一种生态袋加劲挡土墙及其应用的制作方法

本发明涉及一种挡土墙，特别涉及一种生态袋加劲挡土墙及其应用。

背景技术

挡土墙广泛用于土木工程、环境工程、生态修复工程和绿化美化项目，例如支撑公路的土坡和筑堤、支撑噪声屏障等等。通常挡土墙制作成具有由互相连接的挡块与土或其它充填材料制作的支撑面结构，在墙后放置并进行压实，并且通常在墙内各层充填材料中铺上土工格栅卷材，从墙向后延伸并附在墙上。

在现有技术中，工程性边坡的建筑有三种方法：(1)天然土石(无限土)方法，根据土石方自身的抗压抗减切强度设计和确定坡度；(2)硬体(水泥、石头、钢筋、生态混泥土等)挡土墙方法；(3)加筋土方法，加筋土是一种复合体，其包含有两个不同的物质，它是利用大量抗压缩材料──土，结合少量的有极大抗拉伸的材料——土工格栅而构成，这种复合材料具有较高的抗拉性能。这些边坡面临的共同问题是容易被雨水侵蚀，或位移变形脱落而破坏和垮塌。具有很大的安全隐患，常常造成严重事故和高昂的维修费用。

公开号为cn2934362y的中国专利(已废弃)公开了一种沙袋挡土墙，包括：多层沙袋，其构成支撑大量填充材料的墙面，各所述层包括多个沙袋；邻接层之间放置的互连件，用于将各层的沙袋连接到各邻接层的所述沙袋；至少一个从所述墙面延伸进所述填充材料内的沙袋；通过互连件将所述延伸沙袋附到一个或多个构成所述墙面的所述沙袋。该沙袋挡土墙虽然能避免被雨水侵蚀，但挡土墙结构不稳定，特别是当挡土墙坡度较大时，容易产生位移变形脱落。

此外，现有技术的挡土墙不适用于一些原始土壤被污染的地区(如离子型稀土矿区)或土壤需要修复的地区。

技术实现要素：

本发明的首要目的在于提供一种生态袋加劲挡土墙，结构稳定，使用方便，可适应不均匀沉降，可防止生态袋挡土墙的位移变形脱落，易于将其应用于离子型稀土矿区、生态缓冲带、生态草沟(低影响开发工程lid)、湿地挡土墙、流域驳岸生态修复工程、道路边坡工程、矿山生态修复工程、黑臭水体修复技术等领域中，且其生态袋内填充有土壤及添加在土壤内的不同组分，不同组分采用的材料经济、高效、绿色，可以对挡土墙安置地的污染土壤质量进行改善，有效阻隔土壤内有害元素迁移。

为实现本发明的目的，本发明提供一种生态袋加劲挡土墙，包括：由分层码放的多层生态袋形成的用来支撑填充材料的墙体，其每层生态袋包括多个生态袋；用来把墙体的各个相邻生态袋连接在一起的连接扣；用来编织固定墙体邻接层生态袋和/或整个墙体的多条加劲格栅；其中，所述生态袋内包含待安置地的原始土壤或客土和添加在原始土壤或客土内的用于改善土壤质量的一种或多种组分；其中，向所述原始土壤或客土内添加的所述一种或多种组分根据所述原始土壤或客土的ph值、有机质、氨氮含量、土壤粒级中的一种或多种组分确定。

其中，当所述原始土壤或客土的ph值＞5.5，含有的各组分百分比含量为：有机质＜1.5％、氨态氮＜3mg/kg、硝态氮＜10mg/kg时，向所述原始土壤或客土内添加用于增强土壤肥力的有机质。

优选的，向所述原始土壤或客土中添加的有机质的质量百分含量为1％～2％。

其中，当所述原始土壤或客土的ph为：5＜ph值＜5.5，含有的各组分百分比含量为：有机质＜1.5％、3mg/kg＜氨态氮＜10mg/kg、10mg/kg＜硝态氮＜30mg/kg时，向所述原始土壤或客土内添加用于改良土壤酸化程度的熟石灰和用于增强土壤肥力的有机质。

优选的，向所述原始土壤或客土内添加的熟石灰的质量百分含量为0.3％～0.5％，有机质的质量百分含量为1％～2％。

其中，当所述原始土壤或客土的ph值＜5，含有的各组分百分比含量为：铵态氮＞30mg/kg、硝态氮＞20mg/kg、有机质＜1.5％时，向所述原始土壤或客土内添加如下组分：用于去除土壤中氨氮含量的沸石粉；用于增强土壤保水保肥能力的凹凸棒土；用于改良土壤酸化程度的熟石灰；以及用于增强土壤肥力的有机质。

优选的，向所述原始土壤或客土内添加的各组分的质量百分比分别为：沸石粉0.2％～0.3％、凹凸棒土0.2％～0.3％、熟石灰0.3～0.5％、有机质1％～2％。

其中，当所述原始土壤表层土壤的石砾、粗砂粒、细砂粒、粗粉砂中的任一种组分的含量低于或超过如下数值：粒径大于1mm的石砾40％、粒径为0.25～1mm的粗砂粒22％、粒径为0.075-0.25mm的细砂粒20％、粒径小于0.075mm的粗粉砂14％时，向所述原始土壤中添加相应粒级的凹凸棒土，以便各组分达到各粒级的平均水平。

其中，当所述原始土壤或客土的铵氮含量＞30mg/kg，向所述原始土壤或客土内添加用于去除土壤中氨氮含量的沸石粉。

此外，本发明还提供将如上所述的生态袋加劲挡土墙在离子型稀土矿区或生态缓冲带或生态草沟或湿地挡土墙或流域驳岸生态修复工程或道路边坡工程或矿山生态修复工程或黑臭水体工程的应用。

与现有技术相比，本发明的生态袋加劲挡土墙的有益效果体现在以下工程：

1、本发明的生态袋加劲挡土墙，其生态袋内填充的材料经济、高效、绿色，能有效改善原位污染土壤的质量，阻隔有害元素迁移的组分。

2、本发明的生态袋加劲挡土墙，结构稳定，使用方便，可适应不均匀沉降，可防止生态袋挡土墙的位移变形脱落，易于将其应用于稀土矿区、生态缓冲带、生态草沟(低影响开发工程lid)、湿地挡土墙、流域驳岸生态修复工程、道路边坡工程、矿山生态修复工程、黑臭水体修复技术等领域中。

3、本发明的生态袋加劲挡土墙，利用加劲格栅进行捆扎和编织，更有利于使整个生态袋挡土墙更加牢固和稳定。

4、本发明的生态袋加劲挡土墙，根据生态袋内填装的原始土壤或客土的ph值、有机质、氨氮含量、土壤粒级中的一种或多种组分确定在生态袋内添加的各组分，确保改善土壤质量，使土壤具有良好的特性。

附图说明

图1是本发明的生态袋加劲挡土墙结构护坡的立体图；

图2是本发明的生态袋加劲挡土墙结构护坡的断面图；

图3是圆盘连接扣的结构图；

图3a是延伸生态袋的连接结构图；

图3b是生态袋的连接结构图

图4是加劲格栅的结构图；

图4a是图2所示生态袋加劲挡土墙正面的连接平面图；

图4b是图2所示生态袋加劲挡土墙侧面的连接平面图；

图5是本发明的生态袋加劲独立挡土墙的断面图；

图5a是本发明的生态袋加劲独立挡土墙延伸生态袋的连接结构图；

图6是板状连接扣的结构立体图；

图6a是板状连接扣连接生态袋的示意图；

图6b是挡土墙整体连接的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种生态袋加劲挡土墙，包括：由分层码放的多层生态袋形成的用来支撑填充材料的墙体，其每层生态袋包括多个生态袋；用来把墙体的各个相邻生态袋连接在一起的连接扣；用来编织固定墙体邻接层生态袋和/或整个墙体的多条加劲格栅；其中，生态袋内包含待安置地的原始土壤和添加在原始土壤内的用于改善土壤质量的一种或多种组分；其中，向原始土壤内添加的一种或多种组分根据原始土壤的ph值、有机质、氨氮含量、土壤粒级中的一种或多种组分确定。

或者，也可以采用客土代替上述待安置地的原始土壤。而在生态袋内装填待安置地的原始土壤还是客土，根据本发明的生态袋加劲挡土墙的应用场所确定：当待安置地为离子型稀土矿区时，则通常采用该安置地的污染土壤作为原始土壤，即，在生态袋内填装的母体材料为稀土矿区的原始土壤；而当待安置地为生态缓冲带、生态草沟(低影响开发工程lid)、湿地挡土墙、流域驳岸生态修复工程、道路边坡工程、矿山生态修复工程、黑臭水体修复技术等领域中时，可在生态袋内填装该待安置地的土壤作为原始土壤，而若该安置地的土壤受到污染时，也可在生态袋内填装从别处移来的客土。

而在生态袋内除了装填上述的待安置地的原始土壤或客土之外，还可根据原始土壤或客土的ph值、有机质、氨氮含量、土壤粒级中的一种或多种组分，确定在原始土壤或客土中需添加的组分，以便于改善土壤的质量和特性，阻隔有害元素的迁移。

下面，仅以待安置地为离子型稀土矿区为例，对本发明生态袋加劲挡土墙的生态袋内所需装填的组分进行说明。

由于离子型稀土矿区的土壤为污染土壤，该污染土壤面临的问题不仅仅是土壤酸化的问题，其表层土壤污染面临的主要问题是土壤贫瘠、土壤酸化和氨氮侧向渗透污染，深层土壤面临的是土壤贫瘠、土壤酸化和氨氮污染，因此必须根据对该污染土壤的污染水平，土壤质量，土壤表层(30cm)与深层土壤(100cm)中铵态氮、硝态氮污染物的水平，土壤中碱解氮、速效磷、有效钾含量，土壤粒度组成，土壤ph值，土壤有机质含量等中的一种或多种指标进行测定，并且根据测定结果确定在原始土壤内添加一种还是多种组分，以及添加的组分的质量百分比含量。

其中，测定离子型稀土矿区表层土壤和深层土壤的上述指标可以采用现有技术的设备与方法，在此不对其进行描述。

当测定了离子型稀土矿区表层土壤和深层土壤的上述指标后，有针对性的在生态袋的原始土壤中添加一种或多种组分，具体如下。

当测定结果表明原始土壤的ph值大于5.5(ph＞5.5)，原始土壤含有的各组分的质量百分比含量为：有机质＜1.5％、氨态氮＜3mg/kg、硝态氮＜10mg/kg时，可以向生态袋内的原始土壤内添加用于增强土壤肥力的有机质。优选的，向原始土壤中添加的有机质相对原始土壤的质量百分比含量为1％～2％，最佳的添加比例是2％，以使生态袋内的有机质的质量百分比含量可以达到2.5％左右的水平，即，生态袋内含有原始土壤和后添加的有机质。

当原始土壤的ph值范围为：5＜ph＜5.5，原始土壤含有的各组分百分比含量为：有机质＜1.5％、3mg/kg＜氨态氮＜10mg/kg、10mg/kg＜硝态氮＜30mg/kg时，可以向原始土壤内添加用于改良土壤酸化程度的熟石灰和用于增强土壤肥力的有机质。优选的，向原始土壤内添加的熟石灰的质量百分比含量为0.3％～0.5％，有机质的质量百分比含量为1％～2％。其中，添加的熟石灰相对原始土壤的质量百分比含量最佳为0.5％，添加的有机质相对原始土壤的质量百分比含量最佳为2％。

当原始土壤的ph值小于5(即ph＜5)，原始土壤含有的各组分百分比含量为：铵态氮＞30mg/kg、硝态氮＞20mg/kg、有机质＜1.5％时，可以向原始土壤内添加如下组分：用于去除土壤中氨氮含量的沸石粉；用于增强土壤保水保肥能力的凹凸棒土；用于改良土壤酸化程度的熟石灰；以及用于增强土壤肥力的有机质。优选的，向原始土壤内添加的各组分的质量百分比分别为：沸石粉0.2％～0.3％、凹凸棒土0.2％～0.3％、熟石灰0.3～0.5％、有机质1％-2％。最佳的添加比例依次为：沸石粉与凹凸棒土分别为原始土壤的0.3％、熟石灰为原始土壤的0.5％、有机质为原始土壤的2％。其中，添加上述组分后，使生态袋内的土壤熟两周，以便将土壤的ph值调整到6左右。

由于离子型稀土矿区正常土壤中的石砾(＞1mm)含量约40％，粗砂粒(0.25-1mm)含量约为22％，细砂粒(0.075-0.25mm)、粗粉砂(＜0.075mm)含量约为20％和14％，由于生态袋内装填采自矿区的表层土壤，因此，若表层土壤中的石砾、粗砂粒、细砂粒、粗粉砂中的某一粒级超过或低于该粒级的对应的上述组分，则应当通过往不达标的粒级组分中添加相应粒级的凹凸棒土，添加比例以使添加后该粒级的总的质量百分比含量能达到各粒级的平均水平为准。

当离子型稀土矿区污染的深——表层土壤中氨氮含量＞30mg/kg时，超出矿区土壤的自然水平，因此，需向原始土壤内添加沸石粉，以去除土壤中的氨氮含量。优选的，添加的沸石粉为原始土壤质量的0.5％。

其中，除了在生态袋内的原始土壤中添加上述有机质等组分的方法外，也可以将上述各组分添加在离子型稀土矿区的污染土壤内，添加的组分及比例可以根据对污染土壤测定的结果确定，此外，还可以逐年向稀土矿区的污染土壤内施加有机肥，以使得稀土矿区的土壤中有机质含量最终能够达到1.5-2.5％的水平。

其中，在将生态袋内的原始土壤中根据情况添加上述一种或多种组分后，可以将生态袋码放成如图1、图2所示的生态袋加劲挡土墙，并将其安置在离子型稀土矿区所需位置。

具体的，如图1为本发明的加劲挡土墙结构10的立体图，图2为加劲挡土墙的断面图，由图可知，本发明的加劲挡土墙的墙体18紧贴填充材料20，包括从地面12开始依次往上叠置的多层生态袋16，连接相邻生态袋16的圆盘连接扣24，以及沿垂直方向和水平方向捆扎或者/和编织生态袋的加劲格栅48。生态袋最好采用耐腐蚀性强，抗老化、无毒、并可重复利用的材料制作，这样可以节省资源的同时，也可减少对环境的污染。连接扣24将相邻生态袋16连接起来，以使整个挡土墙形成一个整体，挡土墙墙体可以根据需要构筑成垂直的(图中未示出)或者有一定坡度的(如图1所示)，当需要构筑垂直墙体时，上一层生态袋垂直叠放在下一层上；当墙体需要有一定的坡度时，上一层生态袋偏离下一层生态袋一定的距离放置。各层生态袋水平放置也可以根据墙体轮廓而放置。

圆盘连接扣24的结构如图3所示，圆盘连接扣24具有一圆盘结构26，其可以为圆盘形或者其他形状，本发明优选圆盘形，圆盘结构26的两面中央均具有一凸丁28，凸丁28足够坚实并能突入生态袋，连接扣24最好采用塑料和铝等不腐蚀材料制作。圆盘形连接扣的尺寸最好为直径180毫米，厚50毫米，凸丁部分直径10毫米。

为了加强挡土墙的固定，在多层生态袋的某些层可以放置延伸生态袋22，延伸生态袋的长度大于宽度，并且比普通生态袋16要长，延伸生态袋的一端夹在相邻两生态袋16之间，在其邻接的端部分别放置一连接扣24，然后在连接扣上放置加劲格栅48，当将上层的生态袋放置在连接扣24上时，依靠上层生态袋的重力作用将连接扣24一面的凸丁28穿过加劲格栅48突入下层生态袋中，另一面的凸丁28突入上层的生态袋中，从而将延伸生态袋22与其两相邻生态袋16通过加劲格栅48而连接在一起(如图3a所示)，上层生态袋与下层生态袋通过连接扣的上、下凸丁而连接在一起，延伸生态袋22的另一自由端伸入填充材料20之内，以将生态袋与填充材料连接，延伸生态袋22在某一层中可以间隔2—3个普通生态袋16放置，在垂直方向上可以间隔2—3层放置，如图2所示。延伸生态袋22的自由端可以另外邻接一普通生态袋30，生态袋30一端与延伸生态袋22的自由端通过圆盘连接扣24连接，另一端伸入填充材料20之内，以便加强对整个挡土墙的固定。

相邻两生态袋16在其邻接的端部分别放置一连接扣24，然后在两连接扣上放置上层的生态袋，依靠上层生态袋的重力作用将连接扣24一面的凸丁28突入下层生态袋中，另一面的凸丁28突入上层的生态袋中，从而两生态袋16与其上层的生态袋连接在一起，如图3b所示，这样也便将同层的相邻生态袋连接在了一起。

如图4所示为本发明加劲格栅挡土墙的加劲格栅48的结构，加劲格栅48可以为单向或者双向格栅，加劲格栅48要求坚实耐用，最好采用塑料和铝等不腐蚀材料制作。加劲格栅在多层生态袋之间编织，从而将整个挡土墙捆扎，如图4a所示，以对其固定。

本发明还可用于构筑独立挡土墙，如图5所示，在填充材料20的两侧均具有一面挡土墙，其为第一墙体42、以及第二墙体44，各自包括多层生态袋16，在第一墙体42的某一层放置延伸生态袋22，延伸生态袋22的一端处于两相邻生态袋16之间，另一端穿过填充材料20，延伸至第二墙体44的相同层的两相邻生态袋16之间，从而将第一墙体42与第二墙体44连接起来，如图5a所示，同样在相邻生态袋的邻接的端部分别放置一连接扣24，然后在连接扣上放置加劲格栅48，当将上层的生态袋放置在连接扣24上时，依靠上层生态袋的重力作用将连接扣24一面的凸丁28穿过加劲格栅48突入下层生态袋中，另一面的凸丁28突入上层的生态袋中，从而将延伸生态袋22与其两相邻生态袋16通过加劲格栅48而连接在一起，上层生态袋与下层生态袋通过连接扣的上、下凸丁而连接在一起。

相邻两生态袋16在其邻接的端部分别放置一连接扣24，然后在两连接扣上放置上层的生态袋，依靠上层生态袋的重力作用将连接扣24一面的凸丁28突入下层生态袋中，另一面的凸丁28突入上层的生态袋中，从而两生态袋16与其上层的生态袋连接在一起，如图3b所示，这样也便将同层的相邻生态袋连接在了一起。

本发明挡土墙所使用的连接扣24也可为板状连接扣，如图6所示，板状连接扣24具有一平板结构27，平板结构27为长方形，在平板的两面均具有2—3个凸丁28，其中下表面的2—3个凸丁分别靠近平板的端部，上表面的凸丁位于平板的中心，将板状连接扣25放置于同一层的两相邻生态袋之间，如图6a所示，使其下表面朝下，上表面朝上，在板状连接扣25上放置上层生态袋，依靠生态的重力作用，将板状连接扣25下表面的凸丁突入下层的生态袋中，上表面的凸丁突入上层生态袋中，从而将同层及邻接层的相邻生态袋连接起来，依次而将整个挡土墙连接起来，如图6b所示。

本发明加劲挡土墙的生态袋的袋子可以采用任何袋或柔性容器，在袋子内包装有采自离子型稀土矿区表层的土壤，且在土壤内添加用于改善土壤质量与特性的一种或多种组分，此外，还可以在生态袋的土壤内添加混入草或植物种子和微生物等生物多样性的充填物。

本发明除了提供上述的生态袋加劲挡土墙外，还提供将该生态袋加劲挡土墙适用于离子型稀土矿区、生态缓冲带、生态草沟(低影响开发工程lid)、湿地挡土墙、流域驳岸生态修复工程、道路边坡工程、矿山生态修复工程、黑臭水体修复技术等领域的应用。

需要说明的是，若生态袋内装填的是客土，也可以依据上述方法进行各组分的添加。

综上所述，与现有技术相比，本发明的生态袋加劲挡土墙具有如下有益效果：

1、本发明的生态袋加劲挡土墙，其生态袋内填充的材料经济、高效、绿色，能有效改善原位污染土壤的质量，阻隔有害元素迁移的组分。

2、本发明的生态袋加劲挡土墙，结构稳定，使用方便，可适应不均匀沉降，可防止生态袋挡土墙的位移变形脱落，易于将其应用于离子型稀土矿区、生态缓冲带、生态草沟(低影响开发工程lid)、湿地挡土墙、流域驳岸生态修复工程、道路边坡工程、矿山生态修复工程、黑臭水体修复技术等领域中。

3、本发明的生态袋加劲挡土墙，利用加劲格栅进行捆扎和编织，更有利于使整个生态袋挡土墙更加牢固和稳定。

4、本发明的生态袋加劲挡土墙，根据生态袋内填装的原始土壤或客土的ph值、有机质、氨氮含量、土壤粒级中的一种或多种组分确定在生态袋内添加的各组分，确保改善土壤质量，使土壤具有良好的特性。

尽管上面对本发明的内容作了具体描述，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。