摘要:本文通過分析目前河道治理中護岸的發(fā)展趨勢,以長葛市清潩河的河道護砌工程為例,對傳統(tǒng)的漿砌石護砌、預制混凝土塊護砌及生態(tài)混凝土護砌做方案比較,最終選定生態(tài)混凝土護坡,對生態(tài)混凝土的做法、原理及優(yōu)點進行了論述,最終得出生態(tài)混凝土護坡用在城市河道治理是合適的,建議城市河道治理多采用此法。
關鍵詞:河道 護砌 生態(tài)混凝土
1.河道護岸發(fā)展的趨勢
在注重人與自然和諧相處的今天,河道生態(tài)問題倍受關注,河道護坡結(jié)構(gòu)對環(huán)境水利和生態(tài)水利有重大影響,故河道整治中岸坡護砌采用有益生態(tài)和環(huán)境的結(jié)構(gòu)型式是發(fā)展的必然趨勢。
河道護岸工程是保護江河堤岸免受水流、風浪侵襲和沖刷所采取的工程措施。解放后隨著水利建設的不斷發(fā)展,為減少河道的洪澇災害,我國加快了對河道的治理步伐,河道的岸坡整治也是河道治理的關鍵,通常的治理方法就是對岸坡放緩并對其護砌,傳統(tǒng)的護砌方法為干砌石、漿砌石、現(xiàn)場澆筑混凝土、預制混凝土構(gòu)件、模袋混凝土等。但這些方法也給我們生存的環(huán)境帶來了以下弊端:1.傳統(tǒng)剛性護砌材料護砌后的河道,毀壞了由水與草共同構(gòu)成的水環(huán)境,人類失去了親水、嬉水、休閑的場所。剛性護砌材料大量吸收陽光熱能而形成的燥熱,取代了水草茂盛給人們帶來的陰涼和舒適。2.對生態(tài)環(huán)境的不良影響。切斷了水生物鏈,水中的生物及微生物的生存環(huán)境和生存空間受到毀滅性破壞,生態(tài)失去了平衡,使河流的自我凈化能力大大降低。3.阻斷了地表水地下水間的相互補給4.對自然環(huán)境的直接和間接破壞作用。采用砌石、混凝土板塊、模袋混凝土等剛性護砌材料,必須要大量開山采石,挖河取砂,直接毀壞自然環(huán)境。5.加劇了城市熱島效應。在夏季,混凝土護砌表面較高的溫度使環(huán)境溫度隨之升高,據(jù)實測,混凝土表面溫度一般可達50~60℃。故生態(tài)護岸就成為人們議論的話題,也是人類發(fā)展迫切需要的。
生態(tài)護岸是指對環(huán)境有益,且又滿足河道防沖刷目的而做的一種人工護岸。生態(tài)護岸可以再造由草與水,草與硬地共同構(gòu)成的生態(tài)環(huán)境;提高護砌材料表面透水透氣性,增強濕熱交換能力;維護水生態(tài)鏈,增加城市及河流自我凈化能力;減少因采砂采石對山林及河道的破壞;減少水泥用量,相應減少二氧化碳排放量,改變了混凝土硬地及護砌材料劣化人類生存環(huán)境的狀況,實現(xiàn)了防護和生態(tài)修復的統(tǒng)一。
3.生態(tài)混凝土原理、施工方法及優(yōu)點
生態(tài)混凝土上面可以長草,它科學的解決了混凝土不能繁衍花草的難題,解決了傳統(tǒng)防洪中綠化與硬化的矛盾,實線了工程建設與環(huán)境保護的統(tǒng)一。工程性能好,符合當今社會發(fā)展的趨勢。
它的基本原理為按植物生長要求,計算并選定的粒徑的碎石或磚石制成復合隨機多孔型混凝土,創(chuàng)造植物根系生長與附著空間,實現(xiàn)生態(tài)混凝土構(gòu)件化。它綜合采用了化學、物理學、土壤化學、生物化學、農(nóng)藝、結(jié)構(gòu)等發(fā)法,對普通硅酸鹽水泥混凝土水泥混凝土孔隙內(nèi)高鹽堿性水環(huán)境進行動態(tài)改造,提供植物長期生長環(huán)境、孔隙內(nèi)充入復合改良長效營養(yǎng)材料,并在表層覆蓋客土,使在混凝土里的植物如同在土壤里一樣可播種(復種、補種)、發(fā)芽、生長。
這種生態(tài)混凝土比傳統(tǒng)素混凝土,每立方減少25%的水泥用量,相應減少25%的碳排放量。素混凝土表面沒有綠化,而生態(tài)混凝土表面綠化覆蓋率為95%~100%,大量的植物通過光合作用吸收二氧化碳,排出氧氣,這也是一種對大氣的生態(tài)修復。夏季,素混凝土表面溫度一般可達50~60℃,而種植了綠化植物的生態(tài)混凝土表面溫度一般≤40℃,從而減弱了城市熱島效應。
生態(tài)混凝土護坡具有高滲透水透氣性,在自然地形、地貌的基礎上,可以建立起一個完整的生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)混凝土構(gòu)件被草根牢牢固定在地面上,使構(gòu)件的外移力大幅度提高,增加了防護安全穩(wěn)定性。對種草一年且草根系穿透生態(tài)混凝土至土中的對邊450mm生態(tài)混凝土構(gòu)件進行拔起實驗,結(jié)果表明:草生根后的生態(tài)混凝土構(gòu)件被拔起時的重力,是原重力的六倍。經(jīng)過對不同粒徑的碎石、不同的普通硅酸鹽水泥用量條件下的抗壓強度實驗,抗壓強度均隨水泥量的增加而增加,與骨料的平均粒徑、水泥漿平均包裹厚度有關;凍融循環(huán)(快凍)可達到50次。鋪設了營養(yǎng)型無紡布反濾層的生態(tài)混凝土上的草生長4年后,未發(fā)現(xiàn)缺氮肥現(xiàn)象,草生長茂盛。
施工方法:先對需護砌的坡面進行整修,然后在坡上澆筑混凝土框格,接著鋪設營養(yǎng)無紡布,最后鋪設預制式生態(tài)混凝土或澆筑式生態(tài)混凝土,并向內(nèi)填充鹽堿改良劑、填充營養(yǎng)土、回填客土、在表面進行草種播撒。
施工優(yōu)勢:①適合坡面現(xiàn)澆施工。②施工簡便,不需機械碾壓設備 生態(tài)混凝土工藝簡單,現(xiàn)場完成攪拌后由施工人員用普通工具在各種施工面進行搗實、整平、抹平即可。③硬化速度快。四小時可達5MPa。
、芄に嚳刂坪唵,水灰比誤差控制在±3%時,其結(jié)構(gòu)和各項性能指標不受影響。⑤受氣候、溫度等因素影響小。⑥無須進行特殊養(yǎng)護,自然養(yǎng)護即可。
綠化生態(tài)混凝土護坡實施后,河道內(nèi)水質(zhì)可以得到有效改善,河道沿岸形成碧水藍天、青草肥美的景觀將不再是一種難事。既保護了環(huán)境,又滿足了河道防沖刷的目的,綠化混凝土生態(tài)護坡工程的研發(fā)及實施,改變了過去河道那種整齊劃一的邊坡斷面的靜態(tài)美,建起了一道道動態(tài)美的綠色長廊。
該生態(tài)混凝土可有效解決安全環(huán)境與生態(tài)環(huán)境的矛盾,且抗沖等工程性能好,符合“人與自然和諧相處”的現(xiàn)代治水思想,應用前景廣泛。符合國家提倡的生態(tài)環(huán)保的要求,應大力推廣。