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摘要：BSC生物基质砼是伴随着科技的发展和人类对生活环境要求的提高而产生的一种人类与自然环境的协调且具有积极作用的新型特种砼技术。BSC生物基质砼保持了原始河道在减轻环境负荷、植生、净化水质等方面功能，同时一改原始砼表面光滑、粗糙的历时，在城区河流治理中得到了广泛应用。
关键词：BSC生物基质砼；设计；河道整治；应用
1.工程概况
宣汉县南坝镇前河防洪工程位于宣汉县南坝镇前河流域干流上，控制集水面积2082km2。前河为州河主要支流之一，发源于城口县燕麦乡光头山，海拔高程2685.7m，控制面积2754km2，总落差约327m，前河流域宣汉县境内控制面积1917.7km2，干流长145km，平均坡降2.3‰，流域自东北流向西南，经鸡唱、龙泉、渡口、樊哙、土黄、五宝、南坝等乡镇，于宣汉县城汇入州河。
前河地处山区，分水地带海拔高程多在2000m以上，向下游逐渐递减，整个流域地势呈东北高西南低之势，山地面积约占80%左右，流域内山高坡陡，相对高差约在500～800m之间，河面宽约30～50m，滩多弯急，落差大，水流湍急，源头高山有部分森林，植被较好，中下游开垦度大，植被较差，水土流失较重。
根据《防洪标准》(GB50201-2014)、《城市防洪工程设计规范》(JJ50-92)和《堤防工程设计规范》(GB50286-2013)的相关规定，结合南坝镇的社会、经济地位，地区发展规划，本防洪工程防洪标准确定为洪水重现期10年，工程段设计洪水流量3550m3/s。
堤防主要建筑物等级确定为5级建筑物，次要建筑物和临时建筑物为5级。
2. 前河南坝镇城区段现状
南坝镇防洪设施薄弱，堤防工程建设滞后，防洪工程布局单一，上游无控制性工程，河道上未统一进行堤防建设，部分堤防为镇政府及沿河住户建设，存在防洪标准低，工程措施不一，安全隐患大的问题。历史上曾多次发生大洪水，近年来洪灾更是频发，特别是2004年“9.5”洪灾，造成农作物受灾，大面积绝收；洪水毁坏堤防护岸；冲毁公路、桥涵。
根据水文断面水位流量关系曲线，目前南坝镇堤岸仅能抵御洪水重现期4～10年的洪水。且大部分河段无岸坡防护及护脚设施，抗冲能力严重不足，塌岸现象多处可见，亟需统一整治。
3.护坡方案选择
本工程位于南坝镇城区，堤顶宽度主要考虑交通、防汛安全和防汛物质运输的要求。边坡系数的确定首先要满足堤坡稳定的要求，视堤防等级，堤身高度，堤身的土质及密实程度，堤基土层及其强度等因素确定。根据《堤防工程设计规范》(GB50286-2013)的规定，堤顶宽度取4.0m，内外坡比为1:1.5，并在5年一遇洪水位设置亲水平台，平台宽3.0m，坝顶高程填至设计洪水位以上1.0m。
根据综合分析，权衡利弊，虽然现浇BSC生物基质砼造价较高，但生态效果好，能适应南坝镇生态景观城市的要求。本次设计拟采用BSC生物基质砼护坡。
BSC生物基质砼是一种河道堤岸生态防护新材料，类属于植物工程复合技术，它也是由生物技术和工程技术相结合的复合式生态护坡技术，主要强调活体植物和工程措施结合，达到对河道堤岸进行防护及绿化的目的。该技术主要应用于河道堤岸坡度较陡、岸坡稳定性差、水流冲刷较严重的河段。相对于普通砼护坡，BSC生物基质砼护坡具有以下特点。
（1）固土护坡、保持水土 生长在BSC生物基质砼上的植被，增加堤岸表面粗糙度，从而延缓地表径流速度，降低坡面径流的浸蚀能力，植物还可提高土壤的孔隙和渗透性，增加降雨入渗量，从而涵养水源和延缓径流产生洪峰的时间。
（2）缓冲过滤、水质净化 生长在BSC生物基质砼上的植被，可以过滤地表径流中的沉积物，通过过滤、渗透、吸收、滞留、沉积等作用，使流入河流的污染物的污染程度降低，因此在缓冲过滤和水质净化方面具有显著的作用。
（3）改善环境、修复生态 生长在BSC生物基质砼上的植被，可为生物链提供食物、隐蔽场所等生存所必须的条件。河道岸坡植物生长茂盛，郁郁葱葱，昆虫、鸟类、鱼类等明显增多。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，在河道生态建设中应用BSC生物基质砼上种植被，不仅在河流两岸形成一条绿色廊道，也为生物多样性创造条件。普通砼由于表面光滑，河边人们若不小心滑入河中，且很难自救，导致人为的灾难，而现浇BSC生物基质砼上生长了茂盛的植物，能够避免或减少此灾害的发生。
（4）调节气候、美化景观 在炎热夏季，一棵树就像一把遮阳伞，一片绿地就像一个空调，植被调节小气候的功能非常明显。在河道堤岸防护中应用BSC生物基质砼，构建两岸植被，能够给人们清新的空气和舒适的感觉；可营造人与自然和谐相处的河流景观，为人类提供休闲、健身、娱乐的场所。
当然，现浇BSC生物基质砼除具备上述有点外，也存在缺点，主要是需投入一定的工程维护管理经费。
4.BSC生物基质砼护坡护岸技术要求
4.1、砼框格梁(格梁构)的浇筑为前一道工序，按设计要求进行。
4.2、BSC生物基质砼骨料层厚度120mm，28D龄期强度≥7MPa，孔隙率≥25％。
4.3、骨料层材料配比和要求如下：
石 料：1m3/m3，要求单一粒径40mm无级配，石料粒径合格率应≥99%，含泥砂量应＜0.5%(可采取预先水洗方法洁净)。
水 泥：p.o42.5水泥270-280kg/m3，具体用量由厂家现场试配确定。
添加剂：BSC-wy03型8kg/m3。
淡 水：洁净的淡水70-80L/m3，具体用量由厂家现场试配确定，根据天气干湿度和石料含水量注意随时调整。
4.4、BSC生物基质砼植被基质层15天发芽，60天成坪。经历一个生长季后植物根系应穿透生物基质砼接触或扎根基土，植被覆盖率≥95％。
4.5、植被基质层材料配比和要求如下：
土 壤：0.05m3/㎡，适合种植用壤土，无杂物、根茎。骨料层厚度120mm×孔隙率0.25÷虚实方系数0.6=50mm=0.05m，0.05m×1m×1m=0.05m3。
种 子：10g/㎡，品种由厂家植物学专业技术人员确定。
保水剂：50g/㎡，吸水倍率≥300倍。防止旱季植被受影响。
BSC-j菌剂：100g/㎡，杜绝使用农药化肥污染水体，保持工程面土壤活性，达到后期免养护植物自然长效的目的。
无纺布：规格为单位面积质量15-30g/㎡，初期用于保墒、防暴雨冲刷导致种子流失，以及防止禽鸟啄食种子和植物小苗。植被成坪即揭除。
5.BSC生物基质砼施工流程
5.1、清理整平密实度达标的坡面，支模浇筑砼框格梁。
5.2、BSC生物基质砼骨料层按配合比将水泥、石料、BSC-wy03添加剂和水加入搅拌机，拌合后出料运至工作面浇筑在框格梁内整平。
5.3、如无传输带转运拌合料，则要求搅拌机与浇筑作业面距离控制在120m以内。如搅拌地点与浇筑作业面距离超过120m，则要求搅拌机配合浇筑作业面转场，以保证质量。出料到浇筑的整个流程时间应控制在10分钟之内。
5.4、浇筑完毕的拌合料，应整平表面。3天内禁止人员行走、行车及加载负荷。
5.5、浇筑作业面初步起强后，7天内应每天选择早晚洒水养护。7天内如遇阴雨天气则不需养护。
5.6、作业面浇筑完成7天后可以进行植被基质层作业，将按配比混拌好的植被基质层覆盖在骨料层上，耙平。覆盖无纺布用于初期保墒、防禽鸟啄食，无纺布应用竹签或铅丝扦插固定可靠，并经常巡检，将被风掀开处重新固定。
5.7、覆盖无纺布后，28天内视天气情况选择早晚时段，避开日晒进行浇水养护。可因地制宜、就地取材进行浇水，阴雨天气则无需浇水。
5.8、进行简单园林养护，至植被长出并覆盖良好。
结束语
水利工程的河道治理工作是一项非常重要的工程，对人们的生命财产安全非常重要，治理的好的话也会产生很好的经济效益和社会效益。因此，我们要保证护坡工程本身的质量和安全，因地制宜，使工程和环境能够和谐统一。
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论文作者:甘圣飞,黄庆
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第8期
论文发表时间:2017/8/10
标签：基质论文; 护坡论文; 植被论文; 河道论文; 生物论文; 堤防论文; 工程论文; 《建筑学研究前沿》2017年第8期论文;