防沖刷基材生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的研究與應(yīng)用

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1、防沖刷基材生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的研究與應(yīng)用在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程中,特別是山區(qū),由于環(huán)保及生態(tài)意識(shí)淡化,相關(guān)措施不到位,在工程實(shí)施的同時(shí)也破壞了原有植被,水土流失、滑坡、淤積等問(wèn)題非常嚴(yán)重。裸露邊坡的出現(xiàn),不僅破壞了原有景觀,更毀壞了原有的生態(tài)系統(tǒng)功能。研究表明[1],裸露的邊坡風(fēng)速比林地大15倍、比草地大8倍,邊坡風(fēng)蝕嚴(yán)重,極不利于水分保持,加之邊坡土壤滲透性差等原因,邊坡土壤對(duì)降水截流的能力差,容易產(chǎn)生水土流失,導(dǎo)致坡面土壤貧瘠,立地條件差,往往不利于植物生長(zhǎng)。因此,生態(tài)護(hù)坡技術(shù)就具有了廣闊的應(yīng)用空間。這不僅是因?yàn)橹参锏幕~和枯枝落葉能緩和雨水的沖擊,削弱濺蝕,更在于

2、植物根系在土壤中形成孔道可減少坡面徑流,控制水土流失。同時(shí)植物根系中淺、深根分別具備加筋、鋪固作用,能將其周圍土壤縛緊,有一定的支撐作用[2]。在生態(tài)防護(hù)工程技術(shù)中已有不少非常有效的方法,但筆者認(rèn)為防沖刷基材生態(tài)護(hù)坡方法更有一些獨(dú)到之處。防沖刷基材生態(tài)護(hù)坡技術(shù)防沖刷基材生態(tài)護(hù)坡技術(shù)(EcologicalSlopeProtectedMethodofPreventingErosionBasisMateria,l以下簡(jiǎn)稱PEB生態(tài)護(hù)坡技術(shù))是在植被混凝土生態(tài)護(hù)坡技術(shù)[3,4]的基礎(chǔ)上開發(fā)的,既能防雨水沖刷、不龜裂,又能滿足邊坡(包括土質(zhì)邊坡、鹽堿地邊坡、軟巖邊坡、硬

3、巖邊坡、混凝土邊坡)生態(tài)恢復(fù)要求,具有護(hù)坡功能且價(jià)格相對(duì)低廉,適用于坡度小于50b邊坡的生態(tài)護(hù)坡方法。PEB生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的功能通過(guò)3個(gè)功能層來(lái)實(shí)現(xiàn),即基材層、加筋層和防沖刷層。在3層的共同作用下,可達(dá)到營(yíng)造良好植被生長(zhǎng)環(huán)境、保持邊坡的穩(wěn)定性、防止坡面受雨水沖刷造成水土流失的功效。由于該技術(shù)以人工操作為主,只在防沖刷層的施工過(guò)程中需要少量機(jī)械臺(tái)班,施工簡(jiǎn)便,同時(shí)由于基材層使用腐殖土,減少了植被混凝土的用量,其造價(jià)相對(duì)低廉,經(jīng)濟(jì)合理。因此可以廣泛應(yīng)用于坡度小于50b的鐵路邊坡、公路邊坡、廢棄礦山邊坡、江河渠道堤岸的防護(hù)和生態(tài)恢復(fù),也可用于水庫(kù)消落帶較緩部位的生態(tài)修

4、復(fù)。2PEB生態(tài)護(hù)坡技術(shù)功能研究基材層主要為植物生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)、水分。其不同于以往生態(tài)護(hù)坡方式的以土為主、添加其他各種材料的混合基材,其有機(jī)質(zhì)含量較多、肥力水平較高、土壤微生物含量豐富、各類型孔隙比例恰當(dāng)、土壤結(jié)構(gòu)為團(tuán)粒結(jié)構(gòu),這樣的基材層不僅可為植被的初期生長(zhǎng)提供良好的生植環(huán)境,也為植被的后期生長(zhǎng)提供足夠的養(yǎng)分,而且涵養(yǎng)水分能力非常高。加筋層為加筋網(wǎng)與錨固構(gòu)件的組合體。加筋其中網(wǎng)具有淺層加固傳遞荷載、根系盤繞提高強(qiáng)度保護(hù)巖體減少侵蝕、力學(xué)加固提高復(fù)合體抗剪抗拉強(qiáng)度、防止坍塌穩(wěn)定錨固的作用,是PEB生態(tài)護(hù)坡方法中不可或缺的部分,其作用效應(yīng)模型如圖1示。圖1加筋網(wǎng)的

5、作用效應(yīng)模型防沖刷層有一定強(qiáng)度,具有防沖刷能力,并且不龜裂,其中還含有混合冷暖季相結(jié)合、先鋒植物和本地植物相結(jié)合、草本植物和藤本灌木植物相結(jié)合的植綠種子。防沖刷層本身也為良好的植被生長(zhǎng)基材,在初期灑水養(yǎng)護(hù)后,混在其中的植綠種子能迅速出芽生長(zhǎng)。植物根系的生長(zhǎng)又把基材層、加筋層和防沖刷層全面連接在一起,形成了更穩(wěn)定、更嚴(yán)密的生態(tài)護(hù)坡系統(tǒng)。根據(jù)PEB生態(tài)護(hù)坡技術(shù)所述的各層功能,基材層可用腐殖土,或用一般砂壤土、有機(jī)質(zhì)、復(fù)合肥按一定比例拌合的混合物;加筋層可用鐵絲網(wǎng)(或土工網(wǎng))配合鋼筋錨釘,或用竹條配合木樁以形成整體性的結(jié)構(gòu);防沖刷層可采用噴射植被混凝土,或生物膜,或

6、綠化植生帶,或用其他粘結(jié)材料混合土壤形成的膠結(jié)體。總之,符合基材層、加筋層、防沖刷層3層功能要求的材料皆可使用。3工程實(shí)例311工程概況河南燕山水庫(kù)壩址位于沙河主要支流澧河上游的干江河上,葉縣境內(nèi)保安鄉(xiāng)原官寨水文站下游約1km處。干江河發(fā)源于方城縣小史店鄉(xiāng)西南山區(qū),壩址以上流域上寬下窄,形狀似扇形,四周為山丘區(qū),中間為陵間盆地,總的地形是西南高、東北低。流域平均高程為175m,分水嶺最高(五峰山)海拔高程為872m,一般在400~700m之間,惟方城缺口地勢(shì)較低,僅140m,是南北氣團(tuán)進(jìn)入南襄盆地的走廊,風(fēng)多、風(fēng)大俗稱風(fēng)口。植被護(hù)坡工程處于電站輸水洞進(jìn)出口后圍

7、及周邊開挖邊坡,電站周圍未開挖山體植被覆蓋情況良好。2006年9月10日,現(xiàn)場(chǎng)考察工程情況。邊坡開挖時(shí),已根據(jù)不同邊坡地質(zhì)情況開挖成坡度為1B1、1B2、1B3的規(guī)則邊坡,對(duì)坡度為1B1的部分邊坡已進(jìn)行2m@2m深層錨固,排除邊坡不穩(wěn)定因素。本著生態(tài)護(hù)坡工程應(yīng)該堅(jiān)持安全性、協(xié)調(diào)性、便易性和經(jīng)濟(jì)性原則,最終確定:坡度1B1及以上邊坡選用植被混凝土生態(tài)護(hù)坡技術(shù);坡度1B1以下邊坡選用PEB生態(tài)護(hù)坡技術(shù)。312PEB生態(tài)護(hù)坡技術(shù)施工工藝PEB生態(tài)護(hù)坡技術(shù)實(shí)施流程如圖2所示。31211基材層鋪設(shè)(1)清理、平整坡面。清除坡面突出或松散的石塊、浮根和雜物,排除落石隱患,

8、盡可能平整坡面。坡面清理應(yīng)有利于基材混