三维生态护坡（共9篇）
三维生态护坡 篇1
摘要：三维柔性生态护坡是集环保、绿化、节能降耗于一体, 是铁路边坡防护的一项新技术。它选用环保柔性软体材料代替钢筋混凝土及浆砌片石硬体材料。采用“三角内摩擦紧锁结构+三维排水系统+植物根系”构成复合稳定型生态护坡, 实现了环境保护、水土保持及绿化一次性完成。
关键词：三维柔性生态护坡,施工技术,施工工艺
1 概述
邯济线K107+880~K110+105段右侧采用三维柔性生态护坡工程共计2225m, 路基填筑高度高达12m。路基填筑完成后, 及时安排三维柔性生态护坡施工, 在雨季到来之前完成施工。通过具体施工及实践经验, 对三维柔性生态护坡施工技术有了更进一步的认识, 不断总结经验、提高工效、降低成本、确保工程质量, 让新技术在后期工程施工中得到更好应用。
2 工程概况
邯济线K107+880~K110+105段位于冠县~贾镇区间, 该段路基属于邯济铁路扩能改造工程增建二线地段。由于该段路基填筑高度高达12m, 右侧边坡采用三维柔性生态护坡设计, 共计2225m。
山东聊城地区属于温带季风气候区, 夏季高温多雨, 降雨量较大;路基填筑完成后, 及时安排三维柔性生态护坡施工, 在雨季到来之前完成施工。该段三维柔性生态护坡各项施工技术标准满足设计要求, 经受住山东聊城地区夏季雨水冲刷的考验, 充分体现了三维柔性生态护坡环保、绿化、节能降耗的优越性。
3 三维柔性生态护坡技术要求
3.1 三维柔性生态袋护坡材料技术要求
1) 生态袋:以聚丙烯为主要原材料, 要求具有抗紫外线、抗老化、抗酸碱盐、抗微生物侵蚀、透水不透土等功能。采用无纺针刺工艺经单面烧结制成, 袋体材料不含对环境有危害性影响的联苯胺等23种禁用的可分解芳香胺成分;其力学参数和等效孔径指标满足国标 (GB/T17639-1998, 纵向≥4.5KN/m、横向≥4.5KN/m、CBR顶破强力≥800N、等效孔径095为0.07~0.20mm) 要求;对植物无伤害, 植物根茎能自由穿透袋体快速生长;其使用型号为LB-M, 规格为815×440 (mm) ;其缝袋线必须是黑色且具有抗紫外线性能。
2) 联结扣:是将生态袋单体联结成一个整体, 使护坡结构达到安全稳定的构件, 要求如下:
(1) 其材质及环保性能与生态袋相符。
(2) 其上下面必须有具备倒钩特性的棘爪, 棘爪总数不少于12个, 高度不小于25mm, 按力学要求科学合理分布, 任意两个棘爪均不在同一剪切破坏轨迹上, 最大限度的发挥每个棘爪的力学作用。
(3) 满足植物生长和排水的垂直孔洞不少于32个, 每个孔洞直径大于15mm, 孔洞透水面积不小于联结扣总面积的45%, 以满足多向排滤水及植物根系生长的要求。
(4) 其双向凹槽和垂直孔洞组合成相互交错的非线性凸肋结构, 与科学合理分布的倒钩棘爪形成内摩擦紧锁结构, 以满足结构安全稳定的要求。
(5) 上、下面各6个棘爪的网肋型连接扣 (型号规格等级为308×83×50) , 单个棘爪所能承受的抗剪力大于360N。
3) 生态袋扎口带要求是具有同样抗紫外线破坏的单向自锁结构功能的自锁式黑色带,
4) 排水管采用PVC50型, 管端用土工布包裹, 管段向外坡度5%, 从坡底起梅花型布置, 沿边坡纵横每2m设1根。
5) 阻水膜从坡顶起每2m高设置一层。
6) 植被方案:选用当地牛、羊等不吃的常用植被, 草籽可用沙打旺或沙蒿、苜蓿, 灌木采用紫穗槐。
3.2 三维柔性生态护坡袋填充物及垒砌技术要求
1) 袋内装土为中粗砂和粉质粘土混合料, 砂土比例为3∶7, 为保证绿化的效果以及袋内种植土的长期肥效作用, 在种植土中拌和鸡粪等农家肥。
2) 联结扣的定扎, 要保证联结扣连接相邻两个袋体, 同时固定上一层袋体中间, 切勿为了省事, 将联结扣埋入土中, 为了保证联结扣连接牢固, 采用橡胶锤轻轻敲打, 将棘爪刺入袋中。
3) 扎口时必须保证袋子土体装满, 然后轻轻颠实再进行绑扎, 扎口后留有袋口长5~7cm, 切勿没装满, 没将袋口整理好就盲目绑扎, 一旦扎口袋绑扎, 就拆不开, 即造成浪费又不能保证整体质量。
4) 垒砌过程中, 首先对边坡放线, 按照设计边坡坡率 (1∶1.5) 由底层向上层层垒砌, 对土体不实处, 先清土再打夯, 确保最底层的稳定, 尽量减少工后沉降。向上垒砌过程中要, 要层层夯实, 将多余土向下刷。生态袋体垒砌过程中要保证袋体有棱有角, 达到内实外美的整体效果。
3.3 三维柔性生态护坡护肩砌筑技术要求
三维柔性生态护坡设置地段护肩采用M7.5浆砌片石砌筑, 护肩横断面为梯形, 上底宽0.6m, 下底宽1.5m, 高0.6m。施工时, 由测量人员将生态护坡设置地段路肩线放出, 根据路基路肩线定出护肩开挖线。若采用机械开挖时, 开挖尺寸宽度和深度各预留10cm人工修整量, 严禁超挖, 对于超挖部分须用M7.5水泥砂浆或混凝土嵌补, 不得用虚土进行回填。
4 施工工艺方法
4.1 施工过程控制
1) 路堤分段成型以后, 安排人工按照设计边坡坡率 (1∶1.5) 挂线清刷修整边坡、拍实, 使坡面平整,
2) 边坡清刷完成后, 报监理工程师验收合格后, 方可进行下一道工序。
3) 首先在坡脚底部清出一层土, 确保开挖深度能垫两层袋体。然后在边坡上自坡顶铺设一层0.4mm厚阻水膜, 宽1.0m, 每2m高设置一层。
4) 垒砌施工:当清除基底表面浮土并适度的对基底进行整平之后, 生态袋沿垂直于坡面方向放在基底, 基础层以上部分安装过程应沿平行于坡面方向码放并满足以下要求: (1) 码放时生态袋间留出3~5cm空隙, 以保证压实后的生态袋袋尾与袋头相接, 但不产生搭接;保证码放后的生态袋外侧平顺、圆滑; (2) 生态袋长边轧线一侧向内码放; (3) 每层码放后的生态袋, 要进行人工夯实并控制生态袋厚度为14~15cm; (4) 一边码放生态袋, 一边放置塑料排水管, 以利边坡体排水。Φ50的PVC排水管梅花型布置, 管端用土工布包裹, 单根长0.7m, 每2m设置1根。
5) 生态袋的码放。 (1) 放置底部层生态袋。 (2) 放置一个联结扣以使它均匀横跨两个生态袋。 (3) 放置生态袋的第二层。 (4) 用同样的方式在整个垒砌施工中重复同样的动作。 (5) 每施工0.5m高对填充物进行浇水, 待预沉降后, 再进行下道工序。并且保证回填土压实度不低于93%。
6) 喷播要求。喷播是将种子和植物生长所需的各种液体物、粉质物、粒状物均匀混合, 通过大功率喷射器播洒在生态袋的表面, 形成一种均匀的毯状覆盖物。
4.2 三维生态护坡养护
4.2.1 出苗前的养护
1) 当喷播完成后及时覆盖草帘子、无纺布等苫盖物, 以防止雨水冲刷。覆盖的目的:一是防止大雨冲刷, 二是防止高温天气水分蒸发太快, 三是保温有利于种子发芽。 (1) 根据天气情况向坡面喷洒水, 确保无纺布湿润, 进一步保证种子发芽率。 (2) 喷洒时选用花洒喷头, 防止喷播物的移位及草种分布不均匀。
4.2.2 出苗后养护
当种子正常发芽后, 正常生长到3~4cm时, 可撤掉覆盖物。根据山东聊城地区的气候情况, 喷洒水每三天进行一次, 喷洒水时要保证足量、喷洒均匀、全面, 喷洒时喷头不能直接冲刷局部或者整个坡面。一直到植物能覆盖整个坡面, 植物根系深入生态袋内土层, 进入正常生长期养护阶段。
4.2.3 正常生长期的养护
当植物能覆盖整个坡面后, 进入正常养护阶段, 正常养护管理的主要包括:浇水、施肥、及病虫害防治 (若发现病虫害时要及时喷洒杀虫剂、杀菌剂) 。
5 施工质量控制
1) 装袋要求。满:袋体填充饱满, 这是保证质量的关键。实:装袋填充土料要装的密实, 装袋时每装三分之一要墩实。紧:扎口要紧, 确保在现场搬运和垒砌时不松扎口。
2) 原材料质量。材料从正规厂家购买, 附有质量合格证书, 并抽检做试验, 合格后方可使用。
3) 垒砌过程中要保证联结扣和连接效果。
4) 垒砌过程中要控制袋与袋之间的挤密效果, 保证袋与袋之间不得留有间隙, 并且夯实。
6 结语
三维柔性生态护坡解决了多种传统刚性边坡不可突破的技术难题, 使结构稳定、水土保持与绿化一次完成, 是生态、环保、节能与柔性结构四位一体的边坡建设新技术。
三维柔性生态护坡系统解决了传统边坡问题, 三维柔性生态护坡系统优势体现在:采用自锁结构, 整体受力, 有较好的稳定性, 对冲击力有很好的缓冲作用, 抗震性好;和灌草结合, 可形成良性的生态环保系统;结构面通过植被的根系同坡面结合成一个同质的整体, 不易产生分离和坍塌等现象;施工简单、快捷, 管理方便, 且材料轻便, 减少运输量;不需对基础进行专门处理;对于不均匀沉降有很好的适应性, 其结构不产生结构缝。随时间的延续, 植被根系的会进一步发达, 结构稳定性和牢固性会进一步的加强;为植被生长提供更厚的土壤环境, 增长了植被生长时间, 减少修复次数的费用。这些优势在邯济铁路工程应用中得到了充分体现。
三维生态护坡 篇2
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1概述
太浦河泵站位于江苏省吴江市太浦闸南侧，西距东太湖约2km，其修建目的主要是在枯水年份4~10月太湖水位较低时，通过太浦河泵站抽引太湖水，经由太浦河补充黄浦江上游水量，满足上海市的供水要求，改善水质。工程规模为I等大（1）型，设计流量300m3/s。
太浦河泵站的进、出水渠为新开河道，由西向东布置于太浦河的南侧，其直线段与太浦河中心线平行，两者中心线相距200m。进、出水渠全长890.13m，为梯形明渠，渠道边坡1∶3，渠底高程分别为-2.50和-1.80m，渠顶高程分别为7.00和6.00m。进水渠堤在高程3.5m处设置宽5m的马道。出水渠马道宽3m，高程为3.20m。
为了体现环境水利的理念，美化泵站环境，由太浦河泵站建设指挥部牵头，水利部上海勘测设计研究院（下简称上海院）与日本冲谷实业（深圳）有限公司就有关生态护坡的方案进行了讨论和研究，并于20xx年10月在工地现场进行了现场试验。
2生态护坡应用现状
2.1生态护坡的发展趋势
从20世纪80年代后期开始，地球环境及保护问题在各个方面为人们所重视，同时对关系到自然环境变化的生物多样性下降问题也开始引起人们的担心。尤其是人口密集的城市，人们越来越关注与己休戚相关的环境问题，因此，人们开始建造公园、公共绿地等来改善环境，同时在充分发挥公园、公共绿地原有功能的基础上，也开始把它们作为保护生物多样性及直接与生物相连的场地，而这些场地作为地球生态系的重要构成因素所发挥的作用也开始越来越受到人们的重视。
多自然型河流建设方法是目前国际上比较流行的一种河道环境综和整治的新方法，它把水边作为多种生物生息空间的核心，并把河流建设成尽量接近于自然的状态。在建设多自然型河流中，重点是努力创造出具有丰富自然的并具有魅力水边环境。在河道整治的各种方法中，应从生态学的观点出发，应优先采用生物材料法，其次采用混合方法，即采用植物与木材或石料合用，最后才考虑刚性材料方法，即采用木材、石料和混凝土。
日本是生态设计用于水利工程较好的国家，其对河道生态设计的原则主要有以下五个方面：
（1）治水：主要通过修建护岸来实现；
（2）自然环境、生态系统的设置：主要通过水边绿化、设置生物的生长区域和水质保护等实现；
（3）水边景观的设计：通过设置建筑物来保证与周围环境的和谐以及保证水边景观的连续性、自然性；
（4）亲水空间的设计：通过水边的台阶、缆绳、绿地等设施来实现；
（5）循环型空间的设计，：用木材、石头、砂子等天然材料的多孔性构造，控制废料的产生，尽量避免未来发生的处理问题及二次性环境污染问题。
2.2国内河道护坡现状
传统的河道护坡结构往往只片面强调河道的防洪、引水、排涝、蓄水和航运等功能，较少地考虑河道的生态或环境功能，因此河道的护坡结构多数采用浆砌块石或混凝土等刚性硬质材料，甚至有的地方追求所谓的“高标准”河道，对河道采用全断面刚性材料衬砌，使河道的环境条件模式化，并使生物种类单一化，由此带来的环境问题是很严重的。
随着国家综合国力的增强和人民生活水平的提高，我国也开始越来越重视环境保护问题。我国国民经济和社会发展第十个五年计划中提出，必须重视生态建设和环境保护，加强自然保护区和生态示范区建设，保护陆地和海洋生物的多样性。人们在越来越注重城市环境和保护生物多样性的同时，也开始注重水利工程的环境问题，在有些堤防和护岸的结构设计中开始注入环境水利的设计理念，如有些堤防护坡采用草皮，依靠草皮良好的根系而使护坡具有一定的固土和抗冲能力，另外在水土保持工程、防止坡地雨水冲蚀等方面也有一些应用。但总体来说，生态护坡在水利工程中的应用尚处于试验和研究阶段。
3生态护坡方案的可行性
生态护坡能依靠植物良好的根系而使护坡具有一定的固土和抗冲能力，同时生态护坡具有造价低、能美化环境的独特效果，在国外已得到了广泛的应用，在国内也有一些应用。
茂渔川工程位于日本北海道惠庭市，是由日本冲谷实业有限公司1990年设计的，该工程的护坡结构同太浦河泵站进、出水渠（水生植物种植区域），种植的植物为千屈菜、黄昌蒲、千岁梅花藻和豆牟菜。该工程河流的正常流速为0.4m/s～1m/s，洪水时河流的流速达3m/s。工程运行至今已有近12年，固土和抗冲能力效果良好，且美化了环境。由于利用石头、砂子等天然材料的多孔性构造，通过水边绿化、设置生物的生长区域，保护了生物多样性，避免了材料的二次性环境污染问题，同时利用水生植物对水体自净能力，使水质得以改善。
卫运河生态护坡试验段工程位于卫运河祝屯闸下险工段内，长170m，是海河水利委员会利用土工织物与生物工程措施相结合的护岸工程试验研究段。试验段滩顶高程28.30m，河底高程18.63m，在高程24.00m处设宽1m的马道。马道以上的设计边坡为1:2.5，采用深栽柳护坡，柳树纵横株距均为1.5m，柳间栽爬根草；马道以下的设计边坡为1:2，采用土工织物排体护坡、护基，排体上面用混凝土预制块组成框格压载，在框格内填土、深栽柳，柳树纵横株距均为1.5m，柳间栽爬根草，其生态护坡剖面图见图1。该工程于1987年5月完工，经过两个汛期400m3/s流量的考验，目前框格内的草皮茂盛，且生长茂盛，柳树的成活率95%以上，护坡效果良好。
从以上国内外两个成功的工程实例可以看出，只要太浦河泵站的生态护坡结构设计和植物选择得当，生态护坡方案在太浦河泵站工程中是可行的。
图1卫运河生态护坡剖面图
4生态护坡试验与研究
4.1设计要点
太浦河泵站进、出水渠道除具有一般河道所具有的防洪、引排水和航运等功能外，它还具备与泵站有关的一些特点：太浦河泵站进出水渠为新开河道，进水渠为1级堤防，护坡应具备固土、抗冲能力，稳定要求较高；进、出水渠的地质条件不太理想，在堤底附近有一层较深厚的、呈流塑状的淤泥质粉质粘土，而堤顶与堤底高差最大达9.5m（进水渠）；泵房的.施工期较长（达18个月），地下水位又较高，给施工期的进、出水渠的稳定带来威胁（渠道中无水）。根据国内外生态护坡的成功经验，结合泵站进、出水渠的特点，生态护坡的设计原则如下：
（1）生态护坡应满足渠道功能和堤防的稳定要求，并降低工程造价；
（2）尽量减少刚性结构，增强护坡在视觉中“软效果”，美化工程环境；
（3）进行水文分析，确定水位变幅范围，结合植物调查结果，选择合适的植物；
（4）应设置多孔性构造，为生物提供一个安全的生长空间；
（5）尽量采用自然的材料，避免二次环境污染；
（6）布置时考虑人们的亲水要求。
4.2栽种植物的选择
在栽种植物以前，应首先进行工程区域的植被调查，然后根据植被调查结果，充分考虑到栽种植物与周边环境的协调、景观、安全性、地域适应性及生态平衡的问题，并按以下条件进行严格的选择：
（1）适合气候、气象条件的树种；
（2）土壤要求低；
（3）原有品种；
（4）抗病虫害能力强，对周围环境的危害性小；
（5）寿命或者效果发挥时间长；
（6）具有能够美化环景的效果；
（7）容易维护管理；
（8）具有市场性。
在现场选择完全满足上述条件的植物是困难的，但可选择适合于河畔生长的和具有适合工程实际和生长能力的植物。在充分调查太浦河两岸及苏州地区现有植被的基础上，经过认真论证，在水位变化区采用水生植物护坡，水生植物初选太浦河两岸常见的千屈菜、香蒲和黄昌蒲，马道以上喷植草坪护坡。
4.3生态护坡设计
根据渠道水位的变化范围，在渠道的不同坡段选用合适的植物，是生态护坡设计的一项重要内容。太浦河泵站工程的主要功能是在枯水年份向上海供水，其进出水渠生态护坡的设置高程应以不影响进出水渠的过水能力为前提，同时尽量确保硬性护坡的淹没时间最长，以提高工程的环境效益。
太浦河泵站进水池的设计运行水位为1.90m，此时进水渠入口水位为2.10m，考虑以高程1.90m作为分界，即进水渠高程-2.50m（渠底）至1.90m仍维持原浆砌块石护坡结构，高程1.90m以上至堤顶采用生态护坡。其中，高程1.90m至马道高程（包括马道）部分采用干砌块石加水生植物护坡，马道以上部分采用草皮护坡；泵站出水渠的最低运行水位为2.66m，设计水位为3.29m，最高运行水位为3.34m，根据有关文献介绍，国内3级堤防的临水侧均可采用草皮护坡，为确保边坡的抗冲稳定，考虑进、出水渠生态护坡景观的连续性，以高程2.60m作为分界，出水渠高程-1.80m（渠底）至2.60m仍采用原浆砌块石护坡结构，高程2.60m（包括马道）以上至堤顶采用生态护坡。其中，高程2.60m至马道高程（包括马道）部分采用干砌块石加水生植物护坡，马道以上部分采用草皮护坡。
生态护坡结构除满足泵站正常运行期的稳定要求和固土抗冲要求外，还应满足进、出水渠施工期的稳定要求，尤其是护坡的施工期渗透稳定。由于目前国内对生态护坡在工程中的应用尚处于试验与研究阶段，因此在生态护坡结构的设计中，参考了前述的日本茂渔川工程的护坡结构：在水生植物的种植区域护坡采用干砌块石加水生植物，具体做法是面层采用厚35cm的干砌块石，干砌块石下铺厚10cm的碎石垫层，在碎石与土坡的交接处铺设麻布一层，以形成反滤，确保施工期护坡的渗透稳定，；在面层干砌块石之间的缝隙内用土回灌后再种植水生植物（见图3）。草坪喷植的方法与国内常见的三维网垫法不同，它利用一种专用机械用一定的压力将草籽、粘结剂、养料和水的混合物喷洒在的护坡土表面，这种方法与三维网垫法相比，草坪更容易生长，且具有施工快、固土效果好、造价低等优点。
4.4生态护坡的稳定
进、出水渠护坡必须满足稳定的要求。稳定一般包括边坡的圆弧抗滑稳定、渗透稳定和抗冲刷稳定。
进、出水渠道的底宽是根据泵站设计流量的条件下，经技术经济比较并结合了水工模型试验的结果综合确定的，同时渠道应满足不冲、不淤流速的要求；进、出水渠马道的宽度和高程的设置以及边坡坡比，是根据堤防的抗滑稳定结合施工条件综合确定的。对泵站的进、出水渠护坡，原护坡采用浆砌块石结构，现部分改用生态护坡，经对边坡抗滑稳定计算分析，即在不改变原护坡的坡比和尺寸的前提下，生态护坡的边坡抗滑稳定仍能满足规范要求。
护坡的抗冲刷稳定也是护坡设计的一项重要内容。根据英国建筑工业研究与情报协会原型试验结果以及英国奈特龙公司的资料（图2），一般草皮的的抗冲刷的极限流速大于1m/s，而太浦河泵站的进、出水渠在设计水位情况下，最大流量300m3/s时渠道流速分别为0.82m/s、0.69m/s，均小于1m/s。又如前述的日本的茂渔川工程的实例，其护坡结构和选用的植物与太浦河泵站进、出水渠相似，洪水时河流的流速虽然高达3m/s，但生态护坡的固土抗冲效果良好。综上所述太浦河泵站生态护坡的抗冲刷稳定是能保证的。
4.5现场试验
为进一步验证生态护坡结构方案的可行性以及所选植物对太浦河泵站现场的适应性，在泵站工地进行了现场试验。试验段选择泵站下游亭子港堵坝临太浦河侧，边坡的坡比以及护坡的结构设计完全模拟出水渠，也就是说在水位变化区域采用干砌块石加水生植物，植物选用千屈菜和香蒲，水位变化区域以上采用草坪喷植（见图3），试验的面积为120m2。20xx年10月14日进行水生植物种植和草皮喷植，10月16日、19日、24日和31日进行了四次人工洒水养护，10月31日拆除部分施工围堰以引入太浦河水，保持围堰内外水位的动态平衡。10月下旬，草坪喷植部分草籽开始发芽，11月上旬，水生植物部分长出新芽。随着气温的下降，从11月底起，水生植物逐渐枯萎，但草坪部分仍保持绿色。随着春天的来临，水生植物日渐发芽，成活率在95%以上。至20xx年5月底6月初水生植物和草坪均基本长成，红花绿草，护坡工程很好地融入了周边的自然环境，试验段生态护坡的景观效应已初见成效。
从现场试验的情况看，水生植物选用千屈菜和香蒲（或黄昌蒲，两者习性相仿）以及喷植的草坪是能适应现场实际条件的，均能成活，生态护坡的结构是合适的，能满足护坡的稳定要求。由于千屈菜和香蒲/黄昌蒲是属于不耐寒的草本植物，因此在冬季基本枯萎，对工程的美观性有所降低，但天气转暖后，植物又会发芽。冬季水生植物虽然枯萎，但其良好的根系仍然起到固土和具有抗冲能力。
图3太浦河泵站生态护坡试验段护坡结构剖面图
4.6技术经济比较
对生态护坡部分进行生态护坡方案和浆砌块石护坡方案的投资比较，经投资估算，本工程进出水渠边坡采用生态护坡方案的工程投资约213万元，采用浆砌块石护坡方案投资约353万元，生态护坡方案可节约投资约140万元。
综上所述，生态护坡具有以下优点：
（1）克服了原浆砌块石护坡的呆板和生硬，使工程与自然统一；
（2）利用不同季节的植物的形状和颜色，可大大改善工程环境；
（3）避免采用非自然的材料，避免了二次环境污染；
（4）生态护坡满足了人们的亲水要求；
（5）因设置了多孔性构造，对生物的生长和水质起到了保护作用；
（6）工程造价相对较低。
从工程维护角度分析，浆砌块石护坡具有一次性投资、维护少等优点，但生态护坡一般在栽种后的一年内要进行一定补栽（一般为10%左右），在植物成活前要进行一定的养护，而后，植物主要是依靠自然的力量进行自然更新，通常情况下无需维护，所以维护工作量也不大。因此，尤其是人们越来越重视生态环境的今天，生态护坡在水利工程中具有广阔的应用前景。
5结语
太浦河泵站工程在护坡结构优化设计方面作了积极的尝试，引进了国外较为流行的生态护坡技术，有效地改善了泵站的环境效应。其以人为本、环境水利的设计理念和生态护坡的设计原则以及试验研究成果，可以作为今后类似工程的设计提供借鉴。
参考文献
[1]太浦河泵站初步设计修改报告·20xx年6月（水利部上海勘测设计研究院）
[2]太浦河泵站工程进出水渠护坡结构优化设计报告·20xx年1月（水利部上海勘测设计研究院上海市水利工程设计研究院）
[3]太浦河护岸咨询设计报告书·20xx年6月（冲谷实业（深圳）有限公司）
[4]包承纲·堤防工程土工合成材料应用技术·中国水利水电出版社
[5]卫明·城市水环境建设中若干问题的探讨·上海水务·20xx；4
浅谈河道生态护坡技术 篇3
生态护坡包含护坡和生态两方面, 是指全面运用各种工程力学、生态保护学、土壤学及植物学等学科的基本知识对斜坡或边坡进行支护。它是一个循环的系统, 不断与周围生态系统进行物质交换, 同时, 岸坡生态系统还是地表水与地下水交换的媒介。简单来说, 就是在满足防洪、排涝、航运等需求的基础上, 保证岸坡稳定, 通过建立由灌木、花草、水生植物组成的自然护坡来防止水土流失, 充分考虑生态平衡的要求, 它的好坏直接影响到整个河道生态系统功能的发挥。
2 现有的生态护坡技术
随着科学技术的发展, 越来越多新的材料和技术被应用到河道护坡和护岸结构改造中去, 下面将介绍几种新型的河道护坡技术
2.1 植被护坡
在河道岸坡旁边栽种根系发达的植物, 利用植被根系的力学效应和水文效应来实现水土保持的功能, 在满足生态环境要求的基础上, 同时还可以制造人造景观。
2.2 植被型生态混凝土护坡
近年来, 我国从日本引进植被型生态混凝土生产技术, 并在河道护坡中进行了应用。这种混凝土由无砂的多空混凝土组成, 并在上面添加保水材料、缓释肥料以及表层土, 每种材料都有其功能。在河道岸坡施工过程中, 主要以生态混凝土预制块体进行施工, 施工效率高, 不仅节省了时间和提高岸坡的稳定性, 又能在上面种植各种花草, 美化了环境。
2.3 土工材料复合种植枝术
三维植物网是植草固土的一种三维结构网垫, 利用活性植物并结合土工合成材料, 构造了一个质地疏松、柔韧, 并且具有自身生长能力的生态护坡系统。这种护坡形式相比单纯植被护坡在抗冲刷效果方面提高了很多, 由于其是用混凝土、石笼等做成的外框来增加坡面稳定性, 因此这种护坡形式不但可以应用到小流量河道, 还可以用来抵御较大洪水的侵蚀。
3 现有生态护坡技术的不足
我国的生态护坡技术取得了一定的成果, 与传统的河道护坡技术相比, 实现防洪排涝、防止水土流失等传统的功能。但是由于生态护坡技术在我国起步比较晚, 与发达国家相比还存在着一定的差距以及不足。
3.1 对生态护坡技术的理解错误, 认为利用植被护坡就是一套完整的生态护坡技术, 从而忽视了动物以及微生物, 形成了意识上的片面性, 没有考虑到生态护坡技术是作为一个完整的动态的生态系统而存在的。
3.2 由于河道护坡表面植被以及其他工程措施的影响, 造成河道水流速度明显降低, 并且某些植被会产生阻塞作用, 影响了河道的行洪能力, 产生了使城镇水源不足的问题。
3.3 我国的生态护坡技术还处于初级阶段, 由于植物生长和生态恢复需要一定的周期, 而城镇污水排放流量大, 积累速度快, 仅靠我国现阶段的生态护坡技术解决水环境污染问题不太现实, 这更加凸显了我国生态护坡技术的脆弱性。
4 未来河道生态护坡技术的展望
由于对生态护坡系统框架没有透彻的理解, 对于生态护坡的具体概念以及如何执行达到生态环境的要求仍没有统一的说法。因此, 为了更好地让生态护坡技术为我国生态环境水平的提高服务, 更好地去改善人民的生活环境, 今后的生态护坡道路应从以下几个方面去实践:
4.1 生态护坡技术与其他工程措施相结合的原则。
在实行生态护坡工程的过程中, 以生态护坡技术为主, 辅以其他工程措施, 增加护坡的稳定性。同时提高城镇水力调度的效率从而提高城镇河道水动力特性, 增强河道行洪能力, 解决城镇水源不足的问题。
4.2 科技创新的原则, 尽快研究出新型的生态护坡材料, 替换掉植被护坡等传统生态护坡技术。
这些新的生态护坡技术从国外引进后, 没有考虑我国的实际情况, 从而形成了许多问题。诸如:护坡成本高, 护坡效果不明显, 并且这些并不是真正意义上的生态护坡, 因此很难从根本上解决河道污染问题, 因此, 新材料的开发, 应成为今后生态护坡研究的一个重点。
4.3 稳定性以及生态型原则。
生态护坡设计中要坚持稳定性以及生态型原则, 首先对由于水流冲刷引起的岸坡坡面不稳定现象应予以重视, 必要时进行数值模拟以及实验研究, 从而实现岸坡的水利稳定性设计;其次在生态护坡设计中要时刻注意护坡的生态性, 要尊重物种的多样性, 以改善人居环境及生态系统的健康为原则, 实现整个生态系统的动态循环特性。
5 结论
河道生态护坡是一个与周围环境相互协调、协同发展的开放性生态系统, 作为适应时代的产物, 不仅满足人们对居住环境的要求, 而且保证了整个河道生态系统的健康。但是, 我国在生态护坡技术方面起步较晚, 因此还存在着许多不足。本文在介绍生态护坡概念的基础上, 简单阐述了生态技术在我国的应用现状以及存在的问题, 为了促进我国生态护坡技术更好地发展, 最后针对以上生态护坡技术在我国存在的问题给出了一些解决的方法, 并对未来的生态护坡技术做了展望。
摘要：河道生态护坡能够解决传统护坡技术所带来的问题, 在兼顾水利效益的前提下, 能够满足人们对生态环境的要求, 切实保障河流生态系统的健康。
关键词：生态,河道护坡,创新
参考文献
[1]汪洋.周明耀.赵瑞龙.城镇河道生态护坡技术的研究现状与展望[J].中国水土保持科学, 2005, 3 (1) :88-92.
[2]范丽梅.浅谈中小河道护坡[J].科技创新与应用, 2012, 3.
浅谈绿化混凝土生态护坡 篇4
绿化混凝土生态护坡是一种可以代替普通混凝土进行施工的生态护坡型式,可解决护砌工程劣化生态环境的`问题,恢复并保护自然水环境.针对这种护坡型式的技术和效益进行研究,阐述了技术要点,介绍了施工工艺,分析了工程效益.
作 者：王晖 靳燕宁 作者单位：王晖(上海市水利管理处,上海,02)
靳燕宁(冲谷实业,深圳,有限公司,广东,深圳,518160)
浅谈三种生态护坡技术 篇5
关键词：植被,护坡,技术
在对生态护坡概念分析的基础上, 剖析了生态护坡的内涵, 介绍了目前主要的生态型护坡技术, 并对其优缺点进行了评价, 最后提出了生态护坡技术创新时应该注意的问题。
防洪工程中的堤防、河道护坡是一项量大面广的基础设施, 通过技术创新, 来选择和确立兼顾防洪、生态和节约的工程护坡形式, 是水利工程设计和防洪建设的一大课题。人们在追求人与自然和谐相处的条件下, 对生态护坡的要求越来越高。防洪工程生态护坡建设应树立“尊重自然、恢复自然”的理念, 使护坡工程与周围环境融为一体。现将以可持续发展的观点, 就水利防洪工程生态护坡谈几点认识。
1 生态护坡是防洪工程的发展趋势
生态护坡是现阶段人们在对水环境要求越来越高、追求人与自然和谐相处的历史条件下, 日益受到重视的。随着我国经济快速发展, 生态与环境恶化日益加重, 特别是严重的水污染引发了新的治水理念变革, 为减少水质污染, 与自然环境和景观相适应的新型生态护坡形式脱颖而出, 生态护坡是防洪工程发展的必然趋势, 对生态护坡的研究也不断深入。
2 生态护坡的内涵
生态护坡, 是指“用活的植物, 单独用植物或者植物与土木工程和非生命的植物材料相结合, 以减轻坡面的不稳定性和侵蚀”, 其途径与手段是利用植被进行坡面保护和侵蚀控制。目前, 工程界更直观地把它称为“边坡绿化”。生态型护坡是以保护、创造生物良好的生存环境和自然景观为前提, 在保证护坡具有一定强度、安全性和耐久性的同时, 兼顾工程的环境效应和生物效应, 以达到一种土体和生物相互涵养, 适合生物生长的仿自然状态。
3 生态护坡的技术
我国生态护坡技术近期发展较快, 形式多样的生态护坡技术已经在北京、上海、广州等经济较发达城市的河道整治过程中得到应用。目前采用的生态护坡技术主要有:植被草、水力喷播植草技术、土工材料固土种植基、植被型生态混凝土、水泥生态种植基等。虽然它们起源时不一定用于河道护坡和护岸结构方面, 但在防洪护坡使用上可以借鉴和参考。下面介绍几种生态护坡技术:
3.1 植物护坡。
发达根系固土植物在水土保持方面有很好的效果, 采用发达根系植物进行护坡固土, 既可以达到固土保沙, 防止水土流失, 又可以满足生态环境的需要, 还可以进行景观赏, 在防洪工程护坡方面可以借鉴。城市河道用植物护坡也存在一些问题。护坡当年易被雨冲刷形成深沟, 护坡效果差, 影响景观。长期浸泡在水下、行洪流速超过3m/8的土堤迎水坡面和防洪重点地段 (如河流弯道) 不适宜植草护坡。
3.2 土工材料固土种植基护坡。
土工材料固土种植基可分为土工网垫固土种植基、土工单元固土种植基等多种形式。土工网垫固土种植基, 主要由聚丙烯等高分子材料制成的网垫和种植土、籽等组成。固土网垫是由多层非拉伸网和双向拉伸平面网组成, 在多层网的交接点经热熔后粘接, 形成稳定的空间网垫。该网垫质地疏松、柔韧, 有合适的高度和空间, 可充填并存储土壤和沙粒。植物的根系可以穿过网孔均衡生长, 长成后的草皮可使网垫、草皮、泥土表层牢固地结合在一起。另外, 现在又出一种土工单元固土种植基, 即利用聚丙烯、高密度聚乙烯等片状材料经热熔粘接成蜂窝状单元中填土植草达到固土护坡的作用。土工材料固土种植基护坡形式也可以采用混凝土、石笼等做成外框来增加坡面稳定性, 虽然比单纯植物护坡抗雨水冲刷效果好一些, 但还是难以抵御较大洪水侵蚀, 还不能应用到堤防迎水坡面。
3.3 植被型生态混凝土护坡植被。
该型生态混凝土由多孔混凝土、保水材料、缓释肥料和表层土组成。多孔混凝土由粗骨料、水泥、适量的细掺和料组成, 是植被型生态混凝土的骨架, 具有较高透气性, 在很大程度上保持了被保护土与空气间的湿、热交换能力。保水材料以有机质保水剂为主, 并掺入无机保水剂混合使用, 为植物提供必需的水分。表层土铺设于多孔混凝土表面, 形成植被发芽空间, 减少土中水分蒸发, 提供植被发芽初期的养分, 防止草生长初期混凝土表面过热。植被型生态混凝土对水流速具有较好的抗冲刷性能, 上面的覆草具有缓冲性能。这种护坡受水位骤降的影响较小;在季节性寒冷地区, 有利于排出和降低被保护土内含水量, 减少冻害破坏。
4 防洪护坡创新中应重视的几个问题
4.1 从政策上支持。
长期的防洪护坡工程建设, 人们已习惯于建设传统护坡。对于新技术和创新成果的推广, 必然会遇到这样那样的阻力。因此, 必须要有一定的政策支持, 才能确保新一代护坡技术的广泛使用。
4.2 既重视具体设计, 又重视宏观视野。
护坡设计看似简单, 但要做出符合中国经济社会发展和时代要求的优秀方案, 必须要将工程师、艺术家、经济师和环境保护部门的思维溶于一体。在具体设计中应对我国发展中应遵循的模式、能源消耗、矿产总量和污染排放处置等都要有一定的了解。
4.3 重视科技创新。
护坡是一种相对低技术含量的水利工程, 如果大量引进采用国外产品, 经济上极不合算。我国是一个治水历史悠久的国家, 都江堰、灵渠、大运河等一批古代杰出水利工程都证明中国人具有无比的智慧。因此, 我们要重视科技创新, 充分调动水利科技工作者的积极性, 开发出具有自主知识产权的新一代护坡产品。
4.4 材料的创新是关键。
河道堤防护坡工程建设耗废大量的块石、混凝土预制块或其他材料, 其成本占工程总费用的比例大。因此, 一定要重视护坡原材料、半成品生产的技术创新, 加快开采、加工、运输各环节配套升级, 制定既开放竞争、又保证规模生产的产业政策, 将护坡工程技术发展的切入点定在半成品生产创新上。
4.5 建设资源节约型护坡。
受资源约束的矛盾日益突出, 一些主要材料、能源、水、土地纷纷告缺, 资源的利用和保护成为人民关注的焦点。1、重视可行性研究, 减少硬化河道护坡。尽量避免河道混凝土护坡建后再拆, 不如尽量少建或非工程措施解决, 有些河段完全可以这样做。如:河岸凸凹不平, 边坡土质抗冲刷能力强的河段;河岸滩较岸边坡平缓、植被生长良好的河段;土堤迎水坡在特大洪水年份也未发生浪坎等险情的河段。当然, 硬化混凝土护坡对防洪来说是有利的, 只有在工程措施和非工程措施上综合权衡利弊。对河道护坡工程进行科学、严谨的可行性研究, 是实现资源节约的前提。2、开阔工程技术设计思路。采用何种形式的护坡来实现资源节约, 仅从传统思想上进行优化创新这种可能性不大。必须开拓新的思路。首先, 尽量减少可再生资源的使用量, 其次考虑护坡的造价与使用年限。 (1) 尽量减少混凝土用量, 优化采用天然石材, 天然石材从经济及性能上看都具有优势。 (2) 提高预制混凝土构件的强度。强度提高了, 可以阻止环境水的侵入, 从而保证混凝土块的抗侵蚀性, 增加了使用年限, 使护坡的分摊成本小。
5 结语
根据目前国情, 具有适用性、经济性和质量效益的生态护坡值得推广应用。针对生态护坡难点问题有必要开展系列研究, 加大这方面的科研投人朝生态护坡发展, 真正做到“尊重自然, 恢复自然”.保护好现有的自然资源。生态护坡不仅具有传统护坡的功能, 而且还融入了景观、文化和生态等多方面内容, 从而可以实现人与自然的和谐共处。
参考文献
三维生态护坡 篇6
1 硬质护坡
河道具有航运、泄洪、涵养水源的作用, 在以往的河道治理的工作中, 主要从航道和泄洪方面着手处理, 很少考虑河道净化水质、涵养水源的作用。因此在进行河道护坡时, 往往选用混凝土、石块等硬质材料, 使用硬质材料建造的护坡具有坚固耐用、泄洪速度快、耐冲刷的特点。
硬质护坡结构的环境评价:
(1) 破坏景观环境人与生态环境和谐相处是我们生活安居乐业的前提, 在经济还未发展的如此迅猛的上世纪, 青山绿水等自然景观仍然是生态环境的主流。随着经济建设需求的逐渐增多, 大量树木被砍伐, 水泥、石灰等现代产物已经将我们隔离在自然环境之外, 未受污染的自然景观已经越来越难以寻觅。
(2) 破坏动植物生存环境传统护坡工程在建造时, 往往会对整个河道进行封闭, 许多陆生、水生植物失去赖以生存的环境, 逐渐趋于灭绝。同时, 硬质护坡结构隔绝了水源下渗的途径, 河水没有了自然过滤, 逐渐趋于浑浊。传统的护坡方法对生态环境的影响主要有: (1) 水泥等石料堆积的河道中, 使具有涵养水源、净化水质作用的水生生物无法生存, 最终导致水质严重恶化; (2) 河水散热能力大幅度下降, 使生态系统面临严重威胁, 特别是夏季高温的情况下, 容易滋生细菌; (3) 随着水流流速的加快, 水中天然生物无法附着在河床上, 直接影响周边沿河野生生物的生存数量。
(3) 影响周边居民生存环境在使用混凝土结构防护坡道时, 会在混凝土中适量添加添加剂增加混凝土的黏土, 如:抗冻剂、膨胀剂等, 这些添加剂会在水中发生反应, 对水质和水生生物的生存产生不利影响。硬质护坡结构没有植物作为天然屏障, 夏季雨水较多时, 会将道路上的有害物质和重金属冲入河道, 污染水体.这虽然不是导致水源污染的主要原因之一, 但也在一定程度上促进了水质的严重恶化。同时, 没有绿色植物防护的河道, 失去了原有的生机, 这和人与自然和谐相处的原则相悖, 不符合现代城市建设的审美观。
2 生态河道防护
2.1 生态护坡的概念
生态护坡的涵盖范围较广, 目前还没有相对明确地概念, 在现代人的普遍观念中, 在河道两侧栽种绿色植物即是护坡, 这种观念其实并不正确。生态不仅是指生物方面。生态护坡应涉及两个方面的含义:首先是护坡, 特别是水位容易变动的区域, 其次是生态的保护, 这两者的统一才是生态护坡的真正含义。生态护坡的具体内涵是: (1) 在满足河道泄洪排涝需求的基础上, 保证河道边坡的水土不流失; (2) 生态护坡系统是开放的系统, 与周围的生态环境密切相关, 在相对独立的前提下, 生态护坡系统会与周边的生态环境进行物质交换; (3) 生态护坡系统, 有助于维持周边生态平衡; (4) 生护坡与水流之间相互作用, 水流冲刷坡岸, 坡岸同时也阻碍着水流流动, 岸坡生态系统担负着地表水流与地下水系交换的媒介作用; (5) 生态护坡是水生态系统的一个重要分支之一, 并与其他生态系统相互协调, 相互依存发展, 它的生态功能直接影响周边生态环境的协调; (6) 生态护坡相对于其他生态系统来说具有可持续发展的作用。
2.2 河道生态护坡的设计原则
生态护坡系统将参与其中的动植物固定在一定的生态区域内, 同时生态护坡系统也利用植物的根系使岸坡更加的稳固和抗冲刷, 同时生态护坡系统还具备一个较为明显的优势是造价低、景色美。生态护坡系统在国外的应用较为广泛, 在国内的应用才刚刚开始。生态护坡设计的基本原则为:
(1) 生态护坡系统在建造时必须营造适合多种生物生存的生长环境。
(2) 生态护坡建造时首先要满足岸坡的渠道和堤防的作用, 并尽量减少成本。
(3) 在建造时尽量减少刚性结构的使用, 着重加强生态护坡系统的“软效果”即尽量美化环境, 与周围环境相互协调。
(4) 进行水文分析, 确定河道内的水位变化范围, 结合植物周边环境, 选择合适的生物进行种植。
(5) 在进行材料选择时, 尽量选取自然环境, 避免对环境造成二次污染。
(6) 在进行河道护坡生态系统植物选择时, 要尊重人们的亲水要求。
2.3 护坡栽种植物的选择
在选择植物之前, 应首先调查周边植物, 根据调查结果, 考虑栽种的植物与周边环境是否符合, 并协调周边景观, 考虑周边环境的安全性与地域性, 并按照以下条件进行选择: (1) 适合周边气候和气象环境的的树种; (2) 对土壤环境要求低; (3) 最好选择周边树种; (4) 抗病虫害能力强, 对周边环境无危害; (5) 植物寿命长; (6) 相对美观; (7) 容易管理; (8) 市场性好。
2.4 生态护坡建造结构的选择
生态护坡的结构一般分为:加筋结构和非加筋结构两种。在进行生态护坡时选择这两种结构形式, 可以自由变换护坡的倾斜角度, 避免硬质材料的大量使用, 各生态袋之间选用鑫三角结构。一般的生态护坡结构主要由生态袋、土工格栅、连接扣和其他辅助材料制成, 生态袋制作大多选用PE材料, PE具有抗老化、不降解、抗紫外线、可回收的特点。生态袋内可任意填充, 表面可种植植物进行岸坡绿化。鑫三角结构作为新兴的绿色生态修复技术, 可在其中填充适合植物生长的土壤及材料等, 逐步形成与周围环境相融合的绿色健康的生态系统。
3 生态护坡技术工程实践
3.1 工程情况简介
为检验生态河道护坡技术的应用效果, 特选取某处作为试验区进行生态护坡技术的工程实践。
3.2 实验方案
本次试验工程采用鑫三角生态袋加加筋挡土墙的形式。
3.3 技术优势
通过对生态护坡技术与硬质石块护坡技术的对比, 很明显可以看出, 生态护坡技术的成本要远远低于硬质石块砂浆护坡。而且在实际建造过程中, 施工周期短、生态效用明显、效果快。
3.4 应用成效分析
经过实验可以看出生态护坡优点极为明显, 具体表现为: (1) 避免了原有硬质石块砂浆的生硬和呆板, 实现了环保、工程、绿化于一体; (2) 利用不同季节植物的颜色和形状, 改善了河道内的自然生态环境; (3) 减少了石块、树木的使用, 避免了资源浪费和环境污染; (4) 满足了人们对和谐自然的需要; (5) 工程造价费用偏低。
从后期维护方面来说, 硬质护坡后期无需多次维护。但生态护坡需在植物成活之前进行维护, 植物正常生长后, 会随自然规律逐渐更新, 所以后期无需再进行维护。在人们越来越重视生态环境的今天, 生态护坡技术在水利工程中的应用前景十分广阔。
4 结束语
在以往的河道护坡技术选择时, 往往倾向于硬质护坡, 但随着时间推移, 硬质护坡技术的缺点逐渐显露, 已不再适合日后的河道治理工作, 生态护坡技术由于能把河道周边的生命体纳入到一整个生态系统中, 对于改善水资源环境恢复生态具有十分积极的作用。生态护坡技术的应用以人为本, 符合构建健康良好生态环境的理念, 而在实验过程中取得的一系列研究成果, 也为日后的生态护坡技术的实施应用提供了研究案例。
摘要：随着经济的发展, 生态环境问题日益突出, 台风、地震、海啸等极端天气频繁出现, 人们对生存环境改善的需求日益迫切, 水作为生存必不可少的要素之一, 水生态系统的恢复尤其重要。本文重点研究生态护坡技术在生态河道建设中的应用, 结合新型护坡技术, 总结生态护坡技术在实际应用中的实施方法和实施要点, 希望能对相关参阅人员起到一定的参考作用。
关键词：生态护坡技术,生态河道建设,应用研究
参考文献
[1]孙帅.生态护坡技术在城市河道治理中的应用[J].城市建设理论研究, 2015 (23) :134~135.
[2]齐青.河道生态治理中的生态护坡分析[J].农业资源与环境, 2012 (35) :23~25.
防洪工程中的生态护坡探讨 篇7
1 防洪工程生态护坡的发展方向
人们在和江河长久的争斗过程中, 研究出一些适合当地自然状况的河工建筑物形式。堤防、河道护坡项目也是相同的, 一条河流的上游地区和下游位置、一个国家的南方地区与北方地区、经济发达国家和发展中国家都是不一样的。在时代的变化前进中, 人类对堤防以及护坡的了解以及需求也是不一样的, 当前人们对水环境以及护坡的需求日益提升, 在人和自然融洽相处的历史环境下, 越来越关注。
中国在上世纪九十年代就形成了生态护坡的思想。在一九九一年河道堤防管制机构就留意到了生态护坡。在二十一世纪, 伴随着国内经济的飞速前进, 生态和环境越来越差, 尤其是因为水源受到严重的污染引导了治水思想的改革, 越来越多的能够降低水污染, 和自然景色相融的新式护坡慢慢形成, 对生态护坡的探索也在持续加深中。
现在, 国内慢慢开始实施开展的生态护坡形式主要有:土工材料复合栽植植被护坡、植被护坡、水泥生态栽植护坡、植被型生态混凝土护坡。国内实施的生态护坡建造是引进了发达国家先进的经验之后根据我国实情进行改进, 还有一些先进的设备也是从发达国家购买。准确了解生态护坡成长过程, 同时选用适宜区域内自然环境的种类, 要确定生态护坡的实质以及特征。
2 生态护坡的技术
在最近几年, 生态护坡有了飞速前进, 种类更多的生态护坡措施已经在我国沿海经济发达地区慢慢的得到使用。现在使用的生态护坡大多是植被草、水力喷洒栽植草措施、木工材料稳固植被、水泥生态植被、植被式生态混凝土等。尽管它们最初的目的不是为了护坡保护河道, 不过在护坡中能够发挥功能, 下面推荐几项生态护坡措施。
2.1 植物护坡
植物根系生长健壮发达在保持水土方面能够有较好的结果, 所以在护坡的植物上大多选择使用根系生长发达的, 不仅能够避免水土出现流失, 还能够达到生态环境的要求, 防洪项目护坡能够参考。在城市河道的护坡植被中也具有许多毛病, 因为长久的使用已经出现深沟, 没什么作用, 也不美观。
2.2 土工材料固土种植基护坡
土工材料固土种植基可分为土工网垫固土种植基、土工单元固土种植基等多种形式。土工网垫固土种植基, 主要由聚丙烯等高分子材料制成的网垫和种植土、籽等组成。固土网垫是由多层非拉伸网和双向拉伸平面网组成, 在多层网的交接点经热熔后连接, 形成稳定的空间刚垫。该网垫质地疏松、柔韧, 有合适的高度和空间, 可充填并存储土壤和沙粒。植物的根系可以穿过网孔均衡生长, 长成后的草皮可使网垫、草皮、泥土表层牢固地结合在一起。另外, 现在又出一种土工单元固土种植基, 即利用聚丙烯、高密度聚乙烯等片状材料经热熔粘接成蜂窝状单元中填土植草达到固土护坡的作用。土工材料固土种植基护坡形式也可以采用混凝土、石笼等做成外框来增加坡面稳定性, 虽然比单纯植物护坡抗雨水冲刷效果好一些, 但还是难以抵御较大洪水侵蚀, 还不能应用到堤防迎水坡面。
2.3 植被型生态混凝土护坡植被
这种类型的生态混凝土主要包含保水物质、多孔混凝土、表层土以及缓释肥料。保水物质主要是有机质保水物料在加入一些无机保水物料一起运用, 为植物供应所需的水分。多孔混凝土是粗集料、一定量的细集料、水泥构成, 是这种混凝土的关键部分, 拥有高透气性, 主要功能是确保所护坡的位置土壤与空气的水分、热量交换。表层土是覆盖在多孔混凝土上面的, 能够给植被成长的地方, 降低水分挥发, 为植物在最开始成长的阶段供应肥料, 避免植物生长空间温度过高。这种类型的混凝土具有良好的抵抗水土的冲洗功能, 上面生长的植被能够抵抗水流冲击。这种类型的护坡不会因为水位的突然改变而受到什么太大的影响, 在冬天, 能够释放出来以及减少被呵护土壤内的水分, 降低冻伤的可能性。
3 防洪护坡创新中应重视的几个问题
3.1 既重视具体设计, 又重视宏观视野
护坡策划表面上不难, 不过要策划出适合我国社会经济前进以及时代需求的最佳方法, 一定要把工程师、经济师、艺术者、环保机构的思想统筹起来。在详细的策划中要熟悉掌握国内发展中所依照的形式、资源耗用、矿产产量以及排泄垃圾等。
3.2 重视科技创新
护坡归类于水利项目, 所使用的科技水准不高, 假如大批使用发达国家的商品, 会耗用大量的经济。中国在古代就有很多治水的典例, 例如京杭运河、都江堰以及灵渠等这些水利项目都是古代优秀的治水作品。所以, 我们要注重在科学技术方面的改革, 调整科学技术人员的主动性, 创造出拥有自己知识产权的优秀的护坡方式。
3.3 材料的创新是关键
河道堤防护坡工程建设耗废大量的块石、混凝土预制块或其他材料, 其成本占工程总费用的比例大。因此, 一定要重视护坡原材料、半成品生产的技术创新, 加快开采、加工, 运输各环节配套升级, 制定既开放竞争、又保证规模生产的产业政策, 将护坡工程技术发展的切入点定在半成品生产创新上。
3.4 建设资源节约型护坡
受资源约束的矛盾日益突出, 一些主要材料、能源、水、土地纷纷告缺, 资源的利用和保护成为人民关注的焦点。 (1) 重视可行性研究, 减少硬化河道护坡。尽量避免河道混凝土护坡建后再拆, 不如尽量少建或非工程措施解决, 有些河段完全可以这样做。如河岸凸凹不平, 边坡土质抗冲刷能力强的河段, 河岸滩较岸边坡平缓、植被生长良好的河段, 士堤迎水坡在特大洪水年份也未发生浪坎等险情的河段。当然, 硬化混凝土护坡对防洪来说是有利的, 只有在工程措施和非工程措施上综合权衡利弊。对河道护坡工程进行科学、严谨的可行性研究, 是实现资源节约的前提。 (2) 开阔工程技术设计思路。采用何种形式的护坡来实现资源节约, 仅从传统思想上进行优化创新这种可能性不大, 必须开拓新的思路。首先, 尽量减少可再生资源的使用量, 其次考虑护坡的造价与使用年限。例如, 尽量减少混凝土用量, 优化采用天然石材, 天然石材从经济及性能上看都具有优势提高预制混凝土构件的强度。强度提高了, 可以阻止环境水的侵入, 从而保证混凝土块的抗侵蚀性, 增加了使用年限, 使护坡的分摊成本小。
4 结束语
按照现在我国社会市场经济的实际状况以及品质效应, 适合生态护坡项目永续前进的思想, 值得广泛使用。无误的政策一定是创建在有关科学探索的根本上, 面对生态护坡问题进行相关的探索, 增加在这些部分的科学研究, 朝着生态护坡方向前进。把生态和项目性能与安全性放在一起进行综合思考, 防洪项目生态护坡项目创建, 要坚持自然为主、保护自然的思想, 促进护坡项目与周围的环境相结合在一起。
参考文献
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[3]邢坦.浅谈防洪工程生态护坡[J].科技信息 (科学教研) , 2007 (27) .
小流域综合治理生态护坡的应用 篇8
1 植物立体护岸
植物立体护岸适用于大部分村庄河道, 主要包括工程措施和生物措施2个方面。工程措施主要包括河坡、青坎和圩堤的土地整治, 路面、堤坡砼导流沟的土方开挖和砌筑。村庄河道整治工程完成后, 裸露表土需采取植物防护措施, 采取植物措施进行防护前, 需要对裸露表土进行整地, 以利于植物生长, 整地的主要内容包括找平、夯实、松耕表土等。为防止雨水和坡面径流的冲刷所导致的片蚀和沟蚀, 减少泥沙入河量, 保护水环境, 修建路面、 (堤坡) 砼导流沟。实现乔、灌、草结合, 乔木速生林选择意杨、水杉, 景观林选择女贞、香樟、柏树、银杏、柳树;灌木选择月季、小叶黄杨, 草选择狗牙根、三叶草、茅草。生物措施主要为选择适地和水土保持效果较好、经济效益较高的树种和牧草品种种植。根据气候条件, 建筑物布置、功能分区、绿化美化、防治污染和水土保持等要求综合考虑, 合理选择树种, 突出重点, 分区绿化[1]。
同时结合喷洒水土保持剂, 可减少因地表径流造成的土壤流失, 提高土壤渗透力, 保土保肥, 缓解和调节土壤水分蒸发等作用, 费用为0.3元/m2。以江苏省东台市五烈河段为例, 长5.5 km, 水土保持措施涉及河道左、右岸的河坡、青坎和堤防。左岸的实施范围为“东五”公路南侧至水面以上的河坡、青坎, 右岸的实施范围为水面至青坎和堤防部分 (居民区1.5 km除外) 。左、右岸青坎宽度平均为4.3 m和2.8 m, 青坎平均真高2.8 m。以常水位真高1.3 m测算, 常水位至圩堤 (公路) 左岸水土保持面积3.85万m2、右岸2.2万m2, 合计6.05万m2, 需工程措施费用77.58万元、植物措施费用43.82万元、其他费用15.53万元, 合计136.93万元, 平均22.6元/m2。
2 景观斜坡河段护坡
镇区、风景区等景观斜坡河段护坡采用反滤混凝土砌块挡墙工程系统, 反滤混凝土砌块挡墙工程系统由反滤混凝土砌块、连接件、块石、植物、土工格栅等共同组成的基于加筋土理论的生态挡土墙系统。由高强度反滤混凝土砌块砌筑而成, 上下无顶板或底板。砌块采用渗透系数介于0.01~0.10 cm/s、强度不低于C25的高强度反滤混凝土材料预制而成。反滤混凝土砌块挡墙投资估算情况见表1。砌块砌筑时采用层层退台的方式, 通过连接件及凹槽固定。挡墙砌块内常水位以下回填块石, 形成鸟巢, 为水生植物提供栖息场所;长水位以上回填碎石土, 利于灌木及藤蔓植物生长。反滤混凝土砌块挡墙工程系统能适应一定的地基不均匀沉降, 整个墙体整体透水、反滤, 墙后的水体可以快速排出, 适应自然水体的水位变化, 从而提高边坡稳定性[2,3] (图1) 。
注:以75°坡度为例, 此估算为1延米的造价, 挡墙砌块的尺寸155 cm×80 cm×50 cm为预制, 含运费及吊装。
3 垂直石砌驳岸护坡
垂直石砌驳岸护坡采用石砌岸排水孔藤本植物栽培技术, 石砌岸排水孔藤本植物栽培技术应用藤本植物全株能在茎上各处都能长出不定根, 根据葡萄科等有关植物, 具有耐旱、耐涝、抗洪水冲击力强、耐浸泡、生长快、再生能力强、茎生长较缓慢, 而叶与侧枝生长量宏大的原理;在石砌岸排水孔中安装排水加肥器, 既能将肥液和抗旱用水加入到植物根部, 又能将堤岸内的渗透水, 倒灌洪水以及地下水能迅速排出石砌岸外的原理[4,5];根据石砌岸经植物叶面覆盖后, 能降低温差, 减少石块与水泥砂浆, 因膨胀系数不同而容易缩短石砌岸使用寿命的原理。结合拟选植物物种的特性, 藤本植物选择爬山虎, 栽培行株距为3 m×1 m, 排水加肥器、藤本植物成本约为30元/m2 (图2) 。
4 现浇绿化混凝土护坡
现浇绿化混凝土护坡新技术原理是由碎石、水泥、水与特殊元素配伍, 并采用特殊的设备制作而成。其孔隙率高达35%以上。抗压强度在8~12 N/mm2, 适应根系3 mm以下的各种草本植物生长。由于它的表面产生分布均匀Φ2.5 cm、深6~10 cm的孔洞, 因此在内部能储存一定数量营养土及水分, 能使植物生长更为理想[6,7]。由于其表面产生的孔洞及高孔隙率, 使得植草的根系穿透孔隙后扎入土中, 起到一定的锚固作用, 更提高抗冲刷强度, 而且草根对绿化混凝土不产生膨胀破坏作用。在自然河堤护坡上使用, 能有效防止水土流失和植草被人为踩踏死亡 (图3) 。绿化混凝土底部采用特殊方法而产生分布均匀的小柱子使护坡更牢固, 可现场浇制, 操作简便, 比传统浆砌块植草砖省力又省钱。不同厚度成本相差较大, 厚度取决于项目的坡度、流速以及沉降情况等条件。10 cm厚度造价约160元/m2, 包含生态混凝土的综合单价和绿化120元/m2, 10 cm C20素砼框格40元/m2。
5 灌注型植生卷材护坡
灌注型植生卷材护坡及绿化技术是把种子和特殊有机质资材注入到植生卷材内, 使其在各类边坡表面长期生长, 达到永久性绿化的目的, 由于特殊发育基础材料的作用可以为植物提供稳定的生长基础。河道护坡在实现生态治理的同时, 具备了水土保持能力, 抗击洪水、雨水, 还有绿化效果[8]。灌注型植生卷材由特殊材料通过独特的方法编织而成, 具有较大的抗拉强度和伸缩率, 能保证植生基础材料注入后织物孔隙逐渐张开, 避免妨碍到植物发芽;抗紫外线, 抗老化、无毒、不助燃、裂口不延伸等特点, 能保证植生卷材在使用过程中的耐久性和抗破损能力。适用范围:可以在植生绿化的坡度范围为1.0∶0.3之内;可以在凹凸大的坡面, 硬质的岩石、混凝土、多孔混凝土、浆砌石块表面以及其他无土壤地带进行绿化 (图4) 。根据厚度的不同成本相差较大, 厚度取决于项目的坡度、施工面 (硬质边坡还是土质边坡等) 、流速等条件。5 cm厚度造价约100元/m2, 包含卷材及营养基材的价格, 不包含平坡等施工价格。
摘要：硬质化的混凝土护坡容易对河道自身的生态系统平衡造成破坏, 因此基于生态修复理论, 提出建设生态型护坡。根据土壤质地和气候等实际情况, 选择5种适合推广的生态护坡模式, 即植物立体护岸、景观斜坡河段护坡、垂直石砌驳岸护坡、现浇绿化混凝土护坡、灌注型植生卷材护坡, 从而为城市河道护坡建设提供参考。
关键词：河道,小流域,综合治理,生态护坡,模式,应用
参考文献
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[6]郑德戈, 谢修平, 林山华.生态混凝土护坡及灌注型植生卷材绿化工法在水利工程护岸中的应用[J].水利水电技术, 2012 (2) :26-29.
[7]仁李.底柱表孔型现浇绿化混凝土在黑臭河道治理工程中的应用[J].水利技术监督, 2014 (1) :58-60.
浅谈河道生态护坡的几种方法 篇9
1生态护坡的优势及原则
1.1优势。①生态护坡设计相较于传统的护坡方式孔隙率更大, 护坡上能够充分的生长植物, 形成一个小的生态环境, 为各种生物提供生存环境, 并且能够起到稳定堤岸结构的作用。②生态护坡的应用提高了地下水与河水的沟通能力, 促进了水汽的有效循环, 实现了物质、养料、能量的交流, 完善了循环系统。③生态护坡具有自我修复的能力, 维护管理工作较为简单, 并且成本造价较低, 性价比较高。④护岸材料柔性化, 适应曲折的河岸线型。复式断面在常水位以下部分可以采用矩形或者梯形断面, 既解决了常水位时亲水性的要求, 又满足了洪水位时泄洪的要求。
1.2原则。河道生态护岸建设的基本思想和设计原则如下:
①自然环境、生态系统的设置:主要通过扩大水面和绿地、设置生物的生长区域和水质保护等实现。②景观设计, 生态护坡的设计要与周围环境进行相关呼应, 保证水边景观的自然性和连续性, 避免建筑的突兀, 促进景观与整个环境的和谐。③亲水空间的设计要注意, 具体的亲水空间设计可以通过亲水平台、步级台阶, 码头, 绿地等设置来保证, 做到自然景观与人为景观的融合。④循环型空间设计, 注重环境问题, 在材料选用过程以及施工全过程中都要注意避免产生二次污染, 控制废料的影响, 多采用天然材料结构, 从而达到环保的要求。
2河道生态护坡的方法
2.1植物立体护坡
植物立体护坡主要是运用在一些乡村的河道, 具体分为工程措施和生物措施两个方面, 工程措施主要包括的是对河坡、青砍等土地进行整治, 以及路面、堤坡混凝土的导流沟的土方开挖和砌筑等。在村庄河道的整治工程施工完毕后, 一些裸露的地表就需要用植被来进行防护, 在防护工程之前, 要先对地表土进行整理, 为植物创造更加优越的生存环境。整地主要是进行一些找平、夯实以及松耕表土等工序。在河道的周围很容易受到雨水的冲刷而形成片蚀和沟蚀的现象, 为了防止这种现象的发生, 就要修建一些路面、混凝土的导沟流。而要实现乔灌草的结合种植方式, 对于乔木来说就要尽可能选择意杨或者是水杉;在景观林上选择香樟、银杏、柳树等;草可以选择一些三叶草以及茅草等。
生物措施主要是通过选择一些水土保持效果较好、经济效益较高的品种来进行种植, 然后根据不同的气候条件和功能的划分来选择树种, 然后可以适当使用一些喷洒水土保持剂, 使得土壤的渗透能力得到提升, 起到保土保肥、减少土壤水分蒸发的作用。
2.2尽管斜坡河段的护坡
在一些镇区或者是风景区的斜坡河段, 采用的都是反滤混凝土砌块挡墙工程系统, 这个系统是由反滤混凝土砌块、连接件以及块石和植物等组成的, 由于反滤混凝土砌块的强度极高, 所以上下没有顶板或者是底板, 在砌筑的过程中使用的是层层退台的方式进行的, 用连接件或者是凹槽来进行固定。在挡墙砌块的内部形成鸟巢, 可以给水生植物提供一些栖息的场所, 然后同碎石土把常水位以上的部位进行回填, 这样可以更好地促进灌木植物的生长。反滤混凝土砌块挡墙工程最大优势就是可以适应一些地基不均匀的情况, 可以让一些墙后的水体尽快的排出, 这样对于一些自然水体水位的变化就可以进行调整, 使得边坡的稳定性有了很大的提升。
2.3垂直石砌驳岸护坡
这种护坡方法主要使用的是石砌岸排水孔藤本植物栽培技术, 因为藤本植物的全株在颈上的各个位置都可以长出不定的根, 其具有很强的耐旱、耐涝、以及再生能力强等特点, 通过安装加肥器, 就可以实现把一些肥液以及抗旱用水加入到植物的根部, 还可以把一些堤岸的倒灌水和渗透水等在第一时间排出, 然后用植物的叶面把石砌岸进行覆盖, 可以很好地降低温差, 减少由于温差的原因导致膨胀系数的不同, 进而使得使用的寿命受到影响。
2.4现浇绿化混凝土护岸
这里所指的混凝土与一般意义上的混凝土有一定的区别, 主要在于现浇绿化混凝土的骨料较大, 并且是用特殊的机械搅拌摊铺而成。这种混凝土护坡比较适合一些草本植物的种植和生长, 这些植物一般可以选择根系较短的植物, 这是因为在这种混凝土的表面上会形成一些孔洞, 这些孔洞的存在可以存储一些水分及营养, 满足短根植物的生长需求。并且这种现浇混凝土护坡的孔洞还孔隙, 还可以让植物的根系深深扎入土中, 从而达到锚固护坡的效果, 避免了河道边坡的水土流失问题发生, 达到护坡目的。同时, 这种在这种混凝土的底部, 还会有一定的小柱子, 使整个结构更好的贴合在土质层里, 使结构更为稳固。并且这种护坡的施工方法较为方便简单, 可以直接根据实际情况现场浇筑, 这要比浆砌块的护坡形式更加节省人力和材料, 成本也相对较低。
2.5灌注型植生卷材护坡
这种方法主要是通过把种子和一些特殊的有机质直接灌入到植生卷材的内部, 可以让其在各类边坡的表面进行生长, 这样就可以实现永久性绿化的目的, 由于基础发育材料的特殊性, 其可以为植物的生长提供更加稳定的生长基础, 在实现生态护坡的同时, 也提高了原有的水土保持能力。而且通过一些特殊的编织方法, 利用卷材的抗拉强度和伸缩率, 可以确保基础材料能够张开缝隙, 以免影响植物的正常生长, 这种方法具有很好的抗紫外线和抗老化的作用, 在使用过程中的耐久性和抗破损能力也是很强的, 其一般的适用在植物的绿化坡度在1.0—0.3之间, 可以实现在一些凹凸面比较大的坡面、混凝土坡面以及浆砌块石等表面进行绿化。不同的厚度在成本费用上也会存在很大的差别, 这些都是根据具体的河道环境来决定。
3结论
总之, 在现代的水利河道施工中, 可以采用的护坡形式有很多种, 而生态护坡无疑是最为理想的护坡形式, 更为经济合理, 施工也更加方便。为了使河道护坡更加适应现代发展, 在保证安全性和强度耐久性的情况下, 注重绿色环保和生态环境的效果, 改变传统的混凝土人工河堤的方式, 通过水系和土体以及植物进行综合的联系和研究, 从而选择适合植物生长的生态护坡已经成为了未来的一种发展趋势, 作为水利工作者, 我们需要不断的推广生态型护坡的思路, 多采用新思路和新方法, 从而建设一个和谐的水利生态环境。
摘要：近年来我国的经济建设取得了很大的发展, 但是在发展经济的过程中给生态环境却带来了严重的污染, 特别是河道两边的护坡工程, 生态环境的恶化使得河道周围的绿色植物受到很大影响。通过对河道生态护坡的优势进行分析, 提出几点生态护坡的方法, 仅供参考。
关键词：河道,生态护坡,方法
参考文献
[1]秦亚丽.浅谈现代城市河道生态护坡的设计[J].陕西水利, 2013 (4) :133-134.