生态防护措施范文
时间:2023-12-07 18:02:12
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【关键词】公路边坡;防护分析;技术措施
1.公路边坡与边坡防护
边坡是指为保证路基稳定,在路基两侧做成的具有一定坡度的坡面。边坡防护是指为保证边坡及其周围环境的安全,对边坡采取的支挡、加固与防护措施。
公路路基边坡的防护分为两类:一种是边坡的生态防护,所谓边坡生态防护是指单独用植物或者植物与土木工程和非生命的植物材料相集合的固坡措施。植物防护是在土质边坡坡面上栽种树木、植被、草皮等植物,通过植物根系发育,起到固土,防止水土流失的一种防护措施。植物防护措施在实施初期作用非常虚弱,但随着植物的生长,植物的繁殖,对减轻坡面不稳定性和侵蚀方面的作用会越来越大。不仅如此,边坡通过种植植物能有效的恢复被破坏的生态环境;促进有机污染物的降解,美化环境。第二种是边坡的工程防护,它主要是利用堆砌混凝土、砖块或其它材料对边坡进行防护,对减轻坡面修建初期的不稳定性和侵蚀方面效果很好,作用显著,是公路边坡防护的传统方法之一。但随着时间的推移,工程防护强度会受各种因素的影响,从而导致防护强度降低,甚至失效。
2.公路边坡防护发展趋势
目前随着公路建设的发展,随着科技的发展,工程措施从早期采用抹(砌)面全面防护向土体稳定锚固、使用土工合成材料方向发展,植被防护措施也已由早期的人上种植发展到现阶段的机械化作业,并且从单独采用植物逐渐向植物与土工材料相结合过渡,工程防护与植被防护结合得越来越紧密,生态、和谐将是边坡防护的发展方向。通过工程防护加生物防护连同设计来降低造价,是今后工作的方向。拓展植被防护的范畴,与工程防护相结合,逐渐弱化工程防护与植被防护之间截然不同的分界线,生态防护等理念和方式将是未来我国公路边坡防护的主要方向。公路不仅要满足出行和运输的需要,更是种生活的方式。公路边坡是公路与周围环境的自然分界面,应该与周边环境自然和谐,尽量做到边坡的防护融入周边环境。同时应通过良好的植被净化公路范围内的有害汽车尾气、扬尘等路域大气污染,吸收路域范围内的噪声,降低噪声污染,改善路域范围的水热环境,使路域范围的不良因素减弱并逐渐向周边环境过渡。
3.生态防护措施
生态防护即采用植被护坡的方法护坡,植被护坡一般多采用在边坡上种植草、植树或铺草皮,以减缓边坡上的水流速度,利用植物根系固结边坡表层土壤以减轻冲刷,从而达到保护边坡的作用。植物防护不仅可以美化公路环境,调节边坡的湿温,起到固结和稳定边坡的作用,而且又比较简单、经济,还起到美化协调环境的作用,对于土质边坡是一种有效的防护措施。
3.1种植草本植物护坡
种草防护,适用于边坡稳定,坡面冲刷轻微的路基边坡上。一般要求坡度不陡于1:1,边坡地面水径流速不超过0.6m/s。草本植物虽根系较浅,因其80%的根系在土中生长,所以要具备40cm的土地层;在熟土缺乏的情况下,表土层厚度也应保持在20cm以上。草的品种应选择耐干旱、发芽早,生长旺盛,根部连土性强的多年生茎矮叶茂的植物。另外还必须是适合本地区气候、土壤等自然条件的健壮品种。
草籽应均匀撒布在清理好的土质坡面上,同时做好浇水、养护管理。对于不利于草类生长的土质,应在坡面先铺种植土;路蜇较陡或较高时可通过实验,将草籽与含肥料的有机质泥浆喷射到坡面上,充分保持土壤温度是保证出苗的主要条件。播种后应立即进行第一次浇水,以浇透为原则,其后的养护根据天气情况每天或隔天喷水,同时注意视幼苗长势追施肥料。
3.2植树护坡
植树可适用于各种土质边坡和风化较严重的岩石边坡,坡度在l:1.5或更缓的边坡上,或在边坡以外的河岸及漫滩外。边坡防护树种的选用必须能适应当地特殊的土壤条件和气候条件,耐密实,根系发达,耐寒、耐旱,容易成活、枝叶茂盛的灌木及小乔木,如用于冲刷防护时宜选用生根很快的杨柳类或不怕水淹的灌木类,但是树木的品种和种植位置及宽度的选择,应根据防护的要求并且结合当地自然情况来确定,方法按设计要求,春季解冻后,土壤比较湿润,土壤的蒸发和植物的蒸腾作用也比较低,苗木根系的再生力旺盛,愈合发根快,种植后有利于苗木的成活生长。种植后应立即浇水一次,并要浇透,其后视气候情况而定,直到植物成活为止。在风口或较陡边坡上栽植时为防苗木倒伏、倾斜,应埋设支柱支撑。栽植后必须对不同树种采取不同的管理、养护措施,以获得最经济的绿化防护目的。
3.3铺草皮
铺草皮护坡是在边坡铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施,具有施工简单、工程造价较低等特点,适用于附近草皮来源较易,边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩边坡。草皮的常见方法主要有以下三种,即平铺法、竖铺法及网格式铺法,铺草皮时应自下而上,并用竹木小桩将草皮钉在坡面上,草皮根部应随草切割,铺草皮尽可能选取在春秋两季或雨季进行,不适在冰冻时期或在解冻时施工。路堑边坡铺草皮时,应铺过路堑顶部1m或铺至截水沟边。由于新铺的草皮容易遭受各种灾害,在新铺草皮养护期间,必须加强管理。
3.4土工格室植草护坡
土工格室植草护坡适用于坡度较缓的泥岩、灰岩、砂岩等岩质路堑边坡。是指在展开并固定在坡面上的土工格室内填充改良客土,然后在格室上挂三维植被网,进行喷播施工的一种护坡技术。利用土工格室为草坪生长提供稳定、良好的生存环境。
3.5三维植被网植草护坡
三维植被网护坡技术综合了土工网和植物护坡的优点,利用植物结合三维土工网等工程材料对边坡进行加固。能起到复合护坡的作用。具有固土性能优良、消能作用明显、网络加筋作用突出、保温功能良好等特点。适用坡度较缓的各种土质、强风化岩石边坡。
3.6喷混植草护坡
喷混植草技术适用于所有开挖后的岩石坡面的绿化,是一种将草种、有机质、肥料、水泥、酸碱改良剂和土壤的混合物等通过混凝土喷射机喷附在岩石坡面上的边坡绿化方法。尤其是坡面较陡、缺乏土壤母质、立地条件恶劣的坡面。
公路交通条件变的越来越重要,公路边坡的稳定与否决定着公路的使用效益和寿命,边坡防护与加固方法的选择要从实际出发,充分利用当地的有利资源。考虑和环境之间的相互影响,最终提出最优方案。以达到节省工程费用、美化环境和保护生态环境的效果。
【参考文献】
[1]杨航宇,颜志平,朱赞凌,罗志聪.公路边坡防护与治理.人民交通出版社.
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边坡工程设计的特点
非标准设计:不同类型的边坡有不同的特点,同类边坡和灾害也会因形成条件、成因机制、稳定状态等的差异而具有各不相同的特点,边坡治理工程设计对每个边坡的治理部位和范围、采取的方案和措施也是互不相同的。所以,边坡治理工程设计属非标准设计,必须对每个边坡进行具体的针对性设计。
风险性设计:
不稳定边坡都是不良的复杂地质体。
治理工程承受来自边坡体和外界的各种荷载,不仅自身应具有足够的抗变形和破坏的能力,而且还要求下伏的地质体也具有优良的性质。
边坡治理工程技术迄今还是一门不严谨、不完善、不成熟的科学技术。因此,边坡治理工程设计必然存在着相当大的风险性。
应急设计:边坡形成虽然都有一个较长的孕育过程,但其发生灾害却往往具有突发性。为了防止边坡地质灾害的发生或减轻其危害程度,在边坡灾害发生前后开展的防治工程设计,不少情况下具有应急设计的特点。此种情况下,通常是边勘察、边设计、边监测、边施工。
综合防治设计:单一的治理工程措施有时难以承受来自边坡体和外界的荷载,
从而导致工程失效。因此,针对每个边坡的特点,在不同部位采取不同的措施,进行综合防治是非常重要的。即使工程投资不能一次到位,也应在治理方案的基础上,进行分解,采取分期、分步实施的办法进行综合防治。
二、边坡植被物种配方应遵循的原则
遵从植物生态习性,因地制宜
植物的生态习性是指植物生长对环境条件的要求,包括气候生态条件、土壤生态条件、生物生态条件等。气候生态条件(光照、湿度、温度等影响植物的生长繁殖,决定植物能否顺利越冬,越夏,土壤生态条件(养分、肥力、结构、pH值、盐分等)与植物的生长密切相关;生物生态条件关系着植物的生长发育。如果外界环境不能满足植物的生态习性,植物生长就要受到阻碍甚至发生退化。因此,在选配植物时应综合考虑环境条件,因地制宜合理种植。
保持物种多样性,建立自然群落结构
目前.学术界就物种多样性在生态系统中的作用提出了很多假设,如冗余种假设、零假设、特异反应假设、铆钉假设等,对这个问题的看法还没有完全一致的认识。多数生态学家认为,物种多样性是群落稳定的一个重要尺度。物种多样性指数高的群落,物种之间往往形成比较复杂的关系,植物链或植物网更加趋于复杂,当面对来自外界环境的变化或群落内部种群的波动时,群落有一个较强的反馈系统,可以缓冲干扰。
遵从生态位原则,优化植物配置
基于物种多样性的考虑,在利用植物进行边坡防护时采用的植物种类较多,这就要求拟定一个合理的配方,因自然群落中的物种、种群不是偶然的组合,而是生态上的协调与组合。绿化植物的选配除了要考虑它们的生态习性外,实际上还取决于生态位的配置,这是生态防护工作关键的一步,它直接关系到系统生态功能的发挥和景观价值的提高。因此,在选配植物时,应充分考虑植物在群落中的生态位特征,从空间、时间和资源生态位上的分异来合理选配植物种类,使所选择植物生态位尽量错开,从而避免种间的直接竞争。
三、边坡植被防护技术分类
人工种草护坡
人工种草护坡,是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。具有施工简单、造价低廉等特点。但由于草籽播撒不均匀,草籽易被雨水冲走,种草成活率低等原因,往往达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程,使得该技术近年应用较少。
平铺草皮护坡
平铺草皮护坡,是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施。具有施工简单、工程造价较低等特点。适用于附近草皮来源较易、边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩层边坡防护工程,是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一,但由于施工后期养护管理困难,平铺草皮易被冲走,且成活率低,工程质量往往难以保证,达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失、坍滑等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程。近年来,由于草皮来源紧张,使得平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。
蜂巢式网格植草护坡
蜂巢式网格植草护坡,是一项类似于干砌片石护坡的边坡防护技术。是在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖形成蜂巢式网格后,在网格内铺填种植土,再在砖框内栽草或种草的一项边坡防护措施。该技术所用框砖可在预制场批量生产.其受力结构合理,拼铺在边坡上能有效地分散坡面雨水径流,减缓水流速度,防止坡面冲刷。保护草皮生长。这种护坡施工简单,外观齐整,造型美观大方,具有边坡防护、绿化双重效果,工程造价适中,略高于浆砌片石骨架护坡,该技术多用于填方边坡的防护。
喷混植生植物护坡
喷混植生植物护坡,是在稳定岩质边坡上施工短锚杆、铺挂镀锌铁丝网后,采用专用喷射机,将拌和均匀的种植基材喷射到坡面上,植物依靠“基材”生长发育,形成植物护坡的施工技术,具有防护边坡、恢复植被双重作用,可以取代传统的喷锚防护、片石护坡等措施。
四、边坡防护设计原则与注意事项
路基防护应按照设计、施工与养护相结合的原则,深入调查研究,根据当地气候环境、工程地质和材料等情况,因地制宜,就地取材,选用适当的工程类型或采取综合措施,以保证路基的稳固。不要轻易取消或减少必要的防护工程措施,而给养护遗留繁重的工作量。
路基防护措施是根据沿线不同土质岩性、水文地质条件、坡度、高度和当地材料、气候等因地制宜选择,应密切结合路面排水作综合考虑。
在防护方案设计时,应参照上述设计原则,初步选出护坡方法。在施工阶段,要对每个边坡的排水、土质等调查,根据调查结果变更原设计。
在不良的气候和水文条件下,对粉砂,细砂与易于风化的岩石边坡,以及黄土和黄土类边坡,均宜在土石方施工完成后及时防护。路堑边坡应根据边坡岩层组成及坡面弱点分布情况考虑全面防护或局部防护。
对于土路堤的坡面铺砌防护工程.最好待填土沉实或夯实后施工,并根据填料的性质及分层情况决定防护方式。铺砌的坡面应预先整平,坑洼处应填平夯实。
对于不宜采用植物或混凝土网格中空植草的破碎岩路堑边坡,应综合考虑地形关系、基岩风化破碎程度、地震、暴雨、漏水、施工难易及经济性等因素,慎重选择喷浆(混凝土)、护面墙,落石防治等方案。
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生态建设和环境保护是21世纪人类共同关注的热门话题,也是世界各国政府和人民为之不懈努力解决的焦点问题。基本建设的快速发展与生态环境的不协调,导致了人类赖以生存环境的生态破坏,同时也制约了社会经济的可持续发展,对人类的生存和社会发展构成了威胁。因此,项目开发与环境保护兼顾是经济可持续发展的重大课题,在工程建设中合理利用资源、保护环境、美化环境,是我们必须正视和认真对待的问题。
公路、铁路、水利等工程建设与自然环境密切相关。其工程规模大、项目多、涉及面广,土石填挖工程形成的大量土石边坡,破坏了既有植被,对当地生态环境影响较大,以往通常采用单纯的工程防护,如浆(干)砌片石、喷锚防护等,这些工程措施都导致原有植被破坏、水土流失、滑坡、边坡失稳等一系列生态环境和工程问题。国家已经十分重视工程建设中的生态建设和环境保护,国务院下达了[2000]31号文件“关于进一步推进绿色通道建设的通知”,工程建设中的生态建设、环境保护已提上议程,这对整个工程建设的可持续发展战略的实施起到了推动作用。
2.边坡生态防护现状
近十多年来人们开发出了多种既能起到良好边坡防护作用,又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护新技术,与传统的坡面工程防护措施共同形成了边坡工程植物防护体系。
根据不同的边坡土质条件,采用不同的施工方法和施工工艺可将边坡植物防护技术分为:①人工种草护坡;②平铺草皮护坡;③液压喷播植草护坡;④土工网植草护坡;⑤OH液植草护坡;⑥行栽香根草护坡;⑦蜂巢式网格植草护坡;⑧客土植生植物护坡;⑨喷混植生植物护坡。各类边坡植物防护技术的主要作用及应用条件各不相同。
2.1人工种草护坡
人工种草护坡,是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。具有施工简单、造价低兼等特点。但由于草籽播撒不均匀,草籽易被雨水冲走,种草成活率低等原因,往往达不到满足的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程,使得该技术近年应用较少。
2.2平铺草皮护坡
平铺草皮护坡,是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施。具有施工简单、工程造价较低等特点。适用于四周草皮来源较易、边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩层边坡防护工程,是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一,但由于施工后期养护治理困难,平铺草皮易被冲走,且成活率低,工程质量往往难以保证,达不到满足的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失、坍滑等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程。近年来,由于草皮来源紧张,使得平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。
2.3液压喷播植草护坡
液压喷播植草护坡,是国外近十多年新开发的一项边坡植物防护措施,是交草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂上、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀,通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。其特点是:①施工简单、速度快;②施工质量高,草籽喷播均匀发芽快、整洁一致;③防护效果好,正常情况下,喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70%以上,二个月后形成防护、绿化功能;④适用性广;⑤工程造价低。目前,国内液压喷播植草护坡在公路、铁路、城市建设等部门边坡防护与绿化工程中使用较多。
2.4土工网植草护坡
土工网植草护坡,是国外近十多年新开发的一项集坡面加固和植物防护于一体的复合型边坡植物防护措施。该技术所用土工网是一种边坡防护新材料,是通过非凡工艺生产的三维立体网,不仅具有加固边坡的功能,在播种初期还起到防止冲刷、保持土壤以利草籽发芽、生长的作用随着植物生长、成熟,坡面逐渐被植物覆盖,这样植物与土工网就共同对边坡起到了长期防护,绿化作用,土工网植草护坡能承受4m/s以上流速的水流冲刷,在一定条件下可替代浆(干)砌片石护坡。目前,国内土工网植草护坡在公路、堤坝边坡防护工程中使用较多,铁路部门相对较少。
2.5OH液植草护坡
该项技术是国外近十多年新开发的一项边坡化学植草防护措施。它是通过专用机械,将新型化工产品HYCEL_OH液用水按一定比例稀释后和草籽一起喷洒于坡面,使之在极短时间内硬化,而将边坡表土固结成弹性固体薄膜,达到植草初期边坡防护目的,3~6个月后其弹性固体薄膜开始逐渐分解,此时草种已发芽、生长成熟,根深叶茂的植物已能独立起到边坡防护、绿化双重效果,具有施工简单、迅速,不需后期养护,边坡防护、绿化效果好等特点。尽管OH液植草护坡具有理想的边坡防护、绿化效果,但由于该技术所用的这种HYCEL_OH液还末能实现国产化,使得其工程造价较高综合造价达40元/m2左右,故目前还无法推广应用。只是在京九铁路等个别工点进行了尝试性试验。
2.6行栽香根草护坡
香根草是近十多年才被人们“重新发现”的一种禾本科植物,具有长势挺立,在3~4月内可长成茂密的活篱笆;根系发达、粗壮,一年内一般可深入地下2~3m;根系抗拉强度大,达75MPa,耐旱、耐涝、耐火、耐贫瘠、抗病虫、适应能力极强等特点。行栽香根草护坡就是在土质边坡上行栽香根草进行边坡防护的一种工程措施,该技术充分利用了香根草的优良特征,具有显著增强边坡稳定性和理想的固土护坡功能,大有取代传统片石护坡之趋势。目前国内应用较少,还有待于在公路、铁路、堤坝、城市建设等边坡防护工程中进一步试验推广。
2.7蜂巢式网格植草护坡
蜂巢式网格植草护坡,是一项类似于干砌片石护坡的边坡防护技术。是在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖形成蜂巢式网格后,在网格内铺填种植土,再在砖框内栽草或种草的一项边坡防护措施。该技术所用框砖可在预制场批量生产,其受力结构合理,拼铺在边坡上能有效地分散坡面雨水径流,减缓水流速度,防止坡面冲刷,保护草皮生长。这种护坡施工简单,外观齐整,造型美观大方,具有边坡防护、绿化双重效果,工程造价适中,略高于浆砌片石骨架护坡,该技术多用于填方边坡的防护。
2.8客土植生植物护坡
客土植生植物护坡,是在边坡坡面上挂网机械喷填(或人工铺设)一定厚度适宜植物生长的土壤或基质(客土)和种子的边坡植物防护措施。该技术的特点是可根据地质和气候条件进行基质和种子配方,从而具有广泛的适应性,多用于普通条件下无法绿化或绿化效果差的边坡。由于客土可以由机械拌和,挂网实施轻易,因此施工的机械化程度高,速度快,无论从效率和成本上都比浆砌片石和挂网喷砼防护要优越,而且植被防护效果良好,基本不需要养护即可维持植物的正常生长。该技术在公路边坡防护中已被大量应用,在日本等国家已经被作为边坡绿化的常规方法加以应用。
2.9喷混植生植物护坡
喷混植生植物护坡,是在稳定岩质边坡上施工短锚杆、铺挂镀锌铁丝网后,采用专用喷射机,将拌和均匀的种植基材喷射到坡面上,植物依靠“基材”生长发育,形成植物护坡的施工技术,具有防护边坡、恢复植被双重作用,可以取代传统的喷锚防护、片石护坡等圬工措施。该技术使用的种植基材由种植土、混合草灌种子、有机质、肥料、团粒剂、保水剂、稳定剂、PH缓解剂和水等组成,其种植基材的配方是成功的要害,良好的配方能够达到在陡于1∶0.75的岩质边坡上既具备一定的强度保护坡面和反抗雨水冲刷,又具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长。该技术已广泛应用于铁路、公路、水利等各类岩石边
坡绿化防护工程。
3.边坡绿化工程中的难点问题
随着边坡植物防护技术的推广应用,各类边坡植物防护技术已发展成为公路、铁路绿色通道建设中的重要组成部分,但也存在一些难点问题。
3.1边坡植草的退化
在公路、铁路等工程建设中,其边坡绿化防护上投入的资金比例较低,在低投入、低养护或无养护情况下,边坡草坪处于自生自养状态,极易退化、死亡。因为人工种植草种生长较弱、品种单一,随着时间的增长,在养分水分供给较差的边坡上都会呈现不同程度的草坡退化现象,这是一个十分突出和严重的问题,若草被退化得不到解决,不仅造成重复建设、资金浪费,而且起不到边坡绿化防护效果,最终可能会引起水土流失、坡面坍塌等许多不良后果。
3.2喷播时的植物种子配比与最终植物状态
在较短的时间内把开挖的边坡恢复到自然状态,施工者将面临:①植物种子的配比如何确定;②如何考虑当地自生优势群落的结构特点进行种子配比;③如何确定喷播时的植物配比与最终形成的植物群落之间的动态关系。只有对这些问题作详尽的调查研究分析,才能正确指导施工,否则边坡的植物生长将无法实现人工强制绿化向原始植物群落的顺利演替。
3.3干旱对土体很薄的坡面植物构成威胁
开挖后的岩石边坡,岩石层厚、整体性好,坡体高陡,对边坡进行植物绿化后,随着时间的增长,秋冬季干旱、夏伏季炎热,土体养分逐渐流失,土壤肥力降低,如何解决边坡呈现的无土、缺水、缺肥的状态及边坡植被面临的干、热威胁,这将直接影响到边坡最终的绿化效果和生态效益。
4.边坡绿化工程可持续发展的着眼点
可持续发展,是指在人类与自然和谐的前提下,不断提高人类的生活质量和环境承载能力,满足当代人的需求又不损害对子孙后代的需求;满足一个区域或一个国家的需求面又不损害其他区域或国家的需求。根据可持续发展内涵的要求,边坡绿化工程中应着眼于与自然环境(生态系统)的协调性和环保生态功能,结合目前国内边坡绿化防护工程现状及问题,提出以下对策与建议。
4.1注重边坡生态防护的设计与资金投入
在公路、铁路设计与建设中,人们常将设计重点和大量资金放在它的工程功能及安全功能上,而生态功能的设计与投资力度不足,生态防护工程往往采取低价中标的方式,这种低投入、低质量的恶性循环,使边坡生态环境发展不够好,抗灾能力不强等。应建立和加大公路、铁路边坡建设、养护和生态环境保护的专项资金,在设计上要深入细化,根据不同气候条件、不同环境、不同区域结合具体情况单独设计,注重落实边坡的生态环境保护方案。
4.2边坡植草退化的防治技术
防治边坡草被退化的重要措施就是乔灌草相结合,尽量模拟出当地的植物群落结构,走向本地化。实际上国外已经开始流行以乔灌木为主的绿化方式。天然植被一般都是草木混生的,在较高的贫瘠土质或石质边坡上,采用草灌结合的客土喷播或喷混植生技术施工,可以将草种和灌木树种进行混播,早期以草坪防护为主,后期以灌木防护为主,构建乔灌草立体防护生态体系,达到恢复自然植被的目的。植物种子的选择及配置应走本地化的道路,以地带性植被、乡土植物为基调,适当引进适于本地生长条件的野生植物和外地植物。同时也应考虑浅根植物和深根植物的结合、豆科植物与非豆科植物的结合,还要尽可能配置抗逆性强的植物和水、肥、光、热利用率高的植物,这样才能使植物更能适应当地气候与自然植被融为一体,建设一个具有生物多样性的稳定的、生命力强的立体生态群落。
4.3积极引进开发边坡生态防护新技术
边坡绿化工程中的难点问题,是对边坡生态防护可持续发展和环境科学技术的挑战,边坡生态防护技术涉及到工程力学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学、环境生态学等学科,必须不断在这些理论领域有所突破,
积极引进开发新材料、新工艺及配套施工机械设备,充分吸收新的科研成果、先进技术和工程施工经验,注重国际和行业间的技术交流与合作。总之,提高边坡生态防护技术的科技含量,是边坡绿化防护工程成败的重要环节。
目前在边坡绿化防护工程中,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术;在边坡绿化养护工程中,滴灌、渗灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有节约水资源、提高成活率、促进草灌木植物生长的浇灌技术;在土壤肥力方面,ABT生根粉、菌根菌、农菌及各种微生物肥料的应用,具有促进植物生根、生长和发育,提高植物的生理机能和抗逆性。在这些新技术的应用过程中,还有许多问题和工艺需要探讨、改进,使其成本更低、操作更为简单、效果更好。随着边坡生态防护各项科研技术的不断深入,其各项新技术新工艺的应用将日趋完善和成熟。
5.结论
①在边坡植物绿化防护施工措施中,根据目前的国情、机械化施工程度、适用性、经济性和质量效果比较,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术,符合边坡绿化工程可持续发展的理念,值得普遍推广应用。
②正确的决策必须建立在相关科学研究的基础上,在边坡生态防护方面,针对难点问题有必要开展系列研究,加大这方面的科研投入,积极引进先进的技术和设备,鼓励和扶持施工企业朝生态防护专门化队伍方向发展,为彻底解决边坡生态防护可持续发展问题提供坚定的基础。
篇4
Li Ziting;Xiong Bin; Lv Guilin
(Chuanjian Survey and Design Institute of Sichuan Province,Chengdu 610017,China)
摘要:结合案例对比分析,本文进一步深入探讨了“生态坝”防护治理技术的特点及工艺流程,为崩塌(危岩)的防治能够起到相应的指导。
Abstract: Combining with the comparative analysis of the case, this paper further explores the characteristics and process of "eco-dam" protective control technology to give a relevant guide to the prevention and control of collapse (crag).
关键词:崩塌(危岩) 生态坝 生态坝防护治理技术
Key words: collapse (crag);eco-dam;ecological dam protection treatment technology
中图分类号:TV8 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)26-0077-02
0引言
“生态坝”防护治理思路、技术方案及可行性论证,在《崩塌(危岩)的“生态坝”防护治理技术研究》一文中,已进行了充分论证。本文通过案例比对,归结了“生态坝”在崩塌(危岩)治理防护中所具备的诸多优势。
1工程概况
姜射坝崩塌是为受汶川大地震影响,所在山体顶部岩土体发生大面积垮塌。垮塌区所在坡面宽约470m,高约120m。之后斜坡中上部仍分包有数量、规模不等的危岩体,需要治理的共有9处,总方量约8500m3。斜坡顶部覆盖层发育有多级拉张裂缝,发育有2处不稳定斜坡;中下部发育有2处不稳定斜坡,总方量约10.6×104m3;坡脚分布有5处崩塌堆积体,总方量约4.4×104m3。
由于姜射坝崩塌(危岩体)所处斜坡受地震影响,发生强烈变形的范围较宽,斜坡高陡峻险,坡面上随时有危岩体崩落的危险,坡脚距危害对象――居民区约100m,地势较缓。由于坡面上地质情况较复杂,地质灾害点较多,且工程直接清理、整治难度大,施工材料的搬运较困难,施工时安全技术要求较高。 根椐上述情况,该工程采用了拦石墙+被动防护网等拦挡治理措施,并于2010年完成了治理。
鉴于本项目特点,本文对拦挡措施进行了“生态坝”防护治理设计和比对分析,从结构设计、经济指标对比、维护难易程度、使用寿命、社会和生态效益等诸因素进行了比较研究。
2“生态坝”的防护治理技术简述
“生态坝”通过“砌体+填土+植被”的方式实现危岩体的工程防治。初期数年,“砌体+填方”(H=5.0m)的结构组合,直接抵御“安全直径”(对于坝体不产生显著破坏的危岩等效直径,并结合人工破碎更大直径的潜在危岩体,使其直径尽可能小于“安全直径”)以下的危岩体。数年后,砌体内的填土趋于固结、致密的同时,生态坝表面覆盖种植的乔(灌)木、花卉等经济林木,在产生环境绿化美化、经济效益产出的同时,膨胀延伸的发达植物根系,把坝内土体紧密结合成为一个牢固整体,时间越久坝体越稳固,强度越大幅提高。简言之,生态坝防护治理体系是一个有生命会呼吸的防护结构,在维护和每年产生可观效益的基础上,生长为一个无可替代的防护体系,其功效和使用寿命都远远超出既有工程措施。当坝顶乔木生长到数年数十年后,将成为一道绿色的守护屏障(详《崩塌(危岩)的“生态坝”防护治理技术研究》文)。
3“生态坝”的防护系统的组成及设计参数
3.1 系统主要的构件参数和技术要求“生态坝”的设置主要由“砌体+填土+植被”三部分组成,如图1、图2、图3所示。
3.1.1 砌体即格栅坝(包括a、b、c三段平行砌体与a、b间其支持作用的联系结构所组成),本着就地取材的原则,以块石、片石、毛石(漂石)等作为砌体材料,泥土掺水伴和作为粘结材料,粘结材料和砌体强度不作要求。其中,a、b基础埋深≥30cm。对基础持力层无特殊要求。当危岩崩落高度h=100~500m或场地受限时,可加大a的截面尺寸,或采用毛(块)石砼砌体结构。当场地无块石(片石、毛石)等粗大颗粒时,而以砂、粉砂、粘土、甚至淤泥、粘性土等细粒土为主时,可用土工编织袋装填后,进行堆砌。砌体结构a可相应增大。
3.1.2 填土坝体填土就地取材可采用任何可得土、石方材料。填筑时,应掺置少量水分,并根据实验使之接近最优含水率状态。如为巨(块)石充填,应避免块石架空或空洞的产生。原则上可不作压实,填筑后,使其自然固结压实。坝体堆高最大厚度以勘查或调查危岩坠落最大可能直径及弹跳高度确定。有条件时坝顶坡面,覆10~30cm耕植土或营养土。
3.1.3 植被分迎面坡、坡顶和背面坡。其中,坡顶以速生乔木,如香樟、杨树、桉村和黄葛树等为主,且以3~5年生优先移栽;迎面坡以麻竹、桑树等经济作物为主;背面坡以牧草、花卉、果木等为主。植被移栽后,由专人养护。
3.2 系统布置的技术要求及参数“生态坝”是由多个单元结构组成,其中格栅坝a的截面尺寸、坝体高度、ab段的间距及支撑(连系梁)砌体的截面尺寸,为三个关键控制性指标。
砌体a的截面尺寸和坝体高度H,根据勘查报告,分段计算最大坠落高度所产生的冲击力和跳跃高度,按《崩塌(危岩)的“生态坝”防护治理技术研究》文中的计算方法确定。
一般情况下,a的截面尺寸:宽≥1.5m,高1.5~5.0m;ab之间联系砌体截面不小于a截面尺寸的1/3。坝顶填土迎坡面坡度α1<45°,背坡面坡度α2<25°,其余砌体可按构造要求设置,不作计算。
4“生态坝”治理工程施工流程
测放线砌筑格栅坝a、b、c填土并整型覆盖耕植土(或营养土)测放行、株距栽种苗木养护。
当耕植土或营养土缺乏不能全部覆土时,苗木可随土工织袋所盛培养土一袋一苗栽培移植。栽种植物时,基质营养土等应尽量保证移活率≥95%。
5经济技术指标对比
采用“生态坝”治理工程措施对“姜射坝崩塌(危岩)”治理与当前常规治理措施作比对,详见表1。
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关键词:公路边坡防护技术;坡体稳定性;浆砌片;石护坡
边坡是公路工程中最常见的形式,随着我国公路事业的快速发展,对边坡的要求也越来越高,仅仅满足边坡稳定性已不能适应公路发展的要求。在现代公路修筑中,边坡的美观和环保要求越来越受到人们的重视,生态型护坡越来越多地在新建公路边坡中得到应用。边坡防护技术主要从坡面的防护技术和坡体稳定性两方面考虑。目前,针对坡面防护主要有浆砌片石护坡,浆砌格栅拱架护坡,挂网喷射混凝土护坡以及土工格室植草护坡等几种形式。本文主要对坡面防护技术进行研究,给出边坡设计的基本原则,并探讨了其适应性及发展趋向。
一、边坡处理技术
公路边坡的治理技术发展很快,形式也越来越丰富,目前的防治方法主要有以下几种:
(一)排水工程
排水工程一般包括地表排水和地下排水。它是指设置良好的地表排水和地下排水系统,做好拦截、疏干和排除滑动区域内外的地表水和地下水的工作,并采取防护措施以防止地表水渗入坡体或冲陶坡脚。排除地表水目的在于拦截、引离边坡范围外的地表水,使其不致进入边坡区或不致渗入边坡体内。地表排水以拦截和旁引为原则,常采用的排水工程措施有:边沟、截水沟、排水沟、垂直排水井和急流槽等形式。排除地下水的目的在于降低孔隙水压力,增加有效正应力从而提高抗滑力。常采用排水工程措施有:暗沟、渗井、排水孔、灌浆阻水及渗沟等。排水工程简单易行且加固效果好、工程造价低,应用广泛,但往往需要与其它的治理工程结合在一起,配套使用。
(二)改变边坡形态
边坡失稳破坏通常是由于边坡过高、坡度太陡所致。通过改变坡体形态,削掉边坡一部分不稳定岩体,或增加阻止滑坡产生区的物质,使边坡坡度放缓,提高其稳定性。常用的工程措施是减重反压。这种措施主要是将边坡顶部的土石挖除从而减小下滑力和在原堤脚处加设反压护道以增大抗滑力,以提高边坡稳定性。该方法是一种经济有效的防治边坡失稳的措施,技术上简单易行,效果明显,并积累了丰富的经验,但该方法整治效果的好坏主要取决于削减和堆填的位置是否得当,且该法对边坡改造较大,扰动严重,不利于环保。
(三)支挡与锚固工程
该技术措施主要包括挡土墙、抗滑桩、锚杆、预应力锚索、SNS柔性防护系统。
1.挡土墙形式。挡土墙是边坡治理工程中最常见的一种技术手段,它位于失稳边坡的前缘,借助于自身重量从而抵抗侧向土压力,防止墙后土体坍塌和增加其稳定性的建筑物。常见的挡土墙形式有:重力式、悬臂式、扶壁式等。在公路工程中,挡土墙可用以支撑路堤或路堑边坡,防止水流冲刷路基,同时也常被用于处理路基边坡滑坡崩坍等路基病害。挡土墙设计简单,适用范围很广泛,但容易出现“越顶”现象,且设置位置具有局限性。
2.抗滑桩是一种大界面侧向受荷桩,是承受侧向荷载、整治滑坡的支撑建筑物。该方法是将一定规格的桩体埋入稳定的地层中,依靠桩及其周围岩土体的相互嵌制作用,以承受由上部桩身传来的推力。抗滑桩一般成群布置,多用于滑体厚度不大,刚度较大的情况,常沿垂直与滑体运动方向排列。在间歇型滑坡的静止期进行抗滑桩施工,效果最理想。在布置时应合理排布,使两桩间的滑体不至由于拱起作用从其间滑出,同时还应保证沿坡体不越过桩顶,以免产生次生失稳状况。抗滑桩按其埋入情况可以分为以下几种形式:全埋式桩、悬臂桩、埋入式桩、椅式桩、排架桩、刚架桩等。工程实践表明,抗滑桩桩位灵活,施工方便,能迅速安全地解决一些比较困难的工程,但对于正在滑动的边坡,应尽量避免采用抗滑桩。
3.锚杆、预应力锚索是常用的锚固工程,它是一种把受力拉杆埋入地层的技术。它可以充分提高岩土自身强度和自稳能力,增强滑动面上的抗滑力,从而获得良好的稳固效果。
4.SNS柔性防护是一种以钢丝绳网为主要构件并以覆盖和拦截来防治崩塌落石、风化剥落等边坡坡面地质灾害的柔性防护系统技术。该防护系统包括主动系统和被动系统两大类型。主动系统是通过固定在锚杆和支撑绳上并施以一定预张拉的钢丝网覆盖在有潜在地质灾害的坡面上,阻止崩塌落石的发生和活动范围;被动系统是一种能拦截和堆存落石的柔性拦石网,由钢绳网、固定系统、减压环和钢柱四部分组成,通过拦截的手段控制灾害体的运动范围。该防治方法工程量小、施工简单、且不改变坡体形态和植被生长,但是多适合于方量比较小的边坡或者仅对于崩塌类灾害具有明显效果。
(四)生态护坡技术
生态护坡技术是在边坡上种植植物,利用植物根系固着边坡表层土壤以减轻水流冲刷,从而达到保护边坡的目的。该技术是将岩土工程、生态学、土植物学等多学科结合成一体的综合工程技术。生态护坡在首次成功应用之后便得到迅速发展,是今后公路建设发展的一种趋势,它使公路具有安全、舒适、美观、与环境相协调等特点。
二、边坡防护技术发展趋向
(一)工程防护逐渐减少
工程防护形式的防护能力强,但是美化效果差。修建较早的公路边坡防护大都是不见草木,尤其在北方地区更普遍。采用浆砌片石网格,预制混凝土网格,预制混凝土六角块等相对美观,但从与周围环境相协调的角度来看,都有明显的人工迹象。随着我国公路的高速发展,对公路沿线景观的要求不断提高,美观及与自然环境相协调越来越受到人们的重视。工程防护的应用在不断减少,除了有些地方必须采用这种防护方式外,许多高速公路都尽量避免这种形式,以达到较好的环境景观效果。
(二)大力发展生态型防护
生态型植被护坡不仅能起到保护边坡表面免受雨水冲刷,减缓温差及温度变化的影响,防止延缓软弱岩土表面的风化,破碎,剥蚀演变进程,保护边坡的整体稳定性,而且在一定程度上还可以兼顾美化,恢复生态环境和协调自然环境的作用。在当今全社会对环境保护非常重视的环境中,生态型护坡必然成为今后公路边坡防护的主流形式。大力发展和研究新型的边坡生态防护技术是今后发展的趋向。目前,许多高速公路边坡上还大量采用了植被防护的形式,并采用了不同的植被类型,取得了较好的环境景观效果。
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关键词:工程边坡;生态护坡;护坡工程
在不同的时代,人们对堤防河道护坡的认识和要求是不同的,生态护坡就是在现阶段人们对水环境要求越来越高、追求人与自然和谐相处的历史条件下,日益受到重视的。
1 生态护坡的内涵
生态护坡概念的内涵应该包括两个要素:一是河道护坡满足防洪抗冲标准要求,构建能透水、透气、生长植物的生态防护平台。二是河道护坡满足边坡生态平衡要求,即要建立良性的河坡生态系统,由高大乔木、低矮灌木、花草、鱼巢、水草、动物沿滩地、迎水边坡、坡脚及近岸水体组成河坡立体生态体系。前一个要素是人对自然的要求,即人们为了社会经济的发展和安全改造自然;后一个要素反映了人们对自然的尊重,即改造自然但不破坏自然的平衡。二者结合体现了“人与自然和环境协调发展”理念。
2 生态植物护坡的种类及特点
生态植物护坡可以分为:植草、植草皮、植树;喷播生态混凝土;栽藤和在框架内植草护坡等几大类。根据不同的边坡土质条件,采用不同的施工方法和施工工艺。
2.1 植草、植草皮、植树。
植草适用于边坡稳定、斜面冲刷轻微、且宜于草类植物生长的土质边坡。它包括种草籽、植草皮和三维植草。
(1)人工种草护坡。
人工种草护坡是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。种草籽时所选用草籽应当注意当地的土壤和气候条件,通常选择容易生长、根部发达、叶茎低矮、枝叶茂密的草种为宜,最好采用几种草籽混合播种,使之变成一个良好的覆盖层,种植草籽掺沙或土粒拌和,使之播撒均匀,播种时间以气候温暖、湿度较大的季节为宜。
(2)平铺草皮护坡。
平铺草皮护坡是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施。
具有施工简单、工程造价较低等特点。适用于附近草皮来源较易、边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩层边坡防护工程,是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一,但由于施工后期养护管理困难,平铺草皮易被冲走,且成活率低,工程质量往往难以保证,达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失、坍滑等边坡灾害,导致大量的边坡灾害整治、修复工程。近年来,由于草皮来源紧张,使得平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。
(3)液压喷播植草护坡。
液压喷播植草护坡,是国外近几年新开发的一项边坡植物防护措施,是将草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂、上色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀,通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。其特点是施工简单、速度快;施工质量高,防护效果好;适用性广;工程造价低。目前,液压喷播植草护坡在公路、铁路、城市建设等部门边坡防护与绿化工程中使用较多。
2.2 喷播生态混凝土、铺设绿化植生带。
喷播生态混凝土、铺设绿化植生带主要适用于岩质边坡不具备植物生长的土壤,无法直接在边坡上栽种护坡植物。
(1)喷播生态混凝土。
生态种植基是固体、液体、气体3种物质组成的具有一定强度的多孔人工材料。
固体物质包括粗细不同的土壤矿物颗粒、胶结材料、肥料和有机质、成孔材料、保水剂以及其他混合物,其中土壤是植物生长的基体;有机质和肥料为草种日后的生长提供肥力;胶结材料用于土壤颗粒之间以及与岩体表面的胶结;保水剂能吸收和保持水分供植物生长;成孔材料能提高植基的透水性和透气性,一般采用稻草秸秆,经济方便,还可以根据需要添加其他特定作用的混合物。
(2)铺设绿化植生带。
典型的绿化植生带从底往上由无纺土工布、绿化物料层、植物纤维层和尼龙网格等。无纺土工布与地表吸附作用强,有利于保持湿度,且能够自然降解,腐烂后可转化为肥料;绿化物料层是最重要的部分,由种子、保水剂、肥料及改良剂组成,主要为植物今后生长提供肥料;植物纤维层由稻草秸秆、麦秆等植物纤维组成,主要作用是:铺设完工初期防止绿化物料层的物质遭受雨水冲刷及遮阴保湿,后期则腐烂后为植物提供肥力;最上层的尼龙绳网主要作用起到固定的作用。
2.3 栽藤。
主要用于土石夹杂难以种草植树的段落,通过藤草爬附作用将坡面进行覆盖,从而和周围环境协调一致。
2.4 框架内植草护坡。
框架内植草护坡是一项类似于干砌片石护坡的边坡防护技术。是在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖形成蜂巢式网格后,在网格内铺填种植土,再在砖框内栽草或种草的一项边坡防护措施。该技术所用框砖可在预制场批量生产,其受力结构合理,拼铺在边坡上能有效地分散坡面雨水径流,减缓水流速度,防止坡面冲刷,保护草皮生长。
3 结语
由上述分析可以看出,生态防护技术的类型不同,也就具有不同的特点和适用条件。因此,为了实现生态防护、保持生态平衡、减少水土流失、稳固地基、美化环境、减轻视觉疲劳等目的,可以从以下几个方面着手。
(1)建立现代生态护坡理念,加强生态护坡基础理论研究,尽快建立系统规范的生态护坡技术体系。
(2)采用“乔、灌优先,草、藤、花结合,坚持生物多样性、近自然性和可持续性”,采用多种技术提高植物成活率和促进植物生根、生长和发育,提高植物的生理机能和抗逆性。
(3)护坡方案应考虑当地气候、土质等因素,寻求气候、土质、植物种类等因素的最佳组合,并进行护坡植被的分子遗传育种研究,在以本土植被群落为主体的情况下,引进抗逆性强的植物基因,从而推动护坡植被的多样化。
(4)采用绿色罩面网结合攀缘植物的垂直绿化技术,为岩质边坡特别是高陡岩质边坡的防护提供一种可行的防护方式,同时该种防护方式可以应用于强制绿化的工程建设等植被恢复,是值得推广的防护方式。
参考文献
[1] 俞孔坚.二观生态战略点识别方法与理论地理学的表面棋型[J].地理学报,1998.
篇7
关键词 马路滩林业总场;三北防护林建设;成效;做法
中图分类号 S727.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)15-0216-01
马路滩林业总场成立于2001年10月,地处河西走廊东端,下辖土门、马路滩、大靖、海子滩4个分场,4个分场分布在生态区位十分脆弱的腾格里沙漠前沿,主要承担着防沙治沙,保护沙漠前沿农田村庄的公益性工作。现有职工227名,其中专业技术人员66名(高级职称7名、中级职称26名、初级职称33名),林场总经营面积7.95万hm2。
1 建设成效
总场自2002年实施三北工程建设,20年累计完成防风固沙造林2 825.76 hm2,农田防护林60.33 hm2,封沙育林(草)7 826.67 hm2,实施了沙漠沿线渠、路、林、田相配套的农田防护林建设,构筑了经济与生态协调发展的生态经济型防护林体系,森林覆盖率由1.3%提高到9.26%,沙漠前沿生态环境得到明显改善。三北工程在防风固沙、保护农田、涵养水源、调节气候、促进经济发展、改善人居环境等方面发挥了重要作用,为实现人与自然和谐发展,促进经济社会的可持续发展奠定了良好基础。
1.1 生态效益
三北工程实施以来,马路滩林业总场始终按照“南护水源、北治风沙、中建绿洲”的指导思想,在树种选择、造林部位、造林方式、密度配置等方面积累了丰富的经验,为推动乡村造林提供了技术支撑,形成了因地制宜、因害设防、适地适树、乔灌草结合、封管造并举、生物措施与工程措施相配套的完整的治沙规范技术[1]。建立的防护林体系对沙区、平原区治理成效显著,并拓宽了人们的生存空间,改善了农田小气候。使地处沙漠前沿的马路滩、白板滩、双槽沙、红柳湾、三板滩等风沙口得到了有效治理,为“五滩”开发和黄灌区开发建设建立了生态屏障,有效保护了农田面积逾1.33万hm2,为全县的社会、经济发展创造了良好的生态环境。
1.2 经济效益
工程建设中,总场采用以经济促进林业生态建设的思想,通过优化产业结构,逐步由单纯的生态型林业向生态经济型林业过渡[2],形成了名优新特林果基地及林木良种繁育基地建设工程、经济林基地及葡萄产业化经营、沙漠生态旅游等产业化建设平台,有力地推动了林业产业化建设进程。
1.2.1 马路滩林果良种基地建设。总场下辖的马路滩林场,1991年被省林业厅、省三北局列为沙区林果良种引进、试验、示范、推广试验场,共定植以美国蛇果系和日本富士系为主的脱毒、矮化短枝型新品种266.67 hm2,建立良种繁育圃20 hm2,引进国内外经济林新品68个。开发区全部采用以色列高新滴灌工程,不仅为古浪县发展名、优、新、特经济林提供了丰富的品种资源,而且也为沙区振兴经济,发展“多采光,少用水,新技术,高效益”的沙漠产业,起到了示范和带动作用。
1.2.2 经济林基地及葡萄产业化经营。林场在保护沙区原有植被和维持沙区自然景观的前提下,利用已开发的土地和沙漠丘间低地定植酿造葡萄达333.33 hm2,130万株以上,对古浪县沙漠产业开发和葡萄产业化发展起到了推动和示范作用。
1.2.3 建成马路滩沙漠生态旅游区。在突出绿色与文明,和谐与生态的前提下,依据马路滩独特的大漠原始自然景观,防沙治沙成果和高效农业种植为基本框架,建立了马路滩沙漠生态旅游区,形成以农业观光、治沙成果展示、原生态沙漠自然风光三大景区,确定了以生态休闲地带、生态文化地带、治沙成果展示地带、沙漠动感地带和绿色行动地带为骨架沙漠生态旅游。旅游区被确定为全国农业旅游示范点和国家AAA级旅游景区,年接待游客达6万人次以上,成为古浪旅游业对外开放的窗口。
1.3 社会效益
自三北工程实施以来,紧紧围绕“以营林为基础,大力造林,强化管护”的方针,以“绿起来,活起来,富起来”为主攻方向,实现“增资源,增活力,增效益”为目标,成功启动了“腾格里沙漠绿色行动”,发起了在“沙漠栽棵树”的活动,倡议各单位和领导干部参与绿色行动,共同建设绿色家园。通过营林造林,改善了古浪县的生态环境,美化了人居环境,在社会上引起了广泛的好评[3]。
2 主要做法
2.1 突出生态效益,创新治理模式
面对严酷的自然环境,林场坚持以生态效益为主的原则,实施“乔灌草结合、封管造并举、工程措施与生物措施配套”的治理措施,坚持不懈地实行沙漠生态综合治理。培育了特色产业,激发了沙漠产业发展的活力,形成特色鲜明、内涵丰富、效益突出的马路滩治沙模式。
2.2 实施项目拉动,扩大生态治理
林场先后实施了以色列节水滴灌工程、林木良种繁育基地建设、三北防护林体系工程、日元贷款风沙治理项目以及生态公益林等项目。通过项目的拉动,基础设施条件得到进一步改善,治理效果明显提高,对加快生态建设步伐,扩大沙漠治理范围,改善区域生态环境发挥了积极的作用。
2.3 依靠科技,提高防沙治沙的综合效益
林场不断引进推广新技术、新材料和新成果,使林业科技始终贯穿防风治沙的全过程[4]。研究探索了大苗深栽、泥浆磷肥沾根、地膜包根、落水栽植、一株树一把草等旱作造林技术。在农田防护林建设上,按照大区域、小方格的方式,选择定植抗病虫害能力强、耐瘠薄、耐寒耐旱的刺槐、樟子松、红柳等树种并配套节水灌溉等措施,种植高效蔬菜、中药材,建立沙漠生态经济圈模式,使造林成活率和生长量得到提高,促进了区域经济的发展。
3 参考文献
[1] 于丽政,李卫忠,何婧娜.宁夏三北防护林建设成效与问题研究[J].西北林学院,2008(4):228-232.
[2] 李育材.三北防护林建设:成就、经验、问题及对策[J].林业经济,2001(5):3-7,12.
篇8
关键词公路边坡生态防护堤坡抗力
Abstract: the ecological protection of highway side slope has become a trend of slope protection, represents the development direction of slope protection, according to the current development of China's highway ecological slope protection technology, the main form and the mechanism of slope failure, the main measures are summarized to slope ecological protection, in order to achieve the purpose of guiding the practice of engineering.
Keywords highway slope ecological protection, slope, resistance
中图分类号:F540.35 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
随着经济实力的提高和基础设施建设的需要增大,我国公路工程建设迅速发展,出现了大量的边坡工程。生态防护是一种新型边坡防护方法,采用生态防护,可以有效提高边坡稳定性且取得良好生态和景观效果。目前边坡生态防护主要集中在对施工工艺以及水土保持的研究,忽略了生态防护和工程防护的结合,本文在生态防护及工程防护理论及实践的基础上,阐述生态防护的主要形式和机理,并介绍生态防护的主要措施,以便总结经验指导实践。
一、边坡破坏的主要形式与机理
1.1公路下边坡
路基下边坡一般都是填土路堤,路堤的稳定性容易受到威胁,会出现坡面以及坡脚的冲刷现象等等。坡面冲刷主要来自大气降水的直接冲刷和坡面径流的冲刷使路基边坡随坡面流水方向形成冲沟,冲沟不断发展导致路基发生破坏。沿河路堤以及修筑在河滩上、滞洪区的内的路堤,还要受到洪水的威胁,这种威胁表现为冲毁边坡坡脚导致边坡破坏。
除此之外,路基填料的好坏,填筑高度以及路基压实度等等也会造成边坡稳定性的破坏。一般来说,砂性土以及较黏性土填筑的路基更容易受到破坏,填筑高度高的路堤比填筑高度低的路堤更容易受到破坏,压实度低的路堤比压实度高的路堤更容易受到破坏。
1.2公路上边坡
上边坡是人工开挖的斜坡,其强度应该够满足相关的边坡稳定要求,使得边坡在不良天气情况的作用下,能够存在对不良天气的抗力,减少不良天气对边坡的破坏,进一步抵挡雨水的冲刷。
对于土质边坡的破坏最容易出现的就是边坡的冲刷以及坡脚的破坏。部分地质边坡容易出现一定的冲刷破坏,比如砂性土边坡、亚粘性土边坡、黄土边坡等,在大气降水的作用下,沿着水流方向,会产生许多的小冲沟,如果没有采取相关的措施,破坏将进一步扩大趋势。边坡坡脚是最薄弱的环节,在冬季遇到积雪问题,造成坡脚湿软,强度低下,为了防止破坏,就要进一步加强相关的坡脚支撑力,使得破坏的程度减少,将雨水和雪水的冲刷破坏减到最低,实现坡脚薄弱环节的增强,这样就能够进一步增强堤坡的效果。
对于岩石边坡,比较容易出现的是岩崩、岩滑、断层及错落等现象。崩塌是指块状岩体与岩坡分离,向前翻滚而下,在崩塌过程中岩体无明显滑移面,经常发生在坡顶裂痕发育的地方。岩体滑动是一部分岩体在重力作用下沿着某一软弱面(面层、断层、裂痕)的滑动。在软岩中,滑动的倾角远远大于滑面的内摩察角而产生滑动,在硬岩中,结构面如果横切到坡顶,解除了两侧约束时,才可能发生平面滑动。错落是指被陡倾的构造结构面与后山完善山体分开的分化破碎岩体因坡脚受冲刷或人工开挖而被压缩,引起的坡体的垂直下错的现象。产生破坏有以下几个影响因数:1、顺坡向结构面周边的压力集中,导致破坏产生。2、人工削坡时未考虑岩体结构特点,切露了控制斜坡稳定的主要软弱结构面,形成或扩大了临空面,使坡体失去支撑,会导致斜坡的变形与破坏。3、岩体风化导致力学性质弱化及地下水浸润和软化效应。4、区域构造应力的变化、地震、爆破、地下静水压力和动水压力,以及施工荷载等,都使斜坡直接受力,对斜坡稳定的影响直接而迅速。
二、主要防护措施
2.1植物防护
可以采取用植物防护的措施,将边坡覆盖,实现植物根基的作用,将路基保护以免受到水浸的伤害,减少地表径流的冲刷力度。
(1)植草
适用条件:边坡稳定、坡面冲刷轻微的路堤或路堑边坡,一般要求边坡坡度不陡于1:1,边坡坡面水径流速度不超过0.6m/s,长期浸水边坡不适用。
(2)种草皮
适用条件:适用于各种土质边坡,特别是坡面冲刷比较严重、边坡较陡(可达60°),径流速度达0.6m/s时。铺草皮的方式:平铺、水平叠铺、垂直坡面或与坡面成一半破脚的倾斜叠置,以及采用片石等铺砌成方格或拱形边框、方格内铺草皮等。
(3)植树
适用于:各种土质边坡和风化极严重的岩石边坡,边坡坡度不陡于1:1.5,在路基边坡和漫水河滩上种植植物,对于加固路基与防护河岸收到良好的效果。可以降低水流速,种在河滩上可促使泥沙淤积,防止水流直接冲刷路堤。植树最好与植草相结合,高等级公路边坡上严禁种乔木。
2.2骨架植物防护
框格防护在边坡上形成骨架,能有效地防止路基边坡在坡面水冲刷下形成冲沟,而用混凝土或浆砌块(片)石等材料,进一步增强了地表的粗度,增加地表的粗度能够一定程度上抵制水流问题,采取和植物相结合的方式将效果进一步增强,除此之外,还能够提高绿化,美化环境。
框格防护是一种辅的防护措施,因此一般除了能够对路基的下坡有着一定的防护作用之外,还能够实现美化路容的作用,能够将一定范围内的坡边形成完善的整合,人们现在的观念提升进一步注重环境的优越性,所以,可以采取这种形式的防护。
2.3圬工防护
(1)喷护
适用于坡率缓与1:0.5、易风化但未遭强风化的岩石边坡。喷浆防护厚度不宜小于50mm,采用的砂浆强度不应低于M10,喷射混凝土防护厚度不宜小于80mm,混凝土强度不应低于C15。
(2)护坡
对于铺砌的方式,一般来说有浆砌,个别情况下也可以使用干砌。干砌片石护坡适用于坡度缓于1:1.25的土(石)质边坡,干砌片石护坡厚度不应小于250mm。将砌片石护坡适用于坡度缓于1:1的易风化岩石和土质路堑边坡,浆砌片石护坡厚度不应小于250mm,砂浆强度不应低于M5,护坡应设置伸缩缝和泄水孔。
(3)护面墙
护面墙多用于易风化或风化严重的软质岩石或较破碎岩石的挖方边坡以及坡面易受侵蚀的土质边坡,边坡不宜陡于1:0.5
2.4封面、捶面
(1)封面
封面适用于坡面较干燥、未经严重风化的各种易风化岩石边坡,但不适用于由煤系岩层及成岩作用很差的红色粘土岩组成的边坡。抹面防护防护由于适用的期限比较短,因此寿命就比较短,能够采取防护措施的力度不够。封面厚度不宜小于30mm,表面可涂软化点稍高于当地气温的沥青保护层。
(2)捶面
捶面适用于边坡坡率缓于1:0.5、易受冲刷的土质边坡或易风化剥落的岩石边坡,使用年限为10-15年。捶面采用等厚截面,其厚度不宜小于100mm。
三、总结
公路边坡是公路建设中破坏最为严重的区域之一,为此,对其进行有效防护是公路生态恢复的重要内容。由于生态防护的防护效果突出,且具有较好的景观效果,它是公路边坡防护的主要形式。但每一种生态防护形式都有一定的适用范围和局限性,为此在实际应用中应本着因地制宜的原则,根据具体的工程特点合理选用合适的防护方式。
参考文献
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【3】 桂林;;生态植被护坡的实践和研究[J];中国水运;2007年
【4】 祁生文;杨小永;伍法权;柴建峰;胡秀宏;;沙湾水电站原厂房后边坡变形体变形规律研究[A];第八届全国工程地质大会论文集;2008年
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关键字:河道护岸;植生混凝土;施工工艺
中图分类号:U656.31+3文献标识码:A文章编号:
引言
河道的防护型式根据气候、水文、地形、环境保护和美化绿化等方面考虑,为了使河岸环境舒适、美观,尽量近于自然环境,现在越来越多的工程项目护防护采用植生混凝土型式。采用现浇植生混凝土,是一种全新的生物边坡防护措施,它的特点是在混凝土上能为植物创造生长条件,恢复了因工程措施而破坏的生态系统,制造与自然表土相近的生长基础,培育出稳固边坡和与周边环境和谐的植物,有效恢复生态,并形成可粗放管理的优美植物群落。突破了以往植物防护必须以土质边坡为前提的概念,充分体现了现代环保意识,于水、环境、自然、工程等各方面来说是一种较为理想的防护手段。
1、工艺流程
构筑框架并清扫斜面 预搅拌生态混凝土添加剂(SR-4)现场投入
高速搅拌2~3分钟 浇筑生态混凝土 表面金属抹子精加工 最后整理
2、施工方法
2.1、斜面的框架构筑,地基平整·清扫
根据图纸设计标示坡比,在地基或基土上清除淤泥和杂物,并应有防水和排水措施。对于干燥土应用水润湿,表面不得留有积水。在支模的板内清除垃圾、淤泥等杂物,并浇水润湿模板,堵塞板缝和孔洞。按图纸设计标示边框高度、宽度及边框间距进行放线、支模。浇筑框架混凝土时,应经常注意观察模板、防止跑模、涨模,预留伸缩缝。支架、管道和预留孔、预埋件有无走动情况。当发现有变形。位移时,应立即停止浇筑。并及时处理好,再继续浇筑,用插入式振捣器应快插慢拔,插点应均匀排列,逐点移动,顺序进行,不得遗漏,做到振捣密实。移动间距不大于振捣棒作用半径的1.5倍。振捣上一层时应插入下层5cm,以清除两层间的接缝,根据图纸设计强度选择材料,浇筑混凝土框架。达到一定强度后拆模。混凝土的养护:混凝土浇筑完毕后,应在12h内加以覆盖和浇水,浇水次数应能保持混凝土有足够的润湿状态。养护期一般不少于7昼夜。雨、冬期施工时,露天浇筑混凝土应编制季节性施工方案,采取有效措施,确保混凝土的质量。混凝土振捣密实后,表面应用木抹子搓平。
2.2添加剂(SR-4)现场投入·搅拌
按设计的施工配合比,现场搅拌机(强制式滚筒搅拌机)搅拌生态混凝土。先投入砂、石、水泥预搅拌一分钟以下,然后加入少量的水搅拌一分钟,再加入制定量的添加剂(稀释液)(SR-4添加剂运至现场时为添加剂原液,需现场按1:6稀释后加入,注意现场水灰比),高速搅拌3分钟。完成上述过程即可开始浇筑。
2.3、浇筑生态混凝土
生态混凝土进行浇筑运输时,要考虑到生态混凝土的特性,水泥灰浆较少,容易干燥,运距较远气温较高时要用含水的垫子覆盖表面,以免水分散失影响施工质量。生态混凝土强度上升很快,要控制好出仓到浇筑为止的时间(气温20°C时原则上不能超过60分钟),并使用适合现场运输的翻斗车,把生态混凝土运输到框架内进行浇筑。
在规定的时间内(1小时),按设计厚度进行浇筑,先用铁锹、刮板灯将混凝土平铺到框格内,用专用的夯板夯实,再用木质抹子等初加工表面,然后再用金属抹子进行表面精加工。
浇筑完成后,除去附着在柜架上的生态混凝土,用布、海绵等进行框架的清洗清扫。
3、植生型生态混凝土的配比
3.1、现场配比
注:水泥规格:普通硅酸盐42.5 水泥;
碎石规格:GB/T14685-2001中的10~30mm的单粒粒级骨料;
砂:中粗砂,参照GB/T14684-2001。
3.2、管理标准值
压缩强度:σ28≥12Mpa
孔隙率:≥25%
透水系数:R15≥1.00X10-1cm/sec以上(固定水位法)
4、质量管理
在生态混凝土的施工过程中,每浇筑100m³,便进行一次质量管理抽样试验(或每日一次)。管理方法与室内搅拌试验一样。
试样模具:抗压强度15cmX15CMX15CM; 透水试验及孔隙率试验Φ10cmX20cm
夯实方法:刺棒 Φ 10mm 3层11次
养护方法:自然养护
试样数量:抗压强度试验...σ7 一 3个、σ28一 3个(端面处理)
透水试验、孔隙率试验...3个(无需端面处理)
压缩强度试验... ... ... 参照《普通混凝土力学性能试验方法(GB/T50081-2002)》标准
透水试验... ... ... ...以JIS A1218为标准(日本土木建筑行业标准)
5、施工管理
5.1生态混凝土的表面,为不出现严重的凹凸现象,采用金属抹子精加工。
5.2施工厚度的确认,以柜架的高度来进行管理。
注意:
生态混凝土添加剂(SR-4)标准用量为5L/m³。
提供的配合比为理论配合比,拌制生态混凝土时,需根据粗、细集料的含水量调整加水量。
添加剂应精确计量,如随意改变添加量将严重影响混凝土强度、孔隙率和植生效果。
严格控制水灰比,即控制水的加入量,不允许一次性加入。
施工现场须有专人负责物料的配比。
为保证生态混凝土品质,应选用清洁、坚硬、耐久、针片状及有害杂质含量符合规范要求的粗骨料和清洁、坚硬、耐久、粒度适当。有害杂质含量满足规范要求的细骨料。
在浇筑生态混凝土后的一定时间内,应保持其固化所必要的温度及湿度,应进行充分养护。
生态混凝土在搅拌、运输工程中会有混凝土粘结现象发生,应及时清理。
运输车完成搅拌出料后,应及时清洗运输车。
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关键词田庄水库;生态防治技术;山东沂源
中图分类号x524文献标识码a文章编号 1007-5739(2010)22-0318-01
田庄水库位于沂河上游,距县城4 km,是一座以防洪、灌溉为主,集发电、养殖、工业供水于一体的综合利用的大(二)型水库,总库容量1.31亿m3,兴利库容6 840万m3,防洪库容60 44万m3,控制流域面积为4.24万hm2,流域内多年平均降雨量约为821 mm,多年平均径流深237.8 mm,多年平均径流量1.01亿m3。田庄水库自运行以来,在防洪、农业灌溉、工业供水、水产养殖等方面发挥了巨大的作用,是沂源县城发展的重要后备水源地[1]。
1田庄水库现状
水库控制流域面积4.24万hm2,上游形状为扇形,主要有徐家庄、南岩、大张庄、田庄4条较大支流汇入水库,流域平均宽14.5 km,河道干流坡降3.72‰,多年平均降雨量746 mm,多年平均径流量1.18亿m3,多年平均来水量8 257万m3,多年平均弃水量6 822万m3。根据1954年以来的长系列来水量资料分析,在不同保证率下来水量分别为:p为50%,来水量7 338.6万m3;p为75%,来水量4 112.7万m3;p为95%,来水量1 868.9万m3。
田庄水库由于受联合化工有限公司和上游企业污、废水污染,以及农药、化肥的污染,水库“三氮”含量超标,水体功能下降。通过对联合化工有限公司的污废水的截污导流,水质有所改善。针对城市发展和现有水质现状,现阶段田庄水库可作为城市工业用水和生态环境用水[2]。
2流域生态环境现状
田庄水库流域面积4.24万hm2,其环境保护与生态建设直接关系到田庄水库的水环境质量。县政府高度重视生态环境保护工作,“九五”以来先后采取了一系列措施,加大投入力度,积极组织实施了国家“424水保工程”和“水土保持与小流域综合治理示范工程”等一批有代表性的生态工程建设,使田庄水库的生态环境质量明显改善。现治理水土流失面积2.30万hm2,发展生态林1.13万hm2,流域内平均森林覆盖率达33.4%。但是由于流域面积大、地质复杂、生态脆弱,水土流失较为严重,面源污染尤为突出,治理任务依然艰巨。流域内存在着以工业废水、城镇生活污水等点源污染和以面广、量大的农药、化肥为主的面源污染,在近期内达到饮用水卫生标准难度较大,由于工业用水特别是冷却水对水质要求不高,田庄水库的现有水质基本能满足工业用水的水质要求[3]。但随着沂源县城区面积不断扩大和人口的增多,社会经济发展对城市供水需求迅速增加,解决城市生活用水的根本途径是田庄水库作为城市生活供水水源。因此,田庄水库的水质改善与达标决定着上游的环境生态防护技术的可行与治理措施的实施[4]。
3田庄水库生态防护技术
为控制流域内的点源污染源,要严格限制高污染、高耗能、高耗水企业的日常排放,对现有企业按“节水减排、达标排放”的原则进行治理;对面广、量大的面源污染防治工程,应坚持人工治理与生态自我修复相结合的原则,并采取其相应的生态防护技术及措施。
3.1发展生态农业,综合防治水土流失
在距水域较近的鲁村及原沟泉乡等村镇采用农林牧复合生态工程技术,建设农田林网,实施水土保持工程[5]。在原沟泉乡的山地区域主要实施3个方面的治理措施:①治坡工程。主要包括修建梯田,沟边地边修筑等高沟埂,斜坡设置水平沟,陡坡开挖鱼鳞坑等工程;②治沟工程。主要包括修谷坊、建小水库、筑山塘、打坝淤地等;③林草措施。林种配置要因地制宜,做到乔、灌、草(本)相结合。同时,还要严格实施国家“424水保工程”和“长江上游防护林工程”,加大小流域综合治理力度,积极开展植树造林、封山育林育草等生态修复工程。
3.2大力推广测土配方施肥技术,控制化肥施用量
大力推广林果蔬测土配方施肥技术,同时全面推广高浓度复合肥、包膜肥、有机生物肥和各种有机肥料,以达到减少化肥施用量的目的。
3.3积极推行病虫害综合防治技术
在主要农作物上采取农业防治、物理防治和生物防治等综合防治措施,全面禁止高毒高残留农药的使用,积极推进化学农药减量使用工程,大力推广高效、低毒化学农药和生物农药使用。
3.4提高秸秆综合利用率
在全流域范围内禁止焚烧秸秆,推广秸秆还田、建设秸秆气化站、发展秸秆养菌、利用秸秆氨化养羊等生态技术。
3.5实行畜禽粪便无害化处理
按照“资源化、减量化、无害化”的原则,对小型规模畜禽养殖场采用雨污分流、干湿分开、饮污分离、种养结合、农田循环等方法进行综合处理。其干粪用于生产有机肥,粪水通过发酵生产沼气,既能够防止粪便污染环境,又使废弃物得到综合利用。
3.6全力推广生态种养模式
积极推广种草养鱼、种草养鹅、林地养鸡、庭院经济、立体种植、养猪场与农场相结合、养鸭与养鱼相结合等生态种养模式。生态种养模式的推广不仅有利于改善当地的生态环境,而且能促进农民增收。
3.7发展以沼气技术为主的有机生态农业
发展以沼气为纽带的庭院式生态农业模式,将种植业、养殖业与沼气使用相结合以获得最佳的生态效应与经济效应,从而有效地缓解农村人、畜禽粪尿给农村生态环境造成的压力。同时,沼渣和沼液还可以还田,能明显改善土壤结构,提高土壤肥力,发展有机农业,形成有机物质的循环利用生产,减少由于施用化肥而造成的污染。沼气发酵残留物也是一种很好的生物农药,能有效地防治农作物病虫害,并且在环境中无残留。
3.8加强小流域出口及库滨带的防护措施
在小流域出口及合适地段,通过生态沟渠、生态拦截系统的建设,可阻截大部分农田中养分的损失。但仍会有一部分养分进入河道。可利用现有河道建设生态型人工湿地或利用水面人工浮岛技术种植挺水植物、浮叶植物和沉水植物等,充分吸收和利用农田损失的养分,净化水质,同时将水中富营养物质转化成有加工价值的生物量,及时转移出水体加以利用,达到清除水体污染物目的的同时增加收入[6]。在水库周围的库滨带应考虑到环境旅游景观的功能,根据宜草则草、宜树则树的原则,乔灌草结合,建生物栅栏,保护水生态系统,提高景观效益,保证清洁水入库,实现水库可持续发展。
4结语
按照人工治理与生态自我修复相结合的原则,通过生态农业技术体系的推广及相关生态防护技术措施的落实,在注重生态和环境效益的前提下,进行生态修复及生态工程建设,采取合理的化肥农药投入,有机无机肥相结合,提高水库上游自然净化能力,促进生态良性循环,实现水库可持续发展。
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