生態砼護坡
① (一)生態護坡及其優勢
1.生態護坡的含義與作用機理
生態護坡是河流生態治理的一項重要措施,是結合水利工程與生態環境保護而興起的一種新型護坡技術。它集現代水利工程學、生物科學、環境學、生態學、景觀學、美學等學科為一體,打破了傳統護岸水泥三面襯砌、整齊劃一的格局,同時不再僅僅強調護岸的抗沖刷能力等,而要求穩定性、景觀性和生態性的完美結合。因此,生態護坡技術可描述為「通過使用植物或植物與土木工程相結合的方式,減輕水流、風浪、雨水等各類侵蝕的程度,提高坡面及坡腳的穩定性,實現河岸生態群落向頂級群落演變的水利工程技術」。
生態護坡技術是利用植被涵水固土的原理穩定岩土邊坡同時美化環境的新技術,是涉及岩土工程學、水土保持學、環境保護學、生態學植物學、園林學、土壤肥料等多學科於一體的綜合工程技術。
根據以上概念,生態護坡模式應具有以下特點:
1)從概念與方法看,強調兩個標準的協調,不僅需要根據當地自然和社會經濟發展狀況提出河道的防護體系標准,而且需要了解河道本身的自然生態體系,使得工程實施後能盡快恢復河道系統的生態平衡。涉及的領域更寬,技術手段更多,方法更復雜。
2)豐富了原有護坡模式,不僅包括傳統的防護綠化型,而且還包括灘地的人工濕地系統,高爾夫球場、種植養殖等開發型模式。
3)材料的選擇多樣化,包括土、石、混凝土、生態型混凝土製品、土工合成材料、適宜的植物等。只要滿足生態防護的要求,不排斥採用混凝土進行防護。
4)與傳統的綠化美化不同,生態護坡強調盡量利用自然的力量達到植被系統的生態平衡和自然修復,恢復自然的四季景觀。經驗表明,不能自然生態平衡的系統需要人工進行維持,因而管理維護費用高。
生態護坡作用方式主要是通過坡面植物的地下根系和地上莖葉,地下廣布的根系縱橫交織,大大增加了土體的固著和結持力,地上部分的莖葉可減少或防止降雨對地的直接撞擊濺蝕。從上述角度出發,其護坡機理應當從以下兩個方面考慮:①植被系統控制侵蝕的力學機制(力學效應);②植被系統控制侵蝕的水文機制(水文效應),在這方面周錫九、張俊雲、王文生等人做了大量的研究工作,歸納起來生態護坡的機理如圖10-1所示。
圖10-1 生態護坡機理
圖10-1中深根錨固作用與蒸騰排水效應的主要功能是加固邊坡,淺根加筋作用與莖葉水文效應的主要功能是坡面防護。
植被的力學效應。植物分為草本類植物和木本類植物兩大類,由於這兩大類植物生物學特性不同,造成其根系形態也不盡相同,因此其作用機理也不同。根據根的形態特徵,植物根系可分為草本類植物根系和木本類植物水平根系、垂直根系三種類型,從力學角度表現為淺根加筋、深根錨固兩種作用類型。其機理如下:①淺根的加筋作用。植草的根系在土中錯綜盤結,使邊坡土體在其延伸范圍內成為土與草根的復合材料,草根叫視為帶預應力的三維加筋材料。②深根的錨固作用。木本植物的垂直根系的主根粗壯,扎入土層較深。垂直深根穿過邊坡的軟弱層或滑動面,以錨固與樁側阻的方式對邊坡起到加固作用,其作用類似於錨桿或抗滑樁。
植被的水文效應。植被地上部分的莖葉及枯枝落葉可減少或防止降雨對地面的直接撞擊濺蝕,植物尤其是草本植物具有控制土壤侵蝕的能力,通過其降雨截留、徑流延滯、土壤增滲、土層固結等作用,改善坡面小氣候,減緩了土表侵蝕。①降低坡體孔隙水壓力,提高土體抗剪強度。降雨是誘發滑坡的重要因素之一,邊坡的失穩與坡體水壓力的大小有著密切關系。植物通過吸收和蒸騰坡體內水分,降低土體的孔隙水壓力,增加土體吸力,提高土體的抗剪強度,有利於邊坡體穩定。②降雨截留,削弱濺蝕。一部分降雨在到達坡面之前就被植被截留,重新蒸發到大氣或下落到坡面。下落的雨滴在打擊坡面時,把動量傳遞給土體,產生的分裂力使土體顆粒分離飛濺,在滴濺過程中,雨滴動量越大,撞擊分裂力越大,被濺出的土粒數量也越多,植被能攔截高速下落的雨滴,減少雨滴數量、滴濺能量及飛濺的土粒。③抑制徑流沖刷。地表徑流帶走己被滴濺分離的土粒,進一步引起片蝕、溝蝕,植被能夠抑制地表徑流並削弱滴、濺蝕,從而能控制土粒流失。通常情況下,土的流失量隨植被覆蓋率的增加呈指數關系降低。
2.生態護坡相對於傳統護坡的優勢
傳統的城鎮河道整治,一般採用單純的工程措施護坡,主要有漿砌或干砌塊石護坡、現澆混凝土護坡、預制混凝土塊體護坡等,護砌形式多為梯形或矩形斷面,有些甚至是全斷面襯砌。這些結構形式的傳統護坡,在保持坡岸的結構穩定、防止水土流失以及防洪排澇等方面,起到了一定的作用,但卻對景觀、環境和生態產生了不同程度的負面影響。而目前採用的生態型護坡一般是採用植物護坡或植物與工程措施相結合的復合護坡。因為植被的存在,恢復了護坡應具備的生態學功能,相對於傳統護坡有了較大改善。
(1)改善水質及水體的自凈能力
光潔、硬質的傳統護坡,岸坡沒有植物作為屏障,會使岸邊的垃圾以及地表徑流帶來的污染物輕易進入水體,加速水體水質的惡化,造成污染。而生態護坡因為植被能夠滯納垃圾和顆粒物質,過濾來自高地以及地表徑流中的污染物,起到保護河道水體的作用。蔡婧等的研究發現土壤生物工程柴籠、灌叢墊和傳統的植草護坡對懸浮固體和營養鹽的截留率達到80%以上。另外,寸草不生的傳統硬質護岸,破壞了水體—土壤—生物之間的物質和能量循環體系,不利於具有凈水功能的水生生物的生長,削弱了水體的自凈能力。生態護坡所採用的植被以及新型材料加強了護坡的透水性和透氣性,在一定程度上保持了水體—土壤—生物之間的物質和能量循環,保護了水體的自凈能力。
(2)調節水溫變化,維持水生生態系統的平衡
傳統護坡增強了對光照的吸收,導致水體溫度變化過大,不利於維持水中生態平衡。水溫的變化過大,不利於對溫度敏感物種的生存;對魚類產卵產生較大的負面影響,因為魚類的正常繁殖對溫度的反應非常敏感;在高溫季節,還會孳生傳染病菌。而引入植被、灌木或森林的生態護坡在調節光照吸收和防止水溫變化過大方面起到了一定的作用。因此,從這個層面上說,生態護坡在一定程度上改善了水生生態系統的平衡。
(3)保護河道系統的生態多樣性
混凝土和砂石修葺的傳統護坡在一定程度上加快了水體的流速,加大了水流沖刷力度,水中一些生物會被水流沖走,使水中生物減少,岸上又缺乏天然植物,直接影響沿河野生物種,如水鳥等的生存。據統計,目前河道襯砌後,沿河生物種類減少了70%以上,而水生生物也只相當於原來的50%,加之河道的裁彎取直、橫斷面的幾何規則化,使自然河流系統中河床的異質性不復存在,許多水生生物無法安身,不能形成多種多樣的生境組合。生態護坡的透水性有利於維持河道水體的原有流速,同時也為各種生物的生長、昆蟲和鳥類的棲息、魚類的繁殖提供了有利的水邊環境,保護了河道系統的生物多樣性。
(4)恢復護坡的綠色景觀
過去沒有綠色的傳統護坡,使河道失去了原有的生機。而增加了綠色的生態護坡,恢復了護坡的綠色景觀,滿足了現代人回歸自然的追求。生態型護坡是在傳統型護坡基礎上的改進,不單純局限於新型環保材料或技術的應用,同樣重視發掘傳統人工材料和技術的生態功能以及改進傳統的護坡方法,在設計和施工中更多地顧及環境和生物的需求。因此,生態型護坡既源於傳統型護坡,又有別於傳統型護坡,是護坡工程發展的嶄新階段。
② 生態護坡的生態護坡類型
(1)人工種草護坡
人工種草護坡,是通過人工在邊坡坡面簡單播撒草種的一種傳統邊坡植物防護措施。多用於邊坡高度不高、坡度較緩且適宜草類生長的土質路塹和路堤邊坡防護工程。
特點:施工簡單、造價低兼等。
缺點:由於草籽播撒不均勻,草籽易被雨水沖走,種草成活率低等原因,往往達不到滿意的邊坡防護效果,而造成坡面沖溝,表土流失等邊坡病害,導致大量的邊坡病害整治、修復工程,使得該技術近年應用較少。
(2)液壓噴播植草護坡
液壓噴播植草護坡,是國外近十多年新開發的一項邊坡植物防護措施,是將草籽、肥料、粘著劑、紙漿、土壤改良劑上、色素等按一定比例在混合箱內配水攪勻,通過機械加壓噴射到邊坡坡面而完成植草施工的。
特點:①施工簡單、速度快;
②施工質量高,草籽噴播均勻發芽快、整齊一致;
③防護效果好,正常情況下,噴播一個月後坡面植物覆蓋率可達70%以上,二個月後形成防護、綠化功能;
④適用性廣。目前,國內液壓噴播植草護坡在公路、鐵路、城市建設等部門邊坡防護與綠化工程中使用較多。
缺點:①固土保水能力低,容易形成徑流溝和侵蝕;
②施工者容易偷工減料做假,形成表面現象;
③因品種選擇不當和混合材料不夠,後期容易造成水土流失或沖溝。
(3)客土植生植物護坡
客土植生植物護坡,是將保水劑、粘合劑、抗蒸騰劑、團粒劑、植物纖維、泥炭土、腐殖土、緩釋復合肥等一類材料製成客土,經過專用機械攪拌後吹附到坡面上,形成一定厚度的客土層,然後將選好的種子同木纖維、粘合劑、保水劑、復合肥、緩釋營養液經過噴播機攪拌後噴附到坡面客土層中。
優點:①可以根據地質和氣候條件進行基質和種子配方,從而具有廣泛的適應性;
②客土與坡面的結合牢固;
③土層的透氣性和肥力好;
④抗旱性較好;
⑤機械化程度高,速度快,施工簡淡,工期短;
⑥植被防護效果好,基本不需要養護就可維持植物的正常生長;
該法適用於坡度較小的岩基坡面、風化岩及硬質土砂地,道路邊坡,礦山,庫區以及貧瘠土地
缺點:要求邊坡穩定、坡面沖刷輕微,邊坡坡度大的地方,已經長期浸水地區均不適合。
(4)平鋪草皮:
平鋪草皮護坡,是通過人工在邊坡面鋪設天然草皮的一種傳統邊坡植物防護措施。
特點:施工簡單,工程造價低、成坪時間短、護坡功效快施工季節限制少。
適用於附近草皮來源較易、邊坡高度不高且坡度較緩的各種土質及嚴重風化的岩層和成岩作用差的軟岩層邊坡防護工程。是設計應用最多的傳統坡面植物防護措施之一。
缺點:由於前期養護管理困難,新鋪草皮易受各種自然災害,往往達不到滿意的邊坡防護效果,而造成坡面沖溝、表土流失、坍滑等邊坡災害。導致大量的邊坡病害整治、修復工程。近年來,由於草皮來源緊張,使得平鋪草皮護坡的作用逐漸受到了限制。
(5)生態袋護坡:
生態袋護坡,是利用人造土工布料製成生態袋,植物在裝有土的生態袋中生長,以此來進行護坡和修復環境的一種護坡技術。
特點:透水、透氣、不透 土顆粒、有很好的水環境和潮濕環境的適用性,基本不對結構產生滲水壓力。施工快捷、方便,材料搬運輕便。
缺點:由於空間環境所限,後期植被生存條件受到限制,整體穩定性較差。
(6)網格生態護坡
網格生態護坡,是由磚、石、混凝土砌塊、現澆混凝土等材料形成網格,在網格中栽植植物,形成網格與植物綜合護坡系統,既能起到護坡作用,同時能恢復生態、保護環境。
網格生態護坡將工程護坡結構與植物護坡相結合,護坡效果非常好。其中現澆網格生態護坡是一種新型護坡專利技術,具有護坡能力極強、施工工藝簡單、技術合理、經濟實用等優點,是新一代生態護坡技術,具有很大的實用價值。
③ 什麼是生態護坡
以前的人們植樹造林只是單純的植樹,但是這種人工林物種單一,浪費資源,對生態環境造成破壞。所謂生態護坡,就是人工構建一個完整的小系統,栽種當地的各種草、樹形成的一個能夠長時間存活,最後能脫離人工維護的自然系統。
④ 生態混凝土護坡注意事項有哪些
生態抄混凝土護坡最需要襲注意的是材料,主要材料是生態混凝土增強劑,石子,水泥。特別是這個生態混凝土增強劑質量非常重要,要不然就達不到想要的效果,。其次要就是配合比要控制好,施工過程和養護過程都需要注意。多方面共同管理好才能做出好的效果, 聽朋友說南京久禾潤是專業做生態護坡,綠化混凝土護坡,現澆混凝土護坡,就是長草的那種形式,您可以問問看,裡面的核心材料 都是他們自己研發生產的。
⑤ 生態混凝土護坡價格 大概需要多少錢
生態混凝土護坡一般都是按個算,價格根據地區、運費等等有所浮動,可就地內利用現場石料,砂土等並可容以用重型機械進行內部填充作業,無需過多人力物力,相對來說,成本不貴。
我先來說下我了解的生態混凝土護坡特點:
1、耐久性,採用鋼筋混凝土結構,屬於人造石,化學性質相對穩定;不會隨著時間的推移而發生腐蝕或被磨耗的情況。
2、環保性,使用碎石和沙土作為填充物且有預留空間,方便水中生物築巢及生長從而達到綠化並促進環保生態的形成;可以利用施工現場所產生的的土沙等進行填充,有利於植被快速恢復生長。
3、安全性,產品規整,施工簡便,可以精簡人力物力,方便施工現場管理,可以減少施工意外發生;質量穩定經久耐用,不會因產品損耗而發生石塊掉落等意外。
4、機能性,產品之間採用可動性連接,抗震性能佳且可應對彎曲道路的施工和下層問題;產品設計多樣,美觀,可根據實際放工環境選擇相應的產品種類;產品結構結實,荷載作用下不易變形。
5、經濟性,可就地利用現場石料,砂土等並可以用重型機械進行內部填充作業,無需過多人力物力。
信息來源:中力通新材-專業的生態混凝土護坡生產單位
⑥ 植被型生態混凝土護坡可以做設計嗎
植被型生態混凝土護坡是可以做設計的,外觀的設計要重新開模版。可以從形狀、紋路權、顏色這些著手。
其他硬度、重量、密度這些就要從結構上設計了。
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⑦ 護岸工程水泥基混凝土平鋪式生態護坡哪家好
近年來,隨著大規模的工程建設和礦山開采,形成了大量無法恢復植被的岩專土邊坡。傳統的邊坡工程加固屬措施,大多採用砌石及噴混泥土等灰色工程,破壞了生態環境的和諧。隨著人們環境意識及經濟實力的增強,生態護坡技術逐漸應用到工程建設中。
傳統的護岸工程以水泥、瀝青、混凝土等硬性材料為主要建材 ,在結構型式上分為直立式 ,斜坡式或斜坡式與直立式組合的混合型式 ,斷面規則渠化 ,偏重安全、經 濟的後果是極大地損害了河流的生態功能。
生態型護岸分為自然原型護岸 ,自然型護岸及多自然型護岸三種類型 ,通過綠化護面層 ,坡面多孔化、粗糙化 ,近岸流態多樣化三種主要途徑 ,重視發揮天然材料的性能 ,能有效地改善傳統型護岸對河流環境及生態所帶來的負面效果 ,並由此對護岸的設計及施工帶來一系列有益的啟發
生態型護岸的出現順應了人與自然共生的要求 ,是護岸工程建設的一大進步。我國的生態環境現狀為迎合人們對環境的需求 ,對已建設的護岸進行生態改造及修建新型的生態護岸已經成為護岸建設新趨勢
湖北中力通新材專業生產生態護坡階梯式、平鋪式,致力於市政水利環保工程
⑧ (六)生態混凝土護坡技術與應用
生態混凝土是採用特殊級配的集料和膠凝材料,在力學性能滿足工程使用要求的同時,形成蜂窩狀的結構,實現其多孔連續的特徵,具有良好的透水性和透氣性,植物能在其中生長,應用於河湖生態護坡,營造生物多樣性的生境。生態混凝土護坡仿效自然岸坡,主要利用其自身的重力、構件間的錨固以及植物的根系「加筋」作用,保障河流岸坡安全與穩定,同時作為河湖水體和陸地之間物質、能量、信息交換的紐帶,為河岸帶動物、微生物提供了棲息繁衍的生境以及植物生長的基質,增強了水體自凈功能,修復了脆弱的生態環境。岸坡是河流、湖泊生態系統的重要組成部分,其護砌方式必然對生態系統產生影響,因此在可控條件下研究生態護坡護砌方式的生態效應對於開發生態堤岸構建技術非常重要。
1.生態混凝土原理及構造
現澆透水·植生高強生態混凝土通過加入一定量的添加劑,提高了水泥漿體的黏聚力和水泥漿體與骨料的黏附力,使水泥漿體不會因坍落而堵塞生態混凝土下部結構的孔隙,確保孔隙在生態混凝土整體結構中的有效形成、強固和均勻排布。其具有理想的透水系數和相當的強度,滿足過濾及植物生長的需求,同時滿足堤壩加固修復要求。
現澆透水·植生高強生態混凝土技術除了保障高強護堤作用外,還由於其生態混凝土材料自身的多孔性和良好的透氣透水性,在形成坡壩整體卓越的反濾效果、消除靜水壓力,從而確保堤體長期穩定的同時,進一步與環境問題相結合,協調生態環境,降低環境負荷,保存與提高環境景觀,實現植物和水中生物的生長,起到改善景觀、凈化水質和完善生態系統的多重功能,真正實現生態混凝土有益於生態環境、美化自然的目的。
坡面覆蓋工程的標准構造——框架構造。框架是現場澆築的混凝土構造,其中常水位50cm以上為植生型生態混凝土護坡,以下為透水型生態混凝土護坡。框架是將坡面和生態混凝土結合成一體化的構造,因此,考慮到構造物的重要性和生態混凝土的厚度(t=10cm)等因素,框架的斷面形狀為最小厚度20cm以上。
生態混凝土護坡分為現澆式和預制構件式。現澆生態混凝土護坡要求河湖岸坡較為平整,能提供較大的施工作業場地,並有養護條件,而且固化後生態混凝土的最大孔徑僅為毫米級,不具備大型植物生長的空洞,綠化方式也僅限於液壓噴播或鋪草皮等。生態混凝土預制構件式護坡突破了現澆式護坡的局限,其孔隙率為20%~35%,具有一定的強度(15~25MPa),並預留較大的孔洞,用於栽植植物,施工方便,適用范圍廣。黃浦江生態護坡構建採用了生態混凝土預制單球組合、16球聯體砌塊、圓孔形砌塊及矩形砌塊四種砌塊的護砌方式。
單球組合。單球直徑250mm,在球中預留x、y、z三維方向的通孔,球成型後用Φ8鋼筋(需防銹蝕處理)進行連接,球體之間形成長度約100mm的方孔,如圖10-5(a)所示。多層鋪裝時,球層與球層之間也可以用鋼筋連接,以增加護坡穩定性,裝配簡單靈活。
16球聯體砌塊。球聯體砌塊由上部16個半球體和下部16個圓台組成,中間用多孔混凝土自然連接且預留了9個直徑80mm的圓柱形孔洞,如圖10-5(b)所示。砌塊高度250mm,護坡面積1m2,砌塊與砌塊通過預留的連接件進行連接,塊體質量較大,護坡穩定。
圓孔型砌塊。採用新型的幾何結構,外形尺寸為500mm×330mm×250mm,在砌塊中間預留了三個直徑80mm的圓柱形孔洞。組合護坡時,砌塊之間也產生直徑約為100mm的孔洞[圖10-5(c)],為較大植物的生長預留足夠的空間,砌塊之間的連接縫也可生長植物。
矩形砌塊。外形結構、尺寸與圓孔型砌塊相同,成型模具簡單,砌塊中心沒有預留孔洞,只是在砌塊護砌組合時,產生直徑約為100mm的孔洞,如圖10-5(d)所示。用於栽植植物,其孔隙率低於圓孔形砌塊,但砌塊質量大,護坡穩定。
2.生態護坡構型
下面以黃浦江為例說明生態護坡構型。
(1)生態護坡結構
黃浦江水流具有漲落分明的特點,屬於不規則的半日型感潮河流,其生態護坡示範工程位於黃浦江源水廠臨江泵站取水口兩側。黃浦江生態護坡的建設有利於岸坡穩定、修復和重建取水口處江岸的生態環境,改善原水水質。由於黃浦江水流較快,一天兩次潮汐的江水混流,水體與坡面的交互時間短,300m長的生態護坡對於江水水質改善效果不甚明顯。因此不同護砌方式生態護坡的生態性能主要從覆土保持能力、植被生長狀況及護坡穩定性等方面予以探討。
圖10-5 生態混凝土預制護坡構件
(尺寸單位:mm)
生態護坡工程於2005年底完成坡面施工,2006年4月底開始覆土、植物植生。護坡總長度為300m,坡面寬度15m,設計潮高水位3.44m,潮低水位1.20m,坡頂高程設計為4.5m,坡底高程設計為2.5m(以上高程均相對於上海吳淞0點),設計坡度1:7.5,護坡斷面如圖10-6所示。為比較不同護坡構件的護坡生態效應,分別採用上述四種砌塊,各類砌塊護砌方式的護坡長度為60~90m不等。
圖10-6 黃浦江生態護坡斷面圖
(2)覆土及植被建植
植被植生前,生態護坡坡面及砌塊孔隙間應覆土填實,以誘導植物根莖貫通孔隙生長。覆土原則上就地選取地表層20cm厚的土壤,覆土厚度不低於球或砌塊的頂端。覆土後,不宜立即植被植生,應放置20d左右,雨水澆灌及自然風化使土壤密實。另外,土壤一般呈弱酸性,可以中和生態混凝土的鹼性,使之更適宜植被生長。根據生物多樣性理論,物種的多樣性會使生態系統的網狀食物鏈結構更加復雜,使生態系統更趨向穩定,故植物物種的選擇應多樣化,促使處於平衡的生物群落容量增加,宜選擇4~6種生物生態型搭配合理的植物品種進行混種,並以當地物種為主。根據黃浦江水位特徵,生態坡面可分為水位變動區和水位變動以上區。水位變動區坡面寬8m,由於江水的潮汐運動,一天兩次受到潮水淹沒,選擇美人蕉、香蒲、水蔥、高芭、黃菖蒲等分區栽植;水位變動以上區坡面寬7m,除特大洪水或潮汛外,均位於水面以上,適宜種植水土保持能力較強的多年生草本植被,攔截通過坡面進入河道的面源污染,選用液壓噴播的方式種植狗牙根、黑麥草。
3.護坡生態效應
(1)覆土保持能力
覆土的作用是誘導植物生長,促進植物根系延伸至生態混凝土內部,起到錨固和加筋生態坡面的功能。覆土保持能力越強,越容易促進植物生長,生態坡而的護坡能力越好。
水位變動以上區,覆土受到雨水的澆灌並自然沉降,覆土15d時,上層下降約2cm,且逐漸密實。水位變動區的覆土由於受到黃浦江潮水的沖刷,尤其在潮高水位,大型船舶通過時,水面形成沖擊力大的連續型水浪沖蝕砌塊及覆土。覆上15d時,單球組合、16球聯體砌塊由於上部為球形狀,球體間覆土受到水流的抽拉,受到侵蝕,單球組合、16球聯體砌塊的覆土已經下沉到球體半徑處,但經受沖擊後的土壤更為密實,以沉積層的形式留存在球體間的孔隙內及砌塊的下部,損失的土壤厚度約為原來的1/2;表面為平面的圓孔形砌塊和矩形砌塊,表面的覆土被侵蝕,孔洞內及砌塊間的土壤留存較多,且比較密實。
通過以上分析,水位變動以上區,四種護砌方式的覆土保持能力均較好;而對於水位變動區,圓孔形砌塊及矩形砌塊的覆土保持能力好於球形結構的砌塊。因此,單球組合、球聯體砌塊適用於水位變動以上區及水面相對平靜的河、湖的生態護坡;對於江水沖刷嚴重的岸坡,適宜選用圓孔形砌塊、矩形砌塊等預製件構件生態護坡。
(2)草本植被生長狀況
水位變動以上區的植被植生,是將草種子、保水劑、黏合劑、復合肥以及纖維覆蓋物等與水按比例混合成噴漿,於2006年6月初用液壓噴播機均勻噴播至生態坡面。噴播後3d,澆水養護一次;5d時,草種開始發芽,由於不受江水的干擾,各類護砌方式的植物種子發芽率基本一致;10d時,幼苗長出2~4 片真葉,然而覆土未能覆蓋的砌塊頂部,種子雖然有發芽,但生長幾乎停滯,植株發蔫,甚至枯死。由此可見,生態混凝土護坡的植被植生必須有土壤誘導植物生根發芽;30 d時,狗牙根青苗已成長至20cm左右,而黑麥草相對矮些,植物較多地生長在球體間和砌塊的孔隙內,而真正生長在生態混凝土表面的植株較少,從坡面上部來看,可以看到植物沿著砌塊孔隙分布,沿球頂或砌塊表面產生明顯的界限;只有在覆土較厚的區域,植株分布較為均勻。60d時,植株生長至50cm左右,植物葉莖匍匐生長,已全部覆蓋生態坡面,延伸的莖部已在生態混凝土表面產生新根,並向內部延伸,與此同時,生態坡面也富集了微生物、昆蟲、爬行動物、兩棲動物、蟹類等動物,甚至鳥類在此覓食、築巢,形成了完整的生物鏈。
(3)水生植物生長狀況
水位變動區選種美人蕉、香蒲、黃菖蒲、高芭、水蔥等水生植物,植株粗壯,根系完整,並截去上部枝葉,保留30~40cm長的青苗,從坡底至水位變動區上限的范圍內分區移栽,以考察不同植物對生態混凝土護坡的適用性。漲潮時,坡底水深1m左右,江浪對植物產生較強的沖刷作用,影響植物根系的固著。水生植物於2006年5月底移栽,植物的牛長狀況見表10-5。
表10-5 黃浦江生態護坡水生植物生長狀況
從表10-5可以看出:美人蕉適用於淺水區域,耐江水沖刷,栽種60d時全部開花,景觀性較好;盡管黃菖蒲常年能保持綠色,預期景觀性較好,但不能適用生態混凝土護坡的生境,水花生等雜草較多,而其他區域的雜草較少,甚至無雜草生長,說明長勢好的水生植物對雜草生長有抑製作用;香蒲、高芭均為黃浦江當地品種,表現出較好的適用性,適用於粗放管理,但高芭景觀性差,不宜多載植;水蔥是被證明為水質凈化最理想的水生植物,而且也能較好地適用生態混凝土護坡的生境,但景觀性比不上美人蕉。
水生植物移栽80d時,依據前期各類水生植物的生長狀況予以補苗和重新栽植。枯萎的美人蕉區由香蒲代替,原來黃葛蒲區上部由美人蕉代替,下部由香蒲、水蔥代替。重新調整後的生態坡面,美人蕉、香蒲、水蔥連城一片,加上水位變動以上區的草本植被,以及富集的生物群落,儼然勾畫出黃浦江岸邊的原生態景象。
(4)生態坡面穩定性
植株綠化後,即迎來汛期,生態護坡經受住了汛期雨水、潮水的沖蝕,草本植被和水生植物均能有效地保持覆土。水位變動區的下半部,砌塊本身沒有明顯受到江水的侵蝕,砌塊形狀較為完整。植株移栽80d時,在實驗區分別敲開未固定的各類護砌方式的砌塊並連同覆上、植物、孔隙水進行現場稱重,發現植物根系已經穿透生態混凝土塊體,並穿入下部土層,將生態護坡與坡體基面錨固為整體,加強了坡體的穩定性。砌塊前後兩次的質量及變化量見表10-6。
表10-6 生態混凝土預制砌塊質量 單位:kg
註:括弧內的數字為質量增加倍數。
表10-6可以看出,植被植生80d時,生態混凝土砌塊(含泥土、植株、孔隙水)的質量相比原始質量都有不同程度的增加。質量增加越多,表明其固土能力越強,植物生長量越大,護坡更趨於穩定。草本植被區砌塊質量增加大於水生植物區的砌塊質量增加,主要因為水位變動區,覆土部分被江水沖蝕,沉積土、水量含量少。4種砌塊中,預制單球組合、圓孔形砌塊質量增加較多,表明兩種砌塊護坡的生態性能較好。矩形砌塊由於孔隙率較小,質量增加不多。單球組合、16球聯體砌塊較適於水位變動以上區的生態護坡,圓孔形砌塊適應於水位變動區的生態護坡。
綜上所述,水位變動區,表面平整的圓孔形砌塊、矩形砌塊的護砌方式覆土保持能力優於球體構型的單球組合、16球聯體砌塊,其中圓孔形砌塊更適用於水位變動區的生態護坡。水位變動以上區,各類構型護砌方式均能有效保持覆土。單球組合、圓孔形砌塊的孔隙率大,更容易促進種子發芽、生根,且16球聯體砌塊體質量大,護坡較穩定,適宜在水位變動以上區選用。通過植被植生實驗,狗牙根、黑麥草等草本植被均能較好地適用於水位變動以上區的生態護坡。水位變動區的水生植物應優先選擇香蒲、美人蕉、水蔥等,適於粗放管理,其中美人蕉適於淺水區域,且景觀性好,黃菖蒲等水生植物不適用生態混凝土護坡的生境。
⑨ 生態混凝土護坡造價貴嗎
不算貴,生態混凝土護坡是用混凝土做出井字結構,然後用護坡生態袋進行骨架式填充,應用於較陡的坡,如果坡度較緩,可直接用生態袋進行壘砌,造價更低一些