水利水電工程建設(shè)中生態(tài)護坡技術(shù)的應(yīng)用研究

摘要：河道護坡是水利水電工程建設(shè)中的重要內(nèi)容，隨著工程建設(shè)中生態(tài)環(huán)保理念的不斷融入，生態(tài)護坡技術(shù)的應(yīng)用不斷增多。[ 2]"簡要闡述了生態(tài)護坡的概念和技術(shù)類型，在此基礎(chǔ)上，探討了水利水電工程建設(shè)中生態(tài)護坡技術(shù)應(yīng)用的必要性，并基于工程建設(shè)中生態(tài)護坡技術(shù)的應(yīng)用，對生態(tài)護坡主要技術(shù)和特點、比選指標(biāo)體系、指標(biāo)賦權(quán)、比選流程等進行了探討。

關(guān)鍵詞：生態(tài)護坡技術(shù) 水利水電工程 河道護坡 生態(tài)護坡[A3]

Research on the Application of Ecological Slope Protection Technology in Water Conservancy and Hydropower Engineering Construction

LUO Yang

Liuzhou Water Resources and Electric Power Survey and Design Institute of Guangxi Zhuang Autonomous Region， Liuzhou， Guangxi Zhuang Autonomous Region， 545006 China

Abstract： River slope protection is an important part of water conservancy and hydropower engineering construction. With the continuous integration of ecological and environmental protection concepts in engineering construction， the application of ecological slope protection technology is increasing. This article briefly explains the concept and technical types of ecological slope protection. Based on this， the necessity of applying ecological slope protection technology in water conservancy and hydropower engineering construction is discussed. Based on the application of ecological slope protection technology in engineering construction， the main technologies and characteristics of ecological slope protection， comparison index system， index weighting， and comparison process are discussed.

Key Words： Ecological slope protection technology; Water conservancy and hydropower engineering; River slope protection; Ecological slope protection

傳統(tǒng)的河道護坡大量采用混凝土材料實施邊坡硬化，導(dǎo)致河道邊坡及其周邊的生態(tài)系統(tǒng)受到嚴(yán)重影響^[1]。隨著我國對生態(tài)環(huán)境保護的力度不斷加強，水利水電工程建設(shè)項目中如何解決好人與自然的關(guān)系問題成為關(guān)注的焦點，而生態(tài)技術(shù)的應(yīng)用則成為解決這一問題的主要路徑。本文基于水利水電工程項目中河道護坡工程建設(shè)實際，就生態(tài)護坡技術(shù)的應(yīng)用進行探討，以期為相關(guān)研究提供參考與借鑒。

1 生態(tài)護坡的概念與技術(shù)類型

1.1 生態(tài)護坡的概念

生態(tài)護坡是將生態(tài)環(huán)境保護與邊坡防護相結(jié)合的一種護坡型式，其內(nèi)涵包括了兩層含義：一是從護坡的角度，生態(tài)護坡應(yīng)滿足水土保持的功能要求，具備增強邊坡穩(wěn)定性、抗沖刷的能力；二是從生態(tài)環(huán)境保護的角度，生態(tài)護坡要能夠滿足邊坡及其周邊生態(tài)環(huán)境保護的要求，即在滿足水土保持功能要求的基礎(chǔ)上，最大可能地保持邊坡及其周邊生態(tài)環(huán)境不被破壞，甚至是為岸坡一定范圍內(nèi)的原生生物提供更好的生存環(huán)境，促進生物的多樣性發(fā)展^[2]。

1.2 生態(tài)護坡的技術(shù)類型

生態(tài)護坡從護坡所采用的材料特點可以分為純植被型生態(tài)護坡技術(shù)、植被結(jié)合天然工程材料的生態(tài)護坡技術(shù)、綜合型生態(tài)護坡技術(shù)3種技術(shù)類型^[3]。不同的生態(tài)護坡技術(shù)有著不同的適用條件，一般來說，對于防護等級要求不高的岸坡，優(yōu)先選擇純植被型式的生態(tài)護坡技術(shù)，在純植被護坡難以滿足岸坡防護等級要求的情況下，優(yōu)先選擇植被結(jié)合石材、木料等天然工程材料的生態(tài)護坡技術(shù)。在前兩種生態(tài)護坡技術(shù)均無法滿足邊坡防護等級要求的情況下，則考慮加入混裝土等人工材料，增強邊坡防護性能，綜合型生態(tài)護坡技術(shù)。從根本上來說，生態(tài)護坡技術(shù)的應(yīng)用主要考慮的是生態(tài)環(huán)境保護與岸坡防護要求之間的平衡，在優(yōu)先滿足岸坡防護等級要求的前提下，采取必要的措施和方法確保岸坡周邊生態(tài)環(huán)境的完整或進一步改善岸坡周邊的生態(tài)環(huán)境^[4]。

2水利水電工程建設(shè)中河道護坡生態(tài)技術(shù)的具體應(yīng)用[ 4]

2.1生態(tài)護坡的主要技術(shù)與特點

生態(tài)護坡技術(shù)從類型上來說，主要分為純植被型生態(tài)護坡技術(shù)、植被結(jié)合自然材料型生態(tài)護坡技術(shù)和綜合型生態(tài)護坡技術(shù)三種類型。純植被型生態(tài)護坡技術(shù)主要包括生態(tài)袋護坡、生態(tài)植被護坡、土工格柵固土種植基護坡和客土噴播護坡等；植被結(jié)合自然材料型生態(tài)護坡技術(shù)主要包括石籠-灌叢層插護坡、預(yù)制聯(lián)鎖塊（磚）護坡、自嵌式擋土墻護坡、漿砌片石骨架植草護坡和多孔結(jié)構(gòu)護坡等；綜合型生態(tài)護坡技術(shù)主要為植被型生態(tài)混凝土護坡、水泥生態(tài)種植基護坡等。

表1匯總了目前主要的生態(tài)護坡技術(shù)，從類型上來說，純植被型生態(tài)護坡技術(shù)大多具備較為突出的生態(tài)特性，但相對而言結(jié)構(gòu)特性較弱，一般適用于坡度較緩、河道水流流速不高的邊坡防護。結(jié)合自然或人工措施的生態(tài)護坡技術(shù)，大多是為了增強護坡的結(jié)構(gòu)特性，較之純植被型生態(tài)護坡技術(shù)具有更強的適用性，一些結(jié)合自然材料應(yīng)用的工程措施，能夠較好地兼顧邊坡防護的結(jié)構(gòu)性要求和生態(tài)環(huán)境保護要求，但往往存在造價成本較高、工程量較大的問題^[5]。總的來說，不同的生態(tài)護坡技術(shù)各具優(yōu)勢，其應(yīng)用需要根據(jù)項目實際情況來進行綜合分析比選。

2.2生態(tài)護坡技術(shù)應(yīng)用的比選指標(biāo)

生態(tài)護坡技術(shù)的比選主要涉及技術(shù)應(yīng)用在結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟、施工和生態(tài)4個方面的特性表現(xiàn)。在結(jié)構(gòu)特性方面，主要包括防洪、排澇、穩(wěn)定性和抗沖蝕性4個比選指標(biāo)；在施工特性方面主要包括施工和維護難易程度、施工對環(huán)境的影響、施工周期、施工材料的易得性4比選個指標(biāo)；經(jīng)濟特性主要包括建設(shè)及后期維護費用、運行期限2個比選指標(biāo)；生態(tài)特征則主要包括水文調(diào)蓄、水質(zhì)凈化、生物多樣性、親水性、植被覆蓋度和綠期6個比選指標(biāo)。

在不同的河道邊坡防護工程項目中，對工程技術(shù)指標(biāo)和生態(tài)環(huán)保目標(biāo)要求的側(cè)重也各有不同，通常要根據(jù)邊坡的坡度、地質(zhì)條件、水文特點等基礎(chǔ)條件及其周邊生態(tài)系統(tǒng)的實際情況來進行綜合評估。表2的上述4個方面的比選指標(biāo)基本涵蓋了生態(tài)護坡技術(shù)應(yīng)用比選評估的核心要素，實踐操作中還需要針對項目實際對這些指標(biāo)建立相應(yīng)的量化標(biāo)準(zhǔn)，然后對照評估生態(tài)護坡技術(shù)的適用性。在不同的河道邊坡防護工程項目中，對工程技術(shù)指標(biāo)和生態(tài)環(huán)保目標(biāo)要求的側(cè)重也各有不同，通常要根據(jù)邊坡的坡度、地質(zhì)條件、水文特點等基礎(chǔ)條件及其周邊生態(tài)系統(tǒng)的實際情況來進行綜合評估。

2.3邊坡支護中生態(tài)護坡技術(shù)應(yīng)用[ 5]"實例

落久水利樞紐工程邊坡支護中，根據(jù)邊坡實際經(jīng)綜合評估采用綜合型生態(tài)護坡技術(shù)，即噴射植被混凝土護坡。具體施工工藝和流程如下。

2.3.1施工材料準(zhǔn)備

（1）生植土。經(jīng)曬干、粉碎、過篩，粒徑小于10 mm×10 mm[ 6]"，將濕度控制在30%以下。疏松，干容重不得高于1.3 g/cm³[ 7]"。p[ 8]"H值應(yīng)為6.5～7.5。

（2）水泥。普通硅酸鹽水泥42.5。

（3）腐殖質(zhì)。鋸末和稻殼各50%（鋸末要求為干燥細(xì)末，稻殼要求干燥）混合使用。

（4）混凝土綠化添加劑。符合三峽大學(xué)后勤集團護坡綠化研究所專利產(chǎn)品要求。

（5）鍍鋅鐵絲網(wǎng)。14#鍍鋅鐵絲，菱形，網(wǎng)孔50 mm×50 mm，尺寸2 000[ 9]" mm×10 000 mm，符合相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。

（6）錨桿。采用Φ[ 10]"18螺紋鋼，長度2 m，錨桿需錨入穩(wěn)定巖層，錨桿間距2 m×2 m。孔深2.2 m，在坡面設(shè)置彎鉤掛住鍍鋅鐵絲網(wǎng)。坡體巖石風(fēng)化嚴(yán)重處可進行錨桿加長，以錨入坡體后穩(wěn)定為準(zhǔn)。

（7）保水劑。采用符合相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求粒度100目的保水劑。

（8）無紡布。規(guī)格14-15 g/m^{2[ 11]"}，幅寬3200 mm～3500 mm，符合相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.3.2種子要求

（1）種子質(zhì)量要求。禾本科植物種子質(zhì)量應(yīng)符合《禾本科草種子質(zhì)量分級（GB 6142—2008）》[ 12]"中規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，木本科植物種子質(zhì)量應(yīng)符合《林木種子質(zhì)量分級》（GB7908—1999）[ 13]"[14]"中相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。對于無明確分級標(biāo)準(zhǔn)的植物種子，須提前完成發(fā)芽率測試與混播配比試驗，通過驗證后方可工程化應(yīng)用。

（2）所有選種需要省級以上質(zhì)檢機構(gòu)出具的有效期內(nèi)的檢測報告，包含凈度、含水率、活力值等核心指標(biāo)。

（3）用種原則。遵循“草本+灌木”立體配置原則，混合用種不少于3種草種與2種灌種，其中鄉(xiāng)土物種占比不低于60%。

（4）用種量。基準(zhǔn)用量不超過20 g/m2，實施時，依據(jù)目標(biāo)季相（旱季/雨季）、立地條件（坡度大于45°區(qū)域增量15%）和發(fā)芽率檢測值（每降低5%對應(yīng)增補3 g）進行動態(tài)調(diào)整。

2.3.3設(shè)計配合比

植被混凝土基材設(shè)計配合比，如表3所示。

2.3.4施工工藝與流程

（1）施工工藝。

①基面處理。完成坡面整形后，實施三維網(wǎng)鋪掛與錨釘固定（φ6 mm，間距1.5 m梅花形布置），同步制備植被混凝土基質(zhì)，完成基質(zhì)配比驗證后進入噴射工序。

②設(shè)備配置。采用PZ-6噴漿機械，配置規(guī)格為12 m3/min的空壓機送風(fēng)。

③干式噴漿工藝。分基層噴植和表層噴植，從坡面由上之下進行噴護，先基層后表層，每次噴護單寬4～6 [ 16]"m，高度3～5 [ 17]"m。

（2）施工流程。

①基層噴植流程。

第一步：噴漿前二次核查坡面清潔度，采用0.3 MPa壓力水槍進行坡面噴淋；

第二步：試噴試驗。試噴段長度大于等于3 m，通過坍落度測試確定水灰比；

第三步：噴漿施工。噴射作業(yè)程序為先送風(fēng)、再開機、最后給料，作業(yè)結(jié)束要等漿料噴射完畢再關(guān)風(fēng)。基層噴植厚度設(shè)計為80～90 mm，可一次性噴植到設(shè)計厚度。

控制措施：噴射作業(yè)噴嘴一般應(yīng)垂直于坡面，最大傾斜角小于等于10°，噴射作業(yè)距離控制在0.6～1.0 m之間為宜；噴漿輸出壓力大于等于0.1 MPa；自上而下噴漿作業(yè)，凹陷區(qū)域?qū)嵤╊A(yù)噴射補償，凸出部位二次修整；噴射軌跡采用S形或螺旋形連續(xù)移動，相鄰帶幅重疊1/3。

②表層噴植。

基層施工結(jié)束8 h以內(nèi)進行表層噴護，一般控制在3～4 h；表層的噴護厚度為1～2 cm；表層噴護之前在坡面上噴一次透水，保證基層和表層的粘結(jié)；近距離實施噴播，以保證草籽播撒的均勻性；噴播采用自上而下的方式進行，單塊寬度按4～6 m進行控制。

3結(jié)語

在工程實踐中，影響生態(tài)護坡技術(shù)應(yīng)用的因素較多，每一種生態(tài)護坡技術(shù)都有其優(yōu)缺點，應(yīng)用的關(guān)鍵在于生態(tài)護坡技術(shù)的特點要與護坡的目標(biāo)要求相契合，這就要求工程技術(shù)人員要了解每一種生態(tài)護坡技術(shù)的特點并做好項目的基礎(chǔ)資料收集工作，同時在技術(shù)比選中要充分考慮成本、工期、施工難易度等因素，盡可能地確保比選指標(biāo)的全面性，這樣才能使生態(tài)護坡技術(shù)的應(yīng)用獲得較好的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益。

參考文獻(xiàn)[A18]

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