权利要求
1.一种露天采场高陡边坡生态修复与防护方法，所述露天采场高陡边坡包括多层台阶单元(1)，所述台阶单元(1)包括上下依次相连的平缓段(10)和陡峭段(11)，其特征在于：
所述平缓段(10)直接复绿，包括：底层喷射底基层(20)，上层喷射面基层(21)，面基层(21)中播灌混合的种子;
所述陡峭段(11)加固复绿，包括：评估所述平缓段(10)和陡峭段(11)的稳定性，根据评估结果对所述陡峭段(11)进行防护，对陡峭段(11)进行复绿。
2.如权利要求1所述的一种露天采场高陡边坡生态修复与防护方法，其特征在于：
对所述陡峭段(11)进行防护包括结构防护和面层防护;
结构防护：用注浆锚杆(30)在所述陡峭段(11)形成多个锚固点，在所述陡峭段(11)铺设钢塑土工格栅(31)，在各锚固点间设置框格式连接钢筋(32);
面层防护：在所述陡峭段(11)坡面上铺设防护网并喷播底基层(20)。
3.如权利要求1所述的一种露天采场高陡边坡生态修复与防护方法，其特征在于，对陡峭段(11)进行复绿包括：
在陡峭段(11)坡面的底基层(20)上喷射面基层(21)，面基层(21)中播灌混合的种子;
在陡峭段(11)坡面的顶部栽植向下爬藤植物(4);
在陡峭段(11)坡面的坡脚栽植向上爬藤植物(5)。
4.如权利要求1所述的一种露天采场高陡边坡生态修复与防护方法，其特征在于，对陡峭段(11)进行复绿包括：
用钻孔机在坡面成斜向下30-60º钻取多个深50-100cm的植株钻孔(110)，所述植株钻孔(110)的孔径包括至少一个扩径段;
对每一个所述植株钻孔(110)，钻取多个植根钻孔(111)，所述植根钻孔(111)内部与所述植株钻孔(110)连通，并成放射状贯穿到坡面;
所述植株钻孔(110)填入生态基材后移植小灌木(6)复绿。
5.如权利要求3所述的一种露天采场高陡边坡生态修复与防护方法，其特征在于：
所述种子包括草本、灌木和藤本植物的种子，种子发芽率90%以上，对难发芽的种子使用前作催芽处理，所述种子中还包括从边坡周围环境采摘的植物种子。
6.如权利要求2所述的一种露天采场高陡边坡生态修复与防护方法，其特征在于，在铺设防护网之前，沿坡面每间隔一段高度设置一道水平稻草棒(34)，稻草棒(34)通过锚杆进行固定，防护网铺设完成后，稻草棒(34)与防护网再捆扎固定;所述防护网采用包塑网。
7.如权利要求4所述的一种露天采场高陡边坡生态修复与防护方法，其特征在于，所述植根钻孔(111)位于坡面的洞口区域，覆盖有稻草棒(34)，所述稻草棒(34)固定于坡面，喷射的底基层(20)和面基层(21)覆盖所述稻草棒(34)。
8.如权利要求2所述的一种露天采场高陡边坡生态修复与防护方法，其特征在于，所述底基层(20)喷播厚度为7-10cm，所述底基层(20)中包含质量比为5%的P32.5水泥。
9.如权利要求1所述的一种露天采场高陡边坡生态修复与防护方法，其特征在于，每平方米区域喷射的底基层(20)包括：
0.06-0.08立方米的植壤土;
2-3kg的纤维;
80g的粘合剂;
30-40g的PAM;
60-80g的保水剂;
50g的复合肥。
10.如权利要求1所述的一种露天采场高陡边坡生态修复与防护方法，其特征在于，每平方米区域喷射的面基层(21)包括：
0.06-0.04立方米的植壤土;
1.6-1.8kg的谷壳;
1.6-1.8kg的稻草节;
0.8-1kg的木纤维;
15g的粘合剂;
8-10g的PAM;
8-10g的保水剂;
6-8kg的有机肥料;
30g复合肥;
55g种子。
11.一种露天采场高陡边坡生态修复与防护装置，用于钻取如权利要求4所述的植株钻孔(110)，其特征在于，包括：
钻杆(7)、钻头(8)和轴线调节装置(9);
所述钻头(8)连接在所述钻杆(7)的末端，所述轴线调节装置(9)转动套设于所述钻杆(7)上;
所述钻头(8)的直径大于所述钻杆(7)的直径，所述轴线调节装置(9)的初始外径小于所述钻头(8)的直径，所述轴线调节装置(9)的内环面与所述钻杆(7)转动配合，外环面设置有三个径向收缩结构(91)，所述径向收缩结构(91)伸长时，所述轴线调节装置(9)对应区域将超出所述钻头(8)的直径范围。
12.如权利要求11所述的一种露天采场高陡边坡生态修复与防护装置，其特征在于：
所述径向收缩结构(91)包括导向槽(911)、伸缩体(912)和伸缩动力源(913);
所述导向槽(911)包括两片固定连接于所述外环面的结构板，所述伸缩体(912)滑动设置于两个所述结构板之间，滑动方向沿所述钻杆(7)径向，所述伸缩动力源(913)设置在所述外环面和伸缩体(912)之间并提供滑动动力。
13.如权利要求12所述的一种露天采场高陡边坡生态修复与防护装置，其特征在于：
所述钻头(8)包括本体(80)、滚刀(81)和喷嘴(82);
所述本体(80)的尾端与所述钻杆(7)连接，所述本体(80)的头端为盘形端面，三个所述滚刀(81)等间距圆周整列安装于盘形端面上，且滚刀(81)的轴线与钻头(8)本体(80)的轴线平行，滚刀(81)的圆周面设置有滚齿;
任意两个滚刀(81)的相邻区域，两个所述滚刀(81)的滚齿相互嵌合;
所述喷嘴(82)设置于相邻两个滚刀(81)中间区域外侧，所述喷嘴(82)朝向相邻两个滚刀(81)内侧的滚齿嵌合区。
说明书
技术领域
[0001]本发明属于边坡或斜坡的稳定技术领域，特别是涉及一种露天采场高陡边坡生态修复与防护方法及装置。
背景技术
[0002]矿区开采后，会残留裸露高陡岩质边坡。这些边坡表面多为坚硬的岩石，缺乏土壤和水分，自然条件下植被难以恢复，生态环境受到严重破坏。为了解决这一问题，需要对这些边坡进行生态修复。
[0003]然而，高陡岩质边坡的生态修复面临着诸多难点。一方面，常规覆土修复模式中，边坡的土质和土岩交界部分在恶劣天气和地质条件下容易发生崩塌和滑移，表层覆土滑移不仅导致边坡修复失效还存在安全隐患。另一方面，如何保证生态护坡层能够长期保持稳定，同时促进植物生长，实现后期免养护，是技术上的难点。
[0004]因此，需要采用更加科学合理的工程措施和技术手段，结合露天采场高陡岩质边坡的具体情况和环境条件，实现高陡岩质边坡的生态修复。
发明内容
[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种露天采场高陡边坡生态修复与防护方法及装置，用于解决现有技术中露天采场后，矿场遗留的高陡岩质边坡存在复绿困难和复绿结构稳定性差的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种露天采场高陡边坡生态修复与防护方法及装置。
[0007]其中，一种露天采场高陡边坡生态修复与防护方法，所述露天采场高陡边坡包括多层台阶单元，所述台阶单元包括上下依次相连的平缓段和陡峭段;
所述平缓段直接复绿，包括：底层喷射底基层，上层喷射面基层，面基层中播灌混合的种子;
所述陡峭段加固复绿，包括：评估所述平缓段和陡峭段的稳定性，根据评估结果对所述陡峭段进行防护，对陡峭段进行复绿。
[0008]可选地，对所述陡峭段进行防护包括结构防护和面层防护;
结构防护：用注浆锚杆在所述陡峭段形成多个锚固点，在所述陡峭段铺设钢塑土工格栅，在各锚固点间设置框格式连接钢筋;
面层防护：在所述陡峭段坡面上铺设防护网并喷播底基层。
[0009]可选地，对陡峭段进行复绿包括：
在陡峭段坡面的底基层上喷射面基层，面基层中播灌混合的种子;
在陡峭段坡面的顶部栽植向下爬藤植物;
在陡峭段坡面的坡脚栽植向上爬藤植物。
[0010]可选地，对陡峭段进行复绿包括：
用钻孔机在坡面成斜向下30-60º钻取多个深50-100cm的植株钻孔，所述植株钻孔的孔径包括至少一个扩径段;
对每一个所述植株钻孔，钻取多个植根钻孔，所述植根钻孔内部与所述植株钻孔连通，并成放射状贯穿到坡面;
所述植株钻孔填入生态基材后移植小灌木复绿。
[0011]可选地，所述种子包括草本、灌木和藤本植物的种子，种子发芽率90%以上，对难发芽的种子使用前作催芽处理，所述种子中还包括从边坡周围环境采摘的植物种子。
[0012]可选地，在铺设防护网之前，沿坡面每间隔一段高度设置一道水平稻草棒，稻草棒通过锚杆进行固定，防护网铺设完成后，稻草棒与防护网再捆扎固定;所述防护网采用包塑网。
[0013]可选地，所述植根钻孔位于坡面的洞口区域，覆盖有稻草棒，所述稻草棒固定于坡面，喷射的底基层和面基层覆盖所述稻草棒。
[0014]可选地，所述底基层喷播厚度为7-10cm，所述底基层中包含质量比为5%的P32.5水泥。
[0015]可选地，每平方米区域喷射的底基层包括：
0.06-0.08立方米的植壤土;
2-3kg的纤维;
80g的粘合剂;
30-40g的PAM;
60-80g的保水剂;
50g的复合肥。
[0016]可选地，每平方米区域喷射的面基层包括：
0.06-0.04立方米的植壤土;
1.6-1.8kg的谷壳;
1.6-1.8kg的稻草节;
0.8-1kg的木纤维;
15g的粘合剂;
8-10g的PAM;
8-10g的保水剂;
6-8kg的有机肥料;
30g复合肥;
55g种子。
[0017]其中，一种露天采场高陡边坡生态修复与防护装置，用于钻取如上所述的植株钻孔，包括：
钻杆、钻头和轴线调节装置;
所述钻头连接在所述钻杆的末端，所述轴线调节装置转动套设于所述钻杆上;
所述钻头的直径大于所述钻杆的直径，所述轴线调节装置的初始外径小于所述钻头的直径，所述轴线调节装置的内环面与所述钻杆转动配合，外环面设置有三个径向收缩结构，所述径向收缩结构伸长时，所述轴线调节装置对应区域将超出所述钻头的直径范围。
[0018]可选地，所述径向收缩结构包括导向槽、伸缩体和伸缩动力源;
所述导向槽包括两片固定连接于所述外环面的结构板，所述伸缩体滑动设置于两个所述结构板之间，滑动方向沿所述钻杆径向，所述伸缩动力源设置在所述外环面和伸缩体之间并提供滑动动力。
[0019]可选地，所述钻头包括本体、滚刀和喷嘴;
所述本体的尾端与所述钻杆连接，所述本体的头端为盘形端面，三个所述滚刀等间距圆周整列安装于盘形端面上，且滚刀的轴线与钻头本体的轴线平行，滚刀的圆周面设置有滚齿;
任意两个滚刀的相邻区域，两个所述滚刀的滚齿相互嵌合;
所述喷嘴设置于相邻两个滚刀中间区域外侧，所述喷嘴朝向相邻两个滚刀内侧的滚齿嵌合区。
[0020]如上所述，本发明的一种露天采场高陡边坡生态修复与防护方法及装置，至少具有以下有益效果：
针对露天采场高陡边坡的特殊结构，提出了直接对平缓段进行复绿的方法，通过喷射底基层和面基层，并播灌混合种子，有效提高了坡面基材的稳定性，促进了植被的扎根生长，显著增强了边坡的生态恢复效果和稳定性。对于陡峭段，通过先期评估稳定性并进行防护，再采用与平缓段相同的复绿方式，确保了复绿结构的稳定和效果，解决了陡峭段复绿困难的问题。总的来说，不仅提高了复绿效率，还保障了边坡的安全性和生态恢复效果。
附图说明
[0021]图1显示为本发明台阶单元复绿示意图示意图。
[0022]图2显示为露天采场高陡边坡示意图。
[0023]图3显示为本发明图1中A处局部放大示意图。
[0024]图4显示为本发明陡峭段防护结构示意图。
[0025]图5显示为本发明修复装置的钻尾侧示意图。
[0026]图6显示为本发明修复装置的转头侧示意图。
[0027]图7显示为本发明扩径工作的其中一种状态示意图。
[0028]图8显示为本发明扩径工作的另一种状态示意图。
[0029]图9显示为本发明底基层成分表。
[0030]图10显示为本发明面基层成分表。
[0031]其中：台阶单元1、平缓段10、陡峭段11、植株钻孔110、植根钻孔111、底基层20、面基层21、注浆锚杆30、土工格栅31、连接钢筋32、稻草棒34、向下爬藤植物4、向上爬藤植物5、小灌木6、钻杆7、钻头8、本体80、滚刀81、喷嘴82、轴线调节装置9、径向收缩结构91、导向槽911、伸缩体912、伸缩动力源913。
具体实施方式
[0032]以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0033]请参阅图1至图10。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0034]以下各个实施例仅是为了举例说明。各个实施例之间，可以进行组合，其不仅仅限于以下单个实施例展现的内容。
[0035]请参阅图1-图4，本发明提供的一种露天采场高陡边坡生态修复与防护方法的实施例。露天采场高陡边坡结构如图2所示，包括多层台阶单元1，通常情况下，每层台阶高度30m左右，台阶宽度10-15m，台阶单元1包括上下依次相连的平缓段10和陡峭段11。陡峭段11以岩质为主，岩质边坡最大坡度65～70°，岩层较完整、风化程度较低，岩石坚硬。
[0036]由于陡峭段11坡度较大，表面为裸露岩质，岩层坚硬完整，植物无法附生在坡面，复绿困难。现有技术中，也有在坡面覆土复绿的手段，但是结合本方案实际的技术问题，由于岩质坡面坡度较大，一是覆土难以稳定在坡面上，覆土复绿结构稳定性差，尤其在五月到十月降雨集中期，常规手段在坡面的覆土可能存在局部崩塌、滑移等情况，不仅导致复绿失效还存在较大安全隐患;二是绿植难以扎根进岩层，岩质边坡表层覆土保水性能差，在天气炎热季节，植株难以存活，长期都需要人工进行洒水等养护工作。
[0037]本申请中，结合露天采场高陡岩质边坡的特殊台阶结构，对平缓段10直接复绿，包括：底层喷射底基层20，上层喷射面基层21，面基层21中播灌混合的种子，播灌是指播种和灌溉，播种可以采用喷播的方式。底基层喷射厚度5cm以上，面基层喷射厚度2cm以上。底基层20和面基层21统称为基层，基层材质以当地植壤土为主，并添加纤维、粘结剂、PAM、保水剂、复合肥、谷壳、有机肥料等有利于生态护坡层胶结和植物生长的混合材料。其中，底基层20采用具有一定的黏性和强度的基材，能够有效附着于坡面，确保复绿结构的稳定性，防止底基层流失和崩塌，为面基层提供坚实的基础支撑，从而保障整个复绿工程的持久性和安全性。而面基层21采用具有一定黏性和可种植性的基材，能牢固附着于底基层，同时提供适宜植物生长的环境，确保种子在坡面上有效固定并顺利发芽生长，促进植被覆盖，增强边坡的生态恢复效果和稳定性。
[0038]上述实施例中，采用底层喷射底基层20与上层喷射面基层21，并在面基层21中播灌混合种子的复绿方式，能显著提高坡面基材的稳定性，促进植被扎根生长，有效减少基层材质流失，保障边坡的生态恢复和复绿效果。
[0039]对陡峭段11加固复绿，包括：评估平缓段10和陡峭段11的稳定性，根据评估结果对陡峭段11进行防护，再对陡峭段11进行复绿，复绿方式同平缓段10一样，也包括底层喷射底基层20，上层喷射面基层21，面基层21中播灌混合的种子。陡峭段11坡度大、岩层坚硬，直接复绿难以保证稳定性和效果。通过先期设置防护结构，可以提高后期喷射的底基层20和面基层21的稳定性，为后续的复绿工作创造有利条件，确保复绿结构的稳定和效果。
[0040]进一步地，如图3和图4所示，对陡峭段11进行防护包括结构防护和面层防护。其中，结构防护：用注浆锚杆30在陡峭段11形成多个锚固点，在陡峭段11铺设钢塑土工格栅31，在各锚固点间设置框格式连接钢筋32。锚杆可以采用Φ20钢筋，间距3m×3m，长0.5-1.0m; 连接钢筋采用Φ14钢筋，间距3m×3m。需要注意的是，注浆锚杆30、钢塑土工格栅31在坡面的数量和间距取决于对陡峭段11的评估结果，坡度较大时，锚杆和土工格栅的间距应该缩小。锚杆孔内部分8-9cm粘植物胶或水泥浆，外露部分刷防锈漆。通过注浆锚杆30在陡峭段11形成多个锚固点，与钢塑土工格栅31和连接钢筋32连接形成一个稳定的加固网络，能够提高具有一定的黏性和强度的底基层在边坡的抗滑移性和整体稳定性。
[0041]其中，面层防护：在陡峭段11坡面上铺设防护网并喷播底基层20，防护网规格为14#，网眼尺寸为40mm×40mm，喷播前先对主动防护网坡面及坡顶浮石进行清理，先喷底基层再喷面基层。防护网可以挂到锚杆上，与锚杆挂接位置捆扎固定，防护网坡顶和坡脚处边缘要固定，防护网与坡面要紧密贴合，避免太多空洞和空隙，确保防护网对植生基层材质的防护支挡足够。防护网和底基层共同作用对边坡面进行防护，保证边坡生态护坡层在暴雨、持续中雨和地震工况条件下保持自身稳定。
[0042]结构防护、面层防护和基材中生长的灌草丛共同作用减小暴雨对面基层的冲刷，保证植物成活，并在灌草丛生长繁殖稳定后(约2年时间)做到免养护，实现更长期的自然生态恢复过程。
[0043]进一步地，如图1所示，对陡峭段11进行复绿包括：
在陡峭段11坡面的底基层20上喷射面基层21，面基层21中播灌混合的种子。结合目标矿地环境条件，复绿植物群落开始以草本、藤本植物为主，灌木为辅，随着植物群落的演化，最终形成以灌木为主，草本和藤本植物为辅。播灌的混合种子中植物品种以本地化为主，可选用植物种类如下：
草本：狗牙根、戟叶酸模、高羊茅、波斯菊等;
灌木：银合欢、黄花槐、火刺、猪屎豆等;
藤本：爬山虎(幼苗栽植)、五爪金龙、葛藤、炮仗花(幼苗栽植)等。
[0044]在陡峭段11坡面的顶部栽植向下爬藤植物4;
在陡峭段11坡面的坡脚栽植向上爬藤植物5。
[0045]本实施例如图1所示，对陡峭段11进行复绿包括：
用钻孔机在坡面成斜向下30-60º钻取多个深50-100cm的植株钻孔110，具体钻取角度结合坡面岩石情况，兼顾施工便利性和植株生长角度，植株钻孔110的孔径包括至少一个扩径段;对每一个植株钻孔110，钻取多个植根钻孔111，植根钻孔111内部与植株钻孔110连通，并成放射状贯穿到坡面;植株钻孔110填入生态基材后移植小灌木6复绿。
[0046]上述实施例中，植株钻孔110在生态修复工程中扮演着至关重要的角色，特别是在高陡峭度且以岩质为主的边坡上。植株钻孔的主要目的是为灌木根系提供一个生长的环境，从而利用灌木的自然生长特性来增强坡面的稳定性。相较于传统的锚杆加固方式，利用灌木进行生态修复不仅更加环保，还能促进生态系统的自然恢复，实现更加和谐的人与自然共存。
[0047]然而，在岩质边坡上种植灌木并非易事。由于岩石的坚硬和坡面的陡峭，灌木的根系往往难以深入并稳固扎根。为了解决这一问题，植株钻孔110的设计中特别加入了扩径段。这一设计巧妙地增加了钻孔的内部空间，使得可以填充更多的生态基材，为灌木的根系提供了更为广阔的发展空间。这样一来，灌木的根系就能在钻孔内自由生长，扩径段形成根系限位结构。当遇到大风或坡面滑移等恶劣条件时，根系和扩径段共同作用，紧紧地将灌木固定在钻孔内，从而有效地维护了坡面的稳定性。
[0048]除了增加内部空间外，植根钻孔111的放射状设计也是该技术方案的一大亮点。这些钻孔从植株钻孔110中放射状地贯穿到坡面并与坡面喷射的基层连接，为灌木的根系提供了更为丰富的生长空间。根系可以沿着这些植根钻孔111深入坡面表层，深度抓紧岩石，还能与坡面基层土质紧密结合，从而进一步增强了灌木与岩体的固定效果。这种设计不仅提高了灌木的抗拔能力，还能让灌木更好地吸收坡面表层水分和养分，实现健康生长。
[0049]更为巧妙的是，植根钻孔111还兼具排水功能。由于岩层的透水性较差，如果仅有植株钻孔110，那么在雨季时，钻孔内很容易积累大量雨水且难以渗透入岩层。这不仅会限制灌木根系的生长空间，还可能导致根系泡水腐烂，进而影响灌木的存活率。而植根钻孔111的设计则能够将钻孔内的积水排出，避免了这一问题，从而保证灌木的正常生长和发育，形成锚固作用。
[0050]综上所述，植株钻孔110和植根钻孔111的设计巧妙地解决了在陡峭岩质边坡上种植灌木的难题。它们不仅为灌木提供了良好的生长环境，还增强了坡面的稳定性，促进了生态系统的恢复和发展。这种生态修复方式不仅更加环保、可持续，还具有更强的稳定性。
[0051]进一步地，种子包括草本、灌木和藤本植物的种子，植物种子在使用前应做发芽率试验，种子发芽率90%以上方可使用，对难发芽的种子使用前作催芽处理，种子中还要包括从边坡周围环境采摘的植物种子。具体实施过程中需就地采摘部分植物种子加入其中，以便复绿后的边坡尽可能与周边环境相协调。
[0052]本实施例如图4所示，在铺设防护网之前，沿坡面每间隔一段高度设置一道水平稻草棒34，可按1米间距设置，稻草棒34通过锚杆进行固定，防护网铺设完成后，稻草棒34与防护网再捆扎固定。稻草棒可采用稻草捆扎而成，水平安放在一排锚钉上方防护网内，相邻的锚杆之间的稻草棒中间部位与防护网捆扎，稻草棒34用途为阻止喷播过程基材下滑;防护网采用PVC包塑网，目的是实现10-20年防腐蚀。植根钻孔111位于坡面的洞口(出口)区域，覆盖有稻草棒34，稻草棒34固定于坡面，喷射的底基层20和面基层21覆盖稻草棒34。
[0053]如前一个实施例所说，植株钻孔110中灌木的根系可以通过植根钻孔111从岩石中生长到坡体表面的基层中。但是为了增加底基层的强度，底基层20中可能会加入一定质量比的P32.5水泥，这不利于灌木根系的生长，根系可能需要花费更多的时间穿透底基层20才能到达面基层并吸收水分和养分。但是在植根钻孔111位于坡面的洞口区域覆盖稻草棒34后，即便喷射的底基层20中含有一定质量比的水泥，但是由于稻草棒34的阻挡覆盖作用，灌木的根系也能够通过稻草棒34快速穿透底基层20并进入面基层21，稻草棒34既便于灌木根系穿透也能够提供有利于其根系发展的腐质环境。
[0054]进一步地，如图3所示，底基层20喷播厚度为7-10cm，底基层20中包含质量比为5%的P32.5水泥，以增加底基层与坡面的粘结力，通过对底基层粘性进行试验，经2天暴雨冲刷，未见脱落。面基层喷播厚度为3-5cm。对气温高、水分蒸发大的地区，基材总体厚度不宜小于12cm，局部区域不宜小于10cm。喷播时，由下往上喷，先喷坡脚再喷坡面，多次循环复喷保证基质土厚度。
[0055]本实施例中，每平方米区域喷射的底基层20包括：0.06-0.08立方米的植壤土、2-3kg的纤维、80g的粘合剂、30-40g的PAM、60-80g的保水剂、50g的复合肥。每平方米区域喷射的面基层21包括：0.06-0.04立方米的植壤土、1.6-1.8kg的谷壳、1.6-1.8kg的稻草节、0.8-1kg的木纤维、15g的粘合剂、8-10g的PAM、8-10g的保水剂、6-8kg的有机肥料、30g复合肥、55g种子，具体成分可参阅底基层成分表附图9。
[0056]底基层配料提升了边坡土壤的理化性质和生态功能，增强了坡面的稳定性和植被的生长条件，为边坡绿化和生态修复提供了坚实的基础。
[0057]面基层配料不仅有效提升了边坡土壤的保水、保肥能力和结构稳定性，还通过混合多种灌草种子，实现了快速绿化与生态多样性的恢复，为边坡防护提供了既经济又环保的长效解决方案。面基层具体成分可参阅面基层成分表附图10。
[0058]上述实施例中，在露天采场高陡岩质边坡生态修复与防护施工完成后，还需要定期对工程进行监测和养护。
[0059]监测内容包括绿植的生长情况，基层的稳定性等。如遇多雨季节，应重点检查雨水对基层的冲刷情况，对坡面有水流冲刷痕迹及坡面冲刷形成沟壑位置竖向布设排水管，缓坡与陡坡交界处采用底基层土喷成截水坎或截水沟并形成喇叭口，排水管沿竖向冲刷沟壑设置并采用锚钉固定于坡面上，排水口的顶部进水口位于截水沟的喇叭口处，补喷基质土时将排水管覆盖，排水管能排走坡面表水，降低冲刷影响。
[0060]养护内容包括，在基层中的草种子生长发芽期，定期对坡面进行灌溉。可以设置专门的微灌系统，确保喷淋面积在坡面上均匀布设，并能完全覆盖复绿区，从而保证坡面绿植的生长。待坡面绿植生长稳定后，可拆除微灌系统系统，停止养护，进入自然修复阶段。
[0061]请参阅图5-图8，本发明提供的一种露天采场高陡边坡生态修复与防护装置的实施例，用于钻取如上所述的植株钻孔110，包括：
钻杆7、钻头8和轴线调节装置9;
钻头8连接在钻杆7的末端，轴线调节装置9转动套设于钻杆7上;
钻头8的直径大于钻杆7的直径，轴线调节装置9的初始外径小于钻头8的直径，轴线调节装置9的内环面与钻杆7转动配合，外环面设置有三个径向收缩结构91，径向收缩结构91伸长时，轴线调节装置9对应区域将超出钻头8的直径范围。
[0062]对比图7和图8，三组径向收缩结构91均匀分布在钻杆7的外周，相互间距120°，通过控制各个径向收缩结构91的伸缩量，可以控制钻杆7的轴线与植株钻孔110的轴线的偏移量，这样在钻杆7带动钻头转动的过程中，钻头8就可以对植株钻孔110的边缘进行扩大，从而实现在植株钻孔110内钻出扩径段的效果，保证植株钻孔110的主体孔径小，内部孔径大，填充更多基质，方便灌木扎根生长，再由根系和扩径段形成限位结构，增加灌木抗拔能力，提升复绿结构对风暴和坡面滑移的抵抗能力。
[0063]进一步地，径向收缩结构91包括导向槽911、伸缩体912和伸缩动力源913;
导向槽911包括两片固定连接于外环面的结构板，伸缩体912滑动设置于两个结构板之间，滑动方向沿钻杆7径向，伸缩动力源913设置在外环面和伸缩体912之间并提供滑动动力。伸缩动力源913可以使用电动或气动伸缩缸，伸缩体912朝向植株钻孔110的孔壁一侧端面上设置有多个凸出锥体90，当三组伸缩体912伸出并抵接于植株钻孔110的孔壁时，凸出锥体90可以确保抵接牢固，便于钻头的扩径工作。
[0064]进一步地，钻头8包括本体80、滚刀81和喷嘴82;
本体80的尾端与钻杆7连接，本体80的头端为盘形端面，三个滚刀81等间距圆周整列安装于盘形端面上，且滚刀81的轴线与钻头8本体80的轴线平行，滚刀81的圆周面设置有滚齿。
[0065]当钻头8转动时，滚刀81会将滚齿切向插入岩石，使岩石表面产生放射性裂纹;同时利用与扩径区域相对那组径向收缩结构91的伸长，给滚刀施加推力，在滚刀不断滚压破岩过程中，岩石的裂纹延伸并贯通，岩石碎片崩落，从而实现破岩。破岩结束后，扩径段未脱落的孔壁的岩石还会有诸多的裂缝，填入基质后，基质中的水分和养分能够一定程度上渗透入裂缝中，灌木的根系也能够一定程度上进入裂缝中，从而进一步增强灌木根系与裂缝的结合性，提高灌木的抗风抗拔能力。
[0066]任意两个滚刀81的相邻区域，两个滚刀81的滚齿相互嵌合;喷嘴82设置于相邻两个滚刀81中间区域外侧，喷嘴82朝向相邻两个滚刀81内侧的滚齿嵌合区。扩孔过程中，喷嘴82可以喷出研磨剂或冷却水，提升扩孔效率。
[0067]综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点，能够产生有益的技术效果，具有显著的进步。
[0068]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
说明书附图(10)
声明：
“露天采场高陡边坡生态修复与防护方法及装置” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司, 昆明勘察院科技开发有限公司
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2025年03月21日 ~ 23日 
