【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及边坡生态防护领域，尤其是一种针对黄河流域干旱矿区生态修复的阻渗保水结构及施工方法。
技术介绍
1、黄河上游处于干旱、半干旱区域，该区域煤炭资源丰富，但煤矿的大规模开发带来了严重的生态问题，矿区生态亟需修复。矿区修复需要大量土壤，但干旱矿区周边往往土壤资源匮乏，经调查，黄河流域许多干旱矿区距离黄河较近，若将黄河泥沙用于矿区生态修复，可解决矿区生态修复缺少土壤问题。
2、然而干旱地区生态环境恶劣，该地区水资源短缺且日照强烈，矿山生态修复过程中往往面临生态修复基材难以补充充足水分，且基材水分容易蒸发流失的问题。另一方面，黄河泥沙属于砂土，砂土渗透系数太大，水分容易渗流流失。因此如何降低黄河泥沙的过高渗透性并设计出一种适应于干旱矿区的生态修复结构，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种针对黄河流域干旱矿区生态修复的阻渗保水结构及施工方法，为干旱区缺水矿区提供一种阻渗保水基材，并解决了黄河泥沙渗透系数太大与保水持水能力较差的问题。
2、为了实现上述的技术特征，本专利技术的目的是这样实现的：一种针对黄河流域干旱矿区生态修复的阻渗保水结构，包括矿山边坡，矿山边坡的坡面设置有阻渗层，阻渗层的上层铺设有钢筋网，钢筋网的上层铺设有保水层，保水层的上层铺设有防蒸发层；所述保水层、钢筋网和阻渗层的内部贯穿设置有锚杆，锚杆伸入到矿山边坡内部一定深度。
3、一种针对黄河流域干旱矿区生态修复的阻渗保水结构的施工
4、步骤1，边坡表面修整：
5、清除矿山边坡坡面浮土、松石和杂草松散物，填补凹陷和突出部位，使边坡保持平整，必要时采取削坡的措施，以提升坡面的平顺度；
6、步骤2，排水沟设置：
7、设置坡体上方的截水沟，在坡面因地制宜设置横向截水槽和纵向排水沟，将坡体外围的地表水引排；
8、步骤3，制备阻渗基材a：
9、将黄河泥沙、膨润土、基材团粒剂和有机物料混合配制成阻渗基材a，其中各材料的重量份配比为100:6-8:4-8:4-6；
10、步骤4，制备保水基材b：
11、将黄河泥沙、煤矸石、有机物料、有机肥、植物生长调节剂和基材复合保水剂混合配制成保水基材b，其中各材料的重量份配比为：100:2-4:4-6:1-3:10-14:0.06-0.1；
12、步骤5，制备防蒸发基材c：
13、将黄河泥沙、木纤维、基材粘合剂、基材复合保水剂和植物种子混合配制成防蒸发基材c，其中各材料的重量份配比为：100:0.04-0.06:2-3:0.06-0.1:0.006-0.008；
14、步骤6，铺设阻渗层：
15、将阻渗混合料a放入搅拌机中加水搅拌均匀，用喷播机均匀喷播至坡面，喷播厚度为2-3cm；
16、步骤7，阻渗层养护：
17、对阻渗层洒水养护2-3天，使阻渗层达到预期强度；
18、步骤8，设置加筋系统：
19、在阻渗层表面铺设钢筋网，再进行安装锚杆，将锚杆打入边坡，深度在一米以上，以确保固定牢靠，最后用铁丝将钢筋网固定绑扎于锚杆；
20、步骤9，铺设保水层：
21、将保水混合料b放入搅拌机中加水搅拌均匀，用喷播机均匀喷播至阻渗层表面，喷播厚度为8-10cm；
22、步骤10，铺设防蒸发层：
23、将防蒸发混合料c放入搅拌机中加水搅拌均匀，用喷播机均匀喷播至保水层表面，喷播厚度为3-4cm；
24、步骤11，基材养护：
25、在坡面覆盖草帘与安装灌溉装置对基材进行养护。
26、所述步骤3中，黄河泥沙、膨润土、基材团粒剂和有机物料的重量份配比为100:7:6:5。
27、所述步骤4中，黄河泥沙、煤矸石、有机物料、有机肥、植物生长调节剂和基材复合保水剂的重量份配比为：100:3:5:2:12:0.08。
28、所述步骤5中，黄河泥沙、木纤维、基材粘合剂、基材复合保水剂和植物种子的重量份配比为：100:0.05:2.5:0.08:0.007。
29、步骤3、步骤4和步骤5中所述黄河泥沙为黄河中的泥沙沉积物，经清淤后存放于黄河两岸，自然晾干后使其含水量不大于5%，过5mm孔径筛；
30、步骤3和步骤4中所述有机物料为小麦秸秆粉碎物、玉米秸秆粉碎物和锯末的一种或多种混合物。
31、步骤3中所述膨润土是一种以蒙脱石类矿物为主要组分的岩石矿物，由膨润土矿加工制成，先将膨润土矿烘干，然后利用磨粉机研磨成粉。
32、步骤3中所述基材团粒剂为聚丙烯酸、甲壳素、硅肥、生物菌剂按重量份配比2:1:0.5:0.5混合而得，生物菌剂选用放线菌、枯草芽孢杆菌、根瘤菌、固氮光合细菌中的一种或多种。
33、步骤4中所述煤矸石为在煤矿建井、开拓掘进和采煤过程中产生的干基灰分大于50%的岩石，利用破碎机进行破碎，然后加入胶质芽孢杆菌和嗜麦芽窄食单胞菌，搅拌均匀后移入水泥池，用黑色塑料布盖严，保温30-32℃，每两天翻拌1次，发酵一个星期。
34、步骤4中所述有机肥由大量动植物残体、排泄物和生物废物通过添加生态有益芽孢细菌，真菌中的酵母菌、放线菌、木霉菌经过好氧发酵而成；
35、步骤4中所述植物生长调节剂由硫酸二氢钾、葡萄糖、蔗糖、甲基纤维素、萘乙酸、水按重量比为4-6:8-10:10-15:40-60:5-10:1-2混合制成；
36、步骤4和步骤5中所述基材复合保水剂为聚丙烯酸钠单体与高岭土质量比1:1组成，高岭土颗粒为1~5μm，嵌入聚合物树脂中，吸水倍率达400倍以上。
37、步骤5中所述木纤维为松树纤维，长度为10mm；
38、步骤5中所述基材粘合剂由质量比为2:1:1的黄原胶、硅酸盐水泥、木质素组成，木质素为木材粉碎后，使用5%碱水溶液在80℃下搅拌提取1-2h，向木质素碱溶液中加盐酸调节ph=2.0，静置分层、过滤制成；
39、步骤5中所述植物种子宜选用当地耐旱的乡土物种，草种选4-6种，灌木种子选1-3种，草灌种子共计6-8种。
40、本专利技术有如下有益效果：
41、1、本专利技术提出了一种针对黄河流域干旱矿区生态修复的阻渗保水结构及施工方法，所述阻渗保水结构通过构建一种包含阻渗层、保水层和防蒸发层的三层复合结构，可有效实现保水储水功能，利于干旱矿区植物生长。
42、2、本专利技术中阻渗层加入膨润土、基材团粒剂和有机物料，膨润土渗透系数大，基材团粒剂可促进基材生成团聚体，有机物料可固持水分，因此可抑制结构中水分入渗。
43、3、本专利技术中保水层材料加入煤矸石、有机物料、植物生长调节剂和基材复合保水剂，煤矸石可以起到保湿效果，植物生长调节剂能够促进植物根系生长，进而提高基材持水能力。
44、4、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种针对黄河流域干旱矿区生态修复的阻渗保水结构，其特征在于，包括矿山边坡（1），矿山边坡（1）的坡面设置有阻渗层（2），阻渗层（2）的上层铺设有钢筋网（3），钢筋网（3）的上层铺设有保水层（5），保水层（5）的上层铺设有防蒸发层（6）；所述保水层（5）、钢筋网（3）和阻渗层（2）的内部贯穿设置有锚杆（4），锚杆（4）伸入到矿山边坡（1）内部一定深度。
2.权利要求1所述一种针对黄河流域干旱矿区生态修复的阻渗保水结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述一种针对黄河流域干旱矿区生态修复的阻渗保水结构的施工方法，其特征在于，所述步骤3中，黄河泥沙、膨润土、基材团粒剂和有机物料的重量份配比为100:7:6:5。
4.根据权利要求2所述一种针对黄河流域干旱矿区生态修复的阻渗保水结构的施工方法，其特征在于，所述步骤4中，黄河泥沙、煤矸石、有机物料、有机肥、植物生长调节剂和基材复合保水剂的重量份配比为：100:3:5:2:12:0.08。
5.根据权利要求2所述一种针对黄河流域干旱矿区生态修复的阻渗保水结构的施工方法
6.根据权利要求2所述一种针对黄河流域干旱矿区生态修复的阻渗保水结构的施工方法，其特征在于，步骤3、步骤4和步骤5中所述黄河泥沙为黄河中的泥沙沉积物，经清淤后存放于黄河两岸，自然晾干后使其含水量不大于5%，过5mm孔径筛；
7.根据权利要求2所述一种针对黄河流域干旱矿区生态修复的阻渗保水结构的施工方法，其特征在于，步骤3中所述基材团粒剂为聚丙烯酸、甲壳素、硅肥、生物菌剂按重量份配比2:1:0.5:0.5混合而得，生物菌剂选用放线菌、枯草芽孢杆菌、根瘤菌、固氮光合细菌中的一种或多种。
8.根据权利要求2所述一种针对黄河流域干旱矿区生态修复的阻渗保水结构的施工方法，其特征在于，步骤4中所述煤矸石为在煤矿建井、开拓掘进和采煤过程中产生的干基灰分大于50%的岩石，利用破碎机进行破碎，然后加入胶质芽孢杆菌和嗜麦芽窄食单胞菌，搅拌均匀后移入水泥池，用黑色塑料布盖严，保温30-32℃，每两天翻拌1次，发酵一个星期。
9.根据权利要求2所述一种针对黄河流域干旱矿区生态修复的阻渗保水结构的施工方法，其特征在于，步骤4中所述有机肥由大量动植物残体、排泄物和生物废物通过添加生态有益芽孢细菌，真菌中的酵母菌、放线菌、木霉菌经过好氧发酵而成；
10.根据权利要求2所述一种针对黄河流域干旱矿区生态修复的阻渗保水结构的施工方法，其特征在于，步骤5中所述木纤维为松树纤维，长度为10mm；
...【技术特征摘要】
1.一种针对黄河流域干旱矿区生态修复的阻渗保水结构，其特征在于，包括矿山边坡（1），矿山边坡（1）的坡面设置有阻渗层（2），阻渗层（2）的上层铺设有钢筋网（3），钢筋网（3）的上层铺设有保水层（5），保水层（5）的上层铺设有防蒸发层（6）；所述保水层（5）、钢筋网（3）和阻渗层（2）的内部贯穿设置有锚杆（4），锚杆（4）伸入到矿山边坡（1）内部一定深度。
2.权利要求1所述一种针对黄河流域干旱矿区生态修复的阻渗保水结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述一种针对黄河流域干旱矿区生态修复的阻渗保水结构的施工方法，其特征在于，所述步骤3中，黄河泥沙、膨润土、基材团粒剂和有机物料的重量份配比为100:7:6:5。
4.根据权利要求2所述一种针对黄河流域干旱矿区生态修复的阻渗保水结构的施工方法，其特征在于，所述步骤4中，黄河泥沙、煤矸石、有机物料、有机肥、植物生长调节剂和基材复合保水剂的重量份配比为：100:3:5:2:12:0.08。
5.根据权利要求2所述一种针对黄河流域干旱矿区生态修复的阻渗保水结构的施工方法，其特征在于，所述步骤5中，黄河泥沙、木纤维、基材粘合剂、基材复合保水剂和植物种子的重量份配比为：100:0.05:2.5:0.08:0.007。
6.根据权利要求2所述一种针对黄河...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵冰琴，吴欣，高儒章，王浩然，朱俊豪，王继伟，施伟豪，夏栋，刘大翔，杨悦舒，许文年，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：
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