摘 要:本文首先对水利工程河道生态护坡进行了概述,然后对其施工要点进行了归纳总结,水利工程河道生态护坡按其性质差异将其分为生态混凝土护坡、自然原型河道生态护坡、植物固土型生态护坡、生态网格等,继而对各类护坡的施工要点分别做了阐述,最后结合具体案例,详细解析了某河道工程在生态边坡建设施工上的具体技术应用,希望通过本文的研究,能够为建筑单位做好河道边坡生态护坡施工技术的应用提供参考。
关键词:水利工程;河道生态护坡;施工要点
由于水利工程项目的施工建设对农业灌溉具有重要意义,所以做好河道工程施工质量的管理非常重要,河道生态护坡工程的施工对于维护河道工程的生态环保功能具有重大意义,做好河道生态护坡的施工会直接影响到河道工程的施工质量,影响到水利工程建设整体的生态健康性,所以河道生态护坡施工技术的合理应用是每一个施工单位都必须深入思考和面对的问题[1]。
一、水利工程河道生态护坡概述
(一)水利工程河道生态护坡的内涵
水利工程河道生态护坡是一种综合了工程力学、土壤学、生态学和植物学等学科基本知识,对斜坡或边坡进行支护的护坡技术。通过种植植物,利用植物与岩、土体的相互作用(如根系锚固作用)对边坡表层进行防护和加固,使之既能满足对边坡表层稳定的要求,又能恢复被破坏的自然生态环境。这种护坡方式通过构造多孔、透水的防护结构,不但能够防止水流对岸坡的冲刷和侵蚀,还能利用植物和天然材料满足岸坡稳定要求,提供良好的水生生物栖息地条件,维持自然河流的生态功能,改善自然景观,是一种有效的护坡、固坡手段。
(二)水利工程河道生态护坡的具体功能
1.防洪抗旱
河道生态护坡施工的主要作用之一是维护河道内部的水流稳定性,通过合理调节水流,让河道水流保持正常的流速,防止水流过急可能导致的河道被剧烈冲刷而引发洪水,防止泥沙大量混入河水影响水域水质的健康性[2]。同时在河道护坡上种植一定的绿色植物,还能够维护河道生态系统健康性,稳固河道安全,并利用河道中的水资源为周边土壤供给水分、防止干旱、调节气候。
2.保护生态系统
通过实施生态护坡施工,可以让河道两侧的植被系统获得补充,以更多的绿化覆盖提升河道生态系统的健康性。如果采用传统的混凝土护坡技术进行河道护坡建设,会因为混凝土上没有植被,导致河道中的水生态跟两岸植物生态、动物生态发生隔绝,从而在一定程度上不利于整个河道环境生态系统的健康性,同时也会导致一些依靠河道水资源为生的植物、小动物和微生物灭绝,造成河道周边生态链条畸形,压榨更多动植物的生存空间,而通过使用生态护坡,让河道生态区域与两岸的生态系统通过绿植进行连接,可以有效地维护河道生态系统的完整性,防止因为生态带隔绝而导致河道生态系统的平衡遭受负面影响。
3.观赏景观
通过使用河道生态护坡技术,还能起到美化河道环境、创造河道绿色景观的积极作用。通过在护坡上进行绿植种植,能够让河道充满绿色,生机盎然,不仅清新空气,也能创造出具有魅力的沿河道绿色景观,这对改善河道周边环境的宜居性、美观性,为游客和居民提供休憩休闲场所都具有一定的积极意义。而通过在整个河道都使用生态护坡,还可以让河道被利用起来,成为城市中带有绿色观赏性的水域景观,丰富城市居民的生活,改善和提升城市居民的生活质量。
二、水利工程河道生态护坡的施工HmxLKbGGhoJJMDn39iRMHQ==要点
(一)生态混凝土护坡的施工要点
使用土木格室层与有机客土层作为结构,各自有不同的优势和缺陷。使用土木格能为绿植的种植提供较为稳定的生长空间,但是也会使得绿植的根系受限,这一方式主要选择以细骨料混凝土作为格室材质,以喷播植草技术进行绿植种植。有机客土层主要使用的是添加了活性添加剂、草炭、保水剂与碎骨料的土壤,将其在河道边坡上加以利用,让其直接触及河道原有的土层。通过对包括了绿植种子的生态混凝土在河道边坡上的利用,其中的植物会在水分沁润下萌发,通过生长根系会持续向下延伸,与河道边坡上原有的土壤进行连接,进而逐渐构建形成围绕河道两侧的网状结构,从而能够通过绿植的根系加固整个河道坡面[3]。同时因为其属于网状结构,还能通过植物根系支架相互缠绕而不断增强防护作用力,构建形成立体化的河道边坡网状结构,起到稳固河道防止洪水冲刷和水土流失的作用。在生态混凝土边坡的施工上,要注意合理应用生物活化剂,要通过测量分析河道边坡土壤和水流中的生态成分,使用适合在这一环境中生存的微生物作为活化剂来帮助植物生长,活化土壤成分,这样才能更好地利用环境生态特点进行边坡绿化。
(二)自然原型河道生态护坡的施工要点
首先要注意充分研究河道施工的安全问题,在护坡施工技术的选择与应用上,先保障技术安全、施工安全,做好安全分析,再进行技术的选择与应用,要选取可以适应周边生态环境的陆生水生植物,通过合理利用原有的生态环境,让边坡施工与原生河道融为一体,通过生态化的设计,使水域水质的水生植物能够净化河道水质,改进河流的水质健康性。在边坡施工上,要选择适应性较强、具有一定净化功能的绿植,可以通过对河道环境的研究,找出原生植物中具有净化功能、适应能力较强、自发生长能力较强的植物,对其进行重点培育和推广种植,让此类植物在河道边坡上达到较高的覆盖率,然后再种植与之配套的乔木灌木,形成混搭,从而以原有的生态环境植被为基础,建立生态边坡,以高度契合原有生态环境的植物边坡维护河道生态,防止水土流失。
(三)植物固土型生态护坡的施工要点
该种类型的河道生态护坡,在施工上主要需注意的技术问题在于合理选择适合河道生态系统的植物,综合利用草本、灌木植物的根系来稳固边坡土壤,防止水土流失。植物固土型边坡在施工作业前一定要做好生态环境的调查工作,要对河道的气候、水文、地质状况、土壤成分、土壤和水质中微生物含量、有机成分等实施全面测量与分析,通过选择适合河道生态环境的植物来构建植物固土型边坡,从而达到利用植物本身的生长特性自然形成绿化和固土作用。
(四)生态格网的施工要点
生态格网的施工要点是在河道边坡施工上采用大量由钢丝编成的网状结构作为网格,在其中种植选择好的绿色植物,从而构建生态边坡。在网格构建好以后,需要填充带有活性物质和植物种植、碎石的土壤,然后通过灌溉让其自然萌发,并利用其发达的根系吸收土壤中的水分自然生长,生态网格的优势主要是它具有良好的自生长和自稳固能力,生态网格会因为植物的长期生长而形成发达的根系,进而起到抗腐蚀,稳固边坡土壤的作用[4]。在具体施工作业过程中,应把树脂膜覆盖在钢丝表面,这样可以更好地加强网格的抗腐蚀作用,并且还能防静电、耐老化,并防止阳光直射导致的植物枯萎,其在很多高污染环境中也可以有效地发挥稳固河道边坡的作用,并能构建健康水域的生态环境。
三、实例分析
(一)实例概况
某河道在边坡施工上,其中一个区域是高坎岸坡,土质属于均质土,设计的挡墙高度是3.0m,坡度比是1∶0.17。挡土墙上方承重平台部分设置高度斜坡,坡度比1∶1.5,高度7m。河道岩土体的抗剪指标各自为内摩擦角16°,黏聚力25kPa,弹性模量30MPa,泊松比0.3,土体渗透系数是103cm/s,当地土壤属于渗透性土体,容量是19kN/m3。通过对前期护坡施工作业模式进行调查,发现之前一直使用传统护坡作业模式进行施工,以C25混凝土实施护坡浇筑,厚度是0.25m,混凝土采用弹性模量3×104MPa,容重22kN/m3。因为在工程施工上选择的是传统混凝土护坡,因此导致护坡形成了河道水体和周围环境的生态隔离,同时景观也不美观,跟周边环境的绿色景观不吻合,所以,需要通过使用生态护坡技术对河道护坡进行建设和改造。
(二)2RXP生态砌块挡墙护坡施工
RXP生态砌块属于荣勋砌块挡墙,因为其砌体体积不大,所以可以在稳固边坡的同时防止大量占用土壤面积。通过对目标工程的土壤成分情况观察可以发现,砌块挡墙在底部位置已使用了C25混凝土进行建设,所以要浇筑宽度为60cm、厚度为10cm的基础进行加固。完成基础后,再选择RXP300-10生态砌块建设边坡,中间层用RXP280-10主砌块进行建设,顶层部分用压顶砌块进行建设。挡墙后部坡面区域使用聚丙烯土工格栅进行建设,这样才能更好地实现边坡坚固程度的保障。作业活动中要做好压实度的控制,确保压实度不低于90%,同时不同砌块间的缝隙宽度要控制在8cm上下,以利于植物更好地生长,让土壤中的微生物可以更好地得到繁殖传播。挡墙顶端区域需要填充厚度为10cm、宽度为2cm的C20混凝土,从而起到稳固边坡、让边坡防护功能得到保障的作用。
在本次项目的施工时,先安排作业人员对所有需要使用的材料实施了全面的质量检查,就混凝土与边坡砌砖的材料质量实施了检查,通过提前进行材料质量的检验,防止了施工过程中因为材料质量不达标而可能带来的质量隐患。在布设边坡植被时,在土壤里面添加了带有缓释营养作用的肥料,并在栽植完成后覆盖了一层表层土,由于砌块里面的混凝土骨架属于多孔混凝土,因此其中会包含有大量的孔隙,这便为植被发育创造了空间,并有利于控制边坡温度,让植被生长获得更好的环境温度条件。
(三)亲水台阶和堤顶路面施工
在本次河道边坡工程的施工中,在边坡中间段设置了一道宽度达到2.2m左右的亲水台阶,尺寸是450mm×150mm,使用的材质是混凝土。台阶使用的混凝土为C20混凝土,在浇筑施工开始前,先选择以碎石块在浇筑部位实施了铺垫,铺垫厚度为100mm,与浇筑厚度保持一致。与此同时,在河道边坡景观道路的施工上,为更好地便于雨季来临时开展防汛工作,对堤顶路面实施了针对性设计,路面宽度设计为4m,堤顶标高设计为10.32m。在路面的建设上,选择以C30混凝土进行建造,作业开始前,先对路基实施了预处理,以碎石骨料进行了路基铺设,厚度控制在100mm上下,进而以5%的水泥碎石铺设了15mm厚度垫层,这些工作做好以后,依据《公路水泥砼路面设计标准》,就路面厚度实施了计算,有关数据见表1中所示。为更好地保障河道边坡道路的通行功能,把路面厚度设定为200mm,宽度设为4m,不实施横向分缝处理,不过在纵向部位每隔6m建设了一条伸缩缝,选择以乳化沥青橡胶进行填充。路面横向坡度设置为1.5%,两侧选择以横向坡度2%的土路肩进行了建设。
对于景观道路的建设,规划道路宽度设定为2.5m,为保障行人通行时的安全,在道路靠河道一侧建设了混凝土护栏。景观道路以混凝土实施铺设,路面选择以C20混凝土进行铺设,先以级配碎石设置路基,厚度为100mm。垫层使用的是5%水泥碎石稳定层,厚度为150mm,浇筑厚度设置为100mm。道路两旁选择400mm×200mm×260mm的浆砌石路缘石进行隔离。
(四)植物护坡的设计施工
由于目标工程在作业时所施工的区域是高坎岸坡,因此为保障河道泄洪功能的正常,在作业时选择的是利用植物护坡技术进行施工,在河道靠近岸边区域种植了大量的水生植物,同时在岸坡面栽植了有固土功能的小型乔木与灌木。同时由于河道中的土壤层中包含岩土成分,因此通过栽植根系发达的夹竹桃、麦冬草、水葱、樟树等绿色植物,保障了植被对偏坡的固土作用。在河道坡脚部位选择直径为15cm的桩基础进行建设,用以防止水流对边坡的冲刷,起到护坡固土的作用,基础桩之间控制间距为5cm上下,把桩插入河道中,稳固桩体。通过实施生态边坡的建设,以优美的景观和带有良好固土功能性的边坡,维护了河道安全和周围环境的景观生态性、美观性。
参考文献:
[1]陈澎.河道治理中的生态护坡应用分析[J].工程技术研究,2020,5(03):277-278.
[2]李波.水利工程河道生态护坡施工要点[J].智能城市,2020,6(10):241-242.
[3]肖阳,扆嘉利.水利工程中河道生态护坡施工技术探究[J].人民黄河,2020,42(S2):176-177.
[4]徐君.河道治理中的生态护坡技术分析[J].农家参谋,2020(01):194.