植生型生態混凝土護坡在武夷山防洪工程中的應用

林志光

（福建省武夷山市水利局，福建武夷山 354300）

推廣應用

植生型生態混凝土護坡在武夷山防洪工程中的應用

林志光

（福建省武夷山市水利局，福建武夷山 354300）

生態混凝土護坡是一種可替代普通混凝土進行施工的生態型混凝土護坡，它解決了傳統護砌工程劣化生態環境問題和普通混凝土表面不能長草的生態環境問題，文章針對生態混凝土護坡的主要技術和優越性及效益等進行研究，闡述了技術要點、介紹應用價值及效益。

生態混凝土；護坡；武夷山；應用

0 前 言

閩北山區新興城市武夷山市城區2010年起實施新一輪的防洪工程建設，地處武夷山風景名勝區的武夷山市，建設堤防景觀效應尤為突出，為此，防洪堤建設業主要求堤型主要以生態土堤為主，但土堤易受雨水和洪水沖刷，產生變形、滑坡塌陷等，影響堤身安全、影響外觀質量，為解決這個問題，國內近幾年出現了許多生態護坡，對解決上述問題起到了一定的作用。

但真正能像普通混凝土一樣施工，具有黏結性好，牢固抗沖刷，在有一定厚度的混凝土上普通草本植物能生長的生態型混凝土護坡很少。

隨著社會的發展和進步，人們對生態環境的要求變得更加突出，各類水利工程特別是中小流域綜合治理工程、防洪防沖工程由以功能設計建設為主的傳統理念，逐漸轉變為在保證既有功能的基礎上實現人與自然的和諧相處，由以單一的防洪防沖及除澇轉變為綜合考慮的集防洪防沖除澇生態環境水資源利用為一體的綜合性工程項目建設，使人類的需求和社會發展與生態環境相協調。

目前，武夷山在城區主河道實施的建溪三期防洪工程建設和擬準備實施的主河道流域綜合治理項目中，將生態型河道景觀建設提到了首要位置，其中對由生態混凝土為主要材料的生態護坡進行了一定的探索。

生態混凝土是能夠適應草木植物生長、像普通混凝土一樣施工的混凝土及其制品，具有恢復和保護環境、改善生態條件、保持原有防護作用等等功能［1］。

1 生態混凝土的主要技術及施工工藝

生態混凝土是將混凝土骨料與專用添加劑進行現場拌制、入倉平鋪、壓實，成型后再播撒草本種籽，使草本種籽發芽并生長于混凝土表面上的一種生態型護坡。

1.1 主要技術

其主要技術包括以下幾點：

1）使用無砂混凝土，其骨料可以是卵石、碎石或廢舊的玻璃、拆除的混凝土等再生材料，骨料粒徑控制在20～40mm，確?；炷劣幸欢ǖ目紫逗陀行У目讖?，孔隙率控制在20%～30%，孔隙率與護坡混凝土強度成反比，應在保證生態混凝土客觀強度要求的前提下，盡可能低加大生態混凝土的孔隙率，以創造草本植物的生長環境，便于草本植物根系能穿過孔隙到達底部堤壩坡面的土壤內。

2）使用專用添加劑，以改善混凝土的鹽堿度，適合各種草本植物的生產環境。

普通硅酸鹽水泥配制的混凝土pH值約在12.5～13.5，植物根系會腐爛無法正常生長，一般草種如狗牙根，黑麥草，紫羊茅，白三葉等最適合的pH值在5～7，因此要添加專用添加劑來中和普通混凝土的鹽堿程度，達到能適合草本植物正常生長的堿性水環境，專用添加劑主要成分為甲基丙烯酸、聚羧酸鹽、甲基纖維素、木質黃酸鹽、CaC12等，按水泥用量的3%～6%添加。

3）有一定的抗壓強度，其強度取決于配合比、骨料的品種和粒徑、孔隙率以及生態型混凝土護坡鋪設的厚度和施工時的壓實程度。

一般來說在現有工藝條件下，生態型混凝土的28d抗壓程度能達到10～25MPa，以確保抗沖刷，抗變型和抗壓承載。

4）生態混凝土孔隙內要選用填充材料，目的是給植物初期生產提供充足的養分和水分，其填充物可選用腐爛的耕植土等當地極普遍有的材料，能就地取材，經濟實惠，填充方法可采用客土噴撒覆蓋法［2］。

5）要選用合適的草本植物。①選用生態混凝土護坡種植的植物，要考慮草本植物的美觀，特別是城鎮河段，有環境美化要求；②要選用根系發達，有足夠的根系和根長能穿透生態混凝土厚度到達生態混凝土底部的堤體土層中；③應考慮便于維護管理，冬季不枯黃、四季常青的草本植物來種植。

生態護坡混凝土結構及植物生長環境示意圖見圖1。

圖1 生態型混凝土護坡及植物生長示意圖

1.2 施工工藝

施工工藝包括以下幾點：

1）按建設標準進行護岸邊坡整治。如原邊坡為砂性土壤，則需要在鋪設生態混凝土塊體之前加鋪無紡土工布作為反濾層。

2）生態混凝土制及鋪設和孔隙填充。（生態混凝土施工與普通混凝土一樣拌合、運輸、鋪設、壓實，不可振搗。在拌合時按比例加入有關添加劑，塌落度盡可能控制在零左右）。

3）客土噴覆或輔覆。

4）草種噴播或撤播。

5）養護管理。

2 生態混凝土在武夷山防洪工程中的推廣應用

2010年10月，武夷山市新建一批防洪工程，其中以武夷山市建溪三期防洪工程建設規模最大，其建設防洪堤總長9.305km，堤體以土質為主，設計需鋪設生態混凝土10萬m2，引進植生型生態型混凝土作為迎水坡面護坡，從已施工的情況看目前生長情況良好，草的根系已穿透混凝土扎入堤內的土層中。經過一年多的時間觀察，草本植物與長在正常土壤中的情況比較，沒有區別，草根系發達，沒有出現因混凝土鹽堿度處理不當而影響根系生長而枯死現象，已實現了預期的目標，部分草本植物長勢效果見圖2。

3 引進推廣使用生態混凝土護坡的優越性以及效益比較

3.1 生態混凝土護坡的優越性

3.1.1 抗沖刷不變形

一般的土壤邊坡抗沖刷能力差，容易變形、滑坡和塌陷，影響美觀，對堤體安全也有一定的影響。生態型混凝土護坡由于是使用一定厚度的特殊混凝土現澆或預制塊拼接而成的坡面，整體性好，耐沖刷，不易變形，達到護坡防護目的。

圖2 部分草本植物長勢效果圖

3.1.2 生態效果好

傳統的堤岸防護大量采用混凝土或石塊襯砌，硬化，對防洪堤等水利工程防沖刷起了積極的作用，但對整個生態系統也產生了一定的負面影響，生態型混凝土護坡能將水、河道、岸坡植被連在一起，在自然地形、地貌的基礎上建立土體、護岸、植物、生物和水之間的河道生態系統，生態型混凝土的表面孔隙率高、便于生物生長，為水生動物及魚類等動物提供了棲息、繁衍的場所，無論是水下還是水上，護岸中的植物都可以自由生長，甚至可以提供一些動物的生存空間，因此生態效果好［3］。

3.1.3 景觀效益明顯

生態型混凝土護坡種植的草本植物是生長在混凝土表面上，其根系透過混凝土層而深入到堤體土體中，因而種植的草本植物不易被沖刷、拔起，只要根系較為發達的草本植物都可以種植，形成均勻、連片的整體植物護岸，改變了傳統混凝土表面無法生長草的缺陷，景觀效益明顯。特別是武夷山，它地處武夷山風景名勝區，水利工程建設必須與周邊的優美環境相適應。

3.1.4 水體的自凈能力增強

由于生態型混凝土護坡孔隙率高，加上種植水生植物，能從水體中吸收無機鹽類營養物，防止水體富營養化，其水下根、莖又是大量微生物以生物膜形式附著的介質，有利于水體自凈，生態型混凝土護坡的多孔隙結構形成不同流速帶和紊流區帶，有利于空氣中的氧氣帶入水中，增加了水體中的溶解氧，有利于魚類等水生生物的生長，進一步促進了水體的自凈，對改善河、湖中的水質起到了一定的作用。

3.2 投資效益比較分析

生態混凝土護坡與其他護坡投資效益比較分析表見表1（按護坡1m2進行分析）。

表1 生態混凝土護坡與其他護坡投資效益比較分析

4 結 論

生態型混凝土護坡應用范圍廣，施工工藝簡單，工期短，質量易于控制，其景觀、生態等效益明顯。也便于維護管理，隨著添加劑產品價格的降低，生態混凝土的造價將大幅度降低，因此推廣使用前景廣闊。

［1］宓永寧，梁雪坷，孔德輝.生態混凝土在生態護坡中的應用［J］.農業科技與裝備，2009（02）：75－77.

［2］束波峰.生態混凝土護坡在河堤加固中的應用［J］.水利水電技術，2009（12）：16－17，41.

［3］唐經東.水利工程護坡生態化設計技術分析［J］.今日科苑，2009（12）：135.

Application of PlantEcological Concrete Slope Protection in Wuyishan Flood Control Project

LIN Zhi-guang
（Fujian Province Wuyishan City Water Conservancy Bureau，Wuyishan 354300，China）

Ecological concrete slope protection is a kind of slope protection which can substitute ordinary concrete slope protection. It solves the environment deterioration problems resulting from traditional embankment engineering on which grass can not grow. This paper studies the main technology of ecological concrete slope protection and the advantages and benefits，explains main technology，and introduces the application value and benefits.

ecological concrete；slope protection；Wuyishan；application

TV861

B

1007－7596（2014）08－0018－03

2014－04－12

林志光（1959－），男，福建武夷山人，工程師，研究方向為水利水電工程設計、施工監理。