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河道護坡建設常用的幾種方式

 

護坡是綜合工程力學、土壤學、生態學和植物學等學科的基本知識對斜坡或邊坡進行支護,形成由植物或工程和植物組成的綜合護坡係統的護坡技術。

開挖邊坡形成以後,通過種植植物,利用植物與岩、土體的相互作用(根係錨固作用)對邊坡表層進行防護、加固,使之既能滿足對邊坡表層穩定的要求,又能恢複被破壞的自然生態環境的護坡方式,是一種有效的護坡、固坡手段。

護坡的功能

(1)護坡功能:植被有深根錨固、淺根加筋的作用;

(2)防止水土流失:能降低坡體孔隙水壓力、截留降雨、削弱濺蝕、控製土粒流失;

(3)改善環境功能:植被能恢複被破壞的生態環境,促進有機汙染物的降解,淨化空氣,調節小氣候。

護坡的形式

常用的護坡形式有植物型護坡、土工材料複合種植基護坡、生態石籠護坡、植被型生態混凝土護坡、生態袋護坡、多孔結構護坡、自嵌式擋土牆護坡等。

(1)植物型護坡:通過在岸坡種植植被,利用植物發達根係的力學效應(深根錨固和淺根加筋)和水文效應(降低孔壓、削弱濺蝕和控製徑流)進行護坡固土、防止水土流失,在滿足生態環境的需要的同時進行景觀造景。

河道護坡1.jpg

優點:主要應用於水流條件平緩的中小河流和湖泊港灣處。固土植物一般應選擇耐酸堿性、耐高溫幹旱,同時應具有根係發達、生長快、綠期長、成活率高、價格經濟、管理粗放、抗病蟲害的特點。

缺點:抗衝刷能力較弱。

(2)土工材料複合種植基護坡:此類護坡分為3種。

a.土工網墊固土種植基護坡:主要由網墊、種植土和草籽3部分組成。

河道護坡2.jpg

優點:1.固土效果好;2.抗衝刷能力強;3.經濟環保。

缺點:1.抗暴雨衝刷能力仍然較弱,取決於植物的生長情況;2.在水位線附近及以下不適用該技術。

b.土工單元固土種植基護坡:土工單元種植基,是利用聚丙烯等片狀材料經熱熔粘連成蜂窩狀的網片,在蜂窩狀單元中填土植草,起到固土護坡作用。

河道護坡3.jpg

優點:1.材料輕、耐磨損、抗老化、韌性好、抗衝擊力強、運輸方便。2.施工方法方便,並可多次利用。

缺點:適用的河道坡度不能太陡,水流不能太急,水位變動不宜過大。

c.土工格柵固土種植基護坡:格柵是由聚丙烯、聚錄乙烯等高分子聚合物經熱塑或模壓而成的二維網格狀或具有一定高度的三維立體網格屏柵,在土木工程中被稱為土工格柵。土工格柵分為塑料土工格柵、鋼塑土工格柵、玻璃土工格柵和玻纖聚酯土工格柵4大類。

河道護坡4.jpg

優點:1.具有較強抗衝刷能力,能有效防止河岸垮塌;2.造價較低,運輸方便,施工簡單,工期短;3.土工格柵耐老化,抗高低溫。

缺點:當土工格柵裸露時,經太陽暴曬會縮短其使用壽命;部分聚丙烯材料的土工格柵遇火能燃燒。

(3)石籠護坡:石籠網是由高抗腐蝕、高強度、有一定延展性的低碳鋼絲包裹上PVC材料後使用機械編織而成的箱型結構。根據材質外形可分為格賓護坡、雷諾護坡、合金網兜等。

河道護坡5.jpg

優點:1.具有較強的整體性、透水性、抗衝刷性、生態適宜性;2.應用麵廣;3.有利於自然植物的生長,使岸坡環境得到改善;4.造價低、經濟實惠,運輸方便。

缺點:由於該護坡主體以石塊填充為主,需要大量的石材,因此在平原地區的適用性不強;在局部互岸破損後需要及時補救,以免內部石材泄露,影響岸坡的穩定性。

(4)植被型生態混凝土護坡:生態混凝土是一種性能介於普通混凝土和耕植土之間的新型材料,由多孔混凝土、保水材料、緩釋肥料和表層土組成。

河道護坡6.jpg

優點:1.可為植物生長提供基質;2.抗衝刷性能好;3.護坡孔隙率高,為動物及微生物提供繁殖場所;4.材料的高透氣性在很大程度上保證了被保護土與空氣間的濕熱交換能力。

缺點:1.降堿處理問題;2.強度及耐久性有待驗證;3.可再播種性需進一步驗證;4.護岸價格偏高。

(5)生態袋護坡:生態袋是采用專用機械設備,依據特定的生產工藝,把肥料、草種和保水劑按一定密度定植在可自然降解的無紡布或其他材料上,並經機器的滾壓和針刺等工序而形成的產品。

河道護坡7.jpg

優點:1.穩定性較強;2.具有透水不透土的過濾功能;3.利於生態係統的快速恢複;4.施工簡單快捷。

缺點:1.易老化,生態袋內植物種子再生問題。2.生態袋孔隙過大袋狀物易在水流衝刷下帶出袋體,造成沉降,影響岸坡穩定;

(6)多孔結構護坡:多孔結構護坡是利用多孔磚進行植草的一類護坡,常見的多孔磚有八字磚、六棱護坡網格磚等。這種具有連續貫穿的多孔結構,為動植物提供了良好的生存空間和棲息場所,可在水陸之間進行能量交換,是一種具有"呼吸功能"的護岸。同時,異株植物根係的盤根交織與坡體有機融為一體,形成了對基礎坡體的錨固作用,也起到了透氣、透水、保土、固坡的效果。

河道護坡8.jpg

優點:1.形式多樣,可以根據不同的需求選擇不同外形的多孔磚;2.多孔磚的孔隙既可以用來種草,水下部分還可以作為魚蝦的棲息地;3.具有較強的水循環能力和抗衝刷能力。

缺點:1.河堤坡度不能過大,否則多孔磚易滑落至河道;2.河堤必須堅固,土需壓實、壓緊,否則經河水不斷衝刷易形成凹陷地帶;3.成本較高,施工工作量較大;4.不適合砂質土層,不適合河岸彎曲較多的河道。

(7)自嵌式擋土牆護坡:自嵌式擋土牆的核心材料為自嵌塊。這種護坡型式是一種重力結構,主要依靠自嵌塊塊體的自重來抵抗動靜荷載,使岸坡穩固;同時該種擋土牆無需砂漿砌築,主要依靠帶有後緣的自嵌塊的鎖定功能和自身重量來防止滑動傾覆;另外,在牆體較高、地基土質較差或有活載的情況下,可通過增加玻璃纖維土工格柵的方法來提高整個牆體的穩定性。該類護岸孔隙間可以人工種植一些植物,增加其美感。

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優點:1.防洪能力強;2.孔隙為魚蝦等動物提供良好的棲息地;3.節約材料;4.造型多變,主要為曲麵型、直麵型、景觀型和植生型,滿足不同河岸形態的需求;5.對地基要求低;6.抗震性能好;7.施工簡便,施工無噪音,後期拆除方便。

缺點:1.牆體後麵的泥土易被水流帶走,造成牆後中空,影響結構的穩定,在水流過急時容易導致牆體垮塌;2.該類護岸主要適用於平直河道,彎度太大的河道不適用於此護岸;3.彎道需要石材量大,且容易造成凸角,此處承受的水流衝擊較大,使用這類護岸有一定的風險。

(8)土工模袋護坡:是利用一種雙層聚合化纖合成材料製成的連續(或單獨)的袋狀產品。土工合成材料應用於工程是近二十年發展起來的一門新技術,七十年代末引進我國並研製使用。模袋混凝土是通過用高壓泵把混凝土或水泥砂漿灌入模袋中,混凝土或水泥砂漿的厚度通過袋內吊筋袋、吊筋繩(聚合物如尼龍等)的長度來控製,混凝土或水泥砂漿固結後形成具有一定強度的板狀結構或其它狀結構,能滿足工程的需要。土工模袋作為一種新型的建築材料,可廣泛用於江、河、湖、海的堤壩護坡、護岸、港灣、碼頭等防護工程。

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優點:1.土工模袋施工采用一次噴灌成型,施工簡便、速度快;2.土工模袋能適應各種複雜地形,特別在深水護岸、護底等不需填築圍堰,可直接水下施工,機械化程度高,所護坡麵麵積大、整體性強、穩定性好,使用壽命長;3.土工模袋具有一定的透水性,在混凝土或水泥砂漿灌入以後,多餘的水分通過織物空隙滲出,可以迅速降低水灰比,加快混凝土的凝固速度,增加混凝土的抗壓強度。

缺點:1.融入環境差,不能與周圍環境協調一致;2.不夠環保,不能為動植物提供良好的生存空間和棲息場所,不利於水下自然植物的生長,不能對水進行自然淨化,在水陸之間不能進行有效的能量交換。


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