生态混凝土在河道护坡中的应用探究

赵堃

(润盛建设集团有限公司,江苏 南京 211300)

河道生态工程系统修复是保证我国生物多样性的重要内容,常规的钢筋混凝土护坡以及挡墙已经无法满足现阶段生态建设需求,加强生态混凝土在河道护坡中的应用既可以提高河道生态建设稳定性同时还可以保证河道内生物多样性。在开展生态混凝土应用过程中需要通过多方面综合考虑,明确生态混凝土选内容以及依据实际的施工环境,选择施工工艺,做好坡脚以及格构梁施工,保证植被混凝土的材料配比科学,提升生态混凝土在河道中的应用价值。

生态混凝土简称植被混凝土,又名植被混凝土、植生混凝土、绿化混凝土、生态反滤植生混凝土等,是一种既保留混凝土强度以及特性同时又具备生态保护价值的,改善生态环境以及生态功能的混凝土,生态混凝土具有多种类型,总结几种常见生态混凝土类型。

(1)孔洞型植物混凝土,该混凝土主要是将凝胶剂与粗骨料进行搅拌,进而使其形成具有规律孔隙的混凝土,完成施工后将生长植物根系放置植物内部,这样可以使植物根系逐渐生长,简单原理就是营造植物种子可生长混凝土环境,既满足混凝土特点又起到绿色生态建设功能[1]。

(2)生物基生态混凝土,这种混凝土对粗骨料进行改良,利用多功能性添加剂制作而成,其中具有一定的土壤,花草籽以及有机肥料,可有效降低水泥使用量,并且保证其具有通透性,既可以保证河道护坡具有良好的防洪抗冲刷特点,同时更加利于植物群落生长,形成河道护坡微生物生态链。

(3)植被生态混凝土,这种混凝土使用沙壤土完全替代粗骨料,这样可以有效节约建筑材料同时实现固水固土情况,可有效提升河道护坡的稳定性,为生物多样性发展奠定基础,而且其中融入水泥胶合料,对于混凝土强度起到重要保障,而后采取护角隔沟梁以及相应辅助工程,进一步提高河道护坡的抗冲刷能力。生态混凝土铺设见图1,生态混凝土绿化景观见图2。

图2 生态混凝土绿化景观

生态混凝土在河道护坡中使用具有诸多优势,通过上述几种生态混凝土讲解不同生态混凝土在应用过程中其优势体现不同。

(1)提高河道护坡抗冲刷能力,这种情况下孔洞混凝土往往应用优势高于生物基混凝土,同时更加高于植被混凝土,主要是由于孔洞混凝土在粗骨料与凝胶剂混合过程中形成的规律性孔隙可以满足植物生长需求,使植物根系可以透过缝隙逐渐进入混凝土下层,为植物的生长奠定基础。

(2)提高生态混凝土应用能源消耗,这种情况下植被混凝土的应用远高于生物基混凝土以及混凝土,植被混凝土河道护坡应用中减少对矿石资源的开采以及消耗,融入有机物质,以此减少对能源的消耗。

(3)生态生存条件,这种情况下生物基混凝土和植被混凝土两者之间具有一定相似性。

(4)应用经济性作用。植被混凝土在应用过程中其经济效益远大于生物基混凝土以及孔洞混凝土。通过上述混凝土应用优势分析发现河道护坡施工中应用生态混凝土具有诸多优势,在实际的施工过程中需要充分结合区域特点,并且做好相关的资源调查以及地形地貌调查,只有这样才能保证在河道护坡中生态混凝土应用更加具有功能性价值、经济性价值、生态性价值,提高河道护坡整体使用安全性,保证其生态效益与经济效益共同发展。

3.1 工程概况

建邺区中部地区奥体北河、红旗河、红旗北河-向阳河连通管清淤工程位于南京市建邺区奥体北河、红旗河、红旗北河—向阳河。主要建设内容:奥体北河采用水力冲挖清淤,清淤量约13041m3。红旗河采用水力冲挖清淤,暗涵段辅以人工清淤,清淤量约24178m3。红旗北河—向阳河连通管主要采用人工清淤,清淤量约2016m3。以上总清淤量约39235m3,清淤过程中对不稳定驳岸实施修复加固,本次清疏主要涉及3 个段落,包括1 段河道连通管和2 条现状河道,如表1 所示。

表1 1 段河道连通管和2 条现状河道

根据现场调查,红旗河及奥体北河两岸驳岸挡墙暂无明显缺陷,河道驳岸及挡墙现状基本完好。故本次清淤过程中主要注意对现状驳岸及挡墙的保护,对局部存在问题的或造成破坏的驳岸挡墙进行修复还原。

3.2 具体的施工工艺流程

河道护坡修复以及改善过程中需要重视生态混凝土的应用,在生态混凝土应用前需要加强施工工艺研究,施工工艺过程中需注意以下9 点:①需要重视对岸坡基础处理;
②依据施工需求进行格构梁施工,保证施工后河道护坡坡面平整;
③施工过程中需要通过放线挂坡面防护网;
④做好加固锚筋施工并固定锚定;
⑤做好固定网片绑扎工作;
⑥喷射不含种子的植被混凝土基材料;
⑦喷射还有植物种子的植被混凝土;
⑧做好生态混凝土应用后的无纺布覆盖;
⑨有效开展河道护坡后期养护工作。

3.3 坡脚处理

南京地处中纬度的大陆东岸,属于亚热带气候,四季分明,春季气温逐渐升高,降水比冬季明显增加,天气过程多变。夏季的降水量为最多,约占年降水量的45%左右,一般6—7 月为梅雨期,8—9 月多台风影响,而且地貌特征属于长江漫滩地貌单元,受到自然环境以及地域的影响,必须要保证河道护坡的抗冲刷性,又需要保证河道护坡的生物多样性,需要做好坡脚处理,整个处理过程中针对坡脚材料选择主要利用抛石护脚以及预制混凝土生态种植箱进行处理,在处理过程中需要对生态种植箱的规格数据进行要求,长度、宽度、高度分别为1500mm、1000mm、1000mm,相邻生物种植箱之间利用插槽孔插销进行衔接,在箱内完成植物种植,这样既可以保证坡脚的功能性,同时还可以保证结构的稳定性,提升坡脚抗冲刷能力[2]。

3.4 格构梁施工以及坡面修整

格构梁施工过程中利用C30 将连续长岸坡分割为多个方块,有效改善河道护坡到自身稳定性,同时更加提高了河道护坡修复过程中的生物多样性水平,将完整的河道护坡划分为多个独立区域,分别在不同区域内开展生态混凝土干预,这样如果发生重大自然灾害,可以从整体上提高河道护坡的稳定性,减少坡面剥落以及预防生态混凝土干缩。而开展坡面修整过程中主要是针对河道护坡上的垃圾进行清理,这样可有效提高生物混凝土的生态性,使植物可以正常生长。在坡面修整过程中主要针对地面以上植物进行清除,不需要对植物下的根进行挖除,同时还需要做好河道护坡表面的浮土处理,这样更加有利于开展河道护坡的修复工作。

3.5 锚钉及钢网片的安装

锚钉通常可以分为两种第1 种为抗滑土钉,这部分锚钉在安装过程中需要采用特制的钢筋进行施工,并且控制长度在1100mm,首排抗滑土钉需要在河道的坡顶进行施工。第2 种为限位锚钉,在及安装过程中需要注重钉子留在外面的距离,以30mm 为主,这样当河道护坡采用生态混凝土修复后,可以通过植被混凝土将其覆盖。钢网片在安装过程中需要依据施工环境以及河道坡度大小进行选择,由于此次工程中受到特殊天气影响易出现实际情况因此刚往下选择,主要以镀锌铁丝网为主60mm×60mm,将其与河道坡面紧紧贴在一起利用混凝土垫块,网面和河道坡面控制距离在30mm 左右。

3.6 生态混凝土材料配比应用

此次工程中采用的生态混凝土主要以植被混凝土为主,植被混凝土的主要材料包括种植土、普通硅酸盐水泥、无纺布、有机肥、生境基改良剂、混合草灌种子、水等。种植土处理过程中需要保证其含砂率≤20%,控制pH 为6.5~7.5,保证土壤稀疏,加强对种植土粉碎筛选而后进行晾晒保存。水泥主要采用P.O42.5 普通硅酸盐水泥,保证水泥质量合格。生境基改良剂使用的主要目的是针对混凝土生物特性以及物理化学特性进行改善,提高孔隙的过滤以及通透性,为植物生长保持充足养分。针对草籽选择严格按照《禾本科草种子质量分级》(GB 6142—2008)相关内容要求。具体材料配比见表2。

表2 植被混凝土材料具体数据

具体的植被混凝土河道护坡应用方法主要分为基层喷射以及面层喷射。基层喷射过程中需要针对河道护坡表面垃圾进行清除,同时保证坡面具有良好的湿度,通过调节水灰比控制施工顺序,先送风,后开机,再给料,喷射过程中需要注重喷嘴和河道坡面的距离控制在600~1000mm,以“S”型喷射前进。层面喷射需要重视基层喷射间距离,保证科学撒匀草籽。完成河道护坡修复后需要覆盖无纺布,并且定期进行养护,以此保证河道护坡的生态建设。

河道护坡生态混凝土施工作为复杂性施工,需要严格按照施工规范进行操作,做好施工各阶段的准备工作:①施工前准备。施工前需要建立工程项目的管理机构,并且设立现场项目部,选择精干施工队伍,建立健全的完善管理体系以及相关的岗位职责,做好施工人员以及技术人员的培训工作,使施工质量得到保障。②技术准备。熟悉施工图纸和有关技术材料,做好施工组织设计以及施工方案,质量安全控制预案,做好技术交底以及技术复核工作。③综合性分析,由于此次施工范围较广,因此在施工过程中需要充分做好交通管理,减少施工,对附近居民生活产生的影响,在施工过程中控制扬尘[3]。

综上所述,河道护坡适合到抵抗外界风险的重要组成部分,在河道护坡修复过程中需要充分重视生态混凝土技术的应用,不断提高河道护坡的抗冲刷性,同时提升其生态价值。笔者以建邺区中部地区奥体北河、红旗河、红旗北河—向阳河连通管清淤工程中的河道护坡修复为例,分析生态混凝土的种类以及使用优势,并且针对生态混凝土在河道护坡中具体应用工艺进行分析,旨在提升河道护坡功能性与生态型,为我国生态文明建设奠定基础。

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