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河道生态护坡施工技术要点及其在水利工程中的应用研究

宫常富 李小龙
  
工程技术探索
2025年32期
乌兰浩特市水利事业发展中心 内蒙古乌兰浩特 137400 乌兰浩特市灌区事务服务中心 内蒙古乌兰浩特 137400

关键词:河道生态护坡;施工技术要点;水利工程

摘 要:本文深入探讨了河道生态护坡施工技术要点及其在水利工程中的应用。首先对河道生态护坡技术进行概述,明确其概念、功能与设计原则。接着详细分析了植被型生态混凝土护坡技术、现浇网格生态护坡施工技术、土工材料固土种植技术以及三维植被网护坡施工技术在水利工程中的应用要点。通过对这些技术的研究,旨在为水利工程中河道生态护坡的建设提供科学依据,以实现河道生态系统的稳定与可持续发展,提高水利工程的综合效益。

引言

随着社会经济的快速发展和人们对生态环境重视程度的不断提高,水利工程建设不再仅仅局限于满足防洪、灌溉等基本功能需求,而是更加注重生态环境保护和生态系统的修复与重建。河道生态护坡作为水利工程中的重要组成部分,不仅能够保证岸坡的稳定,防止水土流失,还能改善河道生态环境,为水生生物和陆生生物提供适宜的生存空间,具有重要的生态、经济和社会效益。因此,深入研究河道生态护坡施工技术要点及其在水利工程中的应用具有重要的现实意义。

一、河道生态护坡技术概述

河道生态护坡技术是顺应生态保护与可持续发展需求而兴起的综合性河道治理手段,它打破传统护坡单一工程防护模式,将工程力学、土壤学、生态学及植物学等多学科知识有机融合。此技术核心在于通过植物与工程材料协同作用,在保障岸坡稳定、抵御水流冲刷等基本功能前提下,最大程度恢复与重建河岸带生态系统。

传统护坡多采用混凝土、浆砌石等硬质材料,虽能短期内满足防洪抗冲要求,却隔绝了河床与河岸物质交换,破坏河流自然属性,导致生物多样性锐减。而河道生态护坡技术强调生态优先,利用植物根系固土、减缓水流速度、吸收污染物等特性,结合工程材料提供的基础支撑,形成自然与人工相结合的稳定护坡结构。

它不仅具备水土保持功能,减少雨水冲刷引发的岸坡坍塌,还为水生生物提供栖息繁衍场所,促进生物多样性发展。同时,与周边自然、人文景观相融合,提升河道景观价值,为居民营造舒适宜人的休闲空间。河道生态护坡技术代表着河道治理理念转变,是推动水利工程向生态友好型发展的重要力量,对实现人与自然和谐共生意义重大。

二、水利工程中河道生态护坡施工技术要点应用

(一)植被型生态混凝土护坡技术

植被型生态混凝土护坡是在河流两侧预先设置混凝土框架,在框架内加入无砂混凝土。无砂混凝土内部空隙大,为植被生长提供空间,保证整体土壤固结效果。植被和混凝土共同构建完整生态系统,根据结构特点可分为民用隔层和有机客土层。民用隔层采用细石混凝土和喷播植草技术,为植被生长提供空间;有机客土层主要成分是活性添加剂、泥炭、保水剂和石头,与原始土层直接接触。

该技术适用于流速较大、冲刷严重的河段,能有效抵抗水流冲刷,同时为植物生长提供空间。例如在上海崇明岛瀛东村生态河道示范工程中,该技术应用使坡岸抗剪强度明显增加,坡岸稳定性增强。在施工时先进行施工放线和场地开挖,确定开挖边界后按设计坡比进行坡面削坡,土层夯实平整,清理坡面浮石、杂物。接着砌筑挡墙,铺设土工布,铺筑混凝土网格和框格。最后浇筑植生型生态混凝土,喷射完毕后覆盖无纺布防晒保墒。

(二)现浇网格生态护坡施工技术

现浇网格生态护坡通过整体均一网格模板设计、锚杆锚固形成三维立体结构,与植物根系固土共同保证工程稳定性。网格模板以模具树脂或橡胶、塑料等为原料加工而成,有斜网格和纵横网格两大类型。随着网格内植物生长,植物根系起到固土稳定坡面作用。其稳定性不随坡度增加而减小,适用于不同坡度河道护坡工程。在后期管理养护上有优势,通过鱼鳞坑网格设计能有效蓄水保土,减少养护时间和成本。施工时先进行网格模板整体设计,采用锚杆锚固形成三维立体结构。在网格内填充腐殖土,满足植物栽种要求。选择适合当地气候、土壤条件的植物种植,随着植物生长,其根系与网格结构共同增强坡面稳定性。

(三)土工材料固土种植技术

土工材料固土种植技术利用土工材料与种植土、植被结合形成复合护坡系统。土工材料如聚丙烯高分子材料制成网垫,具有良好的疏松性、柔韧性,空间和高度适合草本植物生长。植物根系可穿过网孔往地下均衡生长,通过植物根系将网垫、草皮和泥土表层紧密联系在一起,形成稳定表层生态防护面。该技术适用于较陡边坡,包括土工网垫固土种植基护坡和土工格室植草护坡等形式。土工网垫固土种植基护坡由网垫、种植土和草籽组成,固土效果好、抗冲刷能力强,但抗暴雨冲刷能力取决于植物生长情况,在水位线附近及以下不适用;土工格室植草护坡在展开并固定在坡面上的土工格室内填充改良客土,挂三维植被网喷播施工,解决了普通绿化达不到的施工工艺效果,不受地质条件限制。

施工时先进行边坡处理,对坡面进行人工细致整平,清除岩石、碎泥块等阻碍物。根据不同形式铺设土工网垫或展开固定土工格室,在网垫或格室内填充种植土,撒播草籽或进行喷播施工。选择适合当地环境的植物,确保植物能在边坡良好生长,发挥固土作用。

(四)三维植被网护坡施工技术

三维植被网是一种新型土工材料,由高强度聚合物材料制成,具有三维立体网格状形态。其基本原理是通过特有的三维结构实现土壤加固与支撑,促进植物生长和土壤稳定性。网包结构能降低雨滴冲击能量,使风和水流在表面产生小漩涡,起到缓冲消能作用,降低流速,抵御雨水冲刷。网包中的充填物能很好固定,减少雨水冲刷流失,在边坡表层土中起加筋加固作用,防止表层土层滑移,有助于植被均匀生长。

三维植被网护坡施工技术适用于砂性河道边坡,抗冲流速达 7m/s ;也可广泛应用于路堤、路堑、取土场、弃土堆、小区绿化、沟渠冲刷等各种边坡防护工程。在边坡整理后铺设三维植被网,能提高边坡稳定性和抗冲刷能力,促进植被生长。施工流程包括边坡处理、三维网铺设锚固、覆土喷播及养护管理。边坡处理时要对坡面进行人工细致整平,清除杂物;三维网铺设时沿坡面由上至下铺于坡面上,网与坡面保持平顺结合,采用U型钉或聚乙烯塑料钉固定,钉长根据松土情况确定,钉间距一般为 90-150cm ;覆土喷播时在上部网包层内回填改良客土,覆土应分层多次填土并洒水浸润,也可进行液压喷播;施工结束后在表层覆盖无纺布等材料保持坡面水分,减少降雨对种子冲刷,后期及时浇水、补播、施肥等养护管理,促进植物生长形成稳定植被覆盖。

结论

河道生态护坡技术作为水利工程中兼具防洪安全与生态修复功能的重要治理技术,通过植被型生态混凝土护坡、现浇网格生态护坡、土工材料固土种植、三维植被网护坡等多种施工技术,有效实现了水利工程安全防护与生态修复双重目标。这些技术各有特点和适用场景,在实际水利工程应用中,应根据河道具体情况如坡度、流速、土壤类型等,合理选择施工技术,并严格按照施工要点进行操作。河道生态护坡技术的应用不仅提升了水利工程的防洪能力,还保护了河道生态环境,增加了生物多样性,提升了景观价值,对实现水利工程可持续发展具有重要意义。未来,应进一步加强河道生态护坡技术的研究与创新,不断优化施工技术,提高工程质量,为水利工程建设和生态环境保护做出更大贡献。

参考文献

[1]翟壮壮,丁同舟.水利工程中的河道生态护坡施工技术应用要点分析[J].水上安全,2024,(01):173-175.

[2]吴曙辉.水利工程中的河道生态护坡施工技术应用要点分析[J].城市建设理论研究(电子版),2023,(34):199-201.

[3]刘丽萍.水利工程中的河道生态护坡施工技术应用要点分析[J].工程建设与设计,2023,(03):192-194.

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