护坡技术论文大全11篇

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防洪工程中的堤防、河道护坡是一项量大面广的基础设施，通过技术创新，来选择和确立兼顾防洪、生态和节约的工程护坡形式，是水利工程设计和防洪建设的一大课题。人们在追求人与自然和谐相处的条件下，对生态护坡的要求越来越高。防洪工程生态护坡建设应树立“尊重自然、恢复自然”的理念，使护坡工程与周围环境融为一体。现将以可持续发展的观点，就水利防洪工程生态护坡谈几点认识。

一生态护坡是防洪工程的发展趋势

生态护坡是现阶段人们在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。随着我国经济快速发展，生态与环境恶化日益加重，特别是严重的水污染引发了新的治水理念变革，为减少水质污染，与自然环境和景观相适应的新型生态护坡形式脱颖而出，生态护坡是防洪工程发展的必然趋势，对生态护坡的研究也不断深入。

二生态护坡的内涵

生态护坡，是指“用活的植物．单独用植物或者植物与土木工程和非生命的植物材料相结合，以减轻坡面的不稳定性和侵蚀”，其途径与手段是利用植披进行坡面保护和侵蚀控制。目前，工程界更直观地把它称为“边坡绿化”。生态型护坡是以保护、创造生物良好的生存环境和自然景观为前提，在保证护坡具有一定强度、安全性和耐久性的同时，兼顾工程的环境效应和生物效应，以达到一种土体和生物相互涵养，适合生物生长的仿自然状态。

三生态护坡的技术

我国生态护坡技术近期发展较快，形式多样的生态护坡技术已经在北京，上海、广州等经济较发达城市的河道整治过程中得到应用。目前采用的生态护坡技术主要有：植被草、水力喷播植草技术、土工材料固土种植基、植被型生态混凝土、水泥生态种植基等。虽然它们起源时不一定用于河道护坡和护岸结构方面，但在防洪护坡使用上可以借鉴和参考。下面介绍几种生态护坡技术：

(一)植物护坡。发达根系固土植物在水土保持方面有很好的效果，采用发达根系植物进行护坡固土，既可以达到固土保沙．防止水土流失，又可以满足生态环境的需要，还可以进行景观赏，在防洪工程护坡方面可以借鉴。城市河道用植物护坡也存在一些问题。护坡当年易被雨冲刷形成深沟，护坡效果差，影响景观。长期浸泡在水下、行洪流速超过3m／s的土堤迎水坡面和防洪重点地段(如河流弯道)不适宜植草护坡。

(二)土工材料固土种植基护坡。土工材料固土种植基可分为土工网垫固土种植基、土工单元固土种植基等多种形式。土工网垫固土种植基，主要由聚丙烯等高分子材料制成的网垫和种植土、籽等组成。固土网垫是由多层非拉伸网和双向拉伸平面网组成，在多层网的交接点经热熔后牯接，形成稳定的空间网垫。该网垫质地疏松、柔韧，有合适的高度和空间，可充填并存储土壤和沙粒。植物的根系可以穿过网孔均衡生长，长成后的草皮可使网垫、草皮、泥土表层牢固地结合在一起。另外，现在又出一种土工单元固土种植基，即利用聚丙烯、高密度聚乙烯等片状材料经热熔粘接成蜂窝状单元中填土植草达到固土护坡的作用。土工材料固土种植基护坡形式也可以采用混凝土、石笼等做成外框来增加坡面稳定性，虽然比单纯植物护坡抗雨水冲刷效果好一些，但还是难以抵御较大洪水侵蚀，还不能应用到堤防迎水坡面。

(三)植被型生态混凝土护坡植被。该型生态混凝土由多孔混凝土、保水材料、缓释肥料和表层土组成。多孔混凝土由粗骨料、水泥、适量的细掺和料组成，是植被型生态混凝土的骨架，具有较高透气性，在很大程度上保持了被保护土与空气间的湿、热交换能力。保水材料以有机质保水剂为主，并掺人无机保水剂混合使用，为植物提供必需的水分。表层土铺设于多孔混凝土表面，形成植被发芽空间，减少土中水分蒸发，提供植被发芽初期的养分，防止草生长初期混凝土表面过热。植被型生态混凝土对水流速具有较好的抗冲刷性能，上面的覆草具有缓冲性能。这种护坡受水位骤降的影响较小；在季节性寒冷地区，有利于排出和降低被保护土内含水量，减少冻害破坏。

四，防洪护坡创新中应重视的几个问题

(一)从政策上支持。长期的防洪护坡工程建设，人们已习惯干建设传统护坡。对于新技术和创新成果的推广，必然会遇到这样那样的阻力。因此，必须要有一定的政策支持，才能确保新一代护坡技术的广泛使用。

(二)既重视具体设计，又重视宏观视野。护坡设计看似简单，但要做出符合中国经济社会发展和时代要求的优秀方案，必须要将工程师、艺术家、经济师和环境保护部门的思维溶于一体。在具体设计中应对我国发展中应遵循的模式、能源消耗、矿产总量和污染排放处置等都要有一定的了解。

(三)重视科技创新。护坡是一种相对低技术含量的水利工程，如果大量引进采用国外产品，经济上极不合算。我国是一个治水历史悠久的国家，都江堰、灵渠，大运河等一批古代杰出水利工程都证明中国人具有无比的智慧。因此，我们要重视科技创新，充分调动水利科技工作者的积极性，开发出具有自主知识产权的新一代护坡产品。

(四)材料的创新是关键。河道堤防护坡工程建设耗废大量的块石、混凝土预制块或其他材料，其成本占工程总费用的比例大。因此，一定要重视护坡原材料、半成品生产的技术创新，加快开采、加工．运输各环节配套升级．制定既开放竞争、又保证规模生产的产业政策，将护坡工程技术发展的切入点定在半成品生产创新上。

(五)建设资源节约型护坡。受资源约束的矛盾日益突出，一些主要材料、能源、水、土地纷纷告缺，资源的利用和保护成为人民关注的焦点。1、重视可行性研究，减少硬化河道护坡。尽量避免河道混凝土护坡建后再拆，不如尽量少建或非工程措施解决，有些河段完全可以这样做。如：河岸凸凹不平，边坡土质抗冲刷能力强的河段·河岸滩较岸边坡平缓、植被生长良好的河段，士堤迎水坡在特大洪水年份也未发生浪坎等险情的河段。当然，硬化混凝土护坡对防洪来说是有利的，只有在工程措施和非工程措施上综合权衡利弊。对河道护坡工程进行科学、严谨的可行性研究，是实现资源节约的前提。2、开阔工程技术设计思路。采用何种形式的护坡来实现资源节约，仅从传统思想上进行优化创新这种可能性不大，必须开拓新的思路。首先，尽量减少可再生资源的使用量，其次考虑护坡的造价与使用年限。(1)尽量减少混凝土用量，优化采用天然石材，天然石材从经济及性能上看都具有优势。(2)提高预制混凝土构件的强度。强度提高了．可以阻止环境水的侵入，从而保证混凝土块的抗侵蚀性，增加了使用年限，使护坡的分摊成本小。

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土木工程中的边坡支护技术比较多，例举比较常见的边坡支护技术。如:《”锚杆支护，其在边坡支护中较为常见，利用水泥土墙做为辅助支护，有利于边坡的侧向稳定，锚杆支护在土木工程中，适用于高度低于6米的基坑，提供足够的支护力;(2)开槽施工，先根据边坡支护的情况，在基坑周围开挖内槽，利用内部支撑的方式，形成边坡的挡体，支挡土木工程边坡内的土体结构，由此保障边坡的稳定度;(3)土钉支护，此类边坡支护方式的稳定性较高，但是其对土木工程的环境有要求，只能适用在特性土质内，而且土质内的水位不能太高，在边坡基坑低于12米的工程内较为常见;(4)逆作拱墙，结合土木工程基坑的实际情况，设计拱墙支护，通过拱墙提供支护的能力，一般边坡支护中的逆作拱墙分为全封和局部两种，需根据边坡支护的需求确定拱墙类型。

二、土木工程中边坡支护技术的应用

土木工程中边坡支护技术的应用主要分为三项，支撑土木工程的边坡施工，对其做如下分析:

1、边坡支护方案

根据土木工程的需求，制定边坡支护的方案，保障其在土木工程中的顺利施工。以某土木工程为例，分析边坡支护技术的方案川。第一该工程采取土钉支护的方式，根据方案要求，在土钉支护的过程中，要保障支护的强度达到工程标准，方案中规定了土钉的深度，要求施工人员严格按照深度执行支护;第二标记成孔的位置和编号，便于边坡支护时识别;第三设计拉拔试验，检查土钉打入的效果，此部分需交由第三方完成，确保土钉具备充足的强度;第四规定注桨的比例，规范外加剂的用量，该工程方案中规定采用重力灌注的情况，适当情况下可以采取补桨处理。

2、基坑开挖

基坑开挖是土木工程边坡支护的重要环节，因为基坑开挖的过程中，导致土层或地质结构出现破坏，增加开挖的难度，尤其是在开挖后期，很容易出现变形、位移，所以基坑开挖中需要遵循分区原则，确保分区基坑平衡开挖后，才能进行下一分区的基坑作业izl。例如:某土木工程在基坑开挖中，开槽后立即进行支撑，支撑完成后紧接着进行开挖，而且还要遵循分区的原则，避免超过基坑原本的设计量，该工程基坑开挖到距离支护边坡约8米的时候，进行分段开挖，以25米为分段的标准，为提高基坑开挖的速度，该工程在分段基坑内选择了跳挖的方式。

3、地质监测

地质监测应用在边坡支护的整个过程中，主要是排除土木工程施工中的地质影响，保障土地工程处于稳定的状态，以免发生变形。边坡支护中的地质监测，稳定土木工程的施工环境，规避地质环境引发的风险，尤其是基坑施工部分，更是要强化地质监测，根据地质监测的数据，安排边坡支护的施工。边坡支护施工技术中的地质监测，起到良好的监控作用，施工人员观察测点的地质变化，对施工方案提出改进意见，以此来提升边坡支护的水平，促使其更加适应土木工程的环境。地质监测中能够约束边坡支护技术的应用，及时发现土木工程地质条件的临界值，准确控制边坡支护，以免土木工程的边坡结构受到地质影响。

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2边坡内支撑支护类型比选

目前现场排桩已基本施工完成。由于基坑四周均为待开发地块，尤其是东侧为地铁已确定开发用地，南侧为工商银行用地，使用锚索将对周边地块的开发造成严重障碍，所以建议本基坑支护结构下部采用排桩+内支撑体系。根据基坑的平面形状和目前施工现状，对以下3种内支撑体系的布置进行了比选。

2.1对撑+角撑布置体系

(1)优点：在环境保护要求较高的情况下，利于控制墙移。(2)缺点：①支撑混凝土用量较多。②核心筒范围内的立柱桩与工程桩冲突严重，影响核心筒施工效率和施工质量。③由于十字交叉桁架与核心筒平面位置重合，核心筒地下三层以上部分的结构必须等到整个地下室地下三层施工完成，混凝土支撑拆除后方可施工，对整个工期有制约作用。

2.2圆形环梁布置体系

(1)优点：①方便挖土和主体结构施工。②支撑混凝土用量较小。(2)缺点：①由于基坑南侧和东侧地势较高，北侧和西侧地势较低，虽采取了基坑上部放坡的措施，但仍存在一定的坑周荷载不均匀的情况，对支撑体系整体稳定不利。②须等到基坑的整个环梁体系施工完成后，方可进行大面积土方开挖。③对中间环梁的施工要求较高。（3）角撑布置体系:①优点：方便挖土和主体结构施工、施工方便。②缺点：与圆形环梁布置体系相比，混凝土用量较多。由于本项目工程进度和基坑安全都必须确保，而对撑+角撑布置体系对塔楼施工进度制约太大，因此不采用；圆形环梁布置体系不仅对土方开挖进度有一定制约，而且现场地势情况不利于该体系的整体稳定，因此亦不采用。综上分析，最终选择采取角撑布置体系。

3边坡支护技术优化

3.1支撑竖向布置

原设计排桩标高为13.0m，改为内支撑后，为避免混凝土支撑与主体结构下二层板冲突，将原设计排桩标高调高0.3m，即13.3m，经初步计算分析，基坑上部采用放坡，下部排桩+一道混凝土支撑。

3.2基坑止水帷幕

根据高压旋喷桩试桩取芯效果显示，砂砾层与岩层交界面芯样不是很理想，为了保证深基坑的止水效果，确保深基坑开挖的安全性，将外排高压旋喷桩改为三轴深层水泥搅拌桩，内排高压旋喷桩保留。

3.3坑中坑支护结构

坑中坑局部加深7.05m，加深段平面尺寸26.5mx23.184m。根据地层条件，并结合核心筒桩基承台的施工统一考虑，采用放坡开挖的方式。施工顺序要求：（1）放坡后，先施工深坑结构底板及侧墙。（2）然后在深坑侧墙外侧回填土，至桩基承台底。（3）最后施工桩基承台和大基坑底板。

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随着社会的发展和人类对河流开发力度的增大，河流的管理问题面临着多方面的挑战。一方面河流要发挥防洪、供水、灌溉、发电、航运、旅游等传统水利功能，另一方面要兼顾河流生态系统健康和可持续性的需求，实现水利功能和生态修复功能的统一，并在开发利用水资源与保护河流生态系统之间寻求相对平衡。目前河道治理主要解决的问题是河道渠道化，传统的护坡工程侧重于工程安全和人类单方面的需要，设计时往往采用不透水的硬质结构，对河流的环境效应和生态补偿重视不够。因此修复河流生态和优化河流管理是保障河流健康的先决条件。基于这一观点，从河流健康的理念出发。对河流的现状、发展及治理进行分析。

1 河道现状

1.1 河道管理现状

近年来，我国在河流管理方面，已采取了许多措施，但是仍有区域性的水污染严重、水资源紧缺、水生态退化、洪涝灾害等问题尚待解决．流域多头管理、职责不明、公众参与不足等现象仍然严重存在。虽然水利工程建设取得了很大成就，但也改变了原有河流生态系统的功能。其主要表现在河流干涸，水生态环境消失；河流功能降低，地表水和地下水污染加重。因此．基于环境变化及社会发展的需要，探讨河流治水方略，修复河流生态刻不容缓。

1.2 存在问题

大多数集镇、村庄、农田及交通等基础设施均零星分布在河道两侧。由于建设用地和耕地资源不足，占用河道水域的现象比较普遍。同时，早期河道的建设规划受历史因素的限制，河道行洪断面偏小，与集雨面积不成比例，甚至出现倒置现象。另外，由于历史上对水土保持工作缺乏足够的重视，造林育林力度不够，水土流失较为严重。此外，防洪堤、堰坝等河道建筑物大多建设年代久远．已运行了30—40年，甚至更长的时间，工程老化现象比较突出。

2 河道治理原则

河道是水生态环境的重要载体。河道治理首先是要利于生物的多样性，为水生、两栖动物栖息繁衍提供生存环境，这样既有利于保护河道水生态环境，又有利于提高河流的自净能力。论文参考，河道整治。除满足渲泄洪水要求外，还应尽量保持河道的自然特征及水流多样化。为此，河道的整治要从生态、经济、人文、社会效益等多方面考虑，既要修复自然河道的功能，又要满足人类依赖生存的要求。论文参考，河道整治。

2.1 平原河道治理原则

2.1.1 平原河道特点

平原河道纵向坡降较缓．横断面一般呈复式，河道较宽，阶地、河漫滩较发育，水深较浅。枯水期河道内水量很小或无水，洪水期河势变化剧烈，水流泥沙运动规律复杂，河床冲淤变化无常。近年来由于干旱少雨，河道径流量减少，河床、河滩裸露，有的河段行洪区域内栽植了大量树木及高杆作物，致使河道行洪断面缩窄．影响河道正常行洪。

2.1.2 平原河道治理原则

治理平原河道，要求既满足河道体系的防护标准．又利于河道系统恢复生态平衡。论文参考，河道整治。所以应根据岸坡稳定、正常行洪、表面异质、材质自然、内外透水、成本经济等原则进行。目的是在满足人类需求的同时，还要使工程结构对河流的生态系统冲击最小化，不仅对水流的流量、流速、冲淤平衡、环境外观等影响最小，而且要创造动物栖息及植物生长所需要的多样性空间。治理原则为宜宽则宽、宜弯则弯、宽窄交替、深潭与浅滩交错、急流缓流并存的多自然型河道。

2.1.3 生态护坡技术

平原河道护坡应尽量减少混凝土用量．优先采取自然的土质岸坡、自然缓坡、植树、植草、干砌块石等各种浅护坦．为水生植物生长、繁育及两栖动物栖息繁衍活动创造条件。土堤可采用植树、种草和生物袋等工程措施．以利于保护河道和生态环境的改善；为便于河道管理，防止河岸边坡耕作，可设置防护带，以确保堤防安全。常用的生态护坡形式有抛石护坡、混凝土预制件护坡铺砌、生态砖和鱼巢、土工织物袋、格宾网护砌等。河北省近年来河道常用的护坡形式为格宾网生态护坡和草皮护坡。从工程效果看，格宾网生态护坡优于草皮护坡，且观赏性强。从生态环保方面．格宾网生态护坡属生态环保型护坡，透水透气性好，一定时间后易于植物生长；又由于其柔性结构，故整体性较好．适应变形能力强．能满足河道较大流速对岸坡的冲刷，适应冻胀变形，不易破损，尤其适应北方寒冷地区，是理想的护坡材料。

2.2 山区河道治理原则

2.2.1 山区河道特点

山区河道纵向坡降陡．横断面一般呈“V”或“U”字型，阶地、河漫滩不发育。论文参考，河道整治。河道洪枯变幅大，枯水期流量小，河岸或河堤承受高水位压力时间短。山区河道集雨面积小，暴雨集中强度大，汇流时间短，水流速度快，挟沙能力和冲刷能力强，其推移质和悬移质多，危害性不容忽视。轻则河岸坍塌、淤塞河床，重则损毁耕地、摧毁城镇村庄，直接威胁人民群众的生命财产安全。

2.2.2 河道整治原则

山区河道治理中．要统筹上下游及整个流域相互关系，因地制宜，综合治理，并遵循自然规律，尽量发挥天然河道功能。所以在规划治理中。一方面在流域内采取水土保持措施，退耕还林，封山育林．拦截地面径流，减少泥沙进入河道。论文参考，河道整治。另一方面进行河道整治，采取上堵下排，修建堤防、护岸工程。上堵就是在河道上游修建一定的拦挡坝、沉沙库，拦截泥沙；下排就是疏导河道，清除阻水障碍，使河道畅通。论文参考，河道整治。其次在关键河段修建堤防护岸工程，约束水流，保护岸坡。堤身结构和型式应尽量采用当地的建筑材料。由于山区河流水土流失严重，推移质多，大部分河道内都有充足的卵石材料．可采用大块鹅卵石堆砌、干砌块石等护岸方式，使河道趋于自然形态。还应注意河道的生态平衡问题，充分遵循自然规律．不宜过多改变河道自然特性，尽量保护天然河道的作用。

3 水质改善及污染源的处理

在河道水质污染严重的地区，必须控制点源、面源污染，强调源头治理。通过河道清淤、水面保洁、控制进入河道的污染物总量，实行雨污分流排水体制，减少排入河流的污水量。改善末端治理，对于必须排出的污水，应逐河段进行总量控制(即功能区的水质目标确定后的河段最小环境容量)。必要时需进行深度处理。提出更严格的排放标准。对于易积累的有毒物质，要坚决制止排人河流。根据河流径流时空分布不均的特点和自净规律．合理规划排污口位置和排污时间，按实时水情调度．合理利用水体的环境容量，达到逐步改善水质的目的。

参考文献：

[1]郑可娜．河流健康状况评价及其枯河流管理中的应用[D]．北京：国家图书馆一博士论文库．2005．

[2]李宏伟，赵艳丽．宜阳县河道治理思路与措施[J]．T程建设与管理，2009，(9)．

[3]余国庆，朱雯，邱美娟，等．淳安县山区河道治理规划与设计探索[J]．水科学与工程技术，2008，(3)．

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本文主要针对具有生态环保功能的生态混凝土的配合比设计、强度、干湿交替作用下的耐久性、护坡构建和综合生态效应等方面进行了探讨和研究。在基本性能方面，本论文研究了生态混凝土在掺加矿物掺合料时，其强度随着掺合料掺量的变化规律。除此以外，还研究了掺加矿渣的生态混凝土处在干湿交替作用下的耐久性特点，进行了生态混凝土抗干湿交替性能的试验。在护坡构建中，还研究了植物必要的生长环境、生态护坡植物的选择以及生态护坡基质的选择。此外，本文最后研究了不同粗骨料的生态混凝土水质净化性能和污水处理的标准。

关键词：生态混凝土，干湿交替，生态护坡，强度，水质净化

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

第一章 绪论

1.1 研究背景

近年来，在水利工程建设中，人们逐渐意识到河堤护坡是河流生态系统的一个重要组成部分，它是河道水流生态系统向陆地生态系统过渡的一个通道。河道不仅仅具有防洪、航运等基本功能，还应具有生物栖息地和人文景观等功能。传统的浆砌石或混凝土河堤护坡虽然结构稳定，具有防止水流和波浪对岸坡基土的冲蚀和淘刷作用，但水体封闭在河道中，切断了水体和近岸陆地土壤之间各生态要素间的物质、能量及信息系统的有机联系，破坏了原有水陆交错带的生物群落。水生植物、水生动物不能正常生长而消失，生物多样性急剧下降，从而影响整个河流的生态环境。

此时就需要考虑发展能与自然协和共生的建筑材料来建造护坡。此护坡可保持水土，加固堤岸，又可维持甚至增加生物多样性并净化水质。这样，生态混凝土的概念就被引进了。生态混凝土又称环境友好型混凝土，又名亲环境混凝土，可以减轻环境负荷同时也与有机物相适应，它实质上是一种有着连续孔隙的多孔混凝土，水与空气能够很容易通过或存在于其连续通道内,能与生态环境相适应，可使水质得到净化。虽然与普通混凝土相比，它的强度和耐久性都有所不及，但是其有着极为广泛的应用前景，对人类社会的可持续发展有着深远的意义。

生态混凝土的净水功能主要由于它存在大量的孔隙，所以具有良好的透水与透气性。就目前国内外的研究现状来看，它的净水机理主要是物理作用、化学作用以及生态综合效应三个方面：

1．物理作用

多孔混凝土的孔隙率在5%～35%之间，并且连通孔占15%～30%，平均孔径为4～5 mm，并且孔隙弯弯曲曲，这就形成了很好的过滤材料，但是它的比表面积是远远小于如沸石、活性炭等良好的吸附净水材料。而且在实际应用中，我们可以想像到，它的孔隙会慢慢堵塞，从而丧失了过滤的功能。因此它通过物理作用来净水的效果是不会太明显的。

2．化学作用

大家都知道,我们经常使用石灰来净化水质,因为它不但可以调节pH,而且作为无机混凝剂可使污水中的悬浮物质絮凝沉淀,在澄清的同时也降低了水中污染物质的含量。混凝土组成材料中的水泥在水化过程中,以及混凝土浸泡在水中都会不断地溶蚀出Ca（OH）2, 从而起到净化作用。但是这会影响混凝土的耐久性，其碱性也会对生态植物产生影响。

3．生态综合效应

由于生态混凝土是多孔结构的，所以它就提供了适合微生物生长的生存环境。在其表面和内部有大量的细菌栖息繁衍,包括硝化菌、甲烷菌、脱氮菌等喜氧性和厌氧性细菌。而且多孔混凝土上形成的生物膜中生物种群较多,可以充分发挥生物膜的作用,降解水中的污染物质。另外水草等植物附着生长在生态混凝土上时，可以吸收水中的N、P等污染物质。

总之，生态混凝土在水中富集的微生物、动植物形成了一个综合的生态效应从而取得良好的水质净化效果，因此是我们研究的重点。

1.2 国内外研究现状

由于环境保护的需要，水土保持、水质净化和退化生态环境的修复和重建得到了世界各国的重视。人们试图通过多种途径解决保水、排水、保护水资源、保护生物的多样性等一系列包含复杂技术的生态环境保护问题。多孔混凝土是一种采用特殊工艺制备的含有连续空隙的混凝土，它既有一定的强度同时又具有透水性和透气性；多孔混凝土在水中富集的微生物、动植物形成了一个综合的生态效应从而取得良好的水质净化效果，在美国、日本、欧洲等国家得到了较为广泛的应用。

直到20世纪90年代美国、日本、欧洲等国家才开发使用生态混凝土这种新型的材料，尤其是日本在这方面做了深入细致的研究。日本大成建设技术研究所进行了连续四年的探索性研究，在1993年提出生态材料(environment conscious materials)概念的基础上, 日本混凝土工学协会在1994－1995年设立了“生态混凝土研究委员会”，1995年日本混凝土工学协会提出了生态混凝土(environmentally friendly concrete / eco-concrete )的概念。[1]

在生态混凝土的水质净化方面，文献报道日本近畿大学的玉井元治教授从90年初就开始进行多孔混凝土（POC）在自然水环境中生物附着和水质净化的可能性的研究。表明POC在自然水环境中会有大量不同的生物附着生长在其上面并具有水质净化的效果。[2]文献报道日本长崎大学于1994年起进行海水现场试验,将直径1m高0.5m的有孔试块10个一组地投入海中,并于1995年2月至1996年2月每月实测一次水质变化,发现生态混凝土有富集营养物质的功能. 另有文献报道,使用生态混凝土在公园内小河上建造净水渠(15m×2m×0.4m),水在其中停留1～3h可去除水中的BOD40%～50%,长时间停留可去除80%～90%。[3]日本德岛大学的水口裕之教授1997年在实验室建立了POC水质净化装置并开始研究多孔混凝土的空隙率，粗骨料粒径，孔隙直径对混凝土的强度，生物膜附着和水质净化效果的影响。发现空隙率20%～30%，粗骨料粒径5～20mm的混凝土（28天强度7.5～23MPa）在实验装置中浸泡30天，T-P除去率达60%，T-N去除率达50％。[4]林正浩和水口裕之教授通过在生态混凝土中添加高炉矿渣和沸石粉方法，研究其对多孔混凝土强度和水质净化的影响，取得了较好的成果。[5]日本宫崎大学中泽隆雄博士等也通过室内实验装置对POC的水质净化效果进行了研究，表明POC对废水的TOC、T-P、T-N的去除有明显的效果。[6]

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近年来，随着社会的发展与进步，社会各界对生态环境越来越重视，公路绿化作为生态建设的一部分，也越来越受到人们的关注。小冠花因其特有的生物学特性，特别适合作为公路护坡栽植，我国20世纪70年代从国外引进之后，在南京、山西、陕西、甘肃、北京等地栽培生长良好，近几年经过在东北地区试种后发现，小冠花在不需任何防护处理的情况下，可露地越冬并且生长正常、健壮，是东北地区新兴护坡地被植物。

1形态特征

小冠花（CornillaVariaL.）别名多变小冠花，属豆科小冠花属多年生草本植物。主根粗壮，侧根发达，呈放射状，横向走串，在地表下10cm处纵横交错分布，并生长出许多根糵芽，由此可形成新株，故可以用根进行无性繁殖。其主根和侧根上部长有形状不规则的根瘤；茎匍匐生长而枝端斜向上，有棱中空，质软而柔嫩，长90～150cm，草丛高度仅60～70cm；叶为奇数羽状复叶，互生；小叶9～25枚，全缘，长椭圆形或倒卵形；伞形花序，腋生，每花序由8～22朵小花呈环状紧密排列于花梗顶端，花冠蝶形，花初开时粉红色，以后渐变紫红色，开花期长；荚果细棒状，长2～4cm，每荚有3～12节，每节有种子1粒；种子细长，呈红褐色，种皮坚硬，腊质层厚，硬实率高，千粒重4.1kg。

2生物学特性

小冠花抗逆性强，抗旱、耐寒、耐瘠薄、耐盐碱，但不耐湿。该种根系发达，有很强的再生力和生活力，抗旱性强，在没有灌溉的条件下也能生长；但生长较慢。一旦雨季来临水分充足，生长立即加快，在适当灌溉条件下，生长繁茂。小冠花不耐湿，如受水淹，根部易腐烂死亡。小冠花萌发早，抗寒性强，对土壤要求不严，在中性或微碱性土壤上生长发育较好，在瘠薄土壤也能生长。其1年有2次明显的营养生长现象，第1次生长为头年潜伏在地下的越冬芽在早春萌发出土；第2次生长为第1次生长苗进入盛花期后，侧根上的不定芽再次萌发出土。多变小冠花发枝力很强，地上枝叶繁茂，单株覆盖度达4～6m2。

3护坡特点

公路边坡植被的主要目的是固土护坡，防止公路边坡被水冲毁，稳定公路路基，附带美化公路沿线景观环境。小冠花是一种生命力很强的根茎型多年生草本植物，抗干旱、贫瘠能力尤其显著，是坡地防护、绿化美化难得的优良品种。种植当年，地上部分即可形成致密的草层植被，当年实生苗单株草丛覆盖面积可达0.8～1.7m2，丛与丛之间茎蔓交织，枝叶繁茂，使整个地面全部覆盖，能阻止暴雨直接冲击地面，延续雨水渗透时间，阻滞地表径流形成，防止土壤结构遭到破坏，使地表层土壤形成不同深度的、牢固的稳定层，从而有效稳定土层，固定沟坡，阻挡冲刷和塌陷，起到保水、保土的作用。小冠花根系发达，串根性极强，在地下易形成庞大的根群网络，有利于固结土壤，提高土壤抗冲防蚀性能，从而有效保护路肩、边坡。特别是在陡坡和高填方路段栽植，对减少水土流失有明显的效果。

4其他用途

小冠花除了能进行公路护坡绿化外，还有很多用途。小冠花根系有很多根瘤，固氮能力很强，同时枝叶含氮3.1%、磷0.2%、钾3%，是很好的绿肥作物；种植小冠花后的土壤有机质和含氮量都显著增加，土壤理化形状也得到改善，能抑制杂草生长，也是果园、林地、沙荒等地的良好覆盖绿肥；小冠花茎叶柔嫩，营养丰富，是牲畜的优良饲草；另外，小冠花花期长，是一种良好的蜜源植物。

5繁殖技术

5.1种子直播法

5.1.1场地整理。由于小冠花种子细小，苗期生长较慢，因此应精心整地，去除树根、草根、石块等杂物；然后施入有机肥进行耕翻、细耙、整平。耕层深以25～30cm为宜，经整理后的地块应达到细致平坦、上松下实。

5.1.2种子处理。春夏秋均可播种。由于小冠花种子硬实率高达70%～80%，播种前应进行种子处理。可擦破种皮，也可用15%的硫酸浸种20～30min，然后用清水洗净再进行播种。

5.1.3播种方法。多采用撒播和条播法。将种子混入一定比例的细沙土进行播种，通常撒播用种量为22.5～30.0kg/hm2；条播行距30cm，用种量为15kg/hm2，覆土厚度皆为1～2cm，播后适当镇压。为保持床面湿润，利于出苗，可在床面上覆盖草帘，待出苗后陆续撤除。

5.2育苗移栽法

春天建好苗床浇足水，事先也要进行上述的种子处理，

然后播于苗床覆以粗砂或肥土，用塑料薄膜盖床保温保湿，待苗高15cm时移栽大地。阴雨天进行移栽缓苗效果好。

5.3分株繁殖

将生长多年的过密母株挖出，分成单株移栽，栽后压实土壤浇足水，成活率达90%以上。

5.4截根繁殖

4～5月或雨季把粗壮的根系挖出，截成15～20cm长的小段，每段带3～5芽埋入土中，覆土4～6cm，保持土壤一定湿度，15d左右即可发芽。

5.5枝条扦插

生长季节截取枝条中部20cm左右长的枝条，斜插于土中，浇透水，注意不能太湿，约20d生根发芽。

篇（7）

 

随着我国国民经济建设和公路交通事业的快速发展，公路等级越来越高，其通车里程越来越长。随之出现的是公路施工中的高大边坡的数量增多、规模扩大。但往往由于自然因素和人为因素的作用，路基边坡的崩塌、滑坡和剥落等损坏现象时有发生。因此，高等级公路路基边坡的施工及养护质量——防治与加固越来越多地引起公路施工、养护单位和管理部门的重视。 公路路基边坡的质量和状态能否持久而稳定、能否经得住各种因素的影响而不损坏，通常用边坡稳定性来评价。边坡的地质条件、水文条件、地形地貌和新构造运动等自然因素是对边坡稳定性起决定作用的关键因素，而地下采掘、开挖坡脚、人工削坡等人类的工程活动对边坡稳定性负有重大影响，路基边坡稳定性(或状态改变及损坏)是上述因素综合作用的反映，边坡稳定性和各种因素构成一个相互联系、相互影响的整体、其中任何一个因素的改变往往会诱导其它因素改变，进而引起边坡原有稳定状态发生改变。

1路基边坡损坏形式及特点

路基边坡在自然条件下的损坏，有多种形式和各自的特点。

1．1滑坡

部分岩(土)体在重力作用下沿着一定的软弱面(带)缓慢地、整体地向下移动，一般分蠕动变形、滑动破坏和渐趋稳定等三个阶段。

因下伏岩层压缩，边坡沿岩(土)体内较陡的结构面发生整体下坐(锚)位移，称为坐(错)落。组成边坡的岩(土)体常不发展为连续的滑动面，而顺着边坡方向发生塑性变形，则称为倾倒。

1．2崩塌

整体岩(土)块脱离母体、突然从较陡的边坡上崩落下来，并顺着边坡猛烈翻转、跳跃，最后堆积在坡底．称为崩塌。悬崖陡坡上的个别岩块突然下落，称为坠落的岩块或危石。，

1．3剥落

边坡表层岩(土)体长期遭受风化，在冲刷和重力作用下岩(土)屑(块)不断地沿着边坡滚落、堆积在坡底，即为剥落。

2、影响路基边坡稳定性的主要因素

影响路基边坡稳定性的因素包括地质条件、水文条件、新构造运动、地形地貌、自然气候和人类的工程活动等。

2．1地质条件

2．1．1岩(土)体的地质性质

岩(土)体的力学性质决定了边坡定性的丧失方式．如坚硬岩石边坡失稳以崩塌和结构面控制型失稳为主．而软弱岩石则以应力控制型失稳为主。岩(土)体的工程地质性能越好，边坡稳定性越高。

2．1．2地质构造

因地质构造关系到岩(土)体结构面的发育程度、规模、连通性、充填程度和充填物成分、以及结构面的产出状态对边坡稳定性的影响，因此在分析岩(土)体结构面对边坡稳定性的影响时，要充分注意岩(土)体结构面的产出状态与边坡面的相互关系，亦即结构面与边坡面的组合不同，边坡稳定性分为反倾稳定、顺倾稳定等不同形式。

2．2水文条件

“十个边坡九个水”形象地说明了边坡稳定性与地下水的活动关系。由于岩(土)体的力学性质受水的影响很大．地下水富集程度的提高不仅增大边体下滑力，而且降低软弱夹层和结构面的抗剪强度．导致滑动面的抗滑力减小。因此，治理边坡也往往是由于改善了水文(地质)条件而获得成功。论文参考网。

2．3新构造运动

新构造运动(地震)最容易引起边坡形态、产出状态及水文(地质)条件发生改变而导致边坡失稳，其原因是地震产生的水平地震附加力促使边坡的下滑力增大、滑动面的抗滑力减小。论文参考网。

2．4地形地貌

边坡的形态和规模等地貌因素对边坡稳定性的影响较为明显，即不利形态和规模的边坡往往在坡顶产生张应力，并引起坡顶出现裂缝；在坡底产生剪切应力而促成剪切破坏带，这些作用均极大地降低边坡的稳定性。此外，边坡面与地质结构面的不利组合还会导致边坡结构控制型失稳。

2．5自然气候

大气降雨是地下水的主要补给源．气候类型不同时大气降雨量也不同。因此在不同的地区．由于大气降雨量不同．即使其它条件相同，边坡稳定性也不相同。例如，暴雨或长期降雨以及融雪一方面降低岩(土)体的强度、增大孔隙水的压力，使边坡滑动面的抗滑能力降低，另一方面增大边坡下滑力，两者结合起来极大地降低了边坡的稳定性。

风化作用使岩(土)体的抗剪强度减弱．裂缝增加、扩大，影响边坡的形状和坡度。此外，沿裂缝风化时可以使岩(土)体脱落或沿边坡崩塌、堆积和滑移等。

2．6人类的工程活动

随着人类工程活动的次数频繁和规模扩大，对公路边坡稳定性的影响越来越显著，特别是不当的人类工程活动引起的边坡失稳事故经常发生。对边坡稳定性产生明显影响的人类工程活动包括削坡、坡顶加载、地下开挖等。

3、路基边坡的防护与加固

3．1边坡防护与加固的基本要求

1)根据当地气候环境、工程地质和施工材料等情况．因地制宜、就地取材，选用适当的工程类型或采取综合措施，以保证公路路基的稳定，并不要随意取消或减少必要的边坡防护工程措施。

2)在不良的气候和水文条件下，对粉砂、细砂与易于风化的岩(土)石边坡以及黄土类边坡，均宜在土石方施工后及时防护。

3)对于冲刷防护，一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱地段．在沿河路基边坡设砌石护坡、石笼和水泥混凝土预制板等，以抵抗水流的冲刷和淘刷。，

4)坡面防护一般不考虑边坡地层的侧压力．故要求防护的边坡有足够的稳定性。

5)对高而陡的防护构造物， 设计和施工时要设置便于检查、维修的安全设施。

3．2坡面防护

3．2．1 种草及铺草皮

种草和铺草皮防护适用于边坡稳定，坡面冲刷轻微．且宜于草类生长的土质路堤和路堑边坡，用以防止表面水土流失、固结表土、增强路基的稳定性。铺草皮的方法常用的有平铺草皮、平铺叠置草皮、方格式草皮和卵(片)石方格草皮等四种形式。

选用草籽应注意当地的土壤和气候条件，通常以容易生长、根部发达、叶茎低矮、枝叶茂密的多年生草种为宜，最好采用几种草籽混合种植，使之生成良好

的覆盖层。

3．2．2植树

在路基边坡上合理地植树，对于加固路基有良好的效果。也可和种草、铺草皮配合采用，使坡面形成良好的防护层。植树适用于土质边坡及严重风化的岩石边坡和裂隙粘土边坡，有利于及早成林，起到良好的防护作用。

植树的形式可以是带状或条形，也可以栽成连续式。植树防护除选用适合当地土壤和气候的树种外，还应注意保持树间合适的距离。

3．2．3抹面与捶面

易于风化的岩石(页岩、泥岩、泥灰岩和千枚岩等)软质岩层的路堑边坡防护，可用混合材料抹面。对易于冲刷的边坡和易风化岩石坡防护可用混合材料捶面。

抹面或捶面的边坡坡度不受限制，但不能承受荷载和土压力，故要求边坡必须是稳定的、坡面应该平整干煤。抹面用混合料有石灰炉渣混合灰浆、石灰炉渣三合土或四合土．以及水泥石灰砂浆等。捶面用混合料有水泥炉渣混合土、石灰炉渣三合土或四合土等。

为了防止抹面表面开裂、增强抗冲蚀能力，可在表面涂以软化点稍高于当地气温的沥青保护层。抹面和捶面防护工程应经常检查，发现裂缝、开裂或脱落应及时灌浆修补。

3．3冲刷防护

公路路基和边坡的冲刷防护技术设施包括护面墙、干砌片石、浆砌片石、水泥混凝土预制块和土工织物等。

3．3．1护面墙防护

为了覆盖各种软质岩层和较破碎岩石的挖方边坡，免受大气因素影响而修建的墙，称为护面墙。护面墙多用于风化的云母片岩、绿泥片岩、泥质页岩、千枚岩及其它风化严重的软质岩石，以防止继续风化。

护面墙有实体式、孔窗式、拱式和助式等。实体式护面墙用于一般土质及破碎岩石边坡：孔窗式护面墙用于坡度小于1:0.75的边坡，孔窗内可采用捶面(坡面干燥时)或干砌片石；拱式护面墙用于边坡下部岩石较完整而需要防护上部边坡或通过局部软弱地段；边坡岩层较完整且坡度较陡时可采用肋式护面墙。

护面墙除自重外，不承受其它荷载和墙后的压力。因此，护面墙所防护的挖方边坡陡度应符合极限稳定边坡的要求。

3．3．2干砌片石防护

较软的土质路基边坡因雨水冲刷会发生泥流、拉沟与小型溜坍，或有严重剥落的较质岩层边坡，周期性浸水的河滩等均可采用干砌片石防护。

单层干砌片石护坡的厚度一般为0.15m．双层铺砌护坡的上层为0.25～0.35m、下层为0.15-0.25m。铺砌层的底面应设垫层．其材料通常用碎、砾石或砂砾混合物等。

3．3．3浆砌片石防护

路基边坡小于1：1的土质或岩石边坡的坡面防护采用干砌片石不适宜或效果不好时，可采用浆砌片石护坡。若与浸水挡墙综合使用，以防护不同岩石和不同位置的边坡，可收到较好的效果。

浆砌片石护坡的厚度一般为0.2～0.5m，用于冲刷防护时根据水流速度大小或波浪大小确定，最小、厚度一般不小于0.35m。采用浆砌片石护坡时应在路堤沉实或压实后施工，以免因路堤的沉降而引起护坡的损坏。

3.3.4水泥混凝土预制块防护

在选择设计路基边坡冲刷防护类型时．有些地区缺乏片石、块石材料，此时可选择水泥混凝土预制块防护。它比浆砌片石防护能抵抗较大的水流速度和波浪的冲击(其容许水流速度在4～8m/S以上、容许波浪高度可在2m以上)，还能抵抗较强的冰压力。

水泥混凝土预制块可制成边长不小于1m、厚度大于6cm的方块，并配置一定的钢筋。为了减小水流或波浪对预制块的冲击与上浮力，在预制板块时可留出整排的孔眼。

3．3．5土工织物防护

土工织物是由高分子合成纤维制成的一种新型建筑材料．广泛应用于公路工程中的排水、过滤、分隔、加固和防护等。论文参考网。就防护而言，土工织物能减轻或分散传递到被保护材料上的应力和应变，或用于表面防护—设置在岩土上的土工织物，防止土体表面受到诸如气候、轻交通荷载等作用的损害，或用于界面防护一 设置在两层材料之间的土工织物，防止其中一种材料受到另一种材料的集中应力作用或承受更大应变而带来的损害。

用土工织物加固公路路基边坡时，应修建在承载能力较高的路基边坡上：首先在清理好的原地面上摊铺织物，靠着临时挡土横板倾倒填筑材料．并振动压实到层厚的一半。在此阶段，前面上半层铺放铺筑材料并把后面织物折叠过来．然后填完整层材料并压实。最后将临时活动模板安放在修筑层之上的前末端．开始修筑另一层。

使用土工织物加固公路路基边坡，施工方便、少占土地、节约投资．是一种具有发展前途的公路路基边坡技术。

参考文献

[1]程良奎.岩土加固实用技术地震出版社,1994.

[2]林宗元.岩土工程治理手册.辽宁科学技术出版社,1993.

[3]罗缵锦.路基边坡风化与防护.中南公路工程,1997,(4).

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1 概述

护坡工程是保证堤防安全的重要单元，也是堤防建设的重要内容。联锁型混凝土护坡是近年来出现的新型护坡形式，它由联锁型混凝土块面层、级配碎石滤水层、土工布反滤层、基土层等组成，是由一组尺寸、形状和重量一致的高强度混凝土预制块，通过独特的联锁设计，块与块之间相互连接而形成的联锁型矩阵。整个护坡系统设计充分考虑了各种水深、水流速度和风浪情况等水力条件下的边坡稳定，也能有效的防止水土流失。

联锁型混凝土护坡结合了传统刚性护坡与柔性护坡各自的优点，既具有刚性护坡稳定性好、抗冲能力强的特点，又具有柔性护坡适应位移和变形能力强、孔隙率高透水性好的特点。由于相邻的块体之间相互咬合，块与块之间具有较强的联锁性，可以有效地增加块体之间的连接力，使块体能够在高速水流的作用下保持结构的整体稳定性，从而降低了单个块体的稳定重量和尺寸，节约工程成本。另外，块体的形状与大小都适合人工铺设，施工简单、方便，新旧坡面都能用，大大节省后期维修费用。

同时，采用开孔联锁混凝土护坡不仅可增强视觉效果，更重要的是出于减少波生浮托力的考虑。理论分析计算和模型试验结果均表明，具有高渗透性的护面层有利于结构稳定，相同波要素条件下可减小护砌厚度。

2 开孔联锁混凝土护坡设计

2.1 护坡块体所受荷载分析

混凝土护坡块体在使用过程中受到的荷载包括：在静水中主要有重力（扣除浮力）、垫层对块体的支撑力以及块体和垫层间的摩擦力；动水中还受到波浪的作用力。此外，在内河航道中，岸坡受到船舶航行碰撞的影响也是导致护坡损坏的原因之一。

2.2 护坡块体在荷载作用下的破坏形式

块体在荷载作用下的破坏形式主要有两种：单块块体的破坏和护坡层的整体滑动。其中主要以第一种为主要破坏形式。

1）单块块体的破坏：当波浪作用下块体处于临界稳定状态时，砌块上表面受到波浪的压力、下表面受到垫层中水流的顶托力作用，此外还有重力、块体之间的支撑力和摩擦力、块体间的咬合等作用。当块体所受净浮托力大于块体重量及块体间摩擦和咬合力时，块体被托起，以至脱落失稳。由于联锁混凝土块体之间相互咬合，一块块体脱落后，极易引起其周围护坡块体的松动破坏，故有一块联锁块脱出时，即认为护面层遭到破坏。

2）护坡层的整体滑动破坏。滑动推力为块体净重力（除去浮力）沿斜坡方向的分量，其抗滑力为块体与其下层基础间的摩阻力以及坡脚结构的支撑力。因工程中常采取相应措施（如在堤脚做趾结构或将堤坡放缓）避免块体护面的滑动，故整体滑动破坏并不常见。

2.3 联锁混凝土护坡设计

2.3.1 块体的稳定重量验算

护坡块的设计计算中，常用美国的赫德森（Hudson）公式计算护坡块体的稳定重量：

式中，W为单个块体的稳定重量，为块体材料的重度，H为设计波高，K为块体稳定系数，为水的重度，为斜坡与水平面的夹角。其中Hudson无量纲稳定系数K的取值主要取决于块体形状、表面糙度、嵌固程度等因素，对混凝土板块可取3.0。

2.3.2 作用在护坡上的浪压力计算

护岸上的浪压力计算根据波浪形态主要分为两类。一类是入射到墙上的波浪受到反射，与入射波叠加后形成驻波；另一类是墙前的破碎波。目前常用的公式只限于线性驻波，至于破碎波方面的研究工作主要集中在实验研究方面，提出的公式尚属于经验公式范畴。

因其简单、便于计算，目前常用的浪压力计算公式为Sainflou公式：

该公式在相对水深 =0.135～0.20，波陡的范围内，具有相当好的精度。然而当较大时，往往给出偏大的波浪力；当 较小时又给出偏小的波浪力。因此我国港口工程规范中规定，在相对水深，波陡时，要根据工程经验引入修正系数K。

2.3.3 安全系数计算

用一个经过计算所得的数值“安全系数”表征在特定的水力条件和场地特征条件下单元的稳定性，该数值应大于所选取的允许安全系数值。设计中忽略以下影响：1. 块体间的摩擦力和绳索等的连接力；2. 若块体内或相邻块体之间的孔隙内种草，草根增加铺面系统与土基之间的连接力；3. 块体在坡道顶部锚固在土体内，以防止铺面系统沿着坡道或纵向滑动。以上几个对稳定有利的因素在设计中均不考虑，所以设计偏于安全。

根据护坡的适用条件、块体的结构等因素，选取对应的最小容许安全系数值通常在1.2～2.0之间。

设作用于混凝土块上的力为浮托力，拖曳力，和块体本身的浮重。块体稳定性取决于相对于质点的弯矩值。因此将约束力矩与倾覆力矩的比值定义为系统中单个块体的安全系数（ ）。

式中为在地基平面内的投影值；为各力的作用力臂；为块体运动方向与垂直方向的夹角；为块体运动方向与拖曳力的夹角。

3 工程应用

结合京杭运河山东段主航道自然岸坡土质、水流流态、通航特点等工程实际，进行了开孔联锁混凝土结构设计并铺装了试验段，其设计平面图见图1。其中，护坡坡度为1：2，护坡块体厚度为120mm。护坡混凝土强度等级C25，抗冻等级为F150。

根据计算分析，护坡单个块体安全系数为2.13，满足安全要求。

【参考文献】

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[3] 李西平. 加楞预制混凝土联锁块在鸭河口水库中的应用[J]. 人民黄河，2010，32（11）：96-97.

[4] 王俊杰，李艳萍，胡晓林. 混凝土连锁板块护坡设计[J]. 东北水利水电， 1995（1）：6-10.

[5] 吴美安，孙 勇，李启涛. 混凝土砌块护坡护面层稳定厚度的计算方法[J]. 人民黄河， 2006，28（1）：62-64.

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1　概　述

岩土边坡工程改变了自然边坡现状，会对当地的生态环境造成不利影响，在环境保护要求严格的今天，边坡工程增加生态环境保护的内容是非常重要甚至是强制性的。其中边坡植被防护作为岩土工程生态环境保护的重要部分，在国内得到了广泛的应用，并取得了良好的效果，且开始逐渐取代传统的圬工护坡。边坡植被防护工程主要有以下几类技术:①阶梯植被;②框格植被;③穴播或沟播;④喷播植草;⑤植生带;⑥绿化网;⑦土工网垫等。

本文将结合三峡库区地质灾害治理工程的经验，重点论述喷播植草防护技术在库区地质灾害治理工程中的应用。

2　喷播植草防护技术的特点

喷播植草是利用液态播种原理，将草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂和色素等按一定比例配水混合搅匀，通过机械加压后喷射到边坡坡面的防护技术。由于其施工简单、速度快，造价低且草籽成活率高，在国内外获得了广泛的应用。

3　喷播植草防护边坡的主要功能

喷播植草作为边坡防护措施，将极大地改善工程建设的生态环境，创造良好的经济、社会和环境效益。主要功能是对岩土边坡浅表层进行防护，通过对浅表层边坡的加固从而达到防止雨水冲刷、控制水土流失、保持边坡稳定的作用。

3.1　边坡加固作用

(1)深根的锚固作用。植物的垂直根系穿过坡体填土，锚固到深处较稳定的土层上，能起到锚杆的作用。乔本科、豆科植物在地下0.75~1.50 m深处有明显的土壤加强作用。

(2)浅根的加筋作用。植物根系在土中错综盘结，使边坡土体在其延伸范围内成为土与草根的复合材料，稳定边坡表层土体，起到护坡的作用。

3.2　植被的水文效应

(1)降低坡体孔隙水压力。植物通过吸收和蒸发边坡土体内的水分，降低土体内的孔隙水压力，从而提高了土体的抗剪强度，有利于边坡土体稳定。

(2)控制土壤侵蚀、保持水土。降雨是坡面冲刷的重要原因，降雨时植草对边坡有明显的保护作用，能有效降低地表径流的流速，从而抑制面蚀及沟蚀，减小边坡土体的流失。

3.3　改善和美化环境

植草可使被破坏的环境逐步恢复，并能促进有机物的降解，净化空气;植草形成的绿化带，与周边环境更协调，与自然更接近，起到改善和美化环境的作用。

4　三峡库区地质灾害治理工程特点及要求

(1)三峡库区在蓄水及运行过程中水位变化频繁，水位变幅大;

(2)受当地地形地质条件限制，沿江地质灾害治理区域大多土质贫瘠，有机质含量低;

(3)采用喷播植草防护的边坡坡比为1∶2~1∶

3.5，坡度能满足喷播植草的要求，无需采用网垫等其他额外加固措施;

(4)施工工期短，时间要求严格;

(5)要求边坡尽快形成抗冲刷能力;

(6)工程位于城镇，对景观、绿化要求高;

(7)成坪后不需要专门的养护，形成稳定生物群落并自然生长;

(8)边坡面积较大，应尽量降低成本，节约投资。

5　符合库区灾害治理工程特点的喷播方案针对库区灾害治理工程特点及要求，采用了以下的喷播方案。

(1)选用在三峡库区能广泛生长的草种。采用豆科和乔本科草种混播，提高耐贫瘠能力。根据库区地质灾害治理工程的特点及当地的气候条件，采用以小冠花为主，以中华结缕草、两耳草、紫花苜蓿等为辅的4种草种混播。

草种以小冠花为主是因为小冠花具有以下特点:①生长年限长，其寿命可达50 a以上;②根系发达，持久性强;③覆盖速度快，覆盖度大，每株当年覆盖面积平均0.7~0.9 m2;④绿色期长，枯草期短，在南方为四季常绿草种;⑤耐贫瘠、耐寒、耐高温、高抗病虫害;⑥水土保持效果显著;⑦对不同气候及土壤的适应性强。

由于小冠花耐水性较差，在水位变幅区降低小冠花草种的比例，相应增加其他辅助草种比例，以提高植草的耐水性。 转贴于

(2)增加黏合剂、木质纤维素、保水剂、复合肥等喷播材料用量，并覆盖无纺布，使草籽在喷播后立即在土壤表面形成较强的抗冲刷能力。三峡库区地质灾害治理工程较多采用土石方回填，边坡为碎石土质边坡，为确保草籽在初期能顺利成活并生长，增加了黏合剂、木质纤维素的用量以确保草籽在边坡上可稳定附着;增加保水剂、复合肥的用量以确保草籽在生长初期的养分及水分的充足供应。

(3)采用多草种混播，提高耐水性、增强抗病、抗虫害能力，有利于形成稳定的生物群落。

(4)在满足要求的前提下，优化配方，降低成本。

(5)在边坡满足喷播植草要求后立即施工，边坡清理与喷播植草同时进行，清理一块喷一块，力求在最短时间内完成，满足工期的要求。

6　喷播施工

6.1　施工所需设备、材料及人员组成

(1)喷播机:容器容量为50加仑;

(2)草籽:为中华结缕草、两耳草、紫花苜蓿、小冠花4种混播;

(3)添加剂:黏合剂、饱水剂、木质纤维素、复合肥;

(4)无纺布;

(5)便携式汽油泵及连接汽油泵与喷播机容器的水管;

(6)施工人员组成:清理边坡2人，喷播技工4人。

6.2　喷播工序及技术要求

喷播工序为:清理并平整边坡混合草籽并喷播铺盖无纺布养护。其中清理并平整边坡、混合草籽并喷播、铺盖无纺布3道工序可同时交叉进行，以缩短工期。

各工序技术要求如下。

(1)清理并平整边坡。在防护范围内要清除杂物，并对边坡进行平整，使边坡达到喷播的要求。根据喷播机喷播面积对坡面进行划分并做好标记，防止混喷及漏喷。

(2)混合草籽并喷播。将草籽及添加剂按一定比例配置好，依次加入并混合搅拌30 min，然后均匀喷至坡面，为保证喷播均匀，在坡面上先喷2/3的混合液，余下部分重新加满水后复喷一次至附着均匀即可。

(3)铺盖无纺布。覆盖无纺布是对喷播植草的初期养护，在草籽未萌发前可起到防冲刷、保水、保温的作用。无纺布应采用铁丝或竹钉固定，四边用土压好，防止风吹开。

(4)养护。在草籽萌发前期，应根据土壤湿度的变化多浇水，保证种子萌发所需水分，在种子发芽后，根据发芽情况适当浇水至其自然生长，形成稳定的生物群落。至此，养护工作基本完成，只需定期清除杂草即可。

7　工程效果及经济、社会效益

(1)由于施工机械化程度高，边坡的喷播植草可迅速完成，从而大大降低成本，仅为圬工护坡的10%~20%。

(2)喷播植草所用附加材料大多数为易分解材料，对环境无污染;且植草边坡与周围环境相融合，能美化城镇景观。这是传统圬工护坡所不及的。

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Abstract: Spur dike is hydraulic structures common channel, waterway regulation. In this paper, facing the function and layout simple spur from length, height, pick angle, dam type several parties are briefly introduced, for channel or fairway governance application of simple groin in construction do reference.

Key words: emergency project; spur dike; layout; application

中图分类号：TV42+1.1 文献标识码：A 文章编号：

坑塘村段是高州市“9.21”灾后重建项目曹江河水毁河道修复应急工程其中一个项目点，位于高州市大坡镇的坑塘村，曹江河坑塘支流河口段。在2010年“9.21”灾害中，河口段的原有护岸设施被冲毁。按照设计方案，分别在河口段干、支流左岸砌筑浆砌石挡墙支护。项目部在施工前场地勘察过程中，发现该段堤岸由沙质土构成，由于常年受干流来水冲击，以及干、支流河水于此处交汇，对堤岸淘刷明显，并已多处出现崩岸，对岸边的农耕活动造成威胁。经与当地村民咨询，核实该河口处堤岸在洪灾前就已出现多次损坏，为该段堤防建设的重点部位。为更好的提高修复治理效果，项目部根据以往施工经验，并结合工程实际，提出在河口段交汇处设置一单个简易丁坝的优化方案设想。

丁坝作为一种主要的导治结构物，在水利工程和公路工程中广泛使用。设置丁坝后可改变水流条件，消除和减缓水流对堤岸的直接破坏，同时可减轻堤岸近旁淤积，较好地解决水流对局部堤岸的损害，起到安全防护作用。根据丁坝坝顶高程与水位的关系划分，丁坝分为淹没丁坝和非淹没丁坝两种；根据丁坝坝轴线与水流方向的夹角划分，丁坝可分为上挑丁坝、正挑丁坝和下挑丁坝三种。丁坝的平面布置主要是指丁坝的长度、坝高、挑角以及丁坝间距等。

1、坝高的选择

由于缺乏施工段的详细水文观测资料，设计方案中使用了坑塘村在洪灾中的最大洪水位作为堤防修复的堤顶标高并综合安全超高50CM。根据这一设计要点，丁坝的坝顶高程按堤防的堤顶标高进行设置，正常洪水位下为非淹没丁坝。

2、坝头、迎水坡、背水坡坡度的选择

2.1、坝头处的线性和坡度，迎水坡、背水坡对坝头处冲刷深度有着一定影响。实际工程中，丁坝多为梯形体，床面以下多为直墙式。而为了施工方便，丁坝一般采用直的带半圆头的形式，头部尽量做圆滑，方便绕流和溢流，泄洪时亦可减少坝头冲刷深度，尽量保证丁坝的安全性。

2.2、西安公路交通大学(1993年)试验，采用了床面之上部分上下游和坝头边坡(1：m)都相同，床面之下部分为竖墙的模型，对边坡系数m为0.5、1.0、1.5、2.0的模型做了试验，结果表明m=0~1.0，坝头冲深减小8%；m=1.0~2.0，坝头冲深减小4%；m=0~2.0，坝头冲深共减小12%；m＞2.0，边坡增大，对冲深减小很不明显。因此，在丁坝坡度设计中，应结合当地水流变化，按下表建议值取值[1]：

表一 边坡坡度建议值

2.3、在本修复应急工程中普遍采用的格宾护坡形式（迎水面坡比1：2.5），在实际应用中取得较好的防护效果。

结合以上三点，最终将丁坝的截面设置成梯形，坝身用回填砂土填筑压实而成，迎水面、坝头为格宾护坡，坡度为1:2.5，背水面坡度为1:2；坡头为半圆形，设计半径为2m；坝根与整治堤岸线相接。

3、丁坝挑角的选择

丁坝挑角的大小不同，对水流结构、坝后回流区的大小、坝头冲刷深度和坝后淤沙效果均产生不同的影响。坝头冲刷深度的不同，在一定程度上影响了丁坝的安全性。

对于不漫水丁坝而言，下挑丁坝的水流较为自然顺畅，坝头冲刷较浅、效果较好；而上挑丁坝坝头对水流干扰较大、水流较为紊乱，并在上游出现立轴漩涡，坝头局部冲刷也较深，防护效果较差。根据试验表明，不漫水上挑丁坝的冲刷坑深度较下挑大33%左右，上挑丁坝冲刷坑最深点在坝根附近，下挑丁坝冲刷坑最深点出现在坝头附近[2]。

结合工程实际，如选择上挑丁坝，丁坝对支流一侧水流干扰太大，且同时背侧受干流倒灌水冲击，腹背受力，对丁坝的安全性极为不利。选择下挑丁坝，则可顺应干、支流来水，改变局部水流流向，起到一定的挑流作用，并将干、支流交汇点适当前移至坝头附近，减轻对坝根处堤岸的淘刷危害。由此，将丁坝确定为不漫水下挑丁坝，挑角在30°~60°之间，结合坝长的经济性、实用性、安全性再进一步进行选择。

4、坝长的选择

丁坝长度的选择主要依据其设置的作用。如果以防护为主，用以防止水流对堤岸的直接冲刷，它只改变局部水流方向，不改变主流方向，这时多采用较短的丁坝；如果以挑流为主，用以改变主流方向，使水流远离被保护的堤岸，这时多采用较长的丁坝。值得注意的是，长丁坝阻水面积过大，无论是漫顶还是非漫顶，坝头附近单宽流量急剧增加，水流紊动剧烈，不利于丁坝的安全，应该慎用。同时，长丁坝的使用，相应的工程量也随之增加。

C.T阿尔图宁等认为当丁坝在垂直于水流方向的投影长度与稳定河宽的比小于0.25~0.33时，为短丁坝，否则为长丁坝[3]。结合实际工程经验，建议不透水丁坝的长度（垂直于流向的投影长度）不应超过河槽宽度的15%[4]。基于丁坝的防护作用，及对丁坝安全性的考虑，采用短丁坝，丁坝有效长度（垂直于流向的投影长度）按河槽宽度的15%计取。本项目干流河宽约为90m，因此，丁坝有效长度为13.5m。如夹角确定，则可按下式求得丁坝的实际长度：

LP=L/sinθ公式1

式中：LP―丁坝实际长度，m；

L―丁坝有效长度，m；

θ ―丁坝挑角，（°）。

根据上文对挑角的选择范围，按下表可得各种挑角下本项目丁坝的实际长度。

表二 30°~60°范围内丁坝的实际长度

综合考虑丁坝的经济性、适用性与安全性，结合本工程河流流势的整治线，我们选择48°为丁坝的挑角，丁坝实际长度按18m取值。

5、丁坝的结构

本项目采用粘土心丁坝，用格宾石笼网砌筑2m宽、1m厚的齿墙作为护脚固基，坝头处护脚局部向外延伸1~2m，以防在坝头局部形成冲刷坑；迎水面及坝头为格宾石笼护坡，坡度1:2.5，坝头为半圆形，设计半径为2m；格宾护坡厚300mm，反滤层为碎石，厚100mm，护坡顶部砌筑浆砌石压顶；坝心采用回填砂土压实，回填砂土的相对密度不小于0.60。

本优化方案经监理、设计及建设单位审核，同意在本项目中实施施工。建成后经过一个水文年的考验，较好的减轻了干、支流交汇处水流频繁紊动而对堤岸造成的损坏，达到了治理的目标。

丁坝的布置多以经验法或分析法准则来确定，但因河流的多样性与复杂性，结果往往难以与实际情况相符。在应急工程施工中可以经验法对丁坝进行布置；若防护标准要求较高，关系较重大的丁坝，则需配合水工模拟试验，通过定床、动床试验结果、水力分析等方式，来确定所需丁坝布置的相关数据。

参考文献：

[1] 高冬光.桥位设计[M].北京：人民交通出版社.1998

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深基坑是指开挖深度超过5米（含5米）或地下室三层以上（含三层），或深度虽未超过5米，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。深基坑工程施工涉及土方的开挖、边坡支护、降水、地下管线、人防工程和周围建筑物的安全稳定等问题，是一项综合性很强的系统工程，有自身的特点。 二、深基坑工程的特点

（一）深基坑工程质量要求高

深基坑工程主要适用于高层建筑，有时候地下结构又会成为建筑的一部分，其质量是保证上部结构及整个建筑物结构安全的关键，所以，必须保证深基坑工程的质量。另一方面，由于深基坑工程施工时土方开挖量大，加上施工时护坡、降水和机械扰动，会破坏基坑及周围土体的原有应力，处理不当容易造成地基不均匀沉降。

（二）深基坑工程风险较大

深基坑工程施工周期一般较长，从土方开挖到完成回填，工作量大，涉及范围广、人员多，施工机械使用频繁，若是施工过程中再经历雨季及其他不利因素，发生质量和安全事故的可能性非常大，且事故的发生具有突发性，让人防不胜防。

（三）深基坑工程地域差异明显

不同地域的工程项目，工程地质和水文地质条件不同，地基中基坑工程差异性很大，即便是同一城市不同区域也有差异，因此，基坑工程的土方开挖、支护体系设计与降水等施工方案的制定都要因地制宜，不能简单照搬外地的经验。

（四）深基坑工程施工综合性要求高

要做好深基坑工程的施工，要综合考虑岩土工程，结构工程，土力学理论、测试技术、计算技术及施工技术等方面的综合知识。 （五）深基坑工程施工时间要求紧

深基坑工程必须在尽可能快的时间内完成，否则，出现问题的可能性就越大。在深基坑设计和施工中，要注意这一特性。因为深基坑施工中土体的稳定基本上是靠护坡措施来实现的，施工时间拖得越长，土体应力越大，发生流沙、管涌等情况的可能性也就越大，对护坡支撑系统的压力也就越大。 （六）深基坑工程具有较强的环境效应

深基坑土方的开挖，必将引起基坑及其周围地下水位变化和土体应力的改变，导致周围地基土体的变形，达到一定程度将对相邻建（构）筑物及地下管网产生影响。另外，大量土方开挖和运输时，所产生的噪声、粉尘等将会影响周边的居民生活和环境。 三、深基坑工程施工常见问题

由于上述特点的影响，深基坑施工时经常会发生一些问题，特别是在施工开挖过程中不能根据项目实际地质状况和水文条件情况进行分析，就有可能发生基坑位移、管涌、渗漏、水土流失和建筑物沉降，甚至是土方坍塌、结构倾覆事故，造成邻近建筑（构）物不均匀沉降，结构开裂，周围市政道路地下管网运转困难，致使工程施工进度拖延，投资失控。

在深基坑施工过程中，必须做好充分的准备，采取有效的措施防止这些问题的产生。 四、深基坑施工应采取的预防措施

（一）注意收集施工现场相关资料，熟悉现场状况

在深基坑施工前要收集相关资料，主要包括施工区域内建筑地基的工程地质勘察报告；基础结构施工图；基坑及邻近地区地下管线资料；邻近的原有建（构）筑物的结构、基础情况。对这些资料进行收集和整理，为施工方案的制定和相关措施的采取提供第一手资料，保证施工方案的科学合理。

（二）专项施工方案的制定

深基坑工程施工会涉及到土方开挖、基坑支护和降水等分项工程，在深基坑施工前必须编制这些分项工程的专项施工方案，并附具安全验算结果，经施工单位技术负责人、总监理工程师签字后实施，由专职安全生产管理人员进行现场监督。当达到一定规模时，施工单位还应当组织专家对专项施工方案进行论证、审查。

（三）合理确定土方开挖顺序

挖土顺序不当会引起土体应力失衡，土体产生位移，可能导致土方坍塌。局部超挖，容易形成周围土体的应力集中，可能导致支护结构破坏，严重时也会造成土方塌陷。因此，深基坑土方开挖时，应综合考虑现场地质和水文状况，制定科学合理的土方开挖方案，合理确定土方开挖顺序和每层的开挖厚度，先撑后挖，严禁超挖。

（四）选择恰当的土方支护结构

土方开挖时，为了保证边坡的稳定，减小土方机械扰动的影响，需要对基坑边坡进行支护，护坡形式有土钉墙，锚杆桩、水泥搅拌桩、高压施喷桩等，还有钢筋砼排桩、地下连续墙等，各种支护结构有各自的适用条件，要根据工程地质及水文地质条件，综合考虑工程性质、规模、施工能力及技术特点等，选择既能保证土方边坡稳定，技术熟练工程造价又相对较低的护坡形式。

（五）正确制定排降水方案

基坑排降水方法很多，诸如明沟排水、井点降水、管井井点、喷射井点降水等，要根据地质勘查报告，综合考虑土体渗透系数、降水深度要求、土体含水量及施工单位自身技术水平确定切实可行的降排水方案。