一种边坡防护锚杆及防护方法与流程

本发明涉及环境保护技术领域，尤其涉及一种边坡防护锚杆及防护方法。

背景技术：

软质岩自身强度低，暴露于大气中时易风化，遇水易软化，裂隙发育，易产生冻胀。尤其是在降雨量充沛地区，软质岩的种种工程特性弊端暴露得更加明显。同时，弱风化的软质岩面上不易施作绿化工程，不符合绿色通道的理念。

目前工程上涉及软质岩路堑边坡工程时，多采用坡脚设支挡工程，支挡工程以上按永久稳定坡率放坡开挖，并对开挖形成的人工边坡进行防护。坡脚支挡结构可以为重力式路堑挡土墙、桩间重力式路堑挡土墙、土钉墙、桩间土钉墙和桩板墙，其中土钉墙、桩间土钉墙和桩板墙能起到很好的收坡效果，有效节省公路用地，但支挡结构面上难以施作绿化工程:路堑挡土墙和桩间重力式路堑挡土墙收坡效果差，造成用地的浪费。限于既有工程措施不能起到收坡和景观绿化两方面作用，使得公路路基建设，尤其是软质岩路堑高边坡加固防护局限于传统的加固防护措施，不符合绿色通道的建设理念，也使得研究软质岩路堑高边坡防护方式成为公路路基工程领域的研究重点和难点。

在边坡绿化与边坡生态修复工程中，通常使用钢筋制作锚杆对边坡悬挂物提供物理支撑。但钢筋并不是生态友好型材料，钢筋附近的土壤中微生物不易存活；另外钢筋在土壤中易锈蚀，以致无法为悬挂物提供支撑。

技术实现要素：

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种边坡防护锚杆及防护方法，至少能够解决以下技术问题之一：(1)现有锚杆对环境不友好，导致锚杆附近的土壤中微生物不易存活；(2)现有锚杆在土壤中易锈蚀，导致无法为悬挂物提供支撑。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种边坡防护锚杆，所述防护锚杆包括枝杆截节，所述枝杆截节的形态学下端呈锥形或楔形；所述枝杆截节上设有分界点，所述分界点以下为埋入段，所述分界点以上为暴露段；所述枝杆截节的种类为乔木或灌木。

基于上述锚杆的进一步改进，所述分界点设于距离所述枝杆截节(1)的下端3/4～9/10处。

基于上述锚杆的进一步改进，所述边坡的质地为土质、土石混合或软质岩。

基于上述锚杆的进一步改进，所述枝杆截节的长度为30～100cm。

基于上述锚杆的进一步改进，所述枝杆截节的直径为3～15cm。

基于上述锚杆的进一步改进，所述暴露段上至少含有一个枝节。

另一方面，本发明还提供了一种边坡防护方法，采用上述的锚杆，包括如下步骤：

步骤1：准备枝杆截节；

步骤2：在边坡上打孔；

步骤3：将枝杆截节埋入孔洞内；

步骤4：将悬挂物固定在枝杆截节上。

基于上述防护方法的进一步改进，步骤2中所打孔洞的直径比枝杆截节的直径大0.5～1.5cm。

基于上述防护方法的进一步改进，步骤4之后还包括步骤5：浇水养护至枝杆截节生根发芽。

基于上述防护方法的进一步改进，所述步骤1包括将枝杆截节的形态学下端削剪成锥形。

基于上述防护方法的进一步改进，所述步骤1包括将枝杆截节的形态学下端削剪成楔形。

基于上述防护方法的进一步改进，步骤2中所打的孔洞排成w形或m形。

基于上述防护方法的进一步改进，步骤2中所打的孔洞排成×形。

基于上述防护方法的进一步改进，所述步骤1包括将埋入段的下端经生根溶液浸泡。

基于上述防护方法的进一步改进，所述步骤1包括将将每个枝杆截节的上端切口和下端切口均浸入杀菌消毒液中。

基于上述防护方法的进一步改进，所述步骤1包括在枝杆截节的形态学下端和分界点之间的区域设有切口。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

(1)现有的锚杆通常由钢筋制作而成，钢筋附近的土壤中微生物不易存活，钢筋并不是生态友好型材料；并且钢筋在土壤中易锈蚀，以致无法为悬挂物提供支撑。本发明创新地采用生物锚杆，即选取乔木或灌木的一段作为锚杆，埋入段在土层中生根，起到对边坡土层的固持作用；暴露段长出枝叶，可以防止悬挂物从暴露段上脱落。另外，该生物锚杆的插入不会使附近土壤中的微生物不易存活，是生态友好型材料。

(2)本发明通过将枝杆截节的形态学下端设置呈锥形或楔形，使得生物锚杆易于打入边坡的土层内。

(3)本发明通过将分界点设置在特定的位置(即分界点设于距离所述枝杆截节的下端3/4～9/10处)，一方面可以使埋入段获得良好的固持作用；另一方面还可以使暴露段具有很好的锚固受力位置。

(4)本发明通过将枝杆截节选取为特定的长度(即长度为30cm～100cm)和直径(即直径为3cm～15cm)，提高了枝杆截节的成活率及固持作用。

(5)本发明通过将暴露段选取为至少含有一个枝节，能够保证暴露段5快速长出枝叶，从而可以防止悬挂物从暴露段上脱落。

(6)本发明采用自然可取的材料，利用合理的工程设计，构造一种边坡防护植物生物锚杆，生态环保、成本低廉、效果显著，具有突出的生态效益，极具推广价值。

(7)本发明通过将每个枝杆截节的上端切口和下端切口均浸入杀菌消毒液中，避免每个枝杆截节的切口处受到细菌和病毒的感染，从而提高枝杆截节的成活率。

(8)本发明通过优化杀菌消毒溶液的浓度和浸泡时间，进一步提高了枝杆截节的成活率。

(9)本发明通过将每个枝杆截节的下端切口均浸入生根溶液中，提高埋入段的生根效果，从而提高枝杆截节的成活率。

(10)本发明通过优化生根溶液的浓度和浸泡时间，进一步提高了枝杆截节的成活率。

(11)本发明通过在枝杆截节的形态学下端和分界点之间的区域设有切口，并通过将该切口在杀菌消毒液和生根溶液中浸泡，进一步提高了枝杆截节的成活率。

(12)本发明通过联合调整杀菌消毒液的浓度和浸泡时间以及生根溶液的浓度和浸泡时间，使得枝杆截节的成活率高达99.5％。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明生物锚杆结构示意图；

图2为w形排布方式示意图；

图3为×形排布方式示意图；

图4为矩形排布方式示意图；

图5为实际应用场景图；

图6为边坡防护方法工艺流程图。

附图标记：

1-枝杆截节；2-形态学下端；3-分界点；4-埋入段；5-暴露段；6-工程坡面；7-孔洞；8-悬挂物。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

实施例一

本发明的一个具体实施例，公开了一种边坡防护植物生物锚杆，该生物锚杆包括枝杆截节1，如图1所示。枝杆截节1上设有分界点3，所述分界点3以下为埋入段4，所述分界点3以上为暴露段5。悬挂物8安装到暴露段5上，枝杆截节1对悬挂物8起到物理支撑作用。

埋入边坡的土层后，埋入段4在土层中生根，起到对边坡土层的固持作用。在土层以上的暴露段5长出枝叶，可以防止悬挂物8从暴露段5上脱落。

考虑到后期需要将枝杆截节1打入边坡的土层内，因此枝杆截节1的形态学下端2的设置应易于打入边坡的土层内。示例性地，可以将枝杆截节1的形态学下端2设置为呈锥形或楔形。

枝杆截节1的种类可以是乔木或灌木，也可以选择木犀科白蜡属的植物。

在一种可能的实施方式中，分界点3设于距离所述枝杆截节1的下端3/4～9/10处。上述分界点距离的选取，一方面可以使埋入段4获得良好的固持作用；另一方面还可以使暴露段5具有很好的锚固受力位置。

考虑到枝杆截节1需要生根长出枝叶，因此，边坡的质地应为土质、土石混合或软质岩等。

考虑到枝杆截节1的成活率及固持作用，枝杆截节1的长度选择为30cm～100cm，直径为3cm～15cm。

为了使每个枝杆截节具有更大的生根发芽的可能性，在一种优选的实施方式中，枝杆截节1应该选取暴露段5上至少含有一个枝节的一段，从而使每个枝杆截节具有更大的生根发芽的可能性。

另外，为了提高成活率，埋入段4的下端经生根溶液浸泡。

与现有技术相比，本发明的生物锚杆具有以下优点：

(1)现有的锚杆通常由钢筋制作而成，钢筋附近的土壤中微生物不易存活，钢筋并不是生态友好型材料；并且钢筋在土壤中易锈蚀，以致无法为悬挂物提供支撑。本发明创新地采用生物锚杆，即选取乔木或灌木的一段作为锚杆，埋入段4在土层中生根，起到对边坡土层的固持作用；暴露段5长出枝叶，可以防止悬挂物8从暴露段5上脱落。另外，该生物锚杆的插入不会使附近土壤中的微生物不易存活，是生态友好型材料。

(2)本发明通过将枝杆截节1的形态学下端2设置呈锥形或楔形，使得生物锚杆易于打入边坡的土层内。

(3)本发明通过将分界点设置在特定的位置(即分界点3设于距离所述枝杆截节1的下端3/4～9/10处)，一方面可以使埋入段4获得良好的固持作用；另一方面还可以使暴露段5具有很好的锚固受力位置。

(4)本发明通过将枝杆截节选取为特定的长度(即长度为30cm～100cm)和直径(即直径为3cm～15cm)，提高了枝杆截节1的成活率及固持作用。

(5)本发明通过将暴露段5选取为至少含有一个枝节，能够保证暴露段5快速长出枝叶，从而可以防止悬挂物8从暴露段5上脱落。

实施例二

本发明的一个具体实施例，公开了一种边坡防护方法，下面结合真实应用的实施例详细介绍边坡防护方法的各个步骤，如图6所示。

本实施例是针对重庆市南岸区广阳岛b+940地块北侧坡面进行的，坡面高度从5-25m不等，沿道路延伸约1500m，未进行分级。

首先平整坡面。具体来说是将工程坡面6进行人工平整，保证坡面坡度大体一致，无明显凹陷或凸起。

接下来选取木犀科白蜡属的植物，将其直径为3cm～15cm的枝杆按每节30cm～100cm截成小段，并将其形态学下端2削剪成锥形或楔形。

为了避免每个枝杆截节的切口处受到细菌和病毒的感染，将每个枝杆截节的上端切口和下端切口均浸入杀菌消毒液中。

具体来说，是将每个枝杆截节的上端切口和下端切口均浸入质量分数为30％的多菌灵500倍溶液中，浸泡时间为5-8秒，优选为7秒。

为了使每个枝杆截节具有更大的生根发芽的可能性，选取的枝杆截节的暴露段应至少含有一个枝节。

另外，为了提高埋入段的生根效果，将枝杆截节的下端切口均浸入生根溶液中。示例性地，生根溶液可以是质量分数为0.07％-0.08％的吲哚乙酸溶液中，浸泡时间为6-8秒，优选为6秒。

实际使用时发现，仅调整杀菌消毒液的浓度和浸泡时间，或者仅调整生根溶液的浓度和浸泡时间，枝杆截节的成活率均不如既调整杀菌消毒液的浓度和浸泡时间，又调整生根溶液的浓度和浸泡时间。换言之，本发明通过联合调整杀菌消毒液的浓度和浸泡时间以及生根溶液的浓度和浸泡时间，使得枝杆截节的成活率高达99.5％。

为了进一步提高埋入段的生根效果，在枝杆截节的埋入段增加几个切口，并且每个切口均在上述的杀菌消毒液中浸泡，之后在吲哚乙酸溶液中浸泡。

考虑到因为孔洞的存在，锥形或楔形的形态学下端不直接接触土层，不利于枝杆截节的生根发芽，因此，新增加的切口可以设置在枝杆截节的形态学下端和分界点之间的区域。切口的数量因埋入段长度的不同而不同，如可以为3-8个。

需要说明的是，新增加的切口也可以在杀菌消毒液和生根溶液中浸泡。

或者，也可以不将埋入段浸入生根溶液中，而是在后续的浇水养护步骤中向枝杆截节浇含有高锰酸钾的水溶液，促进生根并杀菌防止根部腐烂。优选地，高锰酸钾水溶液的质量分数为0.05％，浸泡时间为5小时。

另外，高锰酸钾水溶液也可以替换为萘乙酸溶液，或者是含有高锰酸钾和萘乙酸的水溶液。

枝杆截节准备好后，接下来在边坡上打孔。

具体来说，可以使用钻孔工具打孔，每个孔洞7的直径应比枝杆截节1直径大0.5cm～1.5cm，深度与埋入段4的长度相等。

对于孔洞的排布方式，可以排布为w形或m形，如图2所示。与排布方式为矩形相比，w形或m形排布的孔洞能够减少孔洞的数量，从而降低劳动强度，提高生产效率。

另外，由于w形的排布方式中，由于有一个孔洞设置在原来矩形排布方式的两个孔洞之间，因此，能够比矩形的孔洞排布方式起到更好的固持作用以及支撑作用。

在一种更优的实施方式中，孔洞的排布方式还可以为×形，如图3所示。与排布方式为矩形相比，×形的排布方式能够进一步减少孔洞的数量，并且仍然能够起到很好的固持作用以及支撑作用。

举例来说，原来长20米、宽1米(即20平方米)的区域，按孔洞的横向距离为1米算，采用矩形的排布方式，需要的孔洞数量为42个，即上面一排21个孔洞，下面一排21个孔洞，如图4所示。采用×形的排布方式，在长20米、宽2米(即40平方米)的区域，需要的孔洞数量为62个，即上面一排21个孔洞，下面一排21个孔洞，中间一排20个。

换言之，采用×形的排布方式，40平方米的区域需要的孔洞数量仅为62个，而采用矩形的排布方式需要的孔洞数量为63个。因此，孔洞采用×形的排布方式，能够减少孔洞的数量，降低成本，并且降低劳动强度，提高生产效率。由于有一个孔洞设置在原来矩形排布方式的两个孔洞之间，因此，能够比矩形的孔洞排布方式起到更好的固持作用以及支撑作用。

孔洞打好之后将枝杆截节1的埋入段4放入孔洞7内，并使用铁锤敲紧。

接着铺设加筋椰丝网作为悬挂物8：自上而下铺设，并用铁丝连接固定，贴紧坡面。

之后将悬挂物8固定在枝杆截节1的暴露段5上。

需要说明的是，铺设悬挂物的步骤也可以在打孔之后、枝杆截节1的埋入段4放入孔洞7内之前进行。

最后，浇水养护直至枝杆截节生根发芽，后期可长成完整植株，如图5所示。

与现有技术相比，本发明的边坡防护方法至少具有下列有益效果：

(1)本发明通过将每个枝杆截节的上端切口和下端切口均浸入杀菌消毒液中，避免每个枝杆截节的切口处受到细菌和病毒的感染，从而提高枝杆截节的成活率。

(2)本发明通过优化杀菌消毒溶液的浓度和浸泡时间，进一步提高了枝杆截节的成活率。

(3)本发明通过将每个枝杆截节的下端切口均浸入生根溶液中，提高埋入段的生根效果，从而提高枝杆截节的成活率。

(4)本发明通过优化生根溶液的浓度和浸泡时间，进一步提高了枝杆截节的成活率。

(5)本发明通过在枝杆截节的形态学下端和分界点之间的区域设有切口，并通过将该切口在杀菌消毒液和生根溶液中浸泡，进一步提高了枝杆截节的成活率。

(6)本发明通过联合调整杀菌消毒液的浓度和浸泡时间以及生根溶液的浓度和浸泡时间，使得枝杆截节的成活率高达99.5％。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。