碳纖維索道技術(shù)在淺山丘陵區(qū)原生態(tài)大苗開發(fā)利用上的應(yīng)用

狄海霞 嚴(yán)小軍 汪云

（平頂山市園林科學(xué)研究所 河南平頂山 467000）

碳纖維索道技術(shù)在淺山丘陵區(qū)原生態(tài)大苗開發(fā)利用上的應(yīng)用

狄海霞 嚴(yán)小軍 汪云

（平頂山市園林科學(xué)研究所 河南平頂山 467000）

城市化進(jìn)程的快速推移，使得城市園林綠化工程的重要性日趨凸顯。在城市園林工程施工中，苗木的重要性不言而喻。然而受到多種因素的影響，我國的苗木施工還存在這樣那樣的問題，嚴(yán)重影響到園林綠化工程最終的質(zhì)量水平。因此本文在簡要概述我國苗木生產(chǎn)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了碳纖維索道技術(shù)在苗木開發(fā)中的應(yīng)用，僅供參考。

碳纖維索道技術(shù)；淺山區(qū)陵區(qū)；原生態(tài)大苗；開發(fā)利用；應(yīng)用

1 苗木生產(chǎn)、園林工程施工現(xiàn)狀

1.1 園林施工現(xiàn)狀

近幾十年來，我國的城市化進(jìn)程不斷加快，城市園林綠化作為改善城市生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的重要因素，越來越受重視；隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，要求城市的綠化水平也要不斷進(jìn)步，要求工程竣工后，馬上投入運(yùn)行，園林景觀完工后能立刻見到效果，綠化施工不可能都趕到春季竣工，綠化工程反季節(jié)施工較多，要求全冠或半冠精品大苗。

1.2 我國苗木生產(chǎn)現(xiàn)狀

隨著國家對生態(tài)環(huán)境建設(shè)的高度重視和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，苗木花卉生產(chǎn)的經(jīng)營主體有國有、集體、個(gè)體共同參與，各地苗木種植面積均在快速增長，且社會(huì)參與苗木生產(chǎn)的比例不斷提高，非公有制苗圃已經(jīng)成為綠化苗木產(chǎn)業(yè)主體。目前苗木花卉市場的競爭已演化為規(guī)模和技術(shù)的競爭，苗木花卉生產(chǎn)領(lǐng)域雖已出現(xiàn)了幾個(gè)資產(chǎn)上億、規(guī)模上萬畝的大型私營園林苗木花卉生產(chǎn)企業(yè)；工程施工中常用的大苗，培養(yǎng)周期長，占地面積大，苗木個(gè)體經(jīng)營戶一般不專門經(jīng)營，現(xiàn)有苗圃儲(chǔ)備的大規(guī)格苗木，大多是移植苗，截干或截冠苗，這些大苗一般來自淺山丘陵山區(qū)產(chǎn)地，常用方法是用挖掘機(jī)上山，這樣勢必對大樹周邊環(huán)境造成一定破壞，由于各地政府加強(qiáng)對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)保護(hù)，如何開發(fā)利用當(dāng)?shù)卮髽滟Y源，又對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境影響最少，是今后大苗開發(fā)的發(fā)展方向。

2 解決苗木生產(chǎn)、園林工程施工問題有效途徑

（1）解決苗木生產(chǎn)、園林工程施工問題有效途徑，就是提高機(jī)械化施工水平。在苗木生產(chǎn)、園林工程施工和綠化養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目中，生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)主要依靠大量勞動(dòng)力的使用，具有勞動(dòng)密集型的特征，傳統(tǒng)的手工操作、車?yán)R耕的小農(nóng)園林經(jīng)營和管理方式已經(jīng)不復(fù)存在，取而代之的是需要具有操作能力、管理能力、觀察能力和解決問題能力的專業(yè)高等技術(shù)應(yīng)用人才，并配之以現(xiàn)代工程的技術(shù)管理體系。

（2）配套專用機(jī)具如能滿足各類立地條件的大中小型挖樹機(jī)、挖坑機(jī)，能滿足各種運(yùn)輸條件的運(yùn)樹機(jī)，能方便苗圃林內(nèi)使用的小型吊裝機(jī)，能滿足各類管線埋設(shè)施工的專用挖溝機(jī)，能滿足低山丘陵地區(qū)野生苗木資源永續(xù)利用合理開發(fā)的簡易索道等等。

（3）苗木產(chǎn)區(qū)應(yīng)組建專業(yè)施工隊(duì)伍，專業(yè)挖運(yùn)、裝車、栽植和養(yǎng)護(hù)一條龍服務(wù)體系，可降低苗木起挖、吊運(yùn)成本，保證苗木質(zhì)量和成活率，滿足工程施工要求。

3 碳纖維技術(shù)在苗木生產(chǎn)、園林工程施工機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用的可行性

3.1 碳纖維基本概念

碳纖維是有機(jī)纖維經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料，具有碳材料的固有特性，又具紡織纖維的柔軟可加工性，是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料，它的比重不到鋼的1/4，質(zhì)量比金屬鋁輕，碳纖維樹脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度是鋼的7～9倍，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬，具有突出的耐熱性能，還具有良好的耐低溫性能，不存在生銹的問題。

3.2 碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域

碳纖維按產(chǎn)品初期主要應(yīng)用于國防軍工和高技術(shù)，像飛機(jī)、導(dǎo)彈、火箭、衛(wèi)星，后應(yīng)用于體育休閑用品如釣魚桿、球桿球拍、站相機(jī)架等，目前碳纖維碳材料已在軍事及民用工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用，從航天、航空、汽車、電子、機(jī)械、化工、輕紡等民用工業(yè)到運(yùn)動(dòng)器材和休閑用品等，碳纖維復(fù)合材料具備不可替代的優(yōu)勢，具有廣泛的應(yīng)用前景，碳纖維運(yùn)用在日常用品，像音響、浴霸、取暖器等家用電器以及手機(jī)、筆記本電腦等電子產(chǎn)品也可以看到碳纖維的身影。

3.3 碳纖維技術(shù)在苗木生產(chǎn)、園林工程施工機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用的可行性

隨著中國對碳纖維的需求量日益增長，碳纖維已被列為國家化纖行業(yè)重點(diǎn)扶持對象，利用自主技術(shù)研制的碳纖維產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到國際同類產(chǎn)品水平，10多年來，我國碳纖維行業(yè)在關(guān)鍵技術(shù)、裝備、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)及下游應(yīng)用等方面均取得重大進(jìn)展，千噸級工業(yè)化裝置陸續(xù)建成并投產(chǎn)，初步建立了從原絲、碳纖維到復(fù)合材料及制品全產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)了從無到有的轉(zhuǎn)變。碳纖維成本從每公斤幾千降到200元以內(nèi)，一般產(chǎn)業(yè)開展對碳纖維材料的應(yīng)用研究將成為可能，未來十幾年內(nèi)碳纖維技術(shù)在苗木生產(chǎn)和園林工程施工機(jī)具改進(jìn)和應(yīng)用，將會(huì)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，單人可操作的移動(dòng)吊架，簡易架空碳纖維索道將成為可能。

4 簡易碳纖維架空索道設(shè)計(jì)

4.1 設(shè)計(jì)目的

我國是一個(gè)多山的國家，山區(qū)幅員遼闊，資源豐富，但目前山區(qū)又比較貧窮落后，如何盡快振興山區(qū)經(jīng)濟(jì)，使山區(qū)人民早日結(jié)束貧困、落后的局面，逐步走上富裕之路，這是黨和政府十分關(guān)心的問題，也是科技工作需要在實(shí)踐中回答的問題。發(fā)展山區(qū)經(jīng)濟(jì)，很大程度上取決于山區(qū)資源合理開發(fā)利用，我國山區(qū)面積占全國總面積的2/3以上，廣大山區(qū)的地上部分生長著茂密的森林，有豐富的種類繁多的動(dòng)植物資源，山區(qū)河流切割較深，交通不便，索道是山區(qū)植物資源開發(fā)利用的必備工具，但由于傳統(tǒng)索道技術(shù)使用的鋼絞線自重大，固定架設(shè)設(shè)難度大，費(fèi)用高，很難大范圍內(nèi)使用，碳纖維技術(shù)從根本上上解決了索道施工難這一問題，碳纖維索道為山區(qū)植物資源的合理開發(fā)利用提供可能。

4.2 碳纖維索道設(shè)計(jì)方案

碳纖維繩索，柔軟性強(qiáng)，使用運(yùn)輸方便，易于打結(jié)，具有纖維的可編性，又具有良好的拉伸疲勞性，不生銹、耐腐蝕，與同直徑的鋼絲、鋼絞線相比，重量不足鋼絲繩的1/4，具有高于鋼絲繩的拉伸模量和7～9倍的拉伸強(qiáng)度。碳纖維繩300kg/mm2，直徑1cm的碳纖維繩抗拉強(qiáng)度應(yīng)大于22t，常規(guī)大樹移植總重一般不超過5t，現(xiàn)在廠家生產(chǎn)的碳纖維繩規(guī)格最大直徑1cm，按直徑1cm定制碳纖維復(fù)合繩，完全能滿足碳纖維索道假設(shè)需要。

4.3 碳纖維滑輪組設(shè)計(jì)

配套碳纖維索道所使用的滑輪及滑輪組也應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料制成。

（1）在鎖定的目標(biāo)樹木的上方，選定錨固大樹和運(yùn)輸通道，將碳纖維復(fù)合繩在纏繞在錨固大樹上2～3圈，并打結(jié)；在另一端適當(dāng)位置固定緊繩器，把碳纖維復(fù)合繩的另一端在下方錨固大樹纏緊打結(jié)固定，用緊繩器把碳纖維復(fù)合繩張緊，可建成臨時(shí)索道。

（2）根據(jù)目標(biāo)樹種的大小，選用合適的滑輪組，固定在索道上，用兩點(diǎn)法將目標(biāo)樹用滑輪組吊起，兩端加方向繩子控制樹木走向，控制放滑速度，將目標(biāo)樹滑吊到路邊裝車。

（3）如果路線長，索道可交叉架設(shè)，分段吊運(yùn)到路邊裝車。

（4）索道架設(shè)高度，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際靈活多變，可高吊，也可低掛，只要能繞過障礙即可。

4.4 碳纖維索道施工

（1）在鎖定的目標(biāo)樹木的上方，選定錨固大樹和運(yùn)輸通道，將碳纖維復(fù)合繩在纏繞在錨固大樹上2～3圈，并打結(jié)；在另一端適當(dāng)位置固定緊繩器，把碳纖維復(fù)合繩的另一端在下方錨固大樹纏緊打結(jié)固定，用緊繩器把碳纖維復(fù)合繩張緊，可建成臨時(shí)索道。

（2）根據(jù)目標(biāo)樹種的大小，選用合適的滑輪組，固定在索道上，用兩點(diǎn)法將目標(biāo)樹用滑輪組吊起，兩端加方向繩子控制樹木走向，控制放滑速度，將目標(biāo)樹滑吊到路邊裝車。

（3）如果路線長，索道可交叉架設(shè)，分段吊運(yùn)到路邊裝車。

（4）索道架設(shè)高度，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際靈活多變，可高吊，也可低掛，只要能繞過障礙即可。

TU986

A

1005-7897（2017）18-0157-02

2017-9-12