不同護坡治理技術(shù)的對比分析

李川 孫輝 湯磊

摘 要：現(xiàn)階段，雖然我國社會經(jīng)濟取得了較好的發(fā)展，但由于我國在早期發(fā)展經(jīng)濟的過程中，嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境，像河道工程不僅可以起到防洪的作用，還可以使人與自然更加和諧的相處，因此，文章重點對治理河道護坡的技術(shù)進行了對比分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：護坡;治理;技術(shù)

1.生態(tài)護坡與傳統(tǒng)護坡技術(shù)

1.1傳統(tǒng)護坡技術(shù)

傳統(tǒng)護坡技術(shù)是通過硬化方式處理岸坡，以加固河道坡面，保障河道的通暢性，一般，硬化加固處理岸坡的方式有兩種，即在岸坡澆筑混凝土和在坡體漿砌人工石材，從而確保河道岸坡的安全穩(wěn)定性。

1.2生態(tài)護坡技術(shù)

生態(tài)護坡技術(shù)是使用一些植被或者植物與工程措施相結(jié)合的方式，提高岸坡的穩(wěn)定性。具體來說，生態(tài)護坡技術(shù)是應(yīng)用一些生態(tài)措施對河道進行保護，生態(tài)護坡技術(shù)是一門綜合生態(tài)學(xué)、水土保持學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、邊坡工程于一體的技術(shù)，利用一些工程措施在岸坡區(qū)域移栽一些生態(tài)自然植物，構(gòu)建一個可循環(huán)的綠色生態(tài)護坡系統(tǒng)，從而確保岸坡具備較強的牢固性，降低岸坡水土流失，并使得河道岸坡具備較強的生態(tài)多樣性，達到保護生態(tài)環(huán)境的目的。一般，生態(tài)護坡技術(shù)有植被護坡、植被與混凝土材料聯(lián)合護坡、植被網(wǎng)聯(lián)合護坡三種。

1.2.1植物護坡

將一些適應(yīng)能力強的植被通過生物學(xué)方式，種植在河道岸坡的各個位置，這些植被的生長，可以對岸坡進行穩(wěn)固，恢復(fù)河道生態(tài)環(huán)境，這些植物的根系不僅可以使河道坡面表體的抗剪強度得到提高，而且可以顯著提升其抗侵蝕能力，避免大量水土流失，達到恢復(fù)生態(tài)環(huán)境的目的。

1.2.2植被網(wǎng)聯(lián)合護坡

通過有機結(jié)合植被網(wǎng)與人工合成材料的方式，并根據(jù)計算出的結(jié)構(gòu)工程穩(wěn)定性力學(xué)結(jié)果，在特定位置鋪設(shè)植被網(wǎng)，根據(jù)河道工程的實際情況，合理設(shè)計護坡方案。應(yīng)用人工合成材料時，可以在坡面位置固定土工網(wǎng)墊后，將植被網(wǎng)鋪設(shè)在土工網(wǎng)墊上，利用植物的生長穩(wěn)固土工網(wǎng)墊，進而提升岸坡的抗沖刷能力。

1.2.3植被與混凝土材料聯(lián)合護坡

此方式主要是將混凝土塊放在坡面位置，并留有相應(yīng)的空隙，為植物提供養(yǎng)料。具體流程如下：首先，將普通種植土填充至混凝土上，其次將植被系統(tǒng)與種植土相結(jié)合，進而構(gòu)建新生態(tài)系統(tǒng)，這種新生態(tài)系統(tǒng)可以顯著提高混凝土的抗侵蝕能力。將混凝土預(yù)制塊和植物系統(tǒng)結(jié)合在一起，不僅可以降低混凝土制塊結(jié)構(gòu)比，而且有助于保護生態(tài)環(huán)境。

1.3傳統(tǒng)護坡與生態(tài)護坡的區(qū)別

傳統(tǒng)護坡技術(shù)，雖然可以提高河道岸坡的穩(wěn)固性，但造價高昂，且會破壞生態(tài)環(huán)境，與我國現(xiàn)行的環(huán)境保護政策背道而馳，不利于我國的可持續(xù)發(fā)展。

而生態(tài)護坡技術(shù)的出現(xiàn)，正好彌補了傳統(tǒng)護坡技術(shù)的不足，生態(tài)護坡技術(shù)可以結(jié)合河道治理、岸坡的實際情況，在確保水土體穩(wěn)固的基礎(chǔ)上，構(gòu)建綠色植被生態(tài)系統(tǒng)，長期有效對河道岸坡進行保護，進而起到保護生態(tài)環(huán)境的目的。

2.不同護坡技術(shù)在河道治理中的應(yīng)用

在治理某河道時，一處岸坡地處高坎位置，巖土體多由均質(zhì)土構(gòu)成，擋土墻高、坡度比分別為3.1m、0.16左右.位于擋土墻上面的承重臺有一處較高的斜坡，坡度比、高度分別為1.5、7.2左右。巖土體抗剪參數(shù)黏聚力、內(nèi)摩擦角分別為25kPa、16°，彈性模量是30MPa，泊松比0.3是左右，土體滲透系數(shù)在10-6 cm/s左右，其土體為低滲透性，土體容重在19kN/m3左右。此項目之前在施工時使用的傳統(tǒng)護坡技術(shù)，對坡面澆筑了C25混凝土，厚度是0.25m左右，混凝土彈性模量、容重分別為3×104MPa、22kN/m3。此河道岸坡之前是通過傳統(tǒng)護坡技術(shù)完成的施工，導(dǎo)致河道岸坡與周圍環(huán)境不協(xié)調(diào)，且破壞了生態(tài)環(huán)境，因此，為保護生態(tài)環(huán)境，將采用自然植被與人工材料聯(lián)合護坡的生態(tài)護坡技術(shù)，對河道岸坡進行改造。

2.1 RXP生態(tài)砌塊擋墻護坡設(shè)計

RXP生態(tài)砌塊是一種榮勛砌塊擋墻，此種類型的砌塊占地面小，可以節(jié)約土地面，通過分析此工程的實際情況及RXP生態(tài)砌塊的特性，擋墻底部位置已經(jīng)澆筑有C25混凝土，需在此基礎(chǔ)上繼續(xù)澆筑混凝土，直至基礎(chǔ)寬度、厚度分別達到60cm、10cm。在基礎(chǔ)層、中間層、頂層分別使用RXP300-10型號、RXP280-10主砌塊及壓頂砌塊。

將土工格柵鋪墊使用在擋墻背后坡面位置，由單向聚丙烯土工格柵構(gòu)建土工格柵，因為，這種類型的格柵不僅可以增加巖土間的摩擦力，而且可以逐步完成壓實工作，使壓實密度達到90%以上。另外，應(yīng)確保各砌塊間有80mm的縫隙，以方便后期種植植物種子、微生物繁衍與養(yǎng)料能量的傳輸。在擋墻頂部澆筑厚度10cm、寬度2m的C20混凝土。

2.1.1穩(wěn)定性分析

在設(shè)計完成護坡方案后，可以通過ANSYS仿真建模進行計算，首先，計算劃分網(wǎng)格，將幾何模型節(jié)點、共有分析單元分別劃分為4870個、2325個，使用四邊形八節(jié)點對變形單元體進行應(yīng)變。結(jié)合工程實際情況對邊界條件進行設(shè)定，岸坡底面設(shè)置為完全約束，上部設(shè)置為自由邊界，左右邊界在水平方向設(shè)置相應(yīng)的約束條件，負(fù)責(zé)承重與河流靜水壓力。計算完成模型網(wǎng)格劃分后，計算穩(wěn)定性。

2.1.2生態(tài)協(xié)調(diào)性和造價分析

在此工程中擋墻設(shè)計的是RXP砌塊，其上下砌塊間會有相應(yīng)縫隙，這些縫隙相互聯(lián)系可以構(gòu)建成岸坡生態(tài)系統(tǒng)。在擋墻內(nèi)外，水體相互連通，水下生物可以自由活動，微生物也處于穩(wěn)定狀態(tài)，這些水下連通關(guān)系，可以為水體植物、生物提供生存的空間，有利于環(huán)境保護。RXP生態(tài)砌墻可以促進岸坡面植物的生長，對環(huán)境進行美化，防止水土流失，不僅大大提高了河道岸坡的穩(wěn)定性，而且可以確保人與自然更加和諧的相處。通過計算人工費用、機械費用、輔助費用、材料費用等，RXP砌塊擋墻生態(tài)護坡設(shè)計的造價成本684.11元/m2。

2.2植物護坡設(shè)計