防洪水利工程生态护坡技术分析

毛新强

(江西省赣西土木工程勘测设计院，江西 宣春 336000)

1 概述与原则

1.1 生态护坡技术概述

结合前人研究了解到，防洪水利工程生态护坡是一种专业综合性很强的技术，其中涉及综合工程力学、土壤学、生态学和植物学等专业领域，在这些专业领域的综合考量之下，如何建设一个有利于生态环境的护坡工程，是此项技术的核心问题。目前，对于生态护坡的解释并不统一，但是绝大部分学者都认为，所谓生态护坡就是一种利用护坡作为基础，在其上部种植大量植被，以此给植被生长提供环境，同时植被的根系发展能够有效的连接边坡的土体、岩体，有助于边坡的稳固性，连带防洪水利工程的稳固性也会得到提高[1]。

1.2 生态护坡技术原则

目前，在部分生态护坡技术的工程要求上都可以看到，施工单位严格要求施工人员依照相应的原则来进行施工，具体来看主要包括水力稳固性原则、生态原则、自然资源维护原则，下文将对三项原则进行描述。

(1)水力稳固性原则。保持护坡的稳固性是生态护坡施工中必须重视的问题之一，在此基础上，护坡设计以及施工都必须避免工程出现塌陷等质量问题，所以就必须围绕稳固性原则来进行施工，而造成护坡出现质量问题的主要原因，就在于水力的冲压力，所以此项原则又被称为水力稳固性原则。工作当中，相关人员应当严格对工程周边的水力参数进行计算，再相应的选择土工技术参数，以此来保障护坡工程对水力冲压力的抵抗能力[2]。

(2)生态原则。给植物生长提供良好的生存环境，同样是生态护坡技术施工中的核心问题，在此基础上，生态护坡施工必须尽可能的降低自身对生态环境的影响程度，而介于其影响的角度不同，在正式施工之前，必须围绕生态原则来分析影响的角度，例如施工是否会对土质养分造成影响，是否会造成动植物生物链破坏等，只有在确认所有影响因素之后，再通过相应的设计工作将影响消除或者降到最低后进行施工[3]。

(3)自然资源维护原则。因为在护坡施工当中，有许多施工工艺都需要“就地取材”，所以当此类施工过度的获取自然资源，就扩大了工程对生态环境造成的负面影响程度，同时也造成了自然资源的浪费现象，而这种现象显然是违背生态护坡技术宗旨的，所以需要围绕自然资源维护原则，尽可能避免此类现象发生[4]。

2 防洪水利工程生态护坡技术分析

2.1 土工格室护坡

在生态护坡技术当中土工格室护坡技术十分常见，其主要采用外来土构建护坡。具体来说，首先选择适应性良好的外来土，再对外来土进行改良，使其能够更好的切合施工现场的原土，之后在施工现场划分出相应数量、规模的土工格室，此时即可将外来土均匀摊铺在格室之内，同时用三维网将格室固定即可。其次在确认土工格室完全稳定之后，需要采用喷播育种技术进行播种，此举具有固坡的作用，具体表现如图1所示。

图1 土工格室护坡

在图1基础上，土工格式结构能够使坡面与水流隔开，以此可以降低水流对坡面进行直接冲击，同时因为其网状多维结构，可以有效降低水体对坡面的侵蚀作用，由此可以体现出土工各室对生态护坡稳固性的帮助。其次，同样在网状多维结构基础上，其内部的外来土可以有效减少坡面的径流流量，抵消径流运动时产生的能量，避免护坡受到较大的影响。此外，土工格室因为自带护栏，所以能够有效的抵消土壤流失程度，而在土壤饱满的条件下，其格室下部分受到水力侵蚀的程度也会大大减弱，并且因为水体与护坡的接触，可以给植物种子提供必须的水分。

2.2 植草砌块型护坡

植草砌块型护坡是一种施工较为简便的技术，其主要采用多孔混凝土、保水材料、表层土以及缓释肥料来进行施工。施工过程当中，首先需要选择多孔混凝土的拌合材料，具体包括水泥、砂、石，之后依照相应的工艺要求将多种原材料进行拌和，使各种原材料充分融合之后即可形成多孔混凝土，多孔混凝土主要能够起到框架作用。其次，在多孔混凝土尚未凝结的阶段需要掺入保水材料，主要包括有机质保水剂、无机保水剂两种，在铺设工程当中应当以有机质保水剂为主要材料，辅以无机保水剂，此举可以保障植物生长的必要水分。当多孔混凝土凝结之后，需要在其上部覆盖表层土，表层土主要可以给植物生长提供良好的环境，同时还能避免混凝土热量对植物根系的影响。最终当表层土铺设完毕之后，需要在表层土当中施加缓释肥料，此类肥料具有挥发过程较慢的特性，可以在很长一段时间内给植物生长带来养分。

另外，根据上述可以了解到，植草砌块型护坡能够有效给植被提供良好的生存环境，那么在植被生长茂盛的前提下，可以有效抵抗水流对护坡的冲刷，其根系还能连接其中土体、岩体，有助于护坡的稳固性，同时，在绿化城市概念之下，植草砌块型护坡还具有一定的美观价值。

2.3 石笼填石型护坡

石笼填石型护坡施工步骤相对复杂，投入的成本也相对较高，但是此项施工技术的效果十分显著。施工当中，首先需要将一定数量的钢丝进行加工，使其形成钢丝网箱笼结构，之后将块石、土体等材料填入箱笼结构当中，在此工序的不断循环之下，可以形成大量的石填箱笼，将其对照施工面积进行摆放之后，即可形成石笼填石型护坡。而为了体现生态护坡概念，可以在箱笼当中播撒植物种植，在植物不断生长之下，其根系同样能够提高箱笼个体以及整体的稳固性，但要注意的是，因为箱笼钢丝网外壳的孔隙有限，所以不适合种植树木一类的制备，否者会导致钢丝网与树木发生冲突，对双方都产生不利影响，应当选择花朵、草等根茎较小的制备。

石笼填石型护坡在应用当中，能够有效提高护坡的抗拉强度、抗变形强度，原因就在于钢丝外壳的韧性以及抗性，根据相关研究了解到，石笼填石型护坡在形成一定规模之后，甚至能够抵抗一定程度上的地震破坏力，由此足以说明其性能的优异性，同时在此项技术之下，不会发生其他护坡施工中的不规则沉降问题。此外，介于钢丝外壳的其他性能，石笼填石型护坡还具备良好的抗温性、耐腐蚀性、防渗功能等。

2.4 编柳抛石型护坡

编柳抛石型护坡同样是一种施工较为简单的生态护坡技术，其主要围绕“就地取材”的原则，选择附近的柳条(如果没有柳树或者其他类似枝条，则不可以使用这种方法)来编制格框，编制形式为十字交叉形，格框的规模一般要保持在45～50 cm左右，以免与之后的填料投放发生冲突。在格框基础上，选择粒径20～40 cm左右的块石投入其中，直至格框被填满为止，之后暂且将格框闲置，在施工面铺设一层厚度为15～20 cm左右的砾石层，此举主要目的是为了排水，并降低土壤流失的速率以及规模。之后将之前的格框放置在砾石层上，待柳条生长之后，其能够给边坡带来良好的保护功能。

2.5 生物活性无土植被毯护坡

生物活性无土植被毯护坡主要采用纤维束来实现边坡制作，首先湿润纤维束，并将其制作成固底构件，在大量固底构件的整合之下，可以形成活性固土植被培植器件，此时可以直接在器件上播撒根系发达的植被，之后将其摆放在施工面的堤岸或者斜坡的底端线上即可，图2为生物活性无土植被毯护坡。

图2 生物活性无土植被毯护坡

应用当中，因为纤维束固底构件在最底部所以会时常与水接触，此时介于纤维束的吸水能力，其在短时间内会充满水分，以此来增加自身的重量，此时在重量加持之下，可以有效防止土石流失问题，同时因为其内部存在大量的根系发达植被，所以在根系的帮助下，其土石流失的程度微乎其微。此外，生物活性无土植被毯护坡存在一个缺点，即其只适用于坡度小于45°的条件，同时要求土壤环境为全风化、强风化，否则会影响到植被的正常生长。

2.6 铰接式生态护坡

铰接式生态护坡主要采用混凝土块进行施工，此项生态护坡施工技术当中，需要重点关注混凝土块的尺寸、形状、重量等基本属性，要求所有的混凝土块属性基本一致。在混凝土块属性基本一致的条件下，可以采用具有较高韧性的缆索将混凝土块连接，以此形成联锁矩阵，之后在联锁矩阵上铺设表层土，即可种植一些花朵、草类的植被。在应用当中，铰接式生态护坡主要能够起到防渗、排水、消能的作用。另外，因为铰接式生态护坡中含有缆索，所以对缆索的压力进行监测分析，可以有效判断边坡当前的状态，此举对于预防边坡安全隐患具有重大的意义。

2.7 喷混植生型护坡

喷混植生型护坡是一种较为新式的生态边坡施工技术，主要在液态喷播技术原理上，采用相应容器将植被种子与肥料、水、土壤等生长所需一起拌和，使其形成悬浮状态，之后采用离心泵与消防软管连接，再开启离心泵将拌合体喷洒到边坡土体上，最终再设置1层无纺布、1层铁丝网即可。应用当中，植被根系的作用与上述相同，而无纺布主要可以保障植被生长的环境，铁丝网则不但可以避免植被受到压迫，还能提高边坡土体的抗拉能力。

3 结 语

本文主要分析了防洪水利工程生态护坡技术，分析当中首先介绍了防洪水利工程生态护坡技术概述与原则，了解了此项技术的施工要点。其次，对7种常见的防洪水利工程生态护坡技术进行分析，对其各自的施工流程以及作用特点进行了阐述。