论文部分内容阅读
摘要：中小河流治理项目中河堤形式多种多样，生态砼护坡河堤在绿化美化环境方面具有独特优势，能最大化的满足与城市、集镇、乡村的环境建设和生态建设要求，本文从生态砼护坡式河堤的设计和施工上进行了简单的总结，供参考。
关键词：中小河流治理；生态砼护坡；设计；施工
生态砼为近年推广使用的新型砌护材料，又称环保型绿化砼，能够适应植物生长、可进行植被作业的砼，具有砌护功能和通过孔隙植草改善自然环境功能。由于生态混凝土护坡是近年来新出现的专利技术，国家还未出台相关的技术规范，护坡施工中的工程质量主要由拥有该专利技术的施工单位依据其专利申请的相关技术要求内容进行控制，因此，笔者就曾参与的“全国重点地区中小河流治理试点项目陕西省汉滨区月河恒口集镇段防洪工程” （该工程使用生态砼护坡河堤形式，能满足防洪保安需求及集镇生态环境建设要求，运行良好）设计、施工等方面进行简单的总结，以供读者参考。
一、生态砼护坡河堤设计
生态砼护坡河堤设计和所有的河堤设计一样，应先确定设计洪水，确定堤线，推算水面线，确定堤顶高程，计算冲刷计算及基础埋深，确定断面结构及尺寸，进行稳定计算等，只是在临水侧护坡衬砌材料上选择生态砼。所不同的是，生态砼护坡设计时应考虑常水位，常水位以下宜采用浆砌石，常水位以上可采用生态砼。采用的生态砼技术其抗冲流速一般可达到3.1～4.2m/s，相应砼浇筑厚度为0.06m～0.16m，其最佳厚度为0.1～0.15m，基本能满足多数中小河流的设计流速要求。
生态砼护坡从坡面构造上可划分为砼框格网和草皮两部分。砼框格结构和普通砼一样，尺寸可根据河堤坡长和高度进行分隔，框格大小以满足整体视觉美观为宜，一般控制在2m～4m～×1.5～2.5m之间；砼框格截面尺寸一般为0.15m～0.2m×0.30m，现浇C20构造。草皮种植在框格内，分上、中下三层，上层是覆土植草，可以直接采用草皮或撒草籽（从后期效果来看草皮与生态砼的结合效果不如草籽，且代价高），草籽应选择当地适生草种或根系发达的草种；中层是生态砼，采用无砂砼，碎石采用石场加工分筛的单粒径碎石，以保证一定的孔隙率，并添加碱性改良剂，以便上层草皮根系能穿透砼层直达底层生根；下层铺设营养型无纺布，规格一般选择为400g/m2。
生态砼在水平方向每4～5个框格为一个单元，单元与单元之间留1cm伸缩槰，内填闭孔泡沫板，施工时按单元浇筑。
下图按照砼框格截面尺寸为0.15m×0.30m，框格间距为3.15m×2.15m，框格净宽3.0m×2.0m，坡面坡度按照1：2进行典型断
面图制图（见下图）。
单元浇筑式生态砼护坡典型设计图
二、生态砼护坡河堤施工
（1）施工程序
施工准备→人工精修坡→浇筑C20混凝土框格→营养无纺布铺设→现浇生态混凝土（填充盐碱改良剂、填充复合长效营养材料）→客土回填→绿化种植（草坪、地被）→养护。
（2）施工前的准备工作
在进行全面施工前，需要做好各项技术准备、物质准备、测量放样、场内外的协调等准备工作。
（3）主要施工步骤、技术措施及施工注意事项
①人工精修坡：坡面平整、均勻，不得有树根、石块及其它尖状物。
②浇筑C20混凝土框格：由于砼网格在施工中横竖受力情况的差别，水平方向的质量较垂直方向脆弱、难控制。在施工中发现的个别断裂现象均发生在水平方向，经分析造成断裂的原因是由于砼网格断面尺寸小，高温天气施工混凝土凝结速度快，施工中未一次浇筑完成及振捣不到位造成自然裂缝，因此，砼网格浇筑时应一次浇筑一个单元，并充分进行振捣。
③营养型无纺布铺设
营养型无纺布为反滤层和营养层复合结构，是在反滤无纺布上交织四种纤维携带多种缓释肥料，在混凝土浸提液作用下产生氨基酸分子团，同时具有反滤和为植物长期提供营养的作用。
笔者所参与的工程在施工过程中遭遇了洪水考验，洪水后对堤防检查发现有个别网格内的生态砼损毁，其产生损毁的原因是底部营养型无纺布卷曲、未铺设平正、未覆盖整个网格范围。洪水对坡面的冲刷，由于没有无纺土工布的反滤作用，堤身回填小颗粒被带走，造成生态砼下部掏空而破坏。因此施工中无纺布的铺设一定要覆盖完全整个网格范围，铺设平整，无纺布尺寸根据网格尺寸留至少两公分施工余量，防止网格内边角铺设不到位。
④现浇生态混凝土
采用现浇、分层方式施工，每50cm高浇注一次，施工时可10m（横向长）为一单元一次性浇注。浇筑时要做到浇筑均匀，平整，不能产生隔层，以免影响植物根系向下生长。浇筑的同时配制、填充特制的盐碱改良剂、复合长效营养材料（由具有该专利技术的公司提供）。
该施工步骤主要控制要素是砼的孔隙率，这是决定植被根系能够很好的扎根、坡面覆盖率的主要因素。石子粒径及级配是质量控制的关键，生态砼采用石场加工分筛的单粒径碎石。不同粒径的碎石浇筑出的孔隙率差异大，在施工前要对供料石场筛分的碎石进行孔隙率试验，最终决定石场供应石子的粒径。
⑤客土回填
回填的可耕作客土既是绿化混凝土的组成部分之一，也可提高绿化混凝土植草发芽率、防热晒、阻止氮肥溢出。
施工前确定好适合回填的土源，客土的质量直接影响草皮的成活率，回填土应无碎石等杂物、杂质、无块状，必要时应进行筛选。
⑥绿化种植及养护
采用种植草坪、地被植物，日浇水2次。由于绿化混凝土内充填材料有促进植物根系生长作用、充填材料及营养型生态带有长期缓释肥料，一般可不用再给追肥。
三 、结束语
生态砼解决了传统防护工程中“绿化”与“硬化”的矛盾；它集防护、绿化、生态为一体，使混凝土的防护功能和植物的生态功能完美结合。在堤坝安全得到保障的同时，改变了过去的那种整齐划一的边坡断面的静态美，又保护了各种生物的栖息环境，使堤坝变得郁郁葱葱，景色宜人，环境优美，建立起阳光、水、植物、生物、边坡、山体之间的生态系统，其外观感观质量及实际运行完全符合当前国家提倡的生态环保要求，宜推广。
关键词：中小河流治理；生态砼护坡；设计；施工
生态砼为近年推广使用的新型砌护材料，又称环保型绿化砼，能够适应植物生长、可进行植被作业的砼，具有砌护功能和通过孔隙植草改善自然环境功能。由于生态混凝土护坡是近年来新出现的专利技术，国家还未出台相关的技术规范，护坡施工中的工程质量主要由拥有该专利技术的施工单位依据其专利申请的相关技术要求内容进行控制，因此，笔者就曾参与的“全国重点地区中小河流治理试点项目陕西省汉滨区月河恒口集镇段防洪工程” （该工程使用生态砼护坡河堤形式，能满足防洪保安需求及集镇生态环境建设要求，运行良好）设计、施工等方面进行简单的总结，以供读者参考。
一、生态砼护坡河堤设计
生态砼护坡河堤设计和所有的河堤设计一样，应先确定设计洪水，确定堤线，推算水面线，确定堤顶高程，计算冲刷计算及基础埋深，确定断面结构及尺寸，进行稳定计算等，只是在临水侧护坡衬砌材料上选择生态砼。所不同的是，生态砼护坡设计时应考虑常水位，常水位以下宜采用浆砌石，常水位以上可采用生态砼。采用的生态砼技术其抗冲流速一般可达到3.1～4.2m/s，相应砼浇筑厚度为0.06m～0.16m，其最佳厚度为0.1～0.15m，基本能满足多数中小河流的设计流速要求。
生态砼护坡从坡面构造上可划分为砼框格网和草皮两部分。砼框格结构和普通砼一样，尺寸可根据河堤坡长和高度进行分隔，框格大小以满足整体视觉美观为宜，一般控制在2m～4m～×1.5～2.5m之间；砼框格截面尺寸一般为0.15m～0.2m×0.30m，现浇C20构造。草皮种植在框格内，分上、中下三层，上层是覆土植草，可以直接采用草皮或撒草籽（从后期效果来看草皮与生态砼的结合效果不如草籽，且代价高），草籽应选择当地适生草种或根系发达的草种；中层是生态砼，采用无砂砼，碎石采用石场加工分筛的单粒径碎石，以保证一定的孔隙率，并添加碱性改良剂，以便上层草皮根系能穿透砼层直达底层生根；下层铺设营养型无纺布，规格一般选择为400g/m2。
生态砼在水平方向每4～5个框格为一个单元，单元与单元之间留1cm伸缩槰，内填闭孔泡沫板，施工时按单元浇筑。
下图按照砼框格截面尺寸为0.15m×0.30m，框格间距为3.15m×2.15m，框格净宽3.0m×2.0m，坡面坡度按照1：2进行典型断
面图制图（见下图）。
单元浇筑式生态砼护坡典型设计图
二、生态砼护坡河堤施工
（1）施工程序
施工准备→人工精修坡→浇筑C20混凝土框格→营养无纺布铺设→现浇生态混凝土（填充盐碱改良剂、填充复合长效营养材料）→客土回填→绿化种植（草坪、地被）→养护。
（2）施工前的准备工作
在进行全面施工前，需要做好各项技术准备、物质准备、测量放样、场内外的协调等准备工作。
（3）主要施工步骤、技术措施及施工注意事项
①人工精修坡：坡面平整、均勻，不得有树根、石块及其它尖状物。
②浇筑C20混凝土框格：由于砼网格在施工中横竖受力情况的差别，水平方向的质量较垂直方向脆弱、难控制。在施工中发现的个别断裂现象均发生在水平方向，经分析造成断裂的原因是由于砼网格断面尺寸小，高温天气施工混凝土凝结速度快，施工中未一次浇筑完成及振捣不到位造成自然裂缝，因此，砼网格浇筑时应一次浇筑一个单元，并充分进行振捣。
③营养型无纺布铺设
营养型无纺布为反滤层和营养层复合结构，是在反滤无纺布上交织四种纤维携带多种缓释肥料，在混凝土浸提液作用下产生氨基酸分子团，同时具有反滤和为植物长期提供营养的作用。
笔者所参与的工程在施工过程中遭遇了洪水考验，洪水后对堤防检查发现有个别网格内的生态砼损毁，其产生损毁的原因是底部营养型无纺布卷曲、未铺设平正、未覆盖整个网格范围。洪水对坡面的冲刷，由于没有无纺土工布的反滤作用，堤身回填小颗粒被带走，造成生态砼下部掏空而破坏。因此施工中无纺布的铺设一定要覆盖完全整个网格范围，铺设平整，无纺布尺寸根据网格尺寸留至少两公分施工余量，防止网格内边角铺设不到位。
④现浇生态混凝土
采用现浇、分层方式施工，每50cm高浇注一次，施工时可10m（横向长）为一单元一次性浇注。浇筑时要做到浇筑均匀，平整，不能产生隔层，以免影响植物根系向下生长。浇筑的同时配制、填充特制的盐碱改良剂、复合长效营养材料（由具有该专利技术的公司提供）。
该施工步骤主要控制要素是砼的孔隙率，这是决定植被根系能够很好的扎根、坡面覆盖率的主要因素。石子粒径及级配是质量控制的关键，生态砼采用石场加工分筛的单粒径碎石。不同粒径的碎石浇筑出的孔隙率差异大，在施工前要对供料石场筛分的碎石进行孔隙率试验，最终决定石场供应石子的粒径。
⑤客土回填
回填的可耕作客土既是绿化混凝土的组成部分之一，也可提高绿化混凝土植草发芽率、防热晒、阻止氮肥溢出。
施工前确定好适合回填的土源，客土的质量直接影响草皮的成活率，回填土应无碎石等杂物、杂质、无块状，必要时应进行筛选。
⑥绿化种植及养护
采用种植草坪、地被植物，日浇水2次。由于绿化混凝土内充填材料有促进植物根系生长作用、充填材料及营养型生态带有长期缓释肥料，一般可不用再给追肥。
三 、结束语
生态砼解决了传统防护工程中“绿化”与“硬化”的矛盾；它集防护、绿化、生态为一体，使混凝土的防护功能和植物的生态功能完美结合。在堤坝安全得到保障的同时，改变了过去的那种整齐划一的边坡断面的静态美，又保护了各种生物的栖息环境，使堤坝变得郁郁葱葱，景色宜人，环境优美，建立起阳光、水、植物、生物、边坡、山体之间的生态系统，其外观感观质量及实际运行完全符合当前国家提倡的生态环保要求，宜推广。