綠化混凝土技術(shù)在水利工程施工中的應用

韓春生

(遼寧省水利廳，遼寧 沈陽 110003)

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綠化混凝土技術(shù)在水利工程施工中的應用

韓春生

(遼寧省水利廳，遼寧 沈陽 110003)

討論綠化混凝土技術(shù)的發(fā)展沿革、分類及綠化混凝土技術(shù)在水利工程中的應用問題，從其結(jié)構(gòu)特點、護坡板樣式及生態(tài)效益方面做了論述。綠化混凝土使用可循環(huán)使用的材料，通過一定的配比，可以使植物生長在混凝土上，利用廢舊材料、增加綠化面積，同時也能產(chǎn)生良好的環(huán)境效益。

綠化混凝土；護坡板；水利工程

韓國和日本是最先創(chuàng)造和使用綠化混凝土的國家，我國技術(shù)人員學習和引進了該技術(shù)后，形成了兩套不同的技術(shù)方法，一種是受日韓技術(shù)影響較大的綠化混凝土防護技術(shù)，該項技術(shù)要求護坡表面需覆蓋營養(yǎng)土層方可實現(xiàn)植被的生長；第二種是以國內(nèi)技術(shù)人員自己吸收相關領域知識，創(chuàng)立的綠化混凝土技術(shù)。相對于日韓的技術(shù)，國內(nèi)的技術(shù)有了多項的改進，很好的解決了供給植物生長營養(yǎng)元素的來源、植物生長鹽堿性環(huán)境的控制以及其他環(huán)境問題[1]。使混凝土上長出了青草，特別是在水利工程中，都在盡可能將工程質(zhì)量和環(huán)境保護兩個方面擺在同樣重要的位置，因此，綠化混凝土較好的解決了這兩方面的問題，是近年來在水利工程中認知度較高的工程環(huán)境技術(shù)之一。

1 綠化混凝土的涵義

日本相關的組織在生態(tài)材料學的基礎上，建立了生態(tài)混凝土的概念。其定義具體的講，首先生態(tài)混凝土是一種區(qū)別于其他建筑混凝土的特種混凝土，生態(tài)混凝土一般具有特殊的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和表面特征。其可以減小環(huán)境負荷，與周邊自然景觀完美融合，更重要的是能為環(huán)保做出貢獻[1,2]。

生態(tài)混凝土又可以分為兩類，即減輕環(huán)境負荷型混凝土和生物相容生態(tài)混凝土。生物相容型生態(tài)混凝土根據(jù)實際用途又可以細分為淡水生物作用生態(tài)混凝土、海洋生物作用生態(tài)混凝土、植物作用生態(tài)混凝土和用于凈化水體用混凝土等。其中的植物作用型混凝土就是綠化混凝土。

我們國家最開始將綠化混凝土定義為:“能夠適應綠色植物的生存、生長綠色植被的混凝土及其制品”。還有一種定義，指的是其所提供的環(huán)境能夠適應植物生長，可進行植被作業(yè)，在功能上保持原有防護作用功能、改善生態(tài)條件和保護環(huán)境的混凝土及其制品[1]”。

2 綠化混凝土的常用分類

2.1 隨機多孔型綠化混凝土[2]

這個名稱以前稱為生態(tài)多孔型混凝土或者多孔連續(xù)型混凝土。這種混凝土的特點是將不含砂質(zhì)的混凝土作為植物生長的載體，在孔隙內(nèi)填充植物的種子或者幼苗，待植物生長過程中，根系發(fā)育并穿過無沙的混凝土，并最終的扎入底層的土壤中。這種混凝土的孔隙是隨機分布的，所以稱為隨機多孔型綠化混凝土。這種技術(shù)的保護砌磚和播種性能良好，可以將砌磚和所在環(huán)境有機的聯(lián)系起來。

隨機多孔型綠化混凝土的關鍵技術(shù)是改變孔隙內(nèi)環(huán)境的酸堿度，因為不同的植物對所生存的環(huán)境要求存在差異。還有一方面的因素，這種綠化混凝土技術(shù)是在日本產(chǎn)生的，其工藝要求的材料是pH值要處于8～9左右的高爐水泥，弱堿性的水泥使植物可以適應這樣的環(huán)境。同時要在混凝土孔隙中充填苔鮮類土、保水劑、緩釋肥等材料，該技術(shù)的優(yōu)點在于其易播種，綠化面積大。由于我國目前還沒有這種特制水泥，因而其推廣和應用受到了限制。

2.2 孔洞型綠化混凝土

通俗地講，就是將適合植物生長的營養(yǎng)性土壤填充到混凝土的板上預留的孔洞內(nèi)，在其孔洞內(nèi)種植植物種子或者幼苗，將這種混凝土稱之為孔洞型綠化混凝土。這種混凝土分為多孔洞型塊狀綠化混凝土與孔洞型多層綠化混凝土。前一種綠化混凝土在許多城市的人行道上可以見到，也就是鋪設帶有孔洞的植草磚等。第二種指的是上層為多孔混凝土板，底層為向上的凹槽型，這樣就可以上層與底層聯(lián)接起來，中間的空間可以放入植物生長的土壤。孔洞型的綠化混凝土在城市的公園、街道和墻體上常常可以看到。

2.3復合隨機多孔型綠化混凝土

這種復合隨機多孔型綠化混凝土具有特殊的工藝，其周邊采用高強度混凝土保護框并兼作模具，在中間填充無砂混凝土并一次成型，這樣的技術(shù)基本解決了隨機多孔型綠化混凝土結(jié)構(gòu)邊緣強度低、有效使用面積小等問題。此種技術(shù)已經(jīng)在我國許多的河流護坡、河湖堤岸等水利工程中使用。

2.4 “沙琪瑪骨架”型綠化混凝土

“沙琪瑪骨架”綠化混凝土這個稱謂與其形態(tài)上的特點有關，這種綠化混凝土具備了和普通土壤相似的性質(zhì)，適合植物在其上生長。與此同時，抗侵蝕能力強，這種工藝的的固土作用明顯。在城市公園，居民住宅的綠化，大型停車場、高速鐵路和公路的邊坡、江河的護堤等工程領域應用廣泛。

2.5 自適應植被混凝土

自適應植被混凝土，是融入了較多現(xiàn)代技術(shù)的較先進的新型綠化混凝土。這種綠化混凝土在本身的設計時，就融入了自動調(diào)節(jié)植物生長所需要的酸堿度和濕度、體系內(nèi)部為植物提供生長所需的營養(yǎng)元素，是未來會被大范圍推廣的綠化混凝土技術(shù)，

3 在水利工程中的應用

3.1 綠化混凝土結(jié)構(gòu)特點

綠化混凝土在施工中需要的材料，包括粗糙的骨料和水泥漿或樹脂等組成的綠化混凝土、噴播用的材料、覆蓋材料、草皮充填料。在水利工程施工中使用的綠化混凝土則以廢渣、碎石或者可循環(huán)使用的建筑材料作為基料，并添加部分高分子材料的預制磚塊，在縫隙中充填種子、幼苗、腐植土、緩釋肥料、保水劑等混合材料，當周圍環(huán)境適合種子或者幼苗生長時，種子發(fā)芽，幼苗成活，從而形成水利工程建設與環(huán)境保護完美結(jié)合的綠化混凝土面[3]。

水利工程中使用的綠化混凝土護坡板，其結(jié)構(gòu)上的特點是在不含砂質(zhì)的混凝土周邊澆筑一圈高強度的混凝土邊框，這樣做的即解決了無砂綠化混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu)不強且不易成型問題，同時降低了制作的難度。二是提邊緣強度的提高，因為沒有外框的綠化混凝土不易成型，外框的加入減少了其在運輸和使用中不必要的破損。在工程應用過程中，充填在孔隙中的種子幼苗或者肥料等很容易在水流風雪的作用下流失。多年的實踐經(jīng)驗證明，六邊形的實心混凝土護坡板塊，在外觀和實用性上都是綠化混凝土技術(shù)中重要結(jié)構(gòu)形式，常用的綠化混凝土護坡板的規(guī)則參數(shù)如表1所示[4]。

表1 水利工程中常用綠化混凝土板塊的規(guī)格

3.2 在河流和湖泊等水利工程中的應用

日本是綠化混凝土的發(fā)明國之一，其對綠化混凝土在水利工程的應用做了大量的研究工作。在日本國內(nèi)建設的水利工程中，預制塊大部分采用了綠化混凝土。本世紀初期我國引用了此技術(shù)，上海市選擇了一段河流進行了實驗，工程護坡的坡度為1:2.5，在一定的斜坡上鋪設綠化混凝土預制塊，綠化混凝土預制塊的厚度為16 cm和25 cm兩種，采用噴播工藝進行種草。工程完成一年后，綠化混凝土的表層長出了很多的植物群落，生態(tài)效益明顯提高[3]。

在河流、湖泊和水庫等水利工程建設中，淹水區(qū)邊坡主要受兩個方面的威脅：一是外在條件，如溫度差、風浪沖擊、降雨侵蝕等；另一方面是內(nèi)在條件，河流、湖泊河水庫內(nèi)水位變化會造成堤體堆土的流失，也就是常說的管涌現(xiàn)象。因此，綠化混凝土在使用上除了具備一定的物理強度外，還應該具有良好的反過濾功能，水及氣體等小粒子的物質(zhì)可以通過壩體，而細沙、土壤等較大顆粒則不能通過。水利工程中實施綠化混凝土技術(shù)，可以使混凝土砌塊與綠色植物更好的進行結(jié)合，這樣能夠更好的將綠色植物種植在混凝土的砌塊空隙之間。綠化混凝土技術(shù)在進行施工的時候也有施工步驟，在實際施工的時候要將混凝土制作成為不規(guī)則的孔徑，這樣做的目的是提高混凝土的耐久性。同時，在其中要加入一些高分子材料，這樣做的目的是為了提高施工的效果。根據(jù)當?shù)氐臍夂蚝退臈l件，選擇適合生長的植物和施用的肥料，這樣能夠避免因為水土的原因造成的植物生長受限的問題[5]。

在近幾年的水利工程施工中，工程邊坡和護堤上應用綠化混泥土技術(shù)的項目越來越多，這種技術(shù)的逐步成熟和推廣也推動著其他新興技術(shù)的發(fā)展。在進行施工的時候，綠色混凝土施工技術(shù)不僅僅能夠更好的提高護坡的質(zhì)量，同時也能更好的應用在河道治理方面，因此，這項技術(shù)在應用方面效果和質(zhì)量也非常好。

4 結(jié)語

綠化混凝土技術(shù)首先在國外出現(xiàn)并發(fā)展，我國引用其技術(shù)后根據(jù)自身的需要加以改進，形成了豐富的種類。在水利工程的施工中，綠化混凝土技術(shù)的應用不僅沒有降低工程本身的功能外，還增加了工程在防止雨水沖刷、避免大風揚塵等方面的作用，同時也能增加綠地面積，美化了河流湖泊等水環(huán)境系統(tǒng)。這項技術(shù)的應用也為城市水利建設、城市水體治理提供了一定的參考價值。

[1]馮輝榮,聶麗華,羅仁安，等.綠化混凝土的研究進展[J].混凝土.2005(12):25-28.

[2]毛鑫.綠化混凝土在護坡工程中的應用[J].市政技術(shù).2004,22(6):390-393.

[3]衛(wèi)明.綠化混凝土的基本特性及其在河道工程中的應用[J].上海水務.2005, 21(4):19-24.

[4]李志安. 基于綠化混凝土的水岸生態(tài)防護技術(shù)研究[D].大連:大連理工大學. 2014.

[5]張莉,王俠.新技術(shù)新工藝在水利工程中的運用[J].河南水利與南水北調(diào).2010(8): 80-81.

TV43

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1004-1184(2016)06-0076-02

2016-05-18

韓春生(1968-)，男，遼寧遼陽人，高級工程師，主要從事水利水電工程管理與施工。