培管理简单，成本低。推荐植物有五叶地锦、常春藤、三叶草等；植草石笼生态梯田埂的修筑方法的修筑步骤具体如下：(参考附图3植草石笼生态梯田埂的施工流程图)(1)清基将梯田埂基处的虚土、草皮、树根以及含腐殖质较多的土壤清除，使坚实土层或基岩露出(当基岩的岩性软弱、风化严重、且便于开挖时，可将风化层彻底清除，达到新鲜基岩)，然后再沿梯田埂轴线挖一结合沟，以便梯田埂与基础紧密结合；所述清基时结合沟宽0.6m，深0.2m；(2)浇筑垫层在开挖好结合沟处进行浇筑一层C30混凝土垫层，厚度为3-5cm，之后进行钢丝石笼的砌筑。(3)石笼网的定位与安装将石笼网片打开调正，用连线连接，每20cm处设一扎点，一次成型，内设八字线进行箱体定型加固，形成石笼工程单体，再将石笼工程单体放到结合沟固定位置，各单体错缝搭接，与相邻单体用扎线连接，形成整体；在此过程中应注意：将石笼网错缝摆设就位，避免出现纵向贯通缝，然后，将石笼四边立起，用绑线将相邻边沿锁紧，绑锁时，将绑线围绕两条重合的框线(缝合边棱时)或框线与网笼的双扭结边(缝合格栅时)螺旋状扭紧，避免重镀锌损伤，螺距不大于50mm；(4)上下石笼网的连接当在已完成的底层网上面安装石笼网时，应用绑线沿新装石笼下部边框将其固定在底层的石笼上，同一层相邻的石笼网也应用绑线相互系牢，使石笼网连成一体。(5)石笼的填筑石笼工程单体的箱体填石粒径80～200mm；护垫填石粒径90～150mm；填石时，箱体均匀放置，并及时调整箱体线条，保证填筑箱体线条平顺，倾斜度一致；石笼内填满石料后即将顶盖盖上，然后用绑线将两条重合的框线螺旋状扭紧，螺距不应大于50mm；在填筑过程中，为了防止石笼网变形，相邻两个石笼网(包括同一石笼网的相邻格网)的填石高差不应过大；填筑的块石，其抗压强度应满足设计要求，并要求大小搭配合理，以达到设计要求的空隙度和保证石笼网的直线外形；石笼内填石料时，外露面应用粒径不小于100mm的块石，并用人工摆砌平整，以获得美观的表面和防止水流将卵石从石笼网目冲走；同时，应保证一定填筑石料超高，超高一般为2.5～3.0cm，以便为梯田埂的沉陷留有余地；(6)覆土在砌筑好的石笼顶部覆土15～25cm，土壤选择含沙量少、颗粒细腻、渗水速度慢、保水性能好的黏质土或壤土。(7)植草在石笼顶部铺填好的土层内种植乡土类草本植物，株行距为10cm×10cm，并进行定期管护，并令其向梯田埂外侧下垂。与现有技术相比，本专利技术所提供的植草石笼生态梯田埂通过改变田埂构成材料实现梯田埂功能性的优化，与现有的土埂和石埂梯田相比，具有如下特点：(1)施工简便，石笼只需将石头装入石笼网中封口即可，不需要特殊技术，也不需要水泥砂浆砌筑；(2)总体修建和维护费用低廉，容易被人们所接受；(3)生态防护和生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种植草石笼生态梯田埂，其特征在于：由石笼网、石料、土料和草本植物组成，在石笼网内部填充石料，石笼网顶部外侧部分覆土后种植适宜的植物，具体材料选取如下：(1)石笼石笼由石笼工程单体组成，所述的石笼工程单体是由石笼网拼接而成；所述石笼网由低碳钢丝或者外层包覆PVC的低碳钢丝使用机械编织而成，所述每个石笼工程单体的形状为直角梯形体，长2.0m，上顶宽0.4m，下底宽0.5m，高1.0m；(2)石料选择质地坚硬、新鲜、完整的块石，块石粒径在80～200mm之间，厚度＞200mm且长厚比≤3，石料饱和极限抗压强度＞40Mpa，软化系数＞0.85；(3)土料土壤选择含沙量少、颗粒细腻、渗水速度慢、保水性能好的黏质土或壤土，土层厚度为15～25cm；(4)植草植物选自乡土类草本植物；所述植草石笼生态梯田埂的修筑方法，其具体步骤如下：(1)清基将梯田埂基处的虚土、草皮、树根以及含腐殖质较多的土壤清除，使坚实土层或基岩或新鲜基岩露出，然后再沿梯田埂轴线挖一结合沟，以便梯田埂与基础紧密结合；(2)浇筑垫层在开挖好结合沟处进行浇筑C30混凝土垫层，厚度为3‑5cm，之后进行钢丝石笼的砌筑；(3)石笼网的定位与安装将石笼网片打开调正，用连线连接，每20cm处设一扎点，一次成型，内设八字线进行箱体定型加固，形成石笼工程单体，再将石笼工程单体放到结合沟固定位置，各单体错缝搭接，与相邻单体用扎线连接，形成整体；(4)上下石笼网的连接当在已完成的底层网上面安装石笼网时，用绑线沿新装石笼下部边框将其固定在底层的石笼上，同一层相邻的石笼网也用绑线相互系牢，使石笼网连成一体；(5)石笼的填筑石笼工程单体的箱体填石粒径80～200mm；护垫填石粒径90～150mm；填石时，箱体均匀放置，并及时调整箱体线条，保证填筑箱体线条平顺，倾斜度一致；石笼内填满石料后即将顶盖盖上，然后用绑线将两条重合的框线螺旋状扭紧，螺距不应大于50mm；(6)覆土在砌筑好的石笼顶部覆土15～25cm；(7)植草在石笼顶部铺填好的土层内种植乡土类草本植物，株行距为10cm×10cm。...

【技术特征摘要】
1.一种植草石笼生态梯田埂，其特征在于：由石笼网、石料、土料和草本植物组成，在石笼网内部填充石料，石笼网顶部外侧部分覆土后种植适宜的植物，具体材料选取如下：(1)石笼石笼由石笼工程单体组成，所述的石笼工程单体是由石笼网拼接而成；所述石笼网由低碳钢丝或者外层包覆PVC的低碳钢丝使用机械编织而成，所述每个石笼工程单体的形状为直角梯形体，长2.0m，上顶宽0.4m，下底宽0.5m，高1.0m；(2)石料选择质地坚硬、新鲜、完整的块石，块石粒径在80～200mm之间，厚度＞200mm且长厚比≤3，石料饱和极限抗压强度＞40Mpa，软化系数＞0.85；(3)土料土壤选择含沙量少、颗粒细腻、渗水速度慢、保水性能好的黏质土或壤土，土层厚度为15～25cm；(4)植草植物选自乡土类草本植物；所述植草石笼生态梯田埂的修筑方法，其具体步骤如下：(1)清基将梯田埂基处的虚土、草皮、树根以及含腐殖质较多的土壤清除，使坚实土层或基岩露出，然后再沿梯田埂轴线挖一结合沟，以便梯田埂与基础紧密结合；(2)浇筑垫层在开挖好结合沟处进行浇筑C30混凝土垫层，厚度为3-5cm，之后进行钢丝石笼的砌筑；(3)石笼网的定位与安装将石笼网片打开调正，用连线连接，每20cm处设一扎点，一次成型，内设八字线进行箱体定型加固，形成石笼工程单体，再将石笼工程单体放到结合沟固定位置，各单体错缝搭接，与相邻单体用扎线连接，形成整体；...

【专利技术属性】
技术研发人员：高鹏，李肖，刘潘伟，张光灿，苗德志，李艳霞，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：山东;37