水利工程護(hù)坡生態(tài)化設(shè)計(jì)

張麗娟

(黑龍江省海倫市東方紅庫(kù)管理處，黑龍江 海倫 152300)

護(hù)坡加固施工經(jīng)常采用砌石或混凝土，這兩種材料雖然能滿足水利工程的建設(shè)需求，但是這些材料經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)吹日曬會(huì)導(dǎo)致護(hù)坡出現(xiàn)一系列的問題，從而嚴(yán)重影響護(hù)坡的耐久性和穩(wěn)定性，無法達(dá)到護(hù)坡加固的目的，還會(huì)影響周邊環(huán)境的美觀性。應(yīng)用生態(tài)護(hù)坡技術(shù)能有效保障護(hù)坡的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

1 水利工程護(hù)坡生態(tài)化建設(shè)的重要性

1.1 緩解水利工程與環(huán)境之間的矛盾

影響水利工程的因素非常多，如果不能對(duì)這些因素進(jìn)行有效控制，就會(huì)使建設(shè)區(qū)域的表土層遭受嚴(yán)重的破壞，甚至?xí)p壞建設(shè)區(qū)域的生態(tài)植被。如果長(zhǎng)時(shí)間得不到改善，生態(tài)植被被損壞的區(qū)域就會(huì)出現(xiàn)一系列的地質(zhì)問題，如水土流失等。水利工程護(hù)坡的生態(tài)化設(shè)計(jì)能夠最大程度降低不利因素的影響，滿足水利工程的施工要求，進(jìn)一步發(fā)揮水利工程施工作用[1]。

1.2 降低施工成本

水利工程項(xiàng)目的建設(shè)周期比較長(zhǎng)且整個(gè)過程非常復(fù)雜，工程項(xiàng)目本身會(huì)受到設(shè)計(jì)形式的影響。施工過程中如果不重視水利工程的生態(tài)設(shè)計(jì)，就會(huì)增加水利工程的技術(shù)安全隱患，甚至可能導(dǎo)致施工風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重影響施工效率和施工質(zhì)量。生態(tài)化設(shè)計(jì)能夠滿足水利工程設(shè)計(jì)的需求，大幅降低工程成本。植被能夠截留雨水，緩解雨水的沖刷作用。在施工的基礎(chǔ)上采用生態(tài)化設(shè)計(jì)，能夠最大程度地降低對(duì)施工區(qū)域周圍環(huán)境的損害，明顯減輕水流對(duì)邊坡的沖刷和侵蝕。植被的根系在生長(zhǎng)發(fā)育過程中還能有效固定土體，所以在水利護(hù)坡工程施工過程中應(yīng)用生態(tài)化設(shè)計(jì)，能夠減少資金的投入，使區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展得到有效提升。

2 水利工程護(hù)坡生態(tài)化設(shè)計(jì)技術(shù)

2.1 植被護(hù)坡技術(shù)

植物的根系非常發(fā)達(dá)，其固土、保砂作用良好，能夠有效遏制水土流失現(xiàn)象。近些年，在邊坡防護(hù)中，植被得到了廣泛應(yīng)用。植被一方面能夠增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性，使水利工程的周邊環(huán)境得到明顯改善，另一方面，還能為水利工程添色，提升其觀賞價(jià)值。目前，該技術(shù)已在防洪工程中得到非常廣泛地應(yīng)用，取得了比較明顯的成效。但是植被護(hù)坡技術(shù)的缺點(diǎn)也很突出，如經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的雨水沖刷，邊坡上容易出現(xiàn)水溝，這會(huì)對(duì)邊坡工程的外觀造成影響，還會(huì)嚴(yán)重影響邊坡的穩(wěn)定性。因此，在容易受到浸泡的迎水坡及重點(diǎn)防洪的邊坡中，不適合使用該技術(shù)[2]。

2.2 土木工程材料固土種植基護(hù)坡技術(shù)

土木工程材料固土種植基技術(shù)在水利護(hù)坡工程中的應(yīng)用有多種形式，經(jīng)常使用的有土木單元固土種植基及土木網(wǎng)墊固土種植基等，不同方式的種植基其防護(hù)機(jī)制也各不相同。以土木網(wǎng)墊固土種植基為例，該方法的防護(hù)機(jī)制是通過有機(jī)融合實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的土體和聚丙烯以及其他高分子材料形成網(wǎng)墊，這種網(wǎng)墊強(qiáng)力有效，能夠起到良好的固土效果，同時(shí)還能拉伸，使其連接到其他位置的網(wǎng)墊及固定點(diǎn)，從而形成更大面積的空間網(wǎng)墊。在水利護(hù)坡生態(tài)化技術(shù)中，土木網(wǎng)墊固土種植基方法能夠提供柔韌、優(yōu)良的生長(zhǎng)空間，這對(duì)植被根系的生長(zhǎng)發(fā)育非常有利，之后還可填充砂礫和土壤，進(jìn)一步加快植被根系的生長(zhǎng)，一段時(shí)間后，就能形成整體的草皮，還能有效結(jié)合網(wǎng)墊下的泥土，取得良好的固土效果。就目前實(shí)際的應(yīng)用情況來看，土木工程材料固土種植基這種方法的固土護(hù)坡效果良好，具有較高的穩(wěn)定性。但該技術(shù)的缺陷也比較明顯，如某些地區(qū)雨季洪水頻發(fā)或降水量較多，長(zhǎng)時(shí)間浸泡種植基就會(huì)導(dǎo)致無法有效實(shí)現(xiàn)生態(tài)護(hù)坡的功能。想要在水利護(hù)坡工程中應(yīng)用土木工程材料固土種植基技術(shù)，就要對(duì)施工地區(qū)的水文信息資料進(jìn)行全面考察，以保證土木工程材料固土種植基技術(shù)的應(yīng)用效果。

2.3 多孔植物生長(zhǎng)磚護(hù)坡技術(shù)

目前，很多護(hù)坡治理工程中都會(huì)用到多孔植物生長(zhǎng)磚生態(tài)防護(hù)技術(shù)。該護(hù)坡技術(shù)應(yīng)用的材料主要有高品質(zhì)水泥、鋼渣粉及施工過程中天然形成的擊碎石，將這些材料混合在一起，就能制成帶孔隙的生態(tài)磚。在生態(tài)磚內(nèi)部填充軟性護(hù)坡填充材料，填充材料主要是建設(shè)區(qū)的肥料、綠化工程使用的種子及天然土壤。充分利用生態(tài)磚與植物根系吸收營(yíng)養(yǎng)和水分相互連接的作用，就可建立水利工程邊坡防護(hù)鏈，使工程邊坡的坍塌現(xiàn)象得到有效控制，發(fā)揮生態(tài)化邊坡防護(hù)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益。

2.4 植被型生態(tài)混凝土構(gòu)件護(hù)坡技術(shù)

植被型生態(tài)混凝土構(gòu)件護(hù)坡技術(shù)的主要硬件構(gòu)件是一種復(fù)合結(jié)構(gòu)，采用正六角形內(nèi)無砂混凝土和外圍普通混凝土邊框。需要注意的是，在使用該技術(shù)的過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，對(duì)構(gòu)件的尺寸和厚度進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)。一方面，要使護(hù)砌的安全性和可靠性得到充分的保障；另一方面，要對(duì)植被草根的穿透能力進(jìn)行充分考慮，確保工程綠化護(hù)坡專用紗布及綠化混凝土構(gòu)件內(nèi)的無砂混凝土能夠被植被草根穿透，之后在被防護(hù)邊坡的土層中對(duì)其進(jìn)行固定，從而使邊坡巖土的穩(wěn)固性能得到有效的強(qiáng)化。在水利工程邊坡防護(hù)中，應(yīng)用植被型生態(tài)混凝土構(gòu)件護(hù)坡技術(shù)，能夠人為構(gòu)建水和草共同組成的再生水環(huán)境，使水利工程建設(shè)區(qū)的水生態(tài)鏈得到有效維護(hù)，使江河等建設(shè)區(qū)的自我協(xié)調(diào)凈化能力得到顯著增強(qiáng)[3]。

3 生態(tài)化護(hù)坡工程的施工流程

3.1 平整坡面

如果不能有效處理邊坡基面的夯實(shí)和找平工作，就會(huì)對(duì)生態(tài)砌塊的鋪設(shè)質(zhì)量及整個(gè)邊坡防護(hù)工程的施工速度產(chǎn)生影響。在鋪設(shè)砌塊之前，要按照設(shè)計(jì)坡度的要求對(duì)需要鋪設(shè)的基面進(jìn)行相應(yīng)的找平和夯實(shí)。通常情況下，一段為10～15 m，找平工作需要借助掛線和水平儀進(jìn)行上下找平。要按照邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)坡度的要求夯實(shí)邊坡地基，并將地基上的突出物及樹根雜草等全部清理干凈。如果突出物比較大或地基表面出現(xiàn)深坑，應(yīng)使用推土機(jī)將突出物推平或?qū)ι羁舆M(jìn)行填埋，之后再用夯實(shí)機(jī)對(duì)邊坡表面進(jìn)行夯實(shí)處理，使地基表面更加密實(shí)和平整。夯實(shí)之后的邊坡表面要按照邊坡坡度的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行嚴(yán)格檢查，如果在檢查過程中發(fā)現(xiàn)了問題，應(yīng)立即進(jìn)行相應(yīng)的整改，并再次進(jìn)行檢查，直到檢查沒有問題為止。

3.2 鋪碎石和土工布

將濾水土工布鋪設(shè)在已經(jīng)完成的邊坡基面上，兩個(gè)相鄰的土工布之間的搭接距離要在100 mm以上，伸入兩端基面的深度要等于或大于1 m。

3.3 鋪裝生態(tài)護(hù)坡砌塊

在鋪設(shè)生態(tài)護(hù)坡砌塊前，要先對(duì)排放的位置進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，之后將其從下到上排成兩列。需要注意的是，在這個(gè)過程中要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)次序工作。應(yīng)對(duì)兩邊趾墻與生態(tài)砌塊的上下沿之間的間隙以及整個(gè)護(hù)坡工程需要用到的生態(tài)砌塊的數(shù)量等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算。第一塊生態(tài)砌塊的具體安放位置要根據(jù)工程的特性要求確定，它的安放位置會(huì)對(duì)之后砌塊的鋪設(shè)質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

施工企業(yè)應(yīng)重視生態(tài)化的建設(shè)模式，在水利護(hù)坡工程中應(yīng)用生態(tài)化設(shè)計(jì)，降低水利工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的不良影響，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的健康發(fā)展。