[发明专利]一种直立堤岸生态修复用自嵌式砌块及生态修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直立堤岸(边坡)生态修复用自嵌式砌块及生态修复方法，属于适用于水利、土木、交通、环保和生态等工程的预制件及堤岸(边坡)生态修复的应用方法。

背景技术

在水利、环保、交通等领域的工程建设中，常见的直立式水体岸线、道路边坡、提防等主要采用浆砌块石、普通混凝土浇筑等建设方法，或采取普通混凝土预制砌块进行铺装防护，这些传统的硬化建设方法虽然可有效维护堤岸、边坡的稳定性，但其不具备透水透气性能，或仅保留一些通水孔，这样破坏了自然生态系统中原有的植物生长、微生物富集和小型动物的生存环境，从而对生态系统确实造成负面的、不可逆的影响。目前，也有一些直立式堤岸(边坡)采用了空腔状、格网状的普通混凝土砖块进行铺装，在砖块内部或格网中填充土壤，种播或移栽一些植物，但这些方法不是全面透水透气，更不能适用于直立式或接近于直立式岸线生态修复，尤其不能适用于水位以下或水位变动区的生态修复。

对于直立式河湖等水体堤岸(边坡)来说，直立式堤岸上部承受外侧土壤及孔隙水的侧压力，水位变动区及其以下的堤岸还直接船行波、风浪、水流等直接侵蚀和淘刷，同时也是水中鱼、虾类等水生动物的栖息繁衍空间，因此，直立堤岸(边坡)的生态修复材料在保证足够力学强度的前提下，应该使其具备类似天然土壤透水透气性的特性，并且能够为微小动物提供足够的栖息繁衍空间，堤岸的临水部位还应能够降低或消纳水浪、水流的冲击能量，防止岸线被侵蚀。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种安全稳定、全面透水透气、降低外侧土壤水压力、抵御流水侵蚀、削纳波浪能量、适宜植物生长的自嵌式砌块，同时，本发明还构建了一种透水性直立式河湖生态堤岸，以进行直立堤岸生态修复，其具有连续贯通的孔隙，并能够营造植物成活生存环境，同时可富集微生物，水下部分还可以作为生态鱼礁。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种直立堤岸生态修复用自嵌式砌块，该自嵌式砌块是由扇形前冠和圆弧流线凹凸自嵌周边自然结合而成的柱状实芯体，其中左侧凹凸自嵌周边和右侧凹凸自嵌周边尺寸形状相匹配，即向前或向后交错一定距离后，左侧的凹凸自嵌周边和右侧的凹凸自嵌周边都能够相互吻合；在自嵌式砌块的尾部左右两侧各设置有一个连锁插孔，在自嵌式砌块的中前部设置有锥形孔，连锁插孔和锥形孔均沿深度方向贯穿自嵌式砌块。

在使用时，扇形前冠可有效消减风浪、船行波的能量，锥形孔可减轻自嵌式砌块的重量，并为植物、动物提供生息空间，也可营造生态鱼礁。

具体地，该自嵌式砌块是由多孔混凝土材料通过压制成型或振动成型制备而成的全面透水砌块，多孔混凝土材料的抗压强度大于等于10MPa，孔隙率为15～30％，渗透系数为1.0～3.0cm/s，自然养护后孔隙水环境的pH值小于10。

多孔混凝土材料的制备是保证力学强度和堤岸生态适宜性的重要前提，选择合适的胶结材料、骨料、矿物外加剂、添加剂以及设计配合比和水灰比控制等都是制备过程中的关键因素；多孔混凝土制备原料按一定比例和步骤与水混合搅拌均匀后，骨料的表面就包裹了一层水泥和矿物外加剂的浆层，多孔混凝土材料的强度取决于骨料的强度和胶结材的性能、孔隙率取决于骨料尺寸与压制或振动成型工艺，孔隙水环境pH值取决于矿物外加剂、添加剂的配比与性能参数。本发明采用15～25mm单粒径砾石/饱满碎石、42.5级以上水泥、矿物外加剂(如S-95矿渣微粉、超细粉煤灰)、高性能减水剂等按设计配比和水灰比(0.2～0.3)混合搅拌均匀制得。

自嵌式砌块的预制成型技术是影响其透水性的关键技术之一，本发明采用的自嵌式砌块的制备过程如下：首先将多孔混凝土混合料(塌落度控制在20～50mm)置于成型模具料仓，采用压制成型或振动成型等工艺成型。压制成型时要求静压力为3.0～3.5MPa，压制时间为70～90s；平板振动成型时，要求振动机功率1.5～2.2kW，振动时间30～45s。模具料仓内的多孔混凝土材料经压制成型或振动成型后，立即翻转脱模，自嵌式砌块原位自然养护约3天后，可搬运集中自然养护至28天左右，即可应用于生态堤岸的安装施工。

优选地，该自嵌式砌块的横截面为类鱼骨形，左右对称。