不同護(hù)坡治理技術(shù)的對(duì)比分析

李川　孫輝　湯磊

摘 要：現(xiàn)階段，雖然我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)取得了較好的發(fā)展，但由于我國(guó)在早期發(fā)展經(jīng)濟(jì)的過(guò)程中，嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境，像河道工程不僅可以起到防洪的作用，還可以使人與自然更加和諧的相處，因此，文章重點(diǎn)對(duì)治理河道護(hù)坡的技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：護(hù)坡;治理;技術(shù)

1.生態(tài)護(hù)坡與傳統(tǒng)護(hù)坡技術(shù)

1.1傳統(tǒng)護(hù)坡技術(shù)

傳統(tǒng)護(hù)坡技術(shù)是通過(guò)硬化方式處理岸坡，以加固河道坡面，保障河道的通暢性，一般，硬化加固處理岸坡的方式有兩種，即在岸坡澆筑混凝土和在坡體漿砌人工石材，從而確保河道岸坡的安全穩(wěn)定性。

1.2生態(tài)護(hù)坡技術(shù)

生態(tài)護(hù)坡技術(shù)是使用一些植被或者植物與工程措施相結(jié)合的方式，提高岸坡的穩(wěn)定性。具體來(lái)說(shuō)，生態(tài)護(hù)坡技術(shù)是應(yīng)用一些生態(tài)措施對(duì)河道進(jìn)行保護(hù)，生態(tài)護(hù)坡技術(shù)是一門綜合生態(tài)學(xué)、水土保持學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、邊坡工程于一體的技術(shù)，利用一些工程措施在岸坡區(qū)域移栽一些生態(tài)自然植物，構(gòu)建一個(gè)可循環(huán)的綠色生態(tài)護(hù)坡系統(tǒng)，從而確保岸坡具備較強(qiáng)的牢固性，降低岸坡水土流失，并使得河道岸坡具備較強(qiáng)的生態(tài)多樣性，達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。一般，生態(tài)護(hù)坡技術(shù)有植被護(hù)坡、植被與混凝土材料聯(lián)合護(hù)坡、植被網(wǎng)聯(lián)合護(hù)坡三種。

1.2.1植物護(hù)坡

將一些適應(yīng)能力強(qiáng)的植被通過(guò)生物學(xué)方式，種植在河道岸坡的各個(gè)位置，這些植被的生長(zhǎng)，可以對(duì)岸坡進(jìn)行穩(wěn)固，恢復(fù)河道生態(tài)環(huán)境，這些植物的根系不僅可以使河道坡面表體的抗剪強(qiáng)度得到提高，而且可以顯著提升其抗侵蝕能力，避免大量水土流失，達(dá)到恢復(fù)生態(tài)環(huán)境的目的。

1.2.2植被網(wǎng)聯(lián)合護(hù)坡

通過(guò)有機(jī)結(jié)合植被網(wǎng)與人工合成材料的方式，并根據(jù)計(jì)算出的結(jié)構(gòu)工程穩(wěn)定性力學(xué)結(jié)果，在特定位置鋪設(shè)植被網(wǎng)，根據(jù)河道工程的實(shí)際情況，合理設(shè)計(jì)護(hù)坡方案。應(yīng)用人工合成材料時(shí)，可以在坡面位置固定土工網(wǎng)墊后，將植被網(wǎng)鋪設(shè)在土工網(wǎng)墊上，利用植物的生長(zhǎng)穩(wěn)固土工網(wǎng)墊，進(jìn)而提升岸坡的抗沖刷能力。

1.2.3植被與混凝土材料聯(lián)合護(hù)坡

此方式主要是將混凝土塊放在坡面位置，并留有相應(yīng)的空隙，為植物提供養(yǎng)料。具體流程如下：首先，將普通種植土填充至混凝土上，其次將植被系統(tǒng)與種植土相結(jié)合，進(jìn)而構(gòu)建新生態(tài)系統(tǒng)，這種新生態(tài)系統(tǒng)可以顯著提高混凝土的抗侵蝕能力。將混凝土預(yù)制塊和植物系統(tǒng)結(jié)合在一起，不僅可以降低混凝土制塊結(jié)構(gòu)比，而且有助于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

1.3傳統(tǒng)護(hù)坡與生態(tài)護(hù)坡的區(qū)別

傳統(tǒng)護(hù)坡技術(shù)，雖然可以提高河道岸坡的穩(wěn)固性，但造價(jià)高昂，且會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境，與我國(guó)現(xiàn)行的環(huán)境保護(hù)政策背道而馳，不利于我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展。

而生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的出現(xiàn)，正好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)護(hù)坡技術(shù)的不足，生態(tài)護(hù)坡技術(shù)可以結(jié)合河道治理、岸坡的實(shí)際情況，在確保水土體穩(wěn)固的基礎(chǔ)上，構(gòu)建綠色植被生態(tài)系統(tǒng)，長(zhǎng)期有效對(duì)河道岸坡進(jìn)行保護(hù)，進(jìn)而起到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。

2.不同護(hù)坡技術(shù)在河道治理中的應(yīng)用

在治理某河道時(shí)，一處岸坡地處高坎位置，巖土體多由均質(zhì)土構(gòu)成，擋土墻高、坡度比分別為3.1m、0.16左右.位于擋土墻上面的承重臺(tái)有一處較高的斜坡，坡度比、高度分別為1.5、7.2左右。巖土體抗剪參數(shù)黏聚力、內(nèi)摩擦角分別為25kPa、16°，彈性模量是30MPa，泊松比0.3是左右，土體滲透系數(shù)在10-6 cm/s左右，其土體為低滲透性，土體容重在19kN/m3左右。此項(xiàng)目之前在施工時(shí)使用的傳統(tǒng)護(hù)坡技術(shù)，對(duì)坡面澆筑了C25混凝土，厚度是0.25m左右，混凝土彈性模量、容重分別為3×104MPa、22kN/m3。此河道岸坡之前是通過(guò)傳統(tǒng)護(hù)坡技術(shù)完成的施工，導(dǎo)致河道岸坡與周圍環(huán)境不協(xié)調(diào)，且破壞了生態(tài)環(huán)境，因此，為保護(hù)生態(tài)環(huán)境，將采用自然植被與人工材料聯(lián)合護(hù)坡的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，對(duì)河道岸坡進(jìn)行改造。

2.1 RXP生態(tài)砌塊擋墻護(hù)坡設(shè)計(jì)

RXP生態(tài)砌塊是一種榮勛砌塊擋墻，此種類型的砌塊占地面小，可以節(jié)約土地面，通過(guò)分析此工程的實(shí)際情況及RXP生態(tài)砌塊的特性，擋墻底部位置已經(jīng)澆筑有C25混凝土，需在此基礎(chǔ)上繼續(xù)澆筑混凝土，直至基礎(chǔ)寬度、厚度分別達(dá)到60cm、10cm。在基礎(chǔ)層、中間層、頂層分別使用RXP300-10型號(hào)、RXP280-10主砌塊及壓頂砌塊。

將土工格柵鋪墊使用在擋墻背后坡面位置，由單向聚丙烯土工格柵構(gòu)建土工格柵，因?yàn)椋@種類型的格柵不僅可以增加巖土間的摩擦力，而且可以逐步完成壓實(shí)工作，使壓實(shí)密度達(dá)到90%以上。另外，應(yīng)確保各砌塊間有80mm的縫隙，以方便后期種植植物種子、微生物繁衍與養(yǎng)料能量的傳輸。在擋墻頂部澆筑厚度10cm、寬度2m的C20混凝土。

2.1.1穩(wěn)定性分析

在設(shè)計(jì)完成護(hù)坡方案后，可以通過(guò)ANSYS仿真建模進(jìn)行計(jì)算，首先，計(jì)算劃分網(wǎng)格，將幾何模型節(jié)點(diǎn)、共有分析單元分別劃分為4870個(gè)、2325個(gè)，使用四邊形八節(jié)點(diǎn)對(duì)變形單元體進(jìn)行應(yīng)變。結(jié)合工程實(shí)際情況對(duì)邊界條件進(jìn)行設(shè)定，岸坡底面設(shè)置為完全約束，上部設(shè)置為自由邊界，左右邊界在水平方向設(shè)置相應(yīng)的約束條件，負(fù)責(zé)承重與河流靜水壓力。計(jì)算完成模型網(wǎng)格劃分后，計(jì)算穩(wěn)定性。

2.1.2生態(tài)協(xié)調(diào)性和造價(jià)分析

在此工程中擋墻設(shè)計(jì)的是RXP砌塊，其上下砌塊間會(huì)有相應(yīng)縫隙，這些縫隙相互聯(lián)系可以構(gòu)建成岸坡生態(tài)系統(tǒng)。在擋墻內(nèi)外，水體相互連通，水下生物可以自由活動(dòng)，微生物也處于穩(wěn)定狀態(tài)，這些水下連通關(guān)系，可以為水體植物、生物提供生存的空間，有利于環(huán)境保護(hù)。RXP生態(tài)砌墻可以促進(jìn)岸坡面植物的生長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境進(jìn)行美化，防止水土流失，不僅大大提高了河道岸坡的穩(wěn)定性，而且可以確保人與自然更加和諧的相處。通過(guò)計(jì)算人工費(fèi)用、機(jī)械費(fèi)用、輔助費(fèi)用、材料費(fèi)用等，RXP砌塊擋墻生態(tài)護(hù)坡設(shè)計(jì)的造價(jià)成本684.11元/m2。

2.2植物護(hù)坡設(shè)計(jì)

在治理高坎岸坡過(guò)程中，為了保障河道原有的泄洪能力，可以使用植物護(hù)坡技術(shù)，在河道岸坡區(qū)域種植適宜生長(zhǎng)的水生植物，但不應(yīng)種植沉水類型的植物?？梢栽诎镀聟^(qū)域種植一些高固土能力、適應(yīng)性能強(qiáng)的喬木或者灌木等植物。

結(jié)合本工程的巖土性質(zhì)、生態(tài)學(xué)理論，科學(xué)選擇植物，一般可以選用水蔥、樟樹(shù)、夾竹桃、欒樹(shù)、麥冬草、樟樹(shù)等。在設(shè)計(jì)坡腳時(shí)，可以使用抗沖刷能力較強(qiáng)的樁基礎(chǔ)，加固護(hù)坡，樁基礎(chǔ)直徑、木樁間距分別控制在15cm、5cm左右，并將其放置在水中，入水深度需控制在樁身長(zhǎng)度的一半，并將麥冬草籽種植在岸坡面，樟樹(shù)種植在岸頂位置，在布局時(shí)應(yīng)采取間隔方式，間距控制在0.5m左右，不僅起到保護(hù)河道岸坡的作用，而且可以美化環(huán)境。

2.2.1穩(wěn)定性分析

應(yīng)用植物護(hù)坡技術(shù)，在岸坡面和岸頂交錯(cuò)布設(shè)植物帶，在選擇植物時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇生長(zhǎng)速度快、根系發(fā)達(dá)的植物，像喬灌類植物的優(yōu)點(diǎn)是可以防止坡面土壤被侵蝕，并可以自行收集雨水，起到固土作用，降低坡面水土流失量。在此護(hù)坡技術(shù)中，使用的是樁基對(duì)坡腳進(jìn)行保護(hù)，因此，不會(huì)發(fā)生坡腳位置水流沖刷岸坡的問(wèn)題，極大提高了河道岸坡的穩(wěn)固性。

2.2.2生態(tài)協(xié)調(diào)性與造價(jià)分析

本工程中使用的護(hù)坡技術(shù)是植物型護(hù)坡技術(shù)，具備較強(qiáng)的生態(tài)協(xié)調(diào)性，不僅為植物的生長(zhǎng)提供了良好環(huán)境，而且可以起到固土鎖水作用，使得河道與岸坡具備較強(qiáng)的協(xié)調(diào)性，這種方式不僅有助于改善河道水質(zhì)，而且可以美化環(huán)境。在岸坡上種植的各類植物，不僅可以綠化環(huán)境，而且具備極強(qiáng)的觀賞價(jià)值，像種植的樟樹(shù)可以為大自然的動(dòng)物提供繁衍生息的空間，在河道周圍形成一個(gè)天然的生態(tài)系統(tǒng)。通過(guò)計(jì)算材料費(fèi)用、人工費(fèi)用、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，結(jié)果顯示此護(hù)坡技術(shù)的成本為97.26元/m2左右。

結(jié)束語(yǔ)

在河道工程施工中，護(hù)坡技術(shù)一直是重點(diǎn)問(wèn)題，通過(guò)分析傳統(tǒng)護(hù)坡技術(shù)與生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，可以看出，有效將傳統(tǒng)護(hù)坡技術(shù)與生態(tài)護(hù)坡技術(shù)二者結(jié)合在一起，不僅可以降低施工成本，而且可以大大提高河道岸坡的穩(wěn)固性，且達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，合理對(duì)護(hù)坡技術(shù)進(jìn)行選擇。

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