本發(fā)明屬于工礦廢棄渣山治理及邊坡生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，由于礦山渣石堆積量的增多，導(dǎo)致大量的渣山需進(jìn)行治理和生態(tài)修復(fù)，建立植被覆蓋。然而，傳統(tǒng)的渣山護(hù)坡覆蓋土工材料通常是利用砌石、混凝土等硬質(zhì)材料進(jìn)行覆蓋護(hù)坡，阻止了植物的自然生長(zhǎng)，透水性差，原始坡面與土工材料的相容性差，易造成沉陷、坍塌，不利于生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)。因此，需要一種能夠快速實(shí)現(xiàn)礦石渣山植被復(fù)綠，具有保持水土、調(diào)節(jié)氣候作用的環(huán)保型生態(tài)護(hù)坡土工材料，這是實(shí)現(xiàn)渣山生態(tài)修復(fù)的關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有渣山護(hù)坡土工材料的不足，提供一種環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料，以實(shí)現(xiàn)礦石渣山的水土保持、植被綠化。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料，按結(jié)構(gòu)順序由上而下依次包括上三維土工塑料網(wǎng)、上層植物纖維層、帶有種子的營(yíng)養(yǎng)層、下層植物纖維層和下三維土工塑料網(wǎng)；所述上層植物纖維層、帶有種子的營(yíng)養(yǎng)層和下層植物纖維層是通過(guò)可降解塑料線(xiàn)、上三維土工塑料網(wǎng)和下三維土工塑料網(wǎng)進(jìn)行結(jié)織定型。

所述的一種環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料，所述土工材料的規(guī)格為幅寬2.0m，厚度為20-25mm。

所述的一種環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料，所述上/下三維土工塑料網(wǎng)是以玉米為原材料制成的pp聚丙烯可降解塑料網(wǎng)，所述可降解塑料線(xiàn)是以玉米為原材料制成的pp聚丙烯可降解塑料線(xiàn)。

所述的一種環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料，所述上/下層植物纖維層為復(fù)合植物纖維層，所述復(fù)合植物纖維層包含有經(jīng)破碎處理的麥秸、玉米秸稈和椰絲，所述麥秸、玉米秸稈和椰絲按質(zhì)量比2:2:1的比例進(jìn)行投料。

所述的一種環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料，所述帶有種子的營(yíng)養(yǎng)層的厚度為5-10mm，包含有混合活性污泥、肥料、微生物菌劑和植物種子；所述混合活性污泥是由按質(zhì)量百分比66％的活性污泥(含水率為65％)和34％的稻草混合而成；所述活性污泥和稻草需進(jìn)行破碎處理；優(yōu)選地，所述活性污泥來(lái)自污水處理廠(chǎng)，稻草來(lái)自農(nóng)田；所述肥料選用的是13-6-21的硝態(tài)氮-硫酸鉀型復(fù)合肥40％，其中各成分含量為鉀65.5％、氮13.5％、硫14％、氧15％；所述微生物菌劑為粉劑，所述微生物菌劑包括固氮菌、放線(xiàn)菌、光合細(xì)菌、酵母菌、枯草芽孢桿菌；所述植物種子取決于該土工材料應(yīng)用的自然、地理?xiàng)l件和項(xiàng)目實(shí)施的目的，優(yōu)先選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)亓⒌貧夂驐l件的本土植物品種。

一種所述的環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將麥秸、玉米秸稈、椰絲三種植物纖維按質(zhì)量比2:2:1的比例，經(jīng)破碎混合機(jī)，進(jìn)行破碎并混合均勻，得到復(fù)合植物纖維；

(2)將破碎混勻的復(fù)合植物纖維通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)入布料器，通過(guò)布料器均勻撒布于傳送帶，形成下層植物纖維層；

(3)將活性污泥和稻草按比例用攪拌器混合均勻形成混合活性污泥，再將混合活性污泥、肥料、微生物菌劑、植物種子通過(guò)攪拌器混合均勻，并通過(guò)營(yíng)養(yǎng)層布料器均勻撒布于下層植物纖維層上，形成帶有種子的營(yíng)養(yǎng)層；

(4)再次將破碎混勻的復(fù)合植物纖維通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)入布料器，通過(guò)布料器均勻撒布于帶有種子的營(yíng)養(yǎng)層上，形成上層植物纖維層；

(5)將上述制成的下層植物纖維層、帶有種子的營(yíng)養(yǎng)層和上層植物纖維層進(jìn)入縫紉機(jī)，進(jìn)行可降解塑料線(xiàn)、上三維土工塑料網(wǎng)和下三維土工塑料網(wǎng)的縫合定型，形成指定規(guī)格的環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料。

一種所述的環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料的施工方法，包括如下步驟：

(1)施工準(zhǔn)備：根據(jù)施工要求，提前準(zhǔn)備好施工所需的環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料、鋪設(shè)器械、固定釘、及人員分配。

(2)坡面清理：清除渣山坡面不穩(wěn)定的石塊或雜物；

(3)測(cè)量放樣：明確環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料的鋪設(shè)范圍，標(biāo)記土工材料的鋪設(shè)地點(diǎn)，并標(biāo)記固定釘?shù)奈恢谩?/p>

(4)挖坡頂和坡腳錨固溝；優(yōu)選地坡頂?shù)膶捄推履_錨固溝的深一般不小于20cm；

(5)鋪設(shè)覆蓋環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料：優(yōu)選地，鋪設(shè)時(shí)，由邊坡自上而下進(jìn)行，上下左右要緊密貼合；更為優(yōu)選地，相鄰環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料搭接寬度為10cm，搭接處用固定釘固定緊實(shí)。

(6)鋪設(shè)完畢在錨固溝底用固定釘固定，錨固溝回填原土壓牢，并播種與環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料內(nèi)相同的植物種子，最后把預(yù)留的環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料折蓋在土壤上，并用固定釘固定。

(7)養(yǎng)護(hù)：該快速建植土工材料的養(yǎng)護(hù)要根據(jù)一年四季不同季節(jié)的特點(diǎn)采取適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施，養(yǎng)護(hù)周期一般為45天，至成坪期間不允許隨意揭開(kāi)環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料，以便確保植物的正常發(fā)育和生長(zhǎng)。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明所選材料都是農(nóng)業(yè)、工業(yè)廢棄物，制作工藝較簡(jiǎn)單，成本低廉，適應(yīng)性強(qiáng)、工程操作簡(jiǎn)易，能夠快速實(shí)現(xiàn)礦石渣山的水土保持、植被綠化。該快速建植土工材料中所填充的活性污泥中含有大量具有生物活性的微生物，有機(jī)質(zhì)含量較高，能夠促進(jìn)植被的生長(zhǎng)，具有透水性強(qiáng)、植生性?xún)?yōu)良的特點(diǎn)。本發(fā)明以三維土工塑料網(wǎng)、復(fù)合植物纖維、混合活性污泥、肥料、生物菌劑、植物種子等材料為主材，都是可降解的，具有環(huán)保性，從鋪設(shè)完成到后期該土工材料腐爛，具有持續(xù)為動(dòng)植物提供營(yíng)養(yǎng)的功能。本發(fā)明用于覆蓋渣山護(hù)坡，有保水、保墑、防雨水沖刷的作用，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)邊坡安全、水土保持和景觀效應(yīng)。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料中上/下三維土工塑料網(wǎng)的示意圖。

圖2為實(shí)施例1環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為實(shí)施例1環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料的鋪設(shè)效果圖。

其中1-上三維土工塑料網(wǎng)，2-上層植物纖維層，3-帶有種子的營(yíng)養(yǎng)層，4-下層植物纖維層，5-下三維土工塑料網(wǎng)。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于此。由于應(yīng)用目的和自然地理?xiàng)l件不同，材料比例和種子種類(lèi)也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)變化，因此在不違背本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍的前提下，可對(duì)本發(fā)明中關(guān)鍵參數(shù)做適當(dāng)調(diào)整。

實(shí)施例1一種環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料

(一)組成

一種環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料如圖2所示，結(jié)構(gòu)順序由上而下依次為上三維土工塑料網(wǎng)1、上層植物纖維層2、帶有種子的營(yíng)養(yǎng)層3、下層植物纖維層4、下三維土工塑料網(wǎng)5；規(guī)格為幅寬2.0m，厚度為20-25mm。

其中上/下三維土工塑料網(wǎng)1/5的結(jié)構(gòu)如圖1所示，是以玉米為原材料制成的pp聚丙烯可降解塑料網(wǎng)。

上/下植物纖維層2/4均為復(fù)合植物纖維層，該復(fù)合植物纖維層包含有麥秸、玉米秸稈和椰絲，需進(jìn)行破碎處理，優(yōu)選地，所述麥秸、玉米秸稈和椰絲按質(zhì)量比2:2:1的比例進(jìn)行投料。

位于上/下植物纖維層2/4之間的是帶有種子的營(yíng)養(yǎng)層3，厚度優(yōu)選為厚度為5-10mm，該帶有種子的營(yíng)養(yǎng)層3包含有混合活性污泥、肥料、微生物菌劑和植物種子，其中混合活性污泥是由按質(zhì)量百分比66％的活性污泥(含水率為65％)和34％的稻草混合而成，活性污泥和稻草需進(jìn)行破碎處理，活性污泥來(lái)自污水處理廠(chǎng)，稻草來(lái)自農(nóng)田；肥料選用的是13-6-21的硝態(tài)氮-硫酸鉀型復(fù)合肥40％，其中各成分含量為鉀65.5％、氮13.5％、硫14％、氧15％；微生物菌劑為粉劑，所述微生物菌劑包括固氮菌、放線(xiàn)菌、光合細(xì)菌、酵母菌、枯草芽孢桿菌等；植物種子取決于該材料應(yīng)用的自然、地理?xiàng)l件和項(xiàng)目實(shí)施的目的，選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)亓⒌貧夂驐l件的本土植物品種。

上/下植物纖維層2/4和帶有種子的營(yíng)養(yǎng)層3是通過(guò)以玉米為原材料制成的pp聚丙烯可降解塑料線(xiàn)和上/下三維土工塑料網(wǎng)1/5縫紉進(jìn)行定型。

(二)一種環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料的制備方法

包括如下步驟：

(1)將成捆的麥秸、玉米秸稈、椰絲三種植物纖維按質(zhì)量比2：2：1的比例，經(jīng)人工進(jìn)入破碎混合機(jī)，將三種植物纖維混合均勻并破碎。

(2)破碎混勻的植物纖維通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)入布料器，通過(guò)布料器均勻撒布于傳送帶，形成下層植物纖維層4。

(3)將活性污泥和稻草按比例用攪拌器混合均勻形成混合活性污泥，再將混合活性污泥、肥料、微生物菌劑、植物種子通過(guò)攪拌器混合均勻，并通過(guò)營(yíng)養(yǎng)層布料器均勻撒布于下層植物纖維層上，形成帶有種子的營(yíng)養(yǎng)層3。

(4)將破碎混勻的植物纖維通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)入布料器，通過(guò)布料器均勻撒布于帶有種子的營(yíng)養(yǎng)層3上，形成上層植物纖維層2。

(5)將上述制成的下層植物纖維層4、帶有種子的營(yíng)養(yǎng)層3和上層植物纖維層2進(jìn)入縫紉機(jī)，進(jìn)行可降解塑料線(xiàn)、上三維土工塑料網(wǎng)1和下三維土工塑料網(wǎng)5的縫合定型，形成指定規(guī)格的環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料，結(jié)構(gòu)如圖2所示。

(三)一種環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料的施工方法

(1)施工準(zhǔn)備：根據(jù)施工要求，提前準(zhǔn)備好施工所需的環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料、鋪設(shè)器械、固定釘、人員分配等。

(2)坡面清理：清除渣山坡面不穩(wěn)定的石塊或雜物，不得有松石、危石，坡面應(yīng)順直、平滑、平整且穩(wěn)定，對(duì)于不穩(wěn)定的坡面應(yīng)采用特殊錨固的方法，基質(zhì)內(nèi)無(wú)工程垃圾和大的石塊、雜草等突起物。

(3)測(cè)量放樣：明確環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料的鋪設(shè)范圍，標(biāo)記土工材料的鋪設(shè)地點(diǎn)，并標(biāo)記固定釘?shù)奈恢谩?/p>

(4)挖坡頂和坡腳錨固溝：坡頂?shù)膶捄推履_錨固溝的深一般不小于20cm，原土放在遠(yuǎn)離坡面的一側(cè)備用。

(5)鋪設(shè)覆蓋環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料：鋪設(shè)時(shí)，由邊坡自上而下進(jìn)行，上下左右要緊密貼合，相鄰環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料搭接寬度為10cm，搭接處用u型釘固定緊實(shí)(每平米固定物不少于一個(gè))。

(6)鋪設(shè)完畢在錨固溝底用u型釘固定，錨固溝回填原土壓牢，并播種與環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料內(nèi)相同的植物種子，最后把預(yù)留的環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料折蓋在土壤上，并用u型釘固定。鋪設(shè)示意圖如圖3所示。

(7)養(yǎng)護(hù)：該快速建植土工材料的養(yǎng)護(hù)要根據(jù)一年四季不同季節(jié)的特點(diǎn)采取適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施，養(yǎng)護(hù)周期一般為45天，至成坪期間不允許隨意揭開(kāi)環(huán)保型生物活性渣山護(hù)坡快速建植土工材料，以便確保植物的正常發(fā)育和生長(zhǎng)。