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国际标准刊号:ISSN:2096-4390

国内统一刊号:CN:23-1600/N

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周   期: 旬刊

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[科学技术]不同护坡治理技术的对比分析

时间:2021/09/10  点击:70


       

李川 孙辉 汤磊

摘 要:现阶段,虽然我国社会经济取得了较好的发展,但由于我国在早期发展经济的过程中,严重破坏了生态环境,像河道工程不仅可以起到防洪的作用,还可以使人与自然更加和谐的相处,因此,文章重点对治理河道护坡的技术进行了对比分析,以供参考。

关键词:护坡;治理;技术

1.生态护坡与传统护坡技术

1.1传统护坡技术

传统护坡技术是通过硬化方式处理岸坡,以加固河道坡面,保障河道的通畅性,一般,硬化加固处理岸坡的方式有两种,即在岸坡浇筑混凝土和在坡体浆砌人工石材,从而确保河道岸坡的安全稳定性。

1.2生态护坡技术

生态护坡技术是使用一些植被或者植物与工程措施相结合的方式,提高岸坡的稳定性。具体来说,生态护坡技术是应用一些生态措施对河道进行保护,生态护坡技术是一门综合生态学、水土保持学、水文地质学、边坡工程于一体的技术,利用一些工程措施在岸坡区域移栽一些生态自然植物,构建一个可循环的绿色生态护坡系统,从而确保岸坡具备较强的牢固性,降低岸坡水土流失,并使得河道岸坡具备较强的生态多样性,达到保护生态环境的目的。一般,生态护坡技术有植被护坡、植被与混凝土材料联合护坡、植被网联合护坡三种。

1.2.1植物护坡

将一些适应能力强的植被通过生物学方式,种植在河道岸坡的各个位置,这些植被的生长,可以对岸坡进行稳固,恢复河道生态环境,这些植物的根系不仅可以使河道坡面表体的抗剪强度得到提高,而且可以显著提升其抗侵蚀能力,避免大量水土流失,达到恢复生态环境的目的。

1.2.2植被网联合护坡

通过有机结合植被网与人工合成材料的方式,并根据计算出的结构工程稳定性力学结果,在特定位置铺设植被网,根据河道工程的实际情况,合理设计护坡方案。应用人工合成材料时,可以在坡面位置固定土工网垫后,将植被网铺设在土工网垫上,利用植物的生长稳固土工网垫,进而提升岸坡的抗冲刷能力。

1.2.3植被与混凝土材料联合护坡

此方式主要是将混凝土块放在坡面位置,并留有相应的空隙,为植物提供养料。具体流程如下:首先,将普通种植土填充至混凝土上,其次将植被系统与种植土相结合,进而构建新生态系统,这种新生态系统可以显著提高混凝土的抗侵蚀能力。将混凝土预制块和植物系统结合在一起,不仅可以降低混凝土制块结构比,而且有助于保护生态环境。

1.3传统护坡与生态护坡的区别

传统护坡技术,虽然可以提高河道岸坡的稳固性,但造价高昂,且会破坏生态环境,与我国现行的环境保护政策背道而驰,不利于我国的可持续发展。

而生态护坡技术的出现,正好弥补了传统护坡技术的不足,生态护坡技术可以结合河道治理、岸坡的实际情况,在确保水土体稳固的基础上,构建绿色植被生态系统,长期有效对河道岸坡进行保护,进而起到保护生态环境的目的。

2.不同护坡技术在河道治理中的應用

在治理某河道时,一处岸坡地处高坎位置,岩土体多由均质土构成,挡土墙高、坡度比分别为3.1m、0.16左右.位于挡土墙上面的承重台有一处较高的斜坡,坡度比、高度分别为1.5、7.2左右。岩土体抗剪参数黏聚力、内摩擦角分别为25kPa、16°,弹性模量是30MPa,泊松比0.3是左右,土体渗透系数在10-6 cm/s左右,其土体为低渗透性,土体容重在19kN/m3左右。此项目之前在施工时使用的传统护坡技术,对坡面浇筑了C25混凝土,厚度是0.25m左右,混凝土弹性模量、容重分别为3×104MPa、22kN/m3。此河道岸坡之前是通过传统护坡技术完成的施工,导致河道岸坡与周围环境不协调,且破坏了生态环境,因此,为保护生态环境,将采用自然植被与人工材料联合护坡的生态护坡技术,对河道岸坡进行改造。

2.1 RXP生态砌块挡墙护坡设计

RXP生态砌块是一种荣勋砌块挡墙,此种类型的砌块占地面小,可以节约土地面,通过分析此工程的实际情况及RXP生态砌块的特性,挡墙底部位置已经浇筑有C25混凝土,需在此基础上继续浇筑混凝土,直至基础宽度、厚度分别达到60cm、10cm。在基础层、中间层、顶层分别使用RXP300-10型号、RXP280-10主砌块及压顶砌块。

将土工格栅铺垫使用在挡墙背后坡面位置,由单向聚丙烯土工格栅构建土工格栅,因为,这种类型的格栅不仅可以增加岩土间的摩擦力,而且可以逐步完成压实工作,使压实密度达到90%以上。另外,应确保各砌块间有80mm的缝隙,以方便后期种植植物种子、微生物繁衍与养料能量的传输。在挡墙顶部浇筑厚度10cm、宽度2m的C20混凝土。

2.1.1稳定性分析

在设计完成护坡方案后,可以通过ANSYS仿真建模进行计算,首先,计算划分网格,将几何模型节点、共有分析单元分别划分为4870个、2325个,使用四边形八节点对变形单元体进行应变。结合工程实际情况对边界条件进行设定,岸坡底面设置为完全约束,上部设置为自由边界,左右边界在水平方向设置相应的约束条件,负责承重与河流静水压力。计算完成模型网格划分后,计算稳定性。

2.1.2生态协调性和造价分析

在此工程中挡墙设计的是RXP砌块,其上下砌块间会有相应缝隙,这些缝隙相互联系可以构建成岸坡生态系统。在挡墙内外,水体相互连通,水下生物可以自由活动,微生物也处于稳定状态,这些水下连通关系,可以为水体植物、生物提供生存的空间,有利于环境保护。RXP生态砌墙可以促进岸坡面植物的生长,对环境进行美化,防止水土流失,不仅大大提高了河道岸坡的稳定性,而且可以确保人与自然更加和谐的相处。通过计算人工费用、机械费用、辅助费用、材料费用等,RXP砌块挡墙生态护坡设计的造价成本684.11元/m2。

2.2植物护坡设计

在治理高坎岸坡过程中,为了保障河道原有的泄洪能力,可以使用植物护坡技术,在河道岸坡区域种植适宜生长的水生植物,但不应种植沉水类型的植物。可以在岸坡区域种植一些高固土能力、适应性能强的乔木或者灌木等植物。

结合本工程的岩土性质、生态学理论,科学选择植物,一般可以选用水葱、樟树、夹竹桃、栾树、麦冬草、樟树等。在设计坡脚时,可以使用抗冲刷能力较强的桩基础,加固护坡,桩基础直径、木桩间距分别控制在15cm、5cm左右,并将其放置在水中,入水深度需控制在桩身长度的一半,并将麦冬草籽种植在岸坡面,樟树种植在岸顶位置,在布局时应采取间隔方式,间距控制在0.5m左右,不仅起到保护河道岸坡的作用,而且可以美化环境。

2.2.1稳定性分析

应用植物护坡技术,在岸坡面和岸顶交错布设植物带,在选择植物时,应优先选择生长速度快、根系发达的植物,像乔灌类植物的优点是可以防止坡面土壤被侵蚀,并可以自行收集雨水,起到固土作用,降低坡面水土流失量。在此护坡技术中,使用的是桩基对坡脚进行保护,因此,不会发生坡脚位置水流冲刷岸坡的问题,极大提高了河道岸坡的稳固性。

2.2.2生态协调性与造价分析

本工程中使用的护坡技术是植物型护坡技术,具备较强的生态协调性,不仅为植物的生长提供了良好环境,而且可以起到固土锁水作用,使得河道与岸坡具备较强的协调性,这种方式不仅有助于改善河道水质,而且可以美化环境。在岸坡上种植的各类植物,不仅可以绿化环境,而且具备极强的观赏价值,像种植的樟树可以为大自然的动物提供繁衍生息的空间,在河道周围形成一个天然的生态系统。通过计算材料费用、人工费用、养护费用,结果显示此护坡技术的成本为97.26元/m2左右。

结束语

在河道工程施工中,护坡技术一直是重点问题,通过分析传统护坡技术与生态护坡技术,可以看出,有效将传统护坡技术与生态护坡技术二者结合在一起,不仅可以降低施工成本,而且可以大大提高河道岸坡的稳固性,且达到保护生态环境的目的,因此,在实际应用中,应结合实际情况,合理对护坡技术进行选择。

参考文献:

[1]崔国强.辽宁省河道生态治理技术研究[J],水土保持應用技术,2020(04):48-49

[2]高素丽,浅析大凌河道生态治理技术与方案[J],水土保持应用技术,2020(05):20-22

[3]党如彤,岔河浅滩形弯道治理技术探讨[J],水土保持应用技术,2019(06):14-16


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2021/09/10

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