一种离子型稀土矿山生态护坡砌块及其生态护坡系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种离子型稀土矿山生态护坡砌块及其生态护坡系统，所述的护坡砌块，为正立方体的工字结构，工字结构的尺寸满足：c1＝c2＝1/3c，其中c为工字砌块宽度，c1为工字横条宽度,c2为嵌锁槽的槽宽；嵌锁槽的深度等于1/3b，b为工字砌块长度；沿工字砌块高度的1/3h处设有一层加筋竹片，2/3h处设有另一层加筋竹片，h为工字砌块的高度，所述的加筋竹片为井字形；在工字竖条的中心沿砌块高度方向布有一通孔。所述的护坡系统，在边坡的斜坡面上铺设有土工网,土工网上铺设相互嵌合的工字砌块,工字砌块的通孔中插入加筋木棍,加筋木棍打入边坡斜坡面的土层中。本实用新型专利技术可防治边坡失稳，工程造价低、生态环保。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及生态护坡技术，尤其是涉及一种离子型稀土矿山生态护坡砌块及其生态护坡系统。
技术介绍
稀土是镧、铈和镨等17种稀有元素的总称，我国的稀土矿分为重稀土和轻稀土两类，重稀土以南方离子型稀土为主，轻稀土以北方稀土为主。稀土是一组同时具有电、磁、光以及生物等多种特性的新型功能材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高新
和国防建设的重要基础材料。南方稀土矿富含钇、镝、铽等中重稀土元素而成为信息技术、能源技术、生物技术等现代高新技术和国防等尖端领域的重要基础材料，是我国的优势矿产资源和战略资源。南方稀土矿床类型为“风化壳型”，南方离子型稀土矿山在风化过程中易形成形态各异的风化壳，薄则数厘米，厚则数十米，稀土元素主要以阳离子状态存在于稀土矿物中，并吸附在高岭土、蒙脱石等矿物上。南方离子型稀土矿的开采工艺有池浸工艺、堆浸工艺和原地浸矿工艺，目前主要采用原地浸矿工艺对稀土矿进行开采。池浸工艺和堆浸工艺原理相同，池浸工艺用水泥池作浸取槽，使用浸矿剂把浸取槽中的稀土置换出来，收集稀土富集液后在沉淀池用草酸沉淀稀土。堆浸工艺和池浸工艺不同之处是稀土在堆浸场中被置换出来，相对效率更高。原地浸矿工艺将浸矿溶液通过网格布置的注液井直接注入天然埋藏条件下的风化矿体，在静压渗浸条件下，浸矿剂溶液中的阳离子将吸附在粘土表面的稀土离子交换下来形成母液，母液从收液工程系统流出，用草酸沉淀母液中的稀土。堆浸和池浸工艺对地表植被直接破坏，开采后的山头植被和有效土层基本全部剥离，基岩裸露，开采中产生大量尾砂占压土地，对堆置场地原有生态系统造成破坏。“原地浸矿”工艺方法虽然克服了池侵、堆浸工艺的许多缺点，但因需开挖大量的注液井、水封井和集液沟，对矿山植被与地貌造成了一定程度的破坏，大量酸性侵矿剂和顶水通过注液井注入地下矿层，对山体原有的岩土应力平衡状态造成破坏，地层扰动明显，易诱发滑坡。传统池、堆浸工艺“搬山运动”式开采对矿区植被破坏严重，直接损毁大量山地、林地，产生大面积失去植被和表土保护的裸露采场，同时产出大量堆存于采场附近的尾砂、废土。矿体的赋存条件亦决定了其可能引发和加剧滑坡地质灾害的可能性，离子型稀土矿的矿体均赋存于风化壳内，从含矿地层的富水性分析，含矿体的全风化层以及上部的残坡积层，自然状态下均可赋存较为丰富的潜水，其富水性、透水性均较好，为含水层，而作为矿体底板的是半风化—未风化的基岩， 其岩层的富水性、透水性均差，可视为隔水层。据调查，南方某市共有废弃稀土矿区500多个，因稀土开采直接损毁的山地、林地面积达122.24平方公里，尾砂累计积存量达19117万吨，这个地区所有稀土矿区的地质灾害防治、生态环境的恢复预计费用高达380亿元。因此，对离子型稀土矿山进行生态防护，避免地质灾害的发生，实现区域社会经济可持续发展，具有重要意义。目前，离子型稀土矿山边坡生态护坡的方法主要有由抗滑挡土墙、锚杆锚固、格构梁、锚钉墙、削方减载等岩土工程措施和生物措施联合防护的方式。其中挡土墙作为支承路基填土、自然边坡及山坡土体等的支挡构筑物，可以防止填土或土体变形失稳，我国目前常用的挡土墙形式为重力式挡土墙结构形式。重力式挡土墙依靠结构自重和挡土墙底面与基础之间摩擦力来抗倾覆和抵抗土压力作用以保持工程结构和边坡土体的稳定性，因其体积、重量较大，施工开挖土方量大，施工费用较高，重力式挡土墙的施工高度及在软弱地基的应用受到了一定限制。护坡互嵌式砌块挡土墙对地基承载力要求较低；与重力式挡土墙相比，墙身体积更小，施工时可减小土方工作量，具有生态和景观功能且组合方式灵活，因此，互嵌式砌块挡土墙在这几年发展很快，但是目前我国还没有适合离子型稀土矿山护坡的生态砌块及其生态护坡系统。中国专利201210157707.4“一种互嵌式生态砌块挡土墙及其施工方法”，公开了一种互嵌式生态砌块挡土墙及其施工方法，通过改变互嵌式生态砌块顶面凹槽部分的相对位置，可以改变制得的挡土墙外立面的倾角大小，使外立面倾角从垂直到与垂直线夹角150范围内任意变化。中国专利201310428546.2“一种生态护坡单元及其组成的生态护坡结构”，公开了一种生态护坡单元及其组成的生态护坡结构，该生态护坡单元主要由两个上下部分叠合连接且内部中空的第一框体与第二框体组成，叠合处设有用于封闭该开口的土工布，下层的第二框体设有用于封闭下部开口的土工布，通过至少两个护坡单元的第一拼接部连接第二拼接部形成生态护坡结构。中国专利201310007646.8“一种生态复合基质、复合生物生态砌块及复合生物生态挡土墙”，公布了一种生态复合基质、一种复合生物生态砌块和一种复合生物生态挡土墙，砌块为空心无盖盒状，内腔充塞有生态复合基质，其侧壁距离底部一定距离设置有种植孔和排水孔，挡土墙由复合生物生态砌块堆砌而成。中国专利201210087727.9“柔性生态护坡砌块”，公开了一种柔性生态护坡砌块，砌块台体设有上开口空腔、排水口、槽孔、通孔，生态护坡通过生态砌块即可方便地组合后，通过插入台体侧壁通孔内的钢筋或塑料棒等使砌块间相互嵌固砌成，植物根系可以深入挡墙后的土体。对于离子型稀土矿山，边坡存在松散土体，现有护坡技术存在以下缺陷：(1)由于离子型稀土矿山大多位于丘陵山区交通不便地区，若采用钢筋混凝土抗滑挡土墙、锚钉墙等结构措施会造成工程所需的大型施工机械进出场不便，施工困难，同时土方、混凝土工程量大、工程造价较高，也易造成生态环境破坏。如若对原地浸矿采场仅采用注液井和集液坑道工程的改进、排洪系统的设置等，由于浸矿液之间的渗流作用及矿体地质条件和水文条件的复杂性影响，易诱发滑坡的发生。(2)传统的砌块挡土墙一般采用浆砌块石方法，施工工序较多，工作量大。互嵌式砌块形式嵌体通过前后两个砌块组合形成完整的嵌体与凹槽，有的砌块之间需要通过钢筋等连接固定以形成有一定稳定性的边坡防护结构，砌块结构相对复杂，对砌块的加工和边坡防护施工的精度要求较高，使用效果和实际应用上存在一定的限制性。(3)目前的互嵌式砌体用混凝土结构或钢筋混凝土结构形式，砌块本身并无生态功能，且混凝土或钢筋混凝土工程量大，造价高。目前的生态护坡砌块通过在砌块上留置空腔作为植物生长的空间，砌块和边坡土体之间由于雨水、渗水的作用会带走部分土体，这样砌块和边坡土体难以真正实现连成一整体，不利于边坡的稳定。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种离子型稀土矿山生态护坡砌块及其生态护坡系统，其可以消除离子型稀土矿山边坡整体及局部失稳安全隐患，砌块和护坡结构简单、易于制作、施工方便、绿色环保、生态环境效应好、工程造价低。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种离子型稀土矿山生态护坡砌块，为正立方体的工字结构，工字结构的尺寸满足：c1＝c2＝1/3c，其中c为工字砌块宽度，c1为工字横条宽度,c2为嵌锁槽的槽宽,也就是工字竖条高度；嵌锁槽的深度等于1/3b，b为工字砌块长度,也就是工字横条长度；沿工字砌块高度的1/3h处设置有一层加筋竹片，2/3h处设置有另一层加筋竹片，h为工字砌块的高度，所述的加筋竹片为井字形；在工字竖条的中心沿砌块高度方向布置有一通孔。所述的工字砌块宽度c或砌块长度b或砌块高度h为0.2米—1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子型稀土矿山生态护坡砌块，其特征是：为正立方体的工字结构，工字结构的尺寸满足：c1=c2=1/3 c，其中c为工字砌块宽度，c1为工字横条宽度, c2为嵌锁槽的槽宽；嵌锁槽的深度等于1/3b，b为工字砌块长度；沿工字砌块高度的1/3h处设置有一层加筋竹片，2/3h处设置有另一层加筋竹片，h为工字砌块的高度，所述的加筋竹片为井字形；在工字竖条的中心沿砌块高度方向布置有一通孔。

【技术特征摘要】
1.一种离子型稀土矿山生态护坡砌块，其特征是：为正立方体的工字结构，工字结构的尺寸满足：c1=c2=1/3 c，其中c为工字砌块宽度，c1为工字横条宽度, c2为嵌锁槽的槽宽；嵌锁槽的深度等于1/3b，b为工字砌块长度；沿工字砌块高度的1/3h处设置有一层加筋竹片，2/3h处设置有另一层加筋竹片，h为工字砌块的高度，所述的加筋竹片为井字形；在工字竖条的中心沿砌块高度方向布置有一通孔。2.根据权利要求1所述的一种离子型稀土矿山生态护坡砌块，其特征是：所述的工字砌块宽度c或砌块长度b或砌块高度...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈飞，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：新型
国别省市：江西;36