生態擋牆

⑴ （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。

⑵ （二）傳統生態護坡的常見類型及其優缺點

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。

優點：施工簡單、造價低廉等。

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、黏著劑、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。

優點：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，兩個月後形成防護、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、黏合劑、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、黏合劑、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、風化岩及硬質土沙地，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。

優點：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。平鋪草皮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）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，同時又能恢復生態、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。

⑶ 生態擋土牆用什麼植物配置比較美觀又實惠

撒點牽牛花種子，在牆邊扯點繩子或鋼絲，它就順著爬上去了，到夏季開花時特別好看。更經濟的可以沿牆邊種植些葫蘆、南瓜、絲瓜，不但可以遮住擋土牆，還能收獲果實。

⑷ 生態擋土牆一般用哪種形式

目前常用的有生態混凝土、生態袋、石籠網以及柔性生態自嵌式擋牆系統。
1、生態混凝土：一種目前比較矛盾的概念。它的結構原理是傳統混凝土的變形，通過現場澆築特殊材質配比的混凝土形成類似於爆米花的結構，隨機形成的孔洞作為植物栽種的空間，是一種剛性結構。施工完成後表面綠化。經過一段時間的自然變化，混凝土的鹼性會使得植物枯死。由於其本身仍然為混凝土剛性結構無法適應任何變形引起的破壞，又在澆築時留出了很多孔洞無法保證整體結構的強度。
2、生態袋：在具有透水性跟一定強度的袋中填入填充土，通過不同形式的壘砌形成柔性擋牆或護坡結構。並在其表面種植植物。由於袋體材質的限制使其無法達到足夠強度，不能很好承載水土壓力變化。並且由於袋裝土在吸水後對袋體透水性會形成阻塞並且本身會硬結，所以目前基本作為護坡擋牆工程中的臨時性結構使用。
3、石籠網格：通過金屬編織的六方孔網製成網格，並在其中填入石料形成的柔性生態擋牆護坡系統。施工中的石料尺寸與網格孔洞的比例配合要求很高，如果過大很容易對網格造成破壞及結構失穩，如果過小則會從網格空洞中漏掉。並且由於石料的規格、作用力等都是很隨機的，很難控制工程質量。
4、生態自嵌擋牆系統：通過低鹼高強度預制塊組成柔性自嵌式擋牆系統，整體結構穩定，排水性好，柔性結構對變形適應性強，高強度塊體的承載能力高，並且施工簡單，景觀效果好，同時在預制塊生產時摻加的木質纖維材料使得擋牆對植生的生長及生態環境改善起到了良好的作用。

⑸ 生態擋土牆的介紹

生態擋土牆是一種既能起到生態環保的作用、又兼具景觀功能、且能防止水土流失的擋土牆。

⑹ 生態格賓擋牆與砌石擋牆有什麼區別

擋牆大部分都是為了修復水生態、改善水環境，促進水系生態良性循環，採用生態護岸（格賓生態格網擋牆）方式來替換混凝土、漿砌石等的傳統樣式，為什麼現在大都採用生態格賓擋牆而舍棄了原來的砌石擋牆主要原因有以下幾個方面。

原來傳統樣式的漿砌石施工難度稍高，且必須設置排水孔，沉降縫等附屬結構，給其施工造成一定的難度。且漿砌石施工必須有專門的機械來輔助施工。對於施工時間，漿砌石擋牆也有一定的限制，不能在冬天或是雨季施工，而綠格擋牆則不存在這些限制，任意時候都能施工。
最重要的一點就是生態格賓網可以在生態性上面，混凝土面層不可實現綠化，而綠格網箱擋牆可以實現綠化。在綠格網的網孔之間進行覆土，並進行認為的植草可以很快的實現綠化效果。
第三點就是生態格賓石籠網在基礎處理方面，漿砌石對基礎的要求較高，設計較復雜，而網箱擋牆對基礎要求較低，基本不需要進行基礎處理，因此能節省大量基礎處理費用。
第四點格賓相對於砌石擋牆在後期維護及安全性上面，混凝土擋牆需要檢查排水孔是否發生堵塞，是否發生不均勻沉降，而綠格擋牆完工之後基本不需要維護。

⑺ 生態擋土牆的生態擋土牆之自鎖式景觀擋土牆

國家專利產品
日前，自鎖式生態擋土牆已經獲得國家知識產權局所頒發的專利證書。
自鎖式景觀擋土牆是一種新型的景觀材料，充分考慮了景觀視覺、力學性能、環境保護等多方面的因素。具有卓越的設計性能，品種豐富，滿足各種視覺效果和地形要求，並且設計施工簡單快捷。尤其值得注意的是，擋土牆修築完成後產生的序列感，更能達到宏偉壯觀的視覺效果。
自鎖式景觀擋土牆是組合重力式結構，依靠自鎖式景觀擋土塊自身的重量和其後加筋網片土體重量來達到穩定的目的。此結構無需砂漿施工，依靠塊與塊之間嵌固作用、牆身重量和加筋土重量來防止滑動和傾覆失穩。
景暉自鎖式景觀擋土牆是柔性結構，能適應填土較大變形，充分發揮牆、加筋網片，填土的協同作用。由於結構的重量較混凝土和干砌塊石輕，對地基承載要求較低。
這種新式柔性結構擋土體系已經廣泛用於園林景觀、高速公路、立交橋和護坡、小區水岸等，比傳統的混凝土和漿砌塊石容易施工，並且美觀、耐久。

⑻ 為什麼說生態袋做擋土牆內部穩定性最好

A、首先 結構性生態袋擋土牆工法主要是採用高強度不織布縫製成生態袋，不織布具有透水不透土的過濾功能，能防止袋內的砂質土壤（植生土、養分、保水等混合物）流失。配合連接扣、水泥砂漿粘劑等傳統的加固法而形成牢固的牆體護坡結構，如果袋子單元間沒有足夠的抗剪強度，遇地震或暴雨時、地下水會從背填土壤縫隙中滲流至堆棧生態袋牆體，大量的滲流壓力，可能造成生態袋牆體坍塌。
B、生態袋擋土牆內部穩定分析方法
結構性生態袋擋土牆在設計上除要充分考慮外部穩定(傾倒、滑動、承載力分析)以外 更重要是詳細分析內部穩定。
a、 內部穩定分析說明如下
內部穩定分析主要在檢討各個生態袋單元間的抗剪強度，是否能安全抵抗作用在生態袋擋土牆背側之主動土壓力，分析方法如下：
作用在生態袋間之主動土壓力公式
Pa=1/2 *［Ka*γeq*H-2C*√Ka ］*H +Pe+Pw
Ka為Coulomb或Rankine主動土壓力系數，
γeq為坡頂承受均布載重或車輛及其它載重時對土壤單位體積重之修改如下：γeq=γsoil+［sinβ/sin(β+θ ) ］*［2q/H］
Pe=地震時額外土壓力
Pw=滲流水壓力
生態袋堆棧范圍內各層抗滑動作用力及安全系數如下所示：
Fr(bag)=Σσi,bag*Ai,bag*tanΦ+Sc+Sw=Nbag*tanΦ(bag-soil) +Sc+Sw式中Fr(bag)：為生態袋抗滑動作用力
Σσi,bag：為生態袋底部各節點之有效接觸應力Ai,bag：為生態袋各節點分擔面積
Sc：連接扣抗剪強度
Sw：草根或樹根抗剪強度
各層生態袋單元間的抗剪強度安全系數
Fs(bag)= Fr(bag)/Pa >1.5
b、每個生態袋自身材質及連接扣加上粘合劑抗剪強度計算如下
連接扣可以採用任何材質、任何結構型式的構件，水泥砂漿可以塗布在連接扣上下兩個面，或單獨塗布在袋子與袋子側面接縫處及靠坡面側的袋子接縫處，甚至也可以不採用連接扣，直接採用與袋子等強度的黏合劑來粘結袋子
C、最後 在實際應用中發現，當自立式生態擋牆或者護坡在做結構分析時各生態袋雖然已經加上水泥砂漿，但當需要承受超過自身所能承受的側向土壓力時，需要增加加勁格網以提高單元抗剪強度。生態袋加上水泥砂漿猶如砌磚塊時加上砂漿一般是傳統老工法的應用。早期歐美日及台灣較常使用植生袋加上加勁格網工法，但過去的植生袋強度很低易老化，是最大的弱點。如果把生態袋加上加勁格網等於是把過去的植生袋換成高強度袋子而已，但因為生態袋強度高可以部分取代加勁格網的功能，因此加勁格網的長度設計上可以短一些。