植生型生態(tài)混凝土護坡在武夷山防洪工程中的應(yīng)用

林志光

（福建省武夷山市水利局，福建武夷山 354300）

推廣應(yīng)用

植生型生態(tài)混凝土護坡在武夷山防洪工程中的應(yīng)用

林志光

（福建省武夷山市水利局，福建武夷山 354300）

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

生態(tài)混凝土；護坡；武夷山；應(yīng)用

0 前 言

閩北山區(qū)新興城市武夷山市城區(qū)2010年起實施新一輪的防洪工程建設(shè)，地處武夷山風(fēng)景名勝區(qū)的武夷山市，建設(shè)堤防景觀效應(yīng)尤為突出，為此，防洪堤建設(shè)業(yè)主要求堤型主要以生態(tài)土堤為主，但土堤易受雨水和洪水沖刷，產(chǎn)生變形、滑坡塌陷等，影響堤身安全、影響外觀質(zhì)量，為解決這個問題，國內(nèi)近幾年出現(xiàn)了許多生態(tài)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(jié)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(tài)型混凝土護坡很少。

隨著社會的發(fā)展和進步，人們對生態(tài)環(huán)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(shè)計建設(shè)為主的傳統(tǒng)理念，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樵诒ＷC既有功能的基礎(chǔ)上實現(xiàn)人與自然的和諧相處，由以單一的防洪防沖及除澇轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合考慮的集防洪防沖除澇生態(tài)環(huán)境水資源利用為一體的綜合性工程項目建設(shè)，使人類的需求和社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)。

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

生態(tài)混凝土是能夠適應(yīng)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(fù)和保護環(huán)境、改善生態(tài)條件、保持原有防護作用等等功能［1］。

1 生態(tài)混凝土的主要技術(shù)及施工工藝

生態(tài)混凝土是將混凝土骨料與專用添加劑進行現(xiàn)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(fā)芽并生長于混凝土表面上的一種生態(tài)型護坡。

1.1 主要技術(shù)

其主要技術(shù)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(yīng)在保證生態(tài)混凝土客觀強度要求的前提下，盡可能低加大生態(tài)混凝土的孔隙率，以創(chuàng)造草本植物的生長環(huán)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(nèi)。

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(chǎn)環(huán)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(huán)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(zhì)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(tài)型混凝土護坡鋪設(shè)的厚度和施工時的壓實程度。

一般來說在現(xiàn)有工藝條件下，生態(tài)型混凝土的28d抗壓程度能達到10～25MPa，以確?？箾_刷，抗變型和抗壓承載。

4）生態(tài)混凝土孔隙內(nèi)要選用填充材料，目的是給植物初期生產(chǎn)提供充足的養(yǎng)分和水分，其填充物可選用腐爛的耕植土等當(dāng)?shù)貥O普遍有的材料，能就地取材，經(jīng)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(tài)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(zhèn)河段，有環(huán)境美化要求；②要選用根系發(fā)達，有足夠的根系和根長能穿透生態(tài)混凝土厚度到達生態(tài)混凝土底部的堤體土層中；③應(yīng)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(tài)護坡混凝土結(jié)構(gòu)及植物生長環(huán)境示意圖見圖1。

圖1 生態(tài)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(shè)標(biāo)準(zhǔn)進行護岸邊坡整治。如原邊坡為砂性土壤，則需要在鋪設(shè)生態(tài)混凝土塊體之前加鋪無紡?fù)凉げ甲鳛榉礊V層。

2）生態(tài)混凝土制及鋪設(shè)和孔隙填充。（生態(tài)混凝土施工與普通混凝土一樣拌合、運輸、鋪設(shè)、壓實，不可振搗。在拌合時按比例加入有關(guān)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(yǎng)護管理。

2 生態(tài)混凝土在武夷山防洪工程中的推廣應(yīng)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(shè)規(guī)模最大，其建設(shè)防洪堤總長9.305km，堤體以土質(zhì)為主，設(shè)計需鋪設(shè)生態(tài)混凝土10萬m2，引進植生型生態(tài)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(nèi)的土層中。經(jīng)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(qū)別，草根系發(fā)達，沒有出現(xiàn)因混凝土鹽堿度處理不當(dāng)而影響根系生長而枯死現(xiàn)象，已實現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)，部分草本植物長勢效果見圖2。

3 引進推廣使用生態(tài)混凝土護坡的優(yōu)越性以及效益比較

3.1 生態(tài)混凝土護坡的優(yōu)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(tài)型混凝土護坡由于是使用一定厚度的特殊混凝土現(xiàn)澆或預(yù)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(tài)效果好

傳統(tǒng)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(tài)系統(tǒng)也產(chǎn)生了一定的負(fù)面影響，生態(tài)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(chǔ)上建立土體、護岸、植物、生物和水之間的河道生態(tài)系統(tǒng)，生態(tài)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(tài)效果好［3］。

3.1.3 景觀效益明顯

生態(tài)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(fā)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(tǒng)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(fēng)景名勝區(qū)，水利工程建設(shè)必須與周邊的優(yōu)美環(huán)境相適應(yīng)。

3.1.4 水體的自凈能力增強

由于生態(tài)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(yǎng)物，防止水體富營養(yǎng)化，其水下根、莖又是大量微生物以生物膜形式附著的介質(zhì)，有利于水體自凈，生態(tài)型混凝土護坡的多孔隙結(jié)構(gòu)形成不同流速帶和紊流區(qū)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(zhì)起到了一定的作用。

3.2 投資效益比較分析

生態(tài)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(tài)混凝土護坡與其他護坡投資效益比較分析

4 結(jié) 論

生態(tài)型混凝土護坡應(yīng)用范圍廣，施工工藝簡單，工期短，質(zhì)量易于控制，其景觀、生態(tài)等效益明顯。也便于維護管理，隨著添加劑產(chǎn)品價格的降低，生態(tài)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(tài)混凝土在生態(tài)護坡中的應(yīng)用［J］.農(nóng)業(yè)科技與裝備，2009（02）：75－77.

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

［3］唐經(jīng)東.水利工程護坡生態(tài)化設(shè)計技術(shù)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(shè)計、施工監(jiān)理。