狄海霞 嚴小軍 汪云

（平頂山市園林科學研究所 河南平頂山 467000）

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

狄海霞 嚴小軍 汪云

（平頂山市園林科學研究所 河南平頂山 467000）

城市化進程的快速推移，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)狀的基礎上，提出了碳纖維索道技術在苗木開發(fā)中的應用，僅供參考。

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

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，我國的城市化進程不斷加快，城市園林綠化作為改善城市生態(tài)環(huán)境，實現(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)濟的不斷發(fā)展，要求城市的綠化水平也要不斷進步，要求工程竣工后，馬上投入運行，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)境建設的高度重視和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結構的調(diào)整，苗木花卉生產(chǎn)的經(jīng)營主體有國有、集體、個體共同參與，各地苗木種植面積均在快速增長，且社會參與苗木生產(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)模和技術的競爭，苗木花卉生產(chǎn)領域雖已出現(xiàn)了幾個資產(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，苗木個體經(jīng)營戶一般不專門經(jīng)營，現(xiàn)有苗圃儲備的大規(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，由于各地政府加強對當?shù)厣鷳B(tài)保護，如何開發(fā)利用當?shù)卮髽滟Y源，又對當?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，就是提高機械化施工水平。在苗木生產(chǎn)、園林工程施工和綠化養(yǎng)護項目中，生產(chǎn)經(jīng)營活動主要依靠大量勞動力的使用，具有勞動密集型的特征，傳統(tǒng)的手工操作、車拉馬耕的小農(nóng)園林經(jīng)營和管理方式已經(jīng)不復存在，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)高等技術應用人才，并配之以現(xiàn)代工程的技術管理體系。

（2）配套專用機具如能滿足各類立地條件的大中小型挖樹機、挖坑機，能滿足各種運輸條件的運樹機，能方便苗圃林內(nèi)使用的小型吊裝機，能滿足各類管線埋設施工的專用挖溝機，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)應組建專業(yè)施工隊伍，專業(yè)挖運、裝車、栽植和養(yǎng)護一條龍服務體系，可降低苗木起挖、吊運成本，保證苗木質(zhì)量和成活率，滿足工程施工要求。

3 碳纖維技術在苗木生產(chǎn)、園林工程施工機械設計中應用的可行性

3.1 碳纖維基本概念

碳纖維是有機纖維經(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，碳纖維樹脂復合材料抗拉強度是鋼的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 碳纖維應用領域

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

3.3 碳纖維技術在苗木生產(chǎn)、園林工程施工機械設計中應用的可行性

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)重點扶持對象，利用自主技術研制的碳纖維產(chǎn)品已經(jīng)達到國際同類產(chǎn)品水平，10多年來，我國碳纖維行業(yè)在關鍵技術、裝備、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)及下游應用等方面均取得重大進展，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、碳纖維到復合材料及制品全產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)了從無到有的轉變。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用研究將成為可能，未來十幾年內(nèi)碳纖維技術在苗木生產(chǎn)和園林工程施工機具改進和應用，將會得到突飛猛進的發(fā)展，單人可操作的移動吊架，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計

4.1 設計目的

我國是一個多山的國家，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，使山區(qū)人民早日結束貧困、落后的局面，逐步走上富裕之路，這是黨和政府十分關心的問題，也是科技工作需要在實踐中回答的問題。發(fā)展山區(qū)經(jīng)濟，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)索道技術使用的鋼絞線自重大，固定架設設難度大，費用高，很難大范圍內(nèi)使用，碳纖維技術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 碳纖維索道設計方案

碳纖維繩索，柔軟性強，使用運輸方便，易于打結，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倍的拉伸強度。碳纖維繩300kg/mm2，直徑1cm的碳纖維繩抗拉強度應大于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定制碳纖維復合繩，完全能滿足碳纖維索道假設需要。

4.3 碳纖維滑輪組設計

配套碳纖維索道所使用的滑輪及滑輪組也應用碳纖維復合材料制成。

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

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

（3）如果路線長，索道可交叉架設，分段吊運到路邊裝車。

（4）索道架設高度，根據(jù)現(xiàn)場實際靈活多變，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）在鎖定的目標樹木的上方，選定錨固大樹和運輸通道，將碳纖維復合繩在纏繞在錨固大樹上2～3圈，并打結；在另一端適當位置固定緊繩器，把碳纖維復合繩的另一端在下方錨固大樹纏緊打結固定，用緊繩器把碳纖維復合繩張緊，可建成臨時索道。

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

（3）如果路線長，索道可交叉架設，分段吊運到路邊裝車。

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

TU986

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1005-7897（2017）18-0157-02

2017-9-12