植生型生态混凝土护坡在武夷山防洪工程中的应用

林志光

（福建省武夷山市水利局，福建武夷山 354300）

推广应用

植生型生态混凝土护坡在武夷山防洪工程中的应用

林志光

（福建省武夷山市水利局，福建武夷山 354300）

生态混凝土护坡是一种可替代普通混凝土进行施工的生态型混凝土护坡，它解决了传统护砌工程劣化生态环境问题和普通混凝土表面不能长草的生态环境问题，文章针对生态混凝土护坡的主要技术和优越性及效益等进行研究，阐述了技术要点、介绍应用价值及效益。

生态混凝土；护坡；武夷山；应用

0 前 言

闽北山区新兴城市武夷山市城区2010年起实施新一轮的防洪工程建设，地处武夷山风景名胜区的武夷山市，建设堤防景观效应尤为突出，为此，防洪堤建设业主要求堤型主要以生态土堤为主，但土堤易受雨水和洪水冲刷，产生变形、滑坡塌陷等，影响堤身安全、影响外观质量，为解决这个问题，国内近几年出现了许多生态护坡，对解决上述问题起到了一定的作用。

但真正能像普通混凝土一样施工，具有黏结性好，牢固抗冲刷，在有一定厚度的混凝土上普通草本植物能生长的生态型混凝土护坡很少。

随着社会的发展和进步，人们对生态环境的要求变得更加突出，各类水利工程特别是中小流域综合治理工程、防洪防冲工程由以功能设计建设为主的传统理念，逐渐转变为在保证既有功能的基础上实现人与自然的和谐相处，由以单一的防洪防冲及除涝转变为综合考虑的集防洪防冲除涝生态环境水资源利用为一体的综合性工程项目建设，使人类的需求和社会发展与生态环境相协调。

目前，武夷山在城区主河道实施的建溪三期防洪工程建设和拟准备实施的主河道流域综合治理项目中，将生态型河道景观建设提到了首要位置，其中对由生态混凝土为主要材料的生态护坡进行了一定的探索。

生态混凝土是能够适应草木植物生长、像普通混凝土一样施工的混凝土及其制品，具有恢复和保护环境、改善生态条件、保持原有防护作用等等功能［1］。

1 生态混凝土的主要技术及施工工艺

生态混凝土是将混凝土骨料与专用添加剂进行现场拌制、入仓平铺、压实，成型后再播撒草本种籽，使草本种籽发芽并生长于混凝土表面上的一种生态型护坡。

1.1 主要技术

其主要技术包括以下几点：

1）使用无砂混凝土，其骨料可以是卵石、碎石或废旧的玻璃、拆除的混凝土等再生材料，骨料粒径控制在20～40mm，确保混凝土有一定的孔隙和有效的孔径，孔隙率控制在20%～30%，孔隙率与护坡混凝土强度成反比，应在保证生态混凝土客观强度要求的前提下，尽可能低加大生态混凝土的孔隙率，以创造草本植物的生长环境，便于草本植物根系能穿过孔隙到达底部堤坝坡面的土壤内。

2）使用专用添加剂，以改善混凝土的盐碱度，适合各种草本植物的生产环境。

普通硅酸盐水泥配制的混凝土pH值约在12.5～13.5，植物根系会腐烂无法正常生长，一般草种如狗牙根，黑麦草，紫羊茅，白三叶等最适合的pH值在5～7，因此要添加专用添加剂来中和普通混凝土的盐碱程度，达到能适合草本植物正常生长的碱性水环境，专用添加剂主要成分为甲基丙烯酸、聚羧酸盐、甲基纤维素、木质黄酸盐、CaC12等，按水泥用量的3%～6%添加。

3）有一定的抗压强度，其强度取决于配合比、骨料的品种和粒径、孔隙率以及生态型混凝土护坡铺设的厚度和施工时的压实程度。

一般来说在现有工艺条件下，生态型混凝土的28d抗压程度能达到10～25MPa，以确保抗冲刷，抗变型和抗压承载。

4）生态混凝土孔隙内要选用填充材料，目的是给植物初期生产提供充足的养分和水分，其填充物可选用腐烂的耕植土等当地极普遍有的材料，能就地取材，经济实惠，填充方法可采用客土喷撒覆盖法［2］。

5）要选用合适的草本植物。①选用生态混凝土护坡种植的植物，要考虑草本植物的美观，特别是城镇河段，有环境美化要求；②要选用根系发达，有足够的根系和根长能穿透生态混凝土厚度到达生态混凝土底部的堤体土层中；③应考虑便于维护管理，冬季不枯黄、四季常青的草本植物来种植。

生态护坡混凝土结构及植物生长环境示意图见图1。

图1 生态型混凝土护坡及植物生长示意图

1.2 施工工艺

施工工艺包括以下几点：

1）按建设标准进行护岸边坡整治。如原边坡为砂性土壤，则需要在铺设生态混凝土块体之前加铺无纺土工布作为反滤层。

2）生态混凝土制及铺设和孔隙填充。（生态混凝土施工与普通混凝土一样拌合、运输、铺设、压实，不可振捣。在拌合时按比例加入有关添加剂，塌落度尽可能控制在零左右）。

3）客土喷覆或辅覆。

4）草种喷播或撤播。

5）养护管理。

2 生态混凝土在武夷山防洪工程中的推广应用

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设规模最大，其建设防洪堤总长9.305km，堤体以土质为主，设计需铺设生态混凝土10万m2，引进植生型生态型混凝土作为迎水坡面护坡，从已施工的情况看目前生长情况良好，草的根系已穿透混凝土扎入堤内的土层中。经过一年多的时间观察，草本植物与长在正常土壤中的情况比较，没有区别，草根系发达，没有出现因混凝土盐碱度处理不当而影响根系生长而枯死现象，已实现了预期的目标，部分草本植物长势效果见图2。

3 引进推广使用生态混凝土护坡的优越性以及效益比较

3.1 生态混凝土护坡的优越性

3.1.1 抗冲刷不变形

一般的土壤边坡抗冲刷能力差，容易变形、滑坡和塌陷，影响美观，对堤体安全也有一定的影响。生态型混凝土护坡由于是使用一定厚度的特殊混凝土现浇或预制块拼接而成的坡面，整体性好，耐冲刷，不易变形，达到护坡防护目的。

图2 部分草本植物长势效果图

3.1.2 生态效果好

传统的堤岸防护大量采用混凝土或石块衬砌，硬化，对防洪堤等水利工程防冲刷起了积极的作用，但对整个生态系统也产生了一定的负面影响，生态型混凝土护坡能将水、河道、岸坡植被连在一起，在自然地形、地貌的基础上建立土体、护岸、植物、生物和水之间的河道生态系统，生态型混凝土的表面孔隙率高、便于生物生长，为水生动物及鱼类等动物提供了栖息、繁衍的场所，无论是水下还是水上，护岸中的植物都可以自由生长，甚至可以提供一些动物的生存空间，因此生态效果好［3］。

3.1.3 景观效益明显

生态型混凝土护坡种植的草本植物是生长在混凝土表面上，其根系透过混凝土层而深入到堤体土体中，因而种植的草本植物不易被冲刷、拔起，只要根系较为发达的草本植物都可以种植，形成均匀、连片的整体植物护岸，改变了传统混凝土表面无法生长草的缺陷，景观效益明显。特别是武夷山，它地处武夷山风景名胜区，水利工程建设必须与周边的优美环境相适应。

3.1.4 水体的自净能力增强

由于生态型混凝土护坡孔隙率高，加上种植水生植物，能从水体中吸收无机盐类营养物，防止水体富营养化，其水下根、茎又是大量微生物以生物膜形式附着的介质，有利于水体自净，生态型混凝土护坡的多孔隙结构形成不同流速带和紊流区带，有利于空气中的氧气带入水中，增加了水体中的溶解氧，有利于鱼类等水生生物的生长，进一步促进了水体的自净，对改善河、湖中的水质起到了一定的作用。

3.2 投资效益比较分析

生态混凝土护坡与其他护坡投资效益比较分析表见表1（按护坡1m2进行分析）。

表1 生态混凝土护坡与其他护坡投资效益比较分析

4 结 论

生态型混凝土护坡应用范围广，施工工艺简单，工期短，质量易于控制，其景观、生态等效益明显。也便于维护管理，随着添加剂产品价格的降低，生态混凝土的造价将大幅度降低，因此推广使用前景广阔。

［1］宓永宁，梁雪坷，孔德辉.生态混凝土在生态护坡中的应用［J］.农业科技与装备，2009（02）：75－77.

［2］束波峰.生态混凝土护坡在河堤加固中的应用［J］.水利水电技术，2009（12）：16－17，41.

［3］唐经东.水利工程护坡生态化设计技术分析［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，工程师，研究方向为水利水电工程设计、施工监理。