水利工程中河道生态护坡施工技术论文_余华娇1,刘丽2

1.湖北省汉江河道管理局潜江汉江管理分局 湖北 潜江 433100

2.湖北省汉江河道管理局后勤服务中心 湖北 潜江 433100

摘要:水是万物之源,是人们生活的重要基础保障,水资源的开发、利用、保护已成为当今社会发展关注的焦点。水利工程建设可以控制水流量,人工配置水资源,使水资源的利用满足人类生存和发展的需要。由于自然条件和人为因素的影响,边坡被冲刷,导致河岸崩塌,对农作物或建筑物造成安全威胁。因此,做好防坡防护工程显得尤为重要。搞好水利工程,其中一个重要方面就是护坡,在护坡防护方法中,目前大多采用抛石、干砌石和石笼直接加固岸坡,以防水流侵蚀,但随着风、日等自然条件的变化,这种方法会失效。不仅大大降低了护坡防护效果,而且会在一定程度上影响护坡的美观,危及生态环境。因此,完善现代河道生态护坡技术对于社会经济的发展和生态的可持续性具有重要意义。

关键词:水利工程;河道生态护坡;施工技术

引言

传统的护坡在河道的行洪、排涝、堤防以及水土保持等方面做出了成绩,但我们却忽略了它对生态环境产生不利影响。随着环保意识逐渐加强,生态护坡技术理念应运而生。生态护坡不但具有传统护坡的功效,而且融合了河道的景观、文化和生态多个方面的内涵,共同营造出和谐的生态水利环境,从而实现人与自然的和谐相处。

1传统护坡相关概述

1.1传统护坡形式概述

传统河道护坡形式以浆砌、干砌块石、沉排护坡、土工编织布沙袋护坡、平顺抛石护坡、混凝土护坡、粉煤灰水泥土护坡等形式。传统护坡主要为维持岸坡稳定性的,避免水土流失及洪涝灾害发生。不同护坡造价不同,对应施工难度、维护难度、对环境影响不同。

1.2传统护坡形式对环境的影响

1.2.1对景观环境影响

传统河道护坡属于城市景观一种,但是传统护坡无草木装饰,缺乏绿色特性,与现代化自然生态潮流不符,缺乏环境一致性、整体性和协调性。此外,该护坡结构多老化严重,造成建筑垃圾出现,影响景观质量。

1.2.2对生态环境影响

传统护坡多属于封闭式护坡,河中生物及微生物生存环境恶劣,河水自净能力下降。此外,水生植物无法在坚固坡面生长,导致生态环境失衡,生态环境恶化。

2工程概况

在某地河道治理过程中遇到一处高坎岸坡,其岩土体主要为均质土,挡墙高度约为3.1m,坡度比约为0.16。挡土墙以上承重平台具有一处高陡斜坡,坡度比达到1.5,高度约为7.2m。岩土体主要抗剪参数为:黏聚力c约为25kPa,内摩擦角Φ为16°,弹性模量与泊松比分别为30MPa、0.3,土体渗透系数为10-6cm/s,属于低渗透性土体,土体容重约为19kN/m3。在前期护坡设计中主要采用了传统护坡工艺,对坡面人工浇筑了C25混凝土,厚度约为0.25m,混凝土基本物理力学参数:弹性模量为3×104MPa,容重为22kN/m3。其具体几何形态见图1。现该岸坡由于采用了传统护坡施工工艺导致周边人文景观不搭配,生态环境受到损害,故而设计方与施工方将采用自然植被与人工材料联合护坡的生态护坡进行设计施工。

3水利工程中河道生态护坡施工技术

3.1现浇网格生态护坡技术

现浇网格生态护坡工艺,是指利用特殊的钢筋混凝土制成生态护坡模板,在边坡现场浇筑生态护坡网格,并在坡体内加设锚杆,从而达到蓄水、营造生境的鱼鳞坑型立体网格护坡系统,在坡体内种植护坡植物,实现边坡水土保持、边坡稳固和植被恢复以及景观化的新型边坡修复技术。其中,植物、锚杆以及鱼鳞坑网格是现浇网格生态护坡工艺的必不可少的三个构成要素。该工艺适用于均匀沉降岩土边坡或边坡地质结构稳定;高寒干旱以及90°以下的各种坡高、坡长和坡质的边坡。目前,在河道边坡中应用效果良好。

现浇网格生态护坡工艺集合了岩土工程、力学、生态学、环保学理论。其工艺原理包括:(1)硬质工程:利用钢筋混凝土现场浇筑网格,并与锚杆形成三维立体稳固结构,发挥坡面稳固效果。(2)植物根系:在护坡网格里种植乡土植物,待植物根系在土壤中生长出错综盘结后,达到稳固边坡效果,也能起到美化环境效果。(3)生态恢复:鱼鳞坑设计能够蓄积雨水,结合生态入侵、种群、群落等生态学原理,营造出区域生态系统,达到恢复生态效果。

现浇网格生态护坡工艺集合了多个领域学科,与传统护坡工艺相比具有明显的技术优势:(1)护坡效果好。现浇网格生态护坡工艺采用鱼鳞网格与锚杆,组成三维立体结构网状,边坡系数<1.5,稳固性能强,结合护坡植物根系的生长,增强护坡能力。(2)水土保持好。现浇网格生态护坡工艺成型后,护坡网格会呈现出向下的框梁垂直坡面,且鱼鳞坑要低于周边框梁中间结构,形成许多蓄水平台,有效涵养水源。(3)生态恢复好。现浇网格生态护坡选用乡土植物,与地域气候、环境相适应,发挥植物抗旱、节水,此外,网格中覆盖表层土壤,有利于植物种子的生长,营造出良好自然群落。(4)工艺操作简便。现浇网格生态护坡工艺采用混凝土“模板”现场浇筑,施工简便,解决护坡领域支设固定模板难题,网格结构,降低材料使用量,后期维护简便,节约成本。

3.2RXP生态砌块挡墙护坡技术

RXP生态砌块指的是荣勋砌块挡墙,此类砌块具有占地面积小,能够有效地节约土地面积的特点。根据该单位工程的具体地质情况和RXP生态砌块的特点,在挡墙底部由于已浇筑有C25混凝土,故而继续浇筑成基础宽度约为60cm,厚度达到10cm。在基础层主要采用RXP300-10型生态砌块,中间层与顶层分别采用RXP280-10主砌块与压顶砌块。

在挡墙背后坡面处采用土工格栅铺垫,土工格栅主要采用的是单向聚丙烯土工格栅,此类格栅具有增强岩土体之间摩擦力的作用,同时在压实的过程中需要将此压实度逐步压实,保证压实度在90%以上。同时砌块之间留有的缝隙,缝隙宽度约为80mm,可以进行播种植物种子,亦方便了微生物的繁衍与能量的传输。挡墙顶部主要浇筑的是C20混凝土,厚度与宽度分别为10cm与2m。

3.3植物护坡技术

针对在该河道治理过程中遇到的高坎岸坡,为了不影响河道的正常泄洪能力,因此设计出植物护坡设计方案,在岸坡边种植一些水生植物,尽量避免种植沉水植物。在岸坡面上种植一些生命力顽强、固土能力强的灌木或乔木等。

根据岩土体性质,结合生态学知识,植物护坡设计中主要植物材料选用的是水葱、麦冬草、夹竹桃、栾树、构骨冬青、樟树六种植物。坡脚处主要采用桩基础抗冲刷,固堤护坡,桩基础直径约为15cm,木桩间距约为5cm,打入水中,但入水深度不可超过桩身长度的一半。在岸坡面主要种植一些麦冬草籽,岸顶种植樟树,成间隔布置,保证间距约为0.5m,营建和谐的河边植被景观。

采用植物护坡技术,植物带交错分布在岸坡面和岸顶,所选用的草本植物具有生长迅速,根系发育较完善,乔灌植物能有效保证坡面的土壤不被侵蚀。植物通过自身的收集雨水的能力,保证植被可以固土,留住水分,减小了坡面水体流量,削弱了河流对岸坡的侵蚀。由于本方案中采用了桩基保护坡脚,故而不用担心坡脚处水流对岸坡的冲刷,保证了岸坡的稳定性。

结语

总之,完善河道生态护坡技术,可以进一步促进水利工程的发展,实现护坡防护与生态建设的双赢局面。我们要不断学习实践,不断学习进步,总结和梳理护坡工程存在的问题,坚持绿色经济,实现生态护坡技术。

参考文献

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[2]王港.河道治理工程存在问题及对策分析[J].黑龙江水利科技,2017,45(05):196-197.

[3]宋岩.海城市河道治理生态护坡方案研究[J].水利规划与设计,2017(04):101-104.

论文作者:余华娇1,刘丽2

论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第03期

论文发表时间:2019/5/27

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