河道治理工程中生态护坡技术研究与应用论文_吕阳洋

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摘要:随着社会经济的发展,人们对生态环境逐步重视,传统的施工工艺所存在的弊端之处也被公众所认知,因此工程师们需要大力推动现代技术对传统施工工艺的改进。在此基础之上,河道治理过程中护坡技术是其中一个很值得深入探讨的课题。生态护坡技术在我国当前部分河道治理过程中应用的较为充分,选择科学合理的植被结合传统的人工材料进行护坡技术,是当前一个较为关注的重点。生态护坡技术不仅可以对岸坡防护加固,而且也提高了岸坡的景观人文性,展现出自然的协调性发展。基于此,文章就河道治理工程中生态护坡技术研究与应用展开论述。

关键词:河道治理工程;生态护坡技术;应用

引言

河道护坡的安全稳定对于防洪、抗洪有着非常重要的作用,以往使用的护坡技术,只是在河道边坡进行防护墙和防护坡的建设,使用的都是硬度比较高的坚固型材料,虽然在防护上起到了一定的作用,但是对水体、土壤、生态系统等造成了影响,污染了水体环境,阻碍了生态系统的形成和发展,不利于人类与环境的协调发展。而生态护坡技术的应用,有效改善了传统护坡技术中出现的问题。

1河道现状

1.1河道管理现状

近年来,我国在河流管理方面,已采取了许多措施,但是仍有区域性的水污染严重、水资源紧缺、水生态退化、洪涝灾害等问题尚待解决.流域多头管理、职责不明、公众参与不足等现象仍然严重存在。虽然水利工程建设取得了很大成就,但也改变了原有河流生态系统的功能。其主要表现在河流干涸,水生态环境消失;河流功能降低,地表水和地下水污染加重。因此.基于环境变化及社会发展的需要,探讨河流治水方略,修复河流生态刻不容缓。

1.2存在问题

大多数集镇、村庄、农田及交通等基础设施均零星分布在河道兩侧。由于建设用地和耕地资源不足,占用河道水域的现象比较普遍。同时,早期河道的建设规划受历史因素的限制,河道行洪断面偏小,与集雨面积不成比例,甚至出现倒置现象。另外,由于历史上对水土保持工作缺乏足够的重视,造林育林力度不够,水土流失较为严重。此外,防洪堤、堰坝等河道建筑物大多建设年代久远.已运行了30—40年,甚至更长的时间,工程老化现象比较突出。

2典型生态护坡技术

2.1土工格室护坡

土工格室护坡是指在展开并固定在坡面上的土工格室内填充种植土,然后在格室上挂三维植被网,进行喷播施工的一种护坡技术。利用土工格室为草坪生长提供稳定、良好的生存环境。格室结构保护层可有效减缓水流对坡面的直接冲刷,且网络状的多维结构可削弱水体的侵蚀作用。同时格室减少土壤的流失,降低水力侵蚀。

2.2植草砌块型护坡

该技术采用的主要材料为由多孔混凝土、保水材料、缓释肥料和表层土组成的植被型生态混凝土。多孔混凝土的主要成分为粗骨料、水泥和细掺合料,构成植被型生态混凝土的骨架。保水材料常用有机质保水剂,辅以无机保水剂,确保植物生长具有充足水分。表层土覆盖在多孔混凝土表面,提供植被生长的空间和养分,同时可降低混凝土表面过热对植物生长的影响。

2.3石笼填石型护坡

石笼填石是将块石等材料填充入由钢丝网架构成的箱笼内进行坡体的砌筑。选用具有一定抗拉强度的钢丝作为方格网防护体,同时保持一定的填充料空隙度,使之具备适应变形的能力。主要特点为:造价低廉,施工简便,实用性较强。稳固性好,可减轻水流对堤坝造成的冲刷。透水性好,石笼内石头缝隙间的淤泥有利于植物生产,可与周围自然环境融为一体。

2.4生态混凝土护坡(铰接式生态护坡)

生态混凝土护坡是一种可人工安装,适用于水流冲刷情况下土壤被水侵蚀的新型大块型预制混凝土块铺面系统。由于采用独特的联锁和铰接设计,使得铺面系统在水流作用下具有良好的整体稳定性。同时,随着植被在砖孔和砖缝中生长,一方面铺面的耐久性和稳定性将进一步提高,另一方面起到增加植被、美化环境的作用。

2.5三维水土保护毯护坡

三维水土保护毯护坡是一种新型柔性生态护坡结构。它由一种高强度的纤维材料编制而成,保护毯表面可以种土,并在上部可种植绿化植物。三维植被网护坡技术综合了土工网和植物护坡的优点,起到了复合护坡的作用。土工网的存在,对减少边坡土壤的水分蒸发,增加入渗量有良好的作用。同时,由于土工网材料为黑色的聚乙烯,具有吸热保温的作用,可促进种子发芽,有利于植物生长。

3河道治理中生态护坡技术的应用

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。

图1岸坡几何形态

3.1RXP生态砌块挡墙护坡设计

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。

3.2植物护坡设计

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。

结语

传统的护坡工程主要优势在于其满足河道的行洪需求和整体稳定性强等方面,但忽视了河道周边生态环境保护和自然景观提升的需求。生态型护坡既满足了加固河岸、稳定边坡的要求,又有着保护和修复生态环境的功效。在实际工程应用中,可根据工程需求选择经济适宜的生态护坡技术。

参考文献

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[4]李玉华.探析城市河道整治中生态护坡设计[J].科技资讯,2015,13(36):177+180.

论文作者:吕阳洋

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年15期

论文发表时间:2019/10/27

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河道治理工程中生态护坡技术研究与应用论文_吕阳洋
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