生態技術在河道整治工程中的運用

摘要：生態技術在堤岸整治中的運用，能夠有效預防水土流失，并提高河岸生物的多樣性。

關鍵詞：河道 生態砼 生態袋 機理 施工方法

1 概述

在河道整治中，向來采用漿砌塊石、鋼筋砼等結構，河床被硬化、渠化嚴重，許多對生態起重要作用的自然要素消失，隨著可持續發展的理念深入人心，建設環保型、生態型的河流日益成為河道整治工程的發展方向，生態砼、生態袋護坡就是近年來在河道整治工程中成功運用的典范。生態砼、生態袋護坡都能夠有效預防水土流失，同時其上的草皮能夠過濾河岸地表徑流、凈化水質，提高河岸生物的多樣性。但生態砼、生態袋的作用機理不同，也各有優缺點。生態砼主要是施工過程中配合比的控制，特別是添加劑的選擇、使用，施工不當，在生態砼內部不能形成足夠、有效的空隙通道，就達不到生態效果。生態袋在完工后，生態袋本身的氧化及火災（小孩點火）導致使用期縮短。

2 生態砼作用機理

生態砼簡爾言之就是利用高強度黏結劑（水泥、SR-4等添加劑）將粒徑較大的骨料穩定成型，利用粗骨料之間的空隙，完成土體與生態砼表層客土之間的水分、養分的傳遞與運輸，促進植物的生長，從而對生態環境進行恢復。

骨料層能保證強度達到C5-C12之間，一般采用C10，保持抗沖刷強度在5m/秒以上，由于生態砼本身強度低于一般砼，為保證其整體性和穩定性，一般用高強度普通砼（C25）作為框格將生態砼分隔，框格一般2*2m為宜。

2.1 生態砼水質凈化機理

生態砼澆筑即為多孔混凝土，具有凈化水質的作用，機理如下:

2.1.1 物理作用。多孔混凝土孔隙率一般在25%左右，連續孔隙的孔徑為直徑為4～5mm是集料平均粒徑的25%～27%。內部微孔結構因緩釋性材料的不斷溶出也會增加的。多孔混凝土能凈化水質具有良好的過濾和吸附功能，原因是比表面積較大而孔徑較小。

2.1.2 化學作用。多孔混凝土中溶出的Ca(OH)2是一種無機混凝劑，可以使水中的膠體物質脫穩后絮凝后沉淀下來。往多孔混凝土中增加Mg2+、Al3+可以阻礙Ca2+的溶出。緩慢溶出的Mg2+可以與水中的離子發生交換，生成磷酸氫鎂沉淀。因此，Mg2+可以去除水體中部分N、P營養物質。溶出的Al3+形成Al(OH)3后是一種典型的無機混凝劑，可以去除水中的部分膠體物質。

2.1.3 生化作用。多孔混凝土的多孔結構提供了包括甲烷菌、硝化菌、脫氮菌等好氧性和厭氧性細菌的生存環境。在其表面和內部棲息繁衍著大量的細菌及其適于微生物的生長。多孔混凝土可以充分發揮利用較多的生物種群形成的生物膜來降解水中的污染物質。

3 生態砼施工方法

推薦配合比：水泥：砂：碎石：水：添加劑（SR-4）=250kg：150kg：1500kg：70-85L：5L

碎石規格：5-20mm。

砂：嚴格控制砂量，以保證孔隙率。

放料順序：石子-砂-水泥-添加劑-水。

拌合時間：3分鐘以上。

成品料：攪拌均勻，無沉淀，粗細骨料表面發亮、漿體粘裹均勻。

水灰比：控制不可出現流態漿體。

注意事項：①生態砼大都用在粉質砂土上，澆筑砼前2-3小時，灑水濕潤坡面并拍實，以避免澆筑砼時，砼滾動沾上泥土，從而造成砼強度下降現象。②壓實：用鐵鍬將表面拍打整平，使其表面顆粒呈均勻狀態，用金屬抹刀壓實、抹平即可，無需振搗。③施工時間：攪拌至抹平在60分鐘內完成。④其他參照普通砼。

4 植草

①在種植草之前，應在保持中性化的多孔混凝土表面填入保水性好的土質(約3cm厚)。②基層（營養層），有機肥、谷殼、原土（篩土）。③噴撒種子。④覆蓋層：原土（篩土）、木纖維、少量有機肥、復合肥。⑤無紡土工布覆蓋，防水分揮發、雨水沖刷。

5 生態袋使用機理

生態袋護坡具有永久性邊坡結構，不用鋼筋、水泥、石頭等硬質的材料.它通過生態袋、土工格柵、三維排水聯結扣相互聯結，形成穩定的緊鎖結構，它具有透水不透土的過濾功能，而且對植物根系友好，從而能為植被提供理想的播種和生長平臺。

抗紫外生態袋：生態袋為邊坡結構提供主要的組件單元，它具有透水不透土的過濾功能，而且對植物根系友好。生態效果主要由它來體現。

三維排水聯結扣：三維排水聯結扣相互聯結同一力學數學模型下設計的抗紫外生態袋，從而形成穩定的三角內摩擦緊鎖結構。

抗紫外扎口帶：扎口帶在施工中起到將已裝滿填充物的生態袋扎緊袋口的作用，從而保證每個填充袋體的完整性和有效性。

高強度加筋格柵：由高分子聚合物經擠壓成型，然后拉伸而成。具有相當高的拉伸強度和拉伸模量。它主要是將生態袋與土體更緊密的結合成一個整體，從而具有更高的強度，以防止生態袋傾復。

6 生態袋護坡施工方法

6.1 填充材料

6.1.1 水上邊坡工程的填充料。能自由排水的土壤和顆粒，清除根系、碎片、樹枝、及超過50mm直徑的石子和鈣氯化物、毒性物質，石油產品等其它有毒物質。

土壤成分應含：（體積）有機物質（大約）：10-15%

粘土和淤泥：0—5%

大于2mm小于50mm的顆粒約：60—70%

大于0.05mm小于2mm的顆粒約：10—15%

過濾方面：在經歷10分鐘以上的中到大雨或水沖刷60分鐘后不能有任何駐水；當地可用的商用肥料產品作為有機添加劑；混合均勻的所有的有機物質。

6.1.2 水浸邊坡（或常水位以下）工程的填充料。清潔的顆粒材料，20mm的砂礫（最小顆粒2mm）。流水沖刷部位、防凍脹破壞的部位等要采用中粗砂填充。

6.2 基礎施工

開挖深度要按圖紙上要求，在坡度下的夯實基層或夯實土礦層上鋪設一定數量層的袋子。

基礎土體不要發生明顯的變形和沉降。一般夯實到95%的密實度。

要掛線施工使基礎的線條保持規整或合乎設計要求。

壘砌擺放生態袋時要達到整齊美觀的效果。要掛水平線施工，上下層的豎縫要錯開，標準扣要騎縫放置，人工壓板踩踏壓實，保證互鎖結構的穩定性，袋子扎扣處和線縫結合處靠內擺放或盡量隱蔽。

在硬質基礎界面上壘砌生態袋時，用錨釘固定或用不銹鋼釘將標準扣（單面有釘）將第一排的生態袋釘在硬質界面上。也可用水泥砂漿配合固定。

6.3 生態袋填充施工

工程一般采用現場裝料施工。先清除建筑垃圾、尖銳物、樹皮樹根、草屑等。填充黏土時，要將土敲碎，且盡量選含水率最佳的填料（握緊成團，松手掉落后，散碎）。

填料一定要盡量滿實的裝。袋較長時，每裝1/3時，要抖緊袋內填料。

牢固結實扎扣，并試拉感覺良好即可。

先裝好一個袋子，用磅秤秤量并記錄重量做為其后裝袋的標準樣板。

切勿將裝好的袋在戶外或淋雨長時間的暴露，裝好的袋盡量當日施工完畢。

袋裝好搬運時，要離地搬運，不要在地面拖行或滾動搬運，放置時要輕放要放倒在地面上。

裝袋時遇到上下變形大的，要及時調勻。

6.4 壘砌施工

層層錯縫擺砌，由低到高。

基礎和上層形成的結構：將三維排水聯結扣在靠近袋子邊緣的地方水平放置在兩個袋子之間，使每一個三維排水聯結扣在兩個袋子間跨度，扎實袋子搖晃使每一個三維排水聯結扣刺穿袋子的中腹正下面。每層袋子鋪設完成后由人在放置的木板上面行走踩踏，目的是用來確保三維排水聯結扣和袋子之間良好的聯結。鋪設袋子時，為修建一個平整漂亮的墻體，注意把袋子的縫線結合一側向內擺放。

鋪設上一層：后續鋪層要在前一鋪層的基礎上進行，以便每個上層袋子用一個三維排水聯結扣固定在二個下層袋子上，就像餡餅的餡一樣夾在上下層之間，形成一個聯結的表面粘連模式。繼續鋪設沙土袋，加固回填土。上層的重量會牢牢的把標準扣壓入袋子中，形成袋與袋之間的堅實聯結。在袋子上踩踏或在頂層夯實有助于確保袋子之間的互鎖結構緊密聯結。

生態袋擺放水平面向坡內方向傾斜5%（如M、S袋外側分別高1.6厘米、1.2厘米），便于增進草本植物的生長。

6.5 植草

如果是混料播種，讓種子盡量靠近坡面袋的外露面，混料要均勻。或者生態袋護坡成型后，直接將草籽噴灑在生態袋表面。