论文部分内容阅读
摘要本文在分析了水利工程护坡生态化研究重要意义后，对水利工程生态化护坡设计技术方案进行了详细分析，最后对生态化护坡铺设施工步骤设计要点进行了探讨。
关键词水利工程生态化护坡边坡防护
中图分类号：S157文献标识码：A
水利工程作为社会经济发展的一类重要基础性设施，不仅为工农业生产、居民（牲畜）提供必要的生产或生活用水，同时还能起到发电、渔业养殖、防洪等功能。随着江河水资源开发利用力度的不断加强，大量水利工程均处于快速开工建设过程。在水利工程实际施工建设中，经常有边坡被开挖而形成较多的裸露边坡面，从而不可避免地出现了在施工中工程建设区原有生态植被层被破坏现象，边坡性能发生剧烈变化，发生严重的水土流失，导致周围生态环境性能进一步恶化。传统水利工程护坡通常采用现浇混凝土、预制混凝土六面体、以及浆砌块石等刚性材料来对裸露边坡面进行静态防护，这种边坡防护技术虽然一定程度上可以暂时满足加固边坡稳定性能，但由于防护材料自身使用寿命、加上周围恶劣的环境侵蚀，其耐久性能会变得越来越差，容易发生局部破坏等问题；而且在采用刚性防护材料后，被加固的边坡很难采取植草绿化，造成工程建设开挖面呈现一片灰色，不仅破坏了工程建设区的生态环境、同时还影响周围城市、河流堤岸等景观性能，也可以说在水利工程建设过程中，利用刚性材料进行边坡防护是一种工程副产物污染。因此，利用新技术、新手段、新措施形成系统的绿色护坡方案，既能满足边坡开挖防护功能，又能利用人工措施恢复被破坏的建设区生态系统、提升周围环境景观性能，已成为水利工程护坡生态化研究的重要课题。
一、水利工程护坡生态化研究重要意义
生态化护坡是利用植被涵水固土的原理对开挖边坡进行岩土稳定和美化生态环境的一种新的绿色护坡技术，是集岩土工程力学、生态学、植物学、以及土壤肥料学等多门学科专业为一体的综合性边坡防护工程技术。
（一）解决水利工程建设和环境破坏之间的矛盾。
水利工程基础设施的快速开工建设，必然会破坏建设区原来的表土层及原生态植被群落，导致出现大量的次生裸地或建设区严重的水土流失和土地沙化现象发生。采用以植被为主的生态化护坡方案可以用绿色植物群间的相互调节匹配，以促进被破坏的边坡植被逐步恢复，达到生态平衡、美化环境、保水固土等目的，实现水利工程建设活动与生存环境保护间的相互平衡。
（二）生态化护坡工程成本降低。
植被生态化护坡是一种新型的柔性边坡防护技术，它主要通过植物截留雨水以减轻雨水对边坡裸露岩土的击溅侵蚀、减少雨水形成地表径流带来的水土流失，同时可以利用植物根系固定土壤，起到对施工中造成松动的岩土进行锚固作用，以及利用根系吸收水分等自身生物机能来发挥对于工程施工中形成的裸露边坡进行护坡功效。生态化边坡防护技术比传统的单一的刚性材料形成的硬性边坡防护方案要更加经济可行，将柔性和硬性边坡防护技术相结合形成的生态化边坡防护技术必将是未来水利工程边坡防护发展的重要方向。
二、水利工程生态护坡设计技术方案
在近20多年的生态化护坡设计技术的研究过程中，全球设计出了多种既符合水利工程边坡防护功能要求，又能改善工程建设区生态结构和绿化美化工程建设区环境的生态护坡设计方案。如植物护坡、土工网固土植草护坡、蜂巢式网格固土植草护坡、植物生长砖护坡、以及植被型生态混凝土构件护坡等。限于文章篇幅，本文不一一对以上5中生态护坡设计技术方案进行分析，主要对其中的多孔植物生长砖护坡和植被型生态混凝土构件护坡设计方案进行详细的分析研究。
（一）多孔植物生长砖生态护坡设计方案。
多孔植物生长砖边坡生态防护技术是水利工程边坡防护设计中常用的方案之一。该设计方案中，主要采用钢渣粉、高品质水泥、以及施工过程中天然形成的击碎石混合而成护坡的硬性护坡材料，以形成带孔隙的生态砖。然后将建设区推荐的绿化工程使用种子、天然土壤和肥料配合组成相应的软性护坡填充材料，填充到生态砖内部，利用生态砖和植物根系吸收营养和水分相互连接的作用，形成一个完善的水利工程边坡防护链，有效防止工程边坡发生塌陷现象，充分发挥生态化边坡防护技术所带来的生态效益和社会效益。
（二）植被型生态混凝土构件护坡设计方案。
植被型生态混凝土构件护坡设计方案主要采用正六角形内无砂混凝土和外围普通混凝土边框的复合结构作为边坡防护的主要硬件构件，该构件厚度与尺寸应按照国家相关技术规范标准进行详细的分析计算设计，不仅要保证护砌的安全可靠性，同时要充分考虑植被草根穿透力大小，便于植被草根穿透绿化混凝土构件内无砂混凝土及相应的工程绿化护坡专用纺布，然后固定于被防护边坡的土层中，加大边坡岩土的稳固性能。植被型生态混凝土构件护坡设计方案可以在边坡防护过程中，人为构造由水与草共同构成的再生水环境，有效维护水利工程建设区的水生态链，增加江河等建设区的自我协调净化能力。
关键词水利工程生态化护坡边坡防护
中图分类号：S157文献标识码：A
水利工程作为社会经济发展的一类重要基础性设施，不仅为工农业生产、居民（牲畜）提供必要的生产或生活用水，同时还能起到发电、渔业养殖、防洪等功能。随着江河水资源开发利用力度的不断加强，大量水利工程均处于快速开工建设过程。在水利工程实际施工建设中，经常有边坡被开挖而形成较多的裸露边坡面，从而不可避免地出现了在施工中工程建设区原有生态植被层被破坏现象，边坡性能发生剧烈变化，发生严重的水土流失，导致周围生态环境性能进一步恶化。传统水利工程护坡通常采用现浇混凝土、预制混凝土六面体、以及浆砌块石等刚性材料来对裸露边坡面进行静态防护，这种边坡防护技术虽然一定程度上可以暂时满足加固边坡稳定性能，但由于防护材料自身使用寿命、加上周围恶劣的环境侵蚀，其耐久性能会变得越来越差，容易发生局部破坏等问题；而且在采用刚性防护材料后，被加固的边坡很难采取植草绿化，造成工程建设开挖面呈现一片灰色，不仅破坏了工程建设区的生态环境、同时还影响周围城市、河流堤岸等景观性能，也可以说在水利工程建设过程中，利用刚性材料进行边坡防护是一种工程副产物污染。因此，利用新技术、新手段、新措施形成系统的绿色护坡方案，既能满足边坡开挖防护功能，又能利用人工措施恢复被破坏的建设区生态系统、提升周围环境景观性能，已成为水利工程护坡生态化研究的重要课题。
一、水利工程护坡生态化研究重要意义
生态化护坡是利用植被涵水固土的原理对开挖边坡进行岩土稳定和美化生态环境的一种新的绿色护坡技术，是集岩土工程力学、生态学、植物学、以及土壤肥料学等多门学科专业为一体的综合性边坡防护工程技术。
（一）解决水利工程建设和环境破坏之间的矛盾。
水利工程基础设施的快速开工建设，必然会破坏建设区原来的表土层及原生态植被群落，导致出现大量的次生裸地或建设区严重的水土流失和土地沙化现象发生。采用以植被为主的生态化护坡方案可以用绿色植物群间的相互调节匹配，以促进被破坏的边坡植被逐步恢复，达到生态平衡、美化环境、保水固土等目的，实现水利工程建设活动与生存环境保护间的相互平衡。
（二）生态化护坡工程成本降低。
植被生态化护坡是一种新型的柔性边坡防护技术，它主要通过植物截留雨水以减轻雨水对边坡裸露岩土的击溅侵蚀、减少雨水形成地表径流带来的水土流失，同时可以利用植物根系固定土壤，起到对施工中造成松动的岩土进行锚固作用，以及利用根系吸收水分等自身生物机能来发挥对于工程施工中形成的裸露边坡进行护坡功效。生态化边坡防护技术比传统的单一的刚性材料形成的硬性边坡防护方案要更加经济可行，将柔性和硬性边坡防护技术相结合形成的生态化边坡防护技术必将是未来水利工程边坡防护发展的重要方向。
二、水利工程生态护坡设计技术方案
在近20多年的生态化护坡设计技术的研究过程中，全球设计出了多种既符合水利工程边坡防护功能要求，又能改善工程建设区生态结构和绿化美化工程建设区环境的生态护坡设计方案。如植物护坡、土工网固土植草护坡、蜂巢式网格固土植草护坡、植物生长砖护坡、以及植被型生态混凝土构件护坡等。限于文章篇幅，本文不一一对以上5中生态护坡设计技术方案进行分析，主要对其中的多孔植物生长砖护坡和植被型生态混凝土构件护坡设计方案进行详细的分析研究。
（一）多孔植物生长砖生态护坡设计方案。
多孔植物生长砖边坡生态防护技术是水利工程边坡防护设计中常用的方案之一。该设计方案中，主要采用钢渣粉、高品质水泥、以及施工过程中天然形成的击碎石混合而成护坡的硬性护坡材料，以形成带孔隙的生态砖。然后将建设区推荐的绿化工程使用种子、天然土壤和肥料配合组成相应的软性护坡填充材料，填充到生态砖内部，利用生态砖和植物根系吸收营养和水分相互连接的作用，形成一个完善的水利工程边坡防护链，有效防止工程边坡发生塌陷现象，充分发挥生态化边坡防护技术所带来的生态效益和社会效益。
（二）植被型生态混凝土构件护坡设计方案。
植被型生态混凝土构件护坡设计方案主要采用正六角形内无砂混凝土和外围普通混凝土边框的复合结构作为边坡防护的主要硬件构件，该构件厚度与尺寸应按照国家相关技术规范标准进行详细的分析计算设计，不仅要保证护砌的安全可靠性，同时要充分考虑植被草根穿透力大小，便于植被草根穿透绿化混凝土构件内无砂混凝土及相应的工程绿化护坡专用纺布，然后固定于被防护边坡的土层中，加大边坡岩土的稳固性能。植被型生态混凝土构件护坡设计方案可以在边坡防护过程中，人为构造由水与草共同构成的再生水环境，有效维护水利工程建设区的水生态链，增加江河等建设区的自我协调净化能力。