護坡技術論文大全11篇

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引言

路基邊坡的防護型式根據氣候、水文、地形、環境保護和美化綠化等方面考慮,為了使運營環境舒適、美觀,盡量近于自然環境,現在越來越多的施工項目邊坡防護采用噴植混凝土植草型式。采用噴植混凝土又叫客土噴播植草,是一種全新的生物邊坡防護措施,它的特點是在巖石上能為植物創造生長條件,恢復了因工程施工而破壞的生態系統,制造與自然表土相近的生長基礎,培育出穩固邊坡和與周邊環境和諧的植物,有效恢復生態,并形成可粗放管理的優美植物群落。突破了以往植物防護必須以土質邊坡為前提的概念,充分體現了現代環保意識,于環境、自然、工程等各方面來說是一種較為理想的防護手段。

1采用噴植混凝土防護巖石邊坡的機理

常用的邊坡防護大致可分為工程和植物兩種方法。工程防護方法包括圬工護坡、骨架、擋墻柵欄、錨索、噴混凝土等傳統工程防護方式;植物防護方法是在邊坡較為穩固的基礎上采用植樹種草的辦法作為防止雨水沖刷,控制表土流失的措施。隨著對環境保護的重視,工程防護與植物防護相結合并盡可能多的使用植物防護已是大勢所趨。

巖石邊坡一般是穩定的,經過工程加固的邊坡其穩定性更有保障,但的巖石不僅影響景觀,破壞了環境,而且長時間的會導致風化嚴重甚至邊坡失穩。噴植混凝土邊坡防護技術是針對以往巖石坡而無法綠化的狀況而研制開發的,原理是用高次團粒劑使客土形成密實結構,植物纖維在其中起到類似植物根莖的網絡作用,造就具有耐降雨沖刷、牢固且透氣、與自然表土相近的生長基礎。噴植混凝土主要用于巖石坡面和硬質噴植土地等綠化困難的地帶,使其得以恢復自然生態保護環境和景觀美化為目的的綠化成為可能。巖石坡而施以錨桿掛網的工程措施后,輔以噴植混凝土將起到較為理想防護目的,是巖石邊坡較為完美的防護方法。

2巖石路塹邊坡防護設計

巖石路塹主要為極嚴重風化的粉砂巖,塹坡最深達21m,路塹下部為漿砌片石擋土墻,上部為錨桿掛網和噴植混凝土。

錨桿采用螺紋鋼筋,直徑為16mm,外端設長5cm的直彎頭,錨桿間距為1×lm,正方形排列,錨桿錨固深度一般為lm。兩側鐵絲網邊緣加設封閉錨桿,封閉錨桿的間距和深度為0.5m。錨桿采用砂漿錨固,鐵絲網采用鍍鋅鐵絲,其直徑不小于2.6cm,網眼為8×13cm。鐵絲網與錨桿在端頭部緊緊連接,鐵絲網一般距坡面2.5cm呈張緊繃平狀態。將噴植混凝土的原料(植生混合料)用噴漿機噴布在邊坡網面上形成噴植混凝土。養護工作應于噴植完成后即日開始,為期六個月。養護期間應隨時注意植物生長和天氣情況,做必要的加水濕潤和養份追加。原則上每兩個月施肥一次,使用復合肥料,六個月后植被的覆蓋率應達到90%以上。

3噴植混凝土基材原料的主要成份及其作用

噴植混凝土基材的主要成份有活性黏性種植土,有機肥料、木質纖維、鋸木屑、粗顆粒河砂、水泥和高分子外加劑等。

3.1種植土和有機肥

它是供植物生長的土壤和養料,是植物生長的基礎物質,天然、無菌、綠色、通氣、排水、保水,含有很高的有機質,腐蝕酸及營養成份,可作為長效緩釋肥材質。

3.2木質纖維

它是綠化基材與坡面鐵絲網前期連接物質,待草本植物的根系扎入巖石縫隙后,其連接作用失效。可選用造紙廠的紙漿為木纖維的代用材料時,注意可能有以下弊病:紙漿中可能含有對草種萌芽有害的物質,如PH值過大;纖維過于纖細,易造成噴播層交織性不好,并會產生板結現象;吸水包水性能變差,且在發干后產生“結殼”現象;另外紙漿因含水率大,給供應、包裝、運輸和施工帶來諸多麻煩。

3.3鋸木屑

它在基材中可保水,減輕基材的單位重量,增大基材的內摩擦角,從而減小坡面基材的下滑力。與木質纖維共同作用,使綠化基材穩定在巖石坡面上,它和木質纖維腐蝕后又是良好的肥料。

3.4粗顆粒河砂

它在綠化基材中是一種疏松劑,能有效阻止綠化基材板結,使噴植混凝土牢固、透氣、有利于植物生長。

3.5高分子外加劑

為使綠化基材在巖石坡面上保持水土,降低水份的蒸發量,在拌制和噴射基材時還要加入適量的高分子外加劑。它是一種高分子有機聚合物,粉末狀,它不僅吸水率大,而且在溶水后會變成極光滑且粘稠的物質。它與其他基材材料混合后形成非常均勻的糊狀稠化物,有利于噴播施工。噴播后會在巖石坡面形成性能良好的保水、牢固透氣、松軟的“混凝土”,高分子外加劑摻量的多少取決于巖石邊坡的坡度,坡度越大,用量相應增大。

4護坡基材與巖石坡結合機理

4.1坡面鐵絲網

穩定的巖石地坡鐵絲網靠錨桿固定在坡面上,不穩定的巖石邊坡靠錨桿〈或錨索〉穩定坡面后再與坡面鐵絲連為一個整體,坡面鐵絲網是噴植混凝土綠化基材與巖石邊坡前期相結合的不可缺少的材料。采用18號鐵絲編制呈網眼為8—13cm的菱形。網眼過大會增加鐵絲網單位面積的負荷,使鐵絲網變形,對距鐵絲網較遠的基材起不到固定作用,在基材重力作用下還會產生局部溜塌;網眼過小,其基材在噴射時不易穿透鐵絲網,基材與巖石邊坡不能有效地密貼在一起,形成一個空面,不利于植被生長和邊坡地穩定。

4.2基材地穩定機理

基材中地黏土和木質纖維是基材在邊坡上穩定的主要材料。當基材噴射到坡面上,其木質纖維一頭絞在坡面鐵絲網上,另一頭粘在基材中;黏土則粘在巖石和鐵絲網上。當木質纖維在基材中腐爛時,完成了自身在基材中的連接筋的作用,取而代之的是根系發達的草本植物的根系網,它將坡面上綠色的草、后層基材和巖石表層緊緊地連在了一起。

5混合草種

在噴植混凝土護坡地基材中主要選用適應溫度變化地混合草種,具備較強地生命力,能在不同季節繁殖且根系發達、葉莖低矮。主要有狗牙根、白喜草、高羊毛等。(1)草種的用量:摻入每平方米草種2—3kg;(2)草種的預處理:草種直接混入基材,發芽極其困難。為提高其發芽率,采用化學藥物催芽方法預處理。具體方法為:配置0.5%的氫氧化鈉溶液,將草種放到已配置好的溶液中浸泡24h。浸泡過程中常用木棍拌和,撈出后用清水沖洗干凈,然后再用清水浸泡6—8h,撈出略曬干即可拌入綠化基材。(3)草種發芽生長的前期養護:當拌有混合草種的基材噴射到巖石坡面上,就要注意草種發芽生長的前期養護工作,養護的主要工具是高壓噴霧器,它使養護水霧化后均勻地濕潤在坡面基材上。在養護過程中,要注意控制好噴頭與坡面地距離和移動速度,保證無高壓射流水沖擊坡面形成徑流,沖走綠化基材及草種。前期養護每天早晚各噴一次,以后逐漸減少,養護時間為六個月。如果噴射植被護坡是在夏秋之交施工,天氣熱、太陽大、雨水少,為了保證草種的成活,采用覆蓋無紡布,主要起到防雨水沖刷,旱季及冬季保溫保濕、隔熱防曬,透氣通風之功能。當拌有混合草種的基材噴射到坡面上,立即覆蓋無紡布,無紡布與坡面的距離控制在0.1—0.5m,接頭處重疊15cm,并按程序加強養護。

6工藝流程

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土木工程中的邊坡支護技術比較多，例舉比較常見的邊坡支護技術。如:《”錨桿支護，其在邊坡支護中較為常見，利用水泥土墻做為輔助支護，有利于邊坡的側向穩定，錨桿支護在土木工程中，適用于高度低于6米的基坑，提供足夠的支護力;(2)開槽施工，先根據邊坡支護的情況，在基坑周圍開挖內槽，利用內部支撐的方式，形成邊坡的擋體，支擋土木工程邊坡內的土體結構，由此保障邊坡的穩定度;(3)土釘支護，此類邊坡支護方式的穩定性較高，但是其對土木工程的環境有要求，只能適用在特性土質內，而且土質內的水位不能太高，在邊坡基坑低于12米的工程內較為常見;(4)逆作拱墻，結合土木工程基坑的實際情況，設計拱墻支護，通過拱墻提供支護的能力，一般邊坡支護中的逆作拱墻分為全封和局部兩種，需根據邊坡支護的需求確定拱墻類型。

二、土木工程中邊坡支護技術的應用

土木工程中邊坡支護技術的應用主要分為三項，支撐土木工程的邊坡施工，對其做如下分析:

1、邊坡支護方案

根據土木工程的需求，制定邊坡支護的方案，保障其在土木工程中的順利施工。以某土木工程為例，分析邊坡支護技術的方案川。第一該工程采取土釘支護的方式，根據方案要求，在土釘支護的過程中，要保障支護的強度達到工程標準，方案中規定了土釘的深度，要求施工人員嚴格按照深度執行支護;第二標記成孔的位置和編號，便于邊坡支護時識別;第三設計拉拔試驗，檢查土釘打入的效果，此部分需交由第三方完成，確保土釘具備充足的強度;第四規定注槳的比例，規范外加劑的用量，該工程方案中規定采用重力灌注的情況，適當情況下可以采取補槳處理。

2、基坑開挖

基坑開挖是土木工程邊坡支護的重要環節，因為基坑開挖的過程中，導致土層或地質結構出現破壞，增加開挖的難度，尤其是在開挖后期，很容易出現變形、位移，所以基坑開挖中需要遵循分區原則，確保分區基坑平衡開挖后，才能進行下一分區的基坑作業izl。例如:某土木工程在基坑開挖中，開槽后立即進行支撐，支撐完成后緊接著進行開挖，而且還要遵循分區的原則，避免超過基坑原本的設計量，該工程基坑開挖到距離支護邊坡約8米的時候，進行分段開挖，以25米為分段的標準，為提高基坑開挖的速度，該工程在分段基坑內選擇了跳挖的方式。

3、地質監測

地質監測應用在邊坡支護的整個過程中，主要是排除土木工程施工中的地質影響，保障土地工程處于穩定的狀態，以免發生變形。邊坡支護中的地質監測，穩定土木工程的施工環境，規避地質環境引發的風險，尤其是基坑施工部分，更是要強化地質監測，根據地質監測的數據，安排邊坡支護的施工。邊坡支護施工技術中的地質監測，起到良好的監控作用，施工人員觀察測點的地質變化，對施工方案提出改進意見，以此來提升邊坡支護的水平，促使其更加適應土木工程的環境。地質監測中能夠約束邊坡支護技術的應用，及時發現土木工程地質條件的臨界值，準確控制邊坡支護，以免土木工程的邊坡結構受到地質影響。

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2邊坡內支撐支護類型比選

目前現場排樁已基本施工完成。由于基坑四周均為待開發地塊，尤其是東側為地鐵已確定開發用地，南側為工商銀行用地，使用錨索將對周邊地塊的開發造成嚴重障礙，所以建議本基坑支護結構下部采用排樁+內支撐體系。根據基坑的平面形狀和目前施工現狀，對以下3種內支撐體系的布置進行了比選。

2.1對撐+角撐布置體系

(1)優點：在環境保護要求較高的情況下，利于控制墻移。(2)缺點：①支撐混凝土用量較多。②核心筒范圍內的立柱樁與工程樁沖突嚴重，影響核心筒施工效率和施工質量。③由于十字交叉桁架與核心筒平面位置重合，核心筒地下三層以上部分的結構必須等到整個地下室地下三層施工完成，混凝土支撐拆除后方可施工，對整個工期有制約作用。

2.2圓形環梁布置體系

(1)優點：①方便挖土和主體結構施工。②支撐混凝土用量較小。(2)缺點：①由于基坑南側和東側地勢較高，北側和西側地勢較低，雖采取了基坑上部放坡的措施，但仍存在一定的坑周荷載不均勻的情況，對支撐體系整體穩定不利。②須等到基坑的整個環梁體系施工完成后，方可進行大面積土方開挖。③對中間環梁的施工要求較高。（3）角撐布置體系:①優點：方便挖土和主體結構施工、施工方便。②缺點：與圓形環梁布置體系相比，混凝土用量較多。由于本項目工程進度和基坑安全都必須確保，而對撐+角撐布置體系對塔樓施工進度制約太大，因此不采用；圓形環梁布置體系不僅對土方開挖進度有一定制約，而且現場地勢情況不利于該體系的整體穩定，因此亦不采用。綜上分析，最終選擇采取角撐布置體系。

3邊坡支護技術優化

3.1支撐豎向布置

原設計排樁標高為13.0m，改為內支撐后，為避免混凝土支撐與主體結構下二層板沖突，將原設計排樁標高調高0.3m，即13.3m，經初步計算分析，基坑上部采用放坡，下部排樁+一道混凝土支撐。

3.2基坑止水帷幕

根據高壓旋噴樁試樁取芯效果顯示，砂礫層與巖層交界面芯樣不是很理想，為了保證深基坑的止水效果，確保深基坑開挖的安全性，將外排高壓旋噴樁改為三軸深層水泥攪拌樁，內排高壓旋噴樁保留。

3.3坑中坑支護結構

坑中坑局部加深7.05m，加深段平面尺寸26.5mx23.184m。根據地層條件，并結合核心筒樁基承臺的施工統一考慮，采用放坡開挖的方式。施工順序要求：（1）放坡后，先施工深坑結構底板及側墻。（2）然后在深坑側墻外側回填土，至樁基承臺底。（3）最后施工樁基承臺和大基坑底板。

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隨著社會的發展和人類對河流開發力度的增大，河流的管理問題面臨著多方面的挑戰。一方面河流要發揮防洪、供水、灌溉、發電、航運、旅游等傳統水利功能，另一方面要兼顧河流生態系統健康和可持續性的需求，實現水利功能和生態修復功能的統一，并在開發利用水資源與保護河流生態系統之間尋求相對平衡。目前河道治理主要解決的問題是河道渠道化，傳統的護坡工程側重于工程安全和人類單方面的需要，設計時往往采用不透水的硬質結構，對河流的環境效應和生態補償重視不夠。因此修復河流生態和優化河流管理是保障河流健康的先決條件。基于這一觀點，從河流健康的理念出發。對河流的現狀、發展及治理進行分析。

1 河道現狀

1.1 河道管理現狀

近年來，我國在河流管理方面，已采取了許多措施，但是仍有區域性的水污染嚴重、水資源緊缺、水生態退化、洪澇災害等問題尚待解決．流域多頭管理、職責不明、公眾參與不足等現象仍然嚴重存在。雖然水利工程建設取得了很大成就，但也改變了原有河流生態系統的功能。其主要表現在河流干涸，水生態環境消失；河流功能降低，地表水和地下水污染加重。因此．基于環境變化及社會發展的需要，探討河流治水方略，修復河流生態刻不容緩。

1.2 存在問題

大多數集鎮、村莊、農田及交通等基礎設施均零星分布在河道兩側。由于建設用地和耕地資源不足，占用河道水域的現象比較普遍。同時，早期河道的建設規劃受歷史因素的限制，河道行洪斷面偏小，與集雨面積不成比例，甚至出現倒置現象。另外，由于歷史上對水土保持工作缺乏足夠的重視，造林育林力度不夠，水土流失較為嚴重。此外，防洪堤、堰壩等河道建筑物大多建設年代久遠．已運行了30—40年，甚至更長的時間，工程老化現象比較突出。

2 河道治理原則

河道是水生態環境的重要載體。河道治理首先是要利于生物的多樣性，為水生、兩棲動物棲息繁衍提供生存環境，這樣既有利于保護河道水生態環境，又有利于提高河流的自凈能力。論文參考，河道整治。除滿足渲泄洪水要求外，還應盡量保持河道的自然特征及水流多樣化。為此，河道的整治要從生態、經濟、人文、社會效益等多方面考慮，既要修復自然河道的功能，又要滿足人類依賴生存的要求。論文參考，河道整治。

2.1 平原河道治理原則

2.1.1 平原河道特點

平原河道縱向坡降較緩．橫斷面一般呈復式，河道較寬，階地、河漫灘較發育，水深較淺。枯水期河道內水量很小或無水，洪水期河勢變化劇烈，水流泥沙運動規律復雜，河床沖淤變化無常。近年來由于干旱少雨，河道徑流量減少，河床、河灘裸露，有的河段行洪區域內栽植了大量樹木及高桿作物，致使河道行洪斷面縮窄．影響河道正常行洪。

2.1.2 平原河道治理原則

治理平原河道，要求既滿足河道體系的防護標準．又利于河道系統恢復生態平衡。論文參考，河道整治。所以應根據岸坡穩定、正常行洪、表面異質、材質自然、內外透水、成本經濟等原則進行。目的是在滿足人類需求的同時，還要使工程結構對河流的生態系統沖擊最小化，不僅對水流的流量、流速、沖淤平衡、環境外觀等影響最小，而且要創造動物棲息及植物生長所需要的多樣性空間。治理原則為宜寬則寬、宜彎則彎、寬窄交替、深潭與淺灘交錯、急流緩流并存的多自然型河道。

2.1.3 生態護坡技術

平原河道護坡應盡量減少混凝土用量．優先采取自然的土質岸坡、自然緩坡、植樹、植草、干砌塊石等各種淺護坦．為水生植物生長、繁育及兩棲動物棲息繁衍活動創造條件。土堤可采用植樹、種草和生物袋等工程措施．以利于保護河道和生態環境的改善；為便于河道管理，防止河岸邊坡耕作，可設置防護帶，以確保堤防安全。常用的生態護坡形式有拋石護坡、混凝土預制件護坡鋪砌、生態磚和魚巢、土工織物袋、格賓網護砌等。河北省近年來河道常用的護坡形式為格賓網生態護坡和草皮護坡。從工程效果看，格賓網生態護坡優于草皮護坡，且觀賞性強。從生態環保方面．格賓網生態護坡屬生態環保型護坡，透水透氣性好，一定時間后易于植物生長；又由于其柔性結構，故整體性較好．適應變形能力強．能滿足河道較大流速對岸坡的沖刷，適應凍脹變形，不易破損，尤其適應北方寒冷地區，是理想的護坡材料。

2.2 山區河道治理原則

2.2.1 山區河道特點

山區河道縱向坡降陡．橫斷面一般呈“V”或“U”字型，階地、河漫灘不發育。論文參考，河道整治。河道洪枯變幅大，枯水期流量小，河岸或河堤承受高水位壓力時間短。山區河道集雨面積小，暴雨集中強度大，匯流時間短，水流速度快，挾沙能力和沖刷能力強，其推移質和懸移質多，危害性不容忽視。輕則河岸坍塌、淤塞河床，重則損毀耕地、摧毀城鎮村莊，直接威脅人民群眾的生命財產安全。

2.2.2 河道整治原則

山區河道治理中．要統籌上下游及整個流域相互關系，因地制宜，綜合治理，并遵循自然規律，盡量發揮天然河道功能。所以在規劃治理中。一方面在流域內采取水土保持措施，退耕還林，封山育林．攔截地面徑流，減少泥沙進入河道。論文參考，河道整治。另一方面進行河道整治，采取上堵下排，修建堤防、護岸工程。上堵就是在河道上游修建一定的攔擋壩、沉沙庫，攔截泥沙；下排就是疏導河道，清除阻水障礙，使河道暢通。論文參考，河道整治。其次在關鍵河段修建堤防護岸工程，約束水流，保護岸坡。堤身結構和型式應盡量采用當地的建筑材料。由于山區河流水土流失嚴重，推移質多，大部分河道內都有充足的卵石材料．可采用大塊鵝卵石堆砌、干砌塊石等護岸方式，使河道趨于自然形態。還應注意河道的生態平衡問題，充分遵循自然規律．不宜過多改變河道自然特性，盡量保護天然河道的作用。

3 水質改善及污染源的處理

在河道水質污染嚴重的地區，必須控制點源、面源污染，強調源頭治理。通過河道清淤、水面保潔、控制進入河道的污染物總量，實行雨污分流排水體制，減少排入河流的污水量。改善末端治理，對于必須排出的污水，應逐河段進行總量控制(即功能區的水質目標確定后的河段最小環境容量)。必要時需進行深度處理。提出更嚴格的排放標準。對于易積累的有毒物質，要堅決制止排人河流。根據河流徑流時空分布不均的特點和自凈規律．合理規劃排污口位置和排污時間，按實時水情調度．合理利用水體的環境容量，達到逐步改善水質的目的。

參考文獻：

[1]鄭可娜．河流健康狀況評價及其枯河流管理中的應用[D]．北京：國家圖書館一博士論文庫．2005．

[2]李宏偉，趙艷麗．宜陽縣河道治理思路與措施[J]．T程建設與管理，2009，(9)．

[3]余國慶，朱雯，邱美娟，等．淳安縣山區河道治理規劃與設計探索[J]．水科學與工程技術，2008，(3)．

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本文主要針對具有生態環保功能的生態混凝土的配合比設計、強度、干濕交替作用下的耐久性、護坡構建和綜合生態效應等方面進行了探討和研究。在基本性能方面，本論文研究了生態混凝土在摻加礦物摻合料時，其強度隨著摻合料摻量的變化規律。除此以外，還研究了摻加礦渣的生態混凝土處在干濕交替作用下的耐久性特點，進行了生態混凝土抗干濕交替性能的試驗。在護坡構建中，還研究了植物必要的生長環境、生態護坡植物的選擇以及生態護坡基質的選擇。此外，本文最后研究了不同粗骨料的生態混凝土水質凈化性能和污水處理的標準。

關鍵詞：生態混凝土，干濕交替，生態護坡，強度，水質凈化

中圖分類號：TU37 文獻標識碼：A 文章編號：

第一章 緒論

1.1 研究背景

近年來，在水利工程建設中，人們逐漸意識到河堤護坡是河流生態系統的一個重要組成部分，它是河道水流生態系統向陸地生態系統過渡的一個通道。河道不僅僅具有防洪、航運等基本功能，還應具有生物棲息地和人文景觀等功能。傳統的漿砌石或混凝土河堤護坡雖然結構穩定，具有防止水流和波浪對岸坡基土的沖蝕和淘刷作用，但水體封閉在河道中，切斷了水體和近岸陸地土壤之間各生態要素間的物質、能量及信息系統的有機聯系，破壞了原有水陸交錯帶的生物群落。水生植物、水生動物不能正常生長而消失，生物多樣性急劇下降，從而影響整個河流的生態環境。

此時就需要考慮發展能與自然協和共生的建筑材料來建造護坡。此護坡可保持水土，加固堤岸，又可維持甚至增加生物多樣性并凈化水質。這樣，生態混凝土的概念就被引進了。生態混凝土又稱環境友好型混凝土，又名親環境混凝土，可以減輕環境負荷同時也與有機物相適應，它實質上是一種有著連續孔隙的多孔混凝土，水與空氣能夠很容易通過或存在于其連續通道內,能與生態環境相適應，可使水質得到凈化。雖然與普通混凝土相比，它的強度和耐久性都有所不及，但是其有著極為廣泛的應用前景，對人類社會的可持續發展有著深遠的意義。

生態混凝土的凈水功能主要由于它存在大量的孔隙，所以具有良好的透水與透氣性。就目前國內外的研究現狀來看，它的凈水機理主要是物理作用、化學作用以及生態綜合效應三個方面：

1．物理作用

多孔混凝土的孔隙率在5%～35%之間，并且連通孔占15%～30%，平均孔徑為4～5 mm，并且孔隙彎彎曲曲，這就形成了很好的過濾材料，但是它的比表面積是遠遠小于如沸石、活性炭等良好的吸附凈水材料。而且在實際應用中，我們可以想像到，它的孔隙會慢慢堵塞，從而喪失了過濾的功能。因此它通過物理作用來凈水的效果是不會太明顯的。

2．化學作用

大家都知道,我們經常使用石灰來凈化水質,因為它不但可以調節pH,而且作為無機混凝劑可使污水中的懸浮物質絮凝沉淀,在澄清的同時也降低了水中污染物質的含量。混凝土組成材料中的水泥在水化過程中,以及混凝土浸泡在水中都會不斷地溶蝕出Ca（OH）2, 從而起到凈化作用。但是這會影響混凝土的耐久性，其堿性也會對生態植物產生影響。

3．生態綜合效應

由于生態混凝土是多孔結構的，所以它就提供了適合微生物生長的生存環境。在其表面和內部有大量的細菌棲息繁衍,包括硝化菌、甲烷菌、脫氮菌等喜氧性和厭氧性細菌。而且多孔混凝土上形成的生物膜中生物種群較多,可以充分發揮生物膜的作用,降解水中的污染物質。另外水草等植物附著生長在生態混凝土上時，可以吸收水中的N、P等污染物質。

總之，生態混凝土在水中富集的微生物、動植物形成了一個綜合的生態效應從而取得良好的水質凈化效果，因此是我們研究的重點。

1.2 國內外研究現狀

由于環境保護的需要，水土保持、水質凈化和退化生態環境的修復和重建得到了世界各國的重視。人們試圖通過多種途徑解決保水、排水、保護水資源、保護生物的多樣性等一系列包含復雜技術的生態環境保護問題。多孔混凝土是一種采用特殊工藝制備的含有連續空隙的混凝土，它既有一定的強度同時又具有透水性和透氣性；多孔混凝土在水中富集的微生物、動植物形成了一個綜合的生態效應從而取得良好的水質凈化效果，在美國、日本、歐洲等國家得到了較為廣泛的應用。

直到20世紀90年代美國、日本、歐洲等國家才開發使用生態混凝土這種新型的材料，尤其是日本在這方面做了深入細致的研究。日本大成建設技術研究所進行了連續四年的探索性研究，在1993年提出生態材料(environment conscious materials)概念的基礎上, 日本混凝土工學協會在1994－1995年設立了“生態混凝土研究委員會”，1995年日本混凝土工學協會提出了生態混凝土(environmentally friendly concrete / eco-concrete )的概念。[1]

在生態混凝土的水質凈化方面，文獻報道日本近畿大學的玉井元治教授從90年初就開始進行多孔混凝土（POC）在自然水環境中生物附著和水質凈化的可能性的研究。表明POC在自然水環境中會有大量不同的生物附著生長在其上面并具有水質凈化的效果。[2]文獻報道日本長崎大學于1994年起進行海水現場試驗,將直徑1m高0.5m的有孔試塊10個一組地投入海中,并于1995年2月至1996年2月每月實測一次水質變化,發現生態混凝土有富集營養物質的功能. 另有文獻報道,使用生態混凝土在公園內小河上建造凈水渠(15m×2m×0.4m),水在其中停留1～3h可去除水中的BOD40%～50%,長時間停留可去除80%～90%。[3]日本德島大學的水口裕之教授1997年在實驗室建立了POC水質凈化裝置并開始研究多孔混凝土的空隙率，粗骨料粒徑，孔隙直徑對混凝土的強度，生物膜附著和水質凈化效果的影響。發現空隙率20%～30%，粗骨料粒徑5～20mm的混凝土（28天強度7.5～23MPa）在實驗裝置中浸泡30天，T-P除去率達60%，T-N去除率達50％。[4]林正浩和水口裕之教授通過在生態混凝土中添加高爐礦渣和沸石粉方法，研究其對多孔混凝土強度和水質凈化的影響，取得了較好的成果。[5]日本宮崎大學中澤隆雄博士等也通過室內實驗裝置對POC的水質凈化效果進行了研究，表明POC對廢水的TOC、T-P、T-N的去除有明顯的效果。[6]

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近年來，隨著社會的發展與進步，社會各界對生態環境越來越重視，公路綠化作為生態建設的一部分，也越來越受到人們的關注。小冠花因其特有的生物學特性，特別適合作為公路護坡栽植，我國20世紀70年代從國外引進之后，在南京、山西、陜西、甘肅、北京等地栽培生長良好，近幾年經過在東北地區試種后發現，小冠花在不需任何防護處理的情況下，可露地越冬并且生長正常、健壯，是東北地區新興護坡地被植物。

1形態特征

小冠花（CornillaVariaL.）別名多變小冠花，屬豆科小冠花屬多年生草本植物。主根粗壯，側根發達，呈放射狀，橫向走串，在地表下10cm處縱橫交錯分布，并生長出許多根糵芽，由此可形成新株，故可以用根進行無性繁殖。其主根和側根上部長有形狀不規則的根瘤；莖匍匐生長而枝端斜向上，有棱中空，質軟而柔嫩，長90～150cm，草叢高度僅60～70cm；葉為奇數羽狀復葉，互生；小葉9～25枚，全緣，長橢圓形或倒卵形；傘形花序，腋生，每花序由8～22朵小花呈環狀緊密排列于花梗頂端，花冠蝶形，花初開時粉紅色，以后漸變紫紅色，開花期長；莢果細棒狀，長2～4cm，每莢有3～12節，每節有種子1粒；種子細長，呈紅褐色，種皮堅硬，臘質層厚，硬實率高，千粒重4.1kg。

2生物學特性

小冠花抗逆性強，抗旱、耐寒、耐瘠薄、耐鹽堿，但不耐濕。該種根系發達，有很強的再生力和生活力，抗旱性強，在沒有灌溉的條件下也能生長；但生長較慢。一旦雨季來臨水分充足，生長立即加快，在適當灌溉條件下，生長繁茂。小冠花不耐濕，如受水淹，根部易腐爛死亡。小冠花萌發早，抗寒性強，對土壤要求不嚴，在中性或微堿性土壤上生長發育較好，在瘠薄土壤也能生長。其1年有2次明顯的營養生長現象，第1次生長為頭年潛伏在地下的越冬芽在早春萌發出土；第2次生長為第1次生長苗進入盛花期后，側根上的不定芽再次萌發出土。多變小冠花發枝力很強，地上枝葉繁茂，單株覆蓋度達4～6m2。

3護坡特點

公路邊坡植被的主要目的是固土護坡，防止公路邊坡被水沖毀，穩定公路路基，附帶美化公路沿線景觀環境。小冠花是一種生命力很強的根莖型多年生草本植物，抗干旱、貧瘠能力尤其顯著，是坡地防護、綠化美化難得的優良品種。種植當年，地上部分即可形成致密的草層植被，當年實生苗單株草叢覆蓋面積可達0.8～1.7m2，叢與叢之間莖蔓交織，枝葉繁茂，使整個地面全部覆蓋，能阻止暴雨直接沖擊地面，延續雨水滲透時間，阻滯地表徑流形成，防止土壤結構遭到破壞，使地表層土壤形成不同深度的、牢固的穩定層，從而有效穩定土層，固定溝坡，阻擋沖刷和塌陷，起到保水、保土的作用。小冠花根系發達，串根性極強，在地下易形成龐大的根群網絡，有利于固結土壤，提高土壤抗沖防蝕性能，從而有效保護路肩、邊坡。特別是在陡坡和高填方路段栽植，對減少水土流失有明顯的效果。

4其他用途

小冠花除了能進行公路護坡綠化外，還有很多用途。小冠花根系有很多根瘤，固氮能力很強，同時枝葉含氮3.1%、磷0.2%、鉀3%，是很好的綠肥作物；種植小冠花后的土壤有機質和含氮量都顯著增加，土壤理化形狀也得到改善，能抑制雜草生長，也是果園、林地、沙荒等地的良好覆蓋綠肥；小冠花莖葉柔嫩，營養豐富，是牲畜的優良飼草；另外，小冠花花期長，是一種良好的蜜源植物。

5繁殖技術

5.1種子直播法

5.1.1場地整理。由于小冠花種子細小，苗期生長較慢，因此應精心整地，去除樹根、草根、石塊等雜物；然后施入有機肥進行耕翻、細耙、整平。耕層深以25～30cm為宜，經整理后的地塊應達到細致平坦、上松下實。

5.1.2種子處理。春夏秋均可播種。由于小冠花種子硬實率高達70%～80%，播種前應進行種子處理。可擦破種皮，也可用15%的硫酸浸種20～30min，然后用清水洗凈再進行播種。

5.1.3播種方法。多采用撒播和條播法。將種子混入一定比例的細沙土進行播種，通常撒播用種量為22.5～30.0kg/hm2；條播行距30cm，用種量為15kg/hm2，覆土厚度皆為1～2cm，播后適當鎮壓。為保持床面濕潤，利于出苗，可在床面上覆蓋草簾，待出苗后陸續撤除。

5.2育苗移栽法

春天建好苗床澆足水，事先也要進行上述的種子處理，

然后播于苗床覆以粗砂或肥土，用塑料薄膜蓋床保溫保濕，待苗高15cm時移栽大地。陰雨天進行移栽緩苗效果好。

5.3分株繁殖

將生長多年的過密母株挖出，分成單株移栽，栽后壓實土壤澆足水，成活率達90%以上。

5.4截根繁殖

4～5月或雨季把粗壯的根系挖出，截成15～20cm長的小段，每段帶3～5芽埋入土中，覆土4～6cm，保持土壤一定濕度，15d左右即可發芽。

5.5枝條扦插

生長季節截取枝條中部20cm左右長的枝條，斜插于土中，澆透水，注意不能太濕，約20d生根發芽。

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隨著我國國民經濟建設和公路交通事業的快速發展，公路等級越來越高，其通車里程越來越長。隨之出現的是公路施工中的高大邊坡的數量增多、規模擴大。但往往由于自然因素和人為因素的作用，路基邊坡的崩塌、滑坡和剝落等損壞現象時有發生。因此，高等級公路路基邊坡的施工及養護質量——防治與加固越來越多地引起公路施工、養護單位和管理部門的重視。 公路路基邊坡的質量和狀態能否持久而穩定、能否經得住各種因素的影響而不損壞，通常用邊坡穩定性來評價。邊坡的地質條件、水文條件、地形地貌和新構造運動等自然因素是對邊坡穩定性起決定作用的關鍵因素，而地下采掘、開挖坡腳、人工削坡等人類的工程活動對邊坡穩定性負有重大影響，路基邊坡穩定性(或狀態改變及損壞)是上述因素綜合作用的反映，邊坡穩定性和各種因素構成一個相互聯系、相互影響的整體、其中任何一個因素的改變往往會誘導其它因素改變，進而引起邊坡原有穩定狀態發生改變。

1路基邊坡損壞形式及特點

路基邊坡在自然條件下的損壞，有多種形式和各自的特點。

1．1滑坡

部分巖(土)體在重力作用下沿著一定的軟弱面(帶)緩慢地、整體地向下移動，一般分蠕動變形、滑動破壞和漸趨穩定等三個階段。

因下伏巖層壓縮，邊坡沿巖(土)體內較陡的結構面發生整體下坐(錨)位移，稱為坐(錯)落。組成邊坡的巖(土)體常不發展為連續的滑動面，而順著邊坡方向發生塑性變形，則稱為傾倒。

1．2崩塌

整體巖(土)塊脫離母體、突然從較陡的邊坡上崩落下來，并順著邊坡猛烈翻轉、跳躍，最后堆積在坡底．稱為崩塌。懸崖陡坡上的個別巖塊突然下落，稱為墜落的巖塊或危石。，

1．3剝落

邊坡表層巖(土)體長期遭受風化，在沖刷和重力作用下巖(土)屑(塊)不斷地沿著邊坡滾落、堆積在坡底，即為剝落。

2、影響路基邊坡穩定性的主要因素

影響路基邊坡穩定性的因素包括地質條件、水文條件、新構造運動、地形地貌、自然氣候和人類的工程活動等。

2．1地質條件

2．1．1巖(土)體的地質性質

巖(土)體的力學性質決定了邊坡定性的喪失方式．如堅硬巖石邊坡失穩以崩塌和結構面控制型失穩為主．而軟弱巖石則以應力控制型失穩為主。巖(土)體的工程地質性能越好，邊坡穩定性越高。

2．1．2地質構造

因地質構造關系到巖(土)體結構面的發育程度、規模、連通性、充填程度和充填物成分、以及結構面的產出狀態對邊坡穩定性的影響，因此在分析巖(土)體結構面對邊坡穩定性的影響時，要充分注意巖(土)體結構面的產出狀態與邊坡面的相互關系，亦即結構面與邊坡面的組合不同，邊坡穩定性分為反傾穩定、順傾穩定等不同形式。

2．2水文條件

“十個邊坡九個水”形象地說明了邊坡穩定性與地下水的活動關系。由于巖(土)體的力學性質受水的影響很大．地下水富集程度的提高不僅增大邊體下滑力，而且降低軟弱夾層和結構面的抗剪強度．導致滑動面的抗滑力減小。因此，治理邊坡也往往是由于改善了水文(地質)條件而獲得成功。論文參考網。

2．3新構造運動

新構造運動(地震)最容易引起邊坡形態、產出狀態及水文(地質)條件發生改變而導致邊坡失穩，其原因是地震產生的水平地震附加力促使邊坡的下滑力增大、滑動面的抗滑力減小。論文參考網。

2．4地形地貌

邊坡的形態和規模等地貌因素對邊坡穩定性的影響較為明顯，即不利形態和規模的邊坡往往在坡頂產生張應力，并引起坡頂出現裂縫；在坡底產生剪切應力而促成剪切破壞帶，這些作用均極大地降低邊坡的穩定性。此外，邊坡面與地質結構面的不利組合還會導致邊坡結構控制型失穩。

2．5自然氣候

大氣降雨是地下水的主要補給源．氣候類型不同時大氣降雨量也不同。因此在不同的地區．由于大氣降雨量不同．即使其它條件相同，邊坡穩定性也不相同。例如，暴雨或長期降雨以及融雪一方面降低巖(土)體的強度、增大孔隙水的壓力，使邊坡滑動面的抗滑能力降低，另一方面增大邊坡下滑力，兩者結合起來極大地降低了邊坡的穩定性。

風化作用使巖(土)體的抗剪強度減弱．裂縫增加、擴大，影響邊坡的形狀和坡度。此外，沿裂縫風化時可以使巖(土)體脫落或沿邊坡崩塌、堆積和滑移等。

2．6人類的工程活動

隨著人類工程活動的次數頻繁和規模擴大，對公路邊坡穩定性的影響越來越顯著，特別是不當的人類工程活動引起的邊坡失穩事故經常發生。對邊坡穩定性產生明顯影響的人類工程活動包括削坡、坡頂加載、地下開挖等。

3、路基邊坡的防護與加固

3．1邊坡防護與加固的基本要求

1)根據當地氣候環境、工程地質和施工材料等情況．因地制宜、就地取材，選用適當的工程類型或采取綜合措施，以保證公路路基的穩定，并不要隨意取消或減少必要的邊坡防護工程措施。

2)在不良的氣候和水文條件下，對粉砂、細砂與易于風化的巖(土)石邊坡以及黃土類邊坡，均宜在土石方施工后及時防護。

3)對于沖刷防護，一般在水流流速不大及水流破壞作用較弱地段．在沿河路基邊坡設砌石護坡、石籠和水泥混凝土預制板等，以抵抗水流的沖刷和淘刷。，

4)坡面防護一般不考慮邊坡地層的側壓力．故要求防護的邊坡有足夠的穩定性。

5)對高而陡的防護構造物， 設計和施工時要設置便于檢查、維修的安全設施。

3．2坡面防護

3．2．1 種草及鋪草皮

種草和鋪草皮防護適用于邊坡穩定，坡面沖刷輕微．且宜于草類生長的土質路堤和路塹邊坡，用以防止表面水土流失、固結表土、增強路基的穩定性。鋪草皮的方法常用的有平鋪草皮、平鋪疊置草皮、方格式草皮和卵(片)石方格草皮等四種形式。

選用草籽應注意當地的土壤和氣候條件，通常以容易生長、根部發達、葉莖低矮、枝葉茂密的多年生草種為宜，最好采用幾種草籽混合種植，使之生成良好

的覆蓋層。

3．2．2植樹

在路基邊坡上合理地植樹，對于加固路基有良好的效果。也可和種草、鋪草皮配合采用，使坡面形成良好的防護層。植樹適用于土質邊坡及嚴重風化的巖石邊坡和裂隙粘土邊坡，有利于及早成林，起到良好的防護作用。

植樹的形式可以是帶狀或條形，也可以栽成連續式。植樹防護除選用適合當地土壤和氣候的樹種外，還應注意保持樹間合適的距離。

3．2．3抹面與捶面

易于風化的巖石(頁巖、泥巖、泥灰巖和千枚巖等)軟質巖層的路塹邊坡防護，可用混合材料抹面。對易于沖刷的邊坡和易風化巖石坡防護可用混合材料捶面。

抹面或捶面的邊坡坡度不受限制，但不能承受荷載和土壓力，故要求邊坡必須是穩定的、坡面應該平整干煤。抹面用混合料有石灰爐渣混合灰漿、石灰爐渣三合土或四合土．以及水泥石灰砂漿等。捶面用混合料有水泥爐渣混合土、石灰爐渣三合土或四合土等。

為了防止抹面表面開裂、增強抗沖蝕能力，可在表面涂以軟化點稍高于當地氣溫的瀝青保護層。抹面和捶面防護工程應經常檢查，發現裂縫、開裂或脫落應及時灌漿修補。

3．3沖刷防護

公路路基和邊坡的沖刷防護技術設施包括護面墻、干砌片石、漿砌片石、水泥混凝土預制塊和土工織物等。

3．3．1護面墻防護

為了覆蓋各種軟質巖層和較破碎巖石的挖方邊坡，免受大氣因素影響而修建的墻，稱為護面墻。護面墻多用于風化的云母片巖、綠泥片巖、泥質頁巖、千枚巖及其它風化嚴重的軟質巖石，以防止繼續風化。

護面墻有實體式、孔窗式、拱式和助式等。實體式護面墻用于一般土質及破碎巖石邊坡：孔窗式護面墻用于坡度小于1:0.75的邊坡，孔窗內可采用捶面(坡面干燥時)或干砌片石；拱式護面墻用于邊坡下部巖石較完整而需要防護上部邊坡或通過局部軟弱地段；邊坡巖層較完整且坡度較陡時可采用肋式護面墻。

護面墻除自重外，不承受其它荷載和墻后的壓力。因此，護面墻所防護的挖方邊坡陡度應符合極限穩定邊坡的要求。

3．3．2干砌片石防護

較軟的土質路基邊坡因雨水沖刷會發生泥流、拉溝與小型溜坍，或有嚴重剝落的較質巖層邊坡，周期性浸水的河灘等均可采用干砌片石防護。

單層干砌片石護坡的厚度一般為0.15m．雙層鋪砌護坡的上層為0.25～0.35m、下層為0.15-0.25m。鋪砌層的底面應設墊層．其材料通常用碎、礫石或砂礫混合物等。

3．3．3漿砌片石防護

路基邊坡小于1：1的土質或巖石邊坡的坡面防護采用干砌片石不適宜或效果不好時，可采用漿砌片石護坡。若與浸水擋墻綜合使用，以防護不同巖石和不同位置的邊坡，可收到較好的效果。

漿砌片石護坡的厚度一般為0.2～0.5m，用于沖刷防護時根據水流速度大小或波浪大小確定，最小、厚度一般不小于0.35m。采用漿砌片石護坡時應在路堤沉實或壓實后施工，以免因路堤的沉降而引起護坡的損壞。

3.3.4水泥混凝土預制塊防護

在選擇設計路基邊坡沖刷防護類型時．有些地區缺乏片石、塊石材料，此時可選擇水泥混凝土預制塊防護。它比漿砌片石防護能抵抗較大的水流速度和波浪的沖擊(其容許水流速度在4～8m/S以上、容許波浪高度可在2m以上)，還能抵抗較強的冰壓力。

水泥混凝土預制塊可制成邊長不小于1m、厚度大于6cm的方塊，并配置一定的鋼筋。為了減小水流或波浪對預制塊的沖擊與上浮力，在預制板塊時可留出整排的孔眼。

3．3．5土工織物防護

土工織物是由高分子合成纖維制成的一種新型建筑材料．廣泛應用于公路工程中的排水、過濾、分隔、加固和防護等。論文參考網。就防護而言，土工織物能減輕或分散傳遞到被保護材料上的應力和應變，或用于表面防護—設置在巖土上的土工織物，防止土體表面受到諸如氣候、輕交通荷載等作用的損害，或用于界面防護一 設置在兩層材料之間的土工織物，防止其中一種材料受到另一種材料的集中應力作用或承受更大應變而帶來的損害。

用土工織物加固公路路基邊坡時，應修建在承載能力較高的路基邊坡上：首先在清理好的原地面上攤鋪織物，靠著臨時擋土橫板傾倒填筑材料．并振動壓實到層厚的一半。在此階段，前面上半層鋪放鋪筑材料并把后面織物折疊過來．然后填完整層材料并壓實。最后將臨時活動模板安放在修筑層之上的前末端．開始修筑另一層。

使用土工織物加固公路路基邊坡，施工方便、少占土地、節約投資．是一種具有發展前途的公路路基邊坡技術。

參考文獻

[1]程良奎.巖土加固實用技術地震出版社,1994.

[2]林宗元.巖土工程治理手冊.遼寧科學技術出版社,1993.

[3]羅纘錦.路基邊坡風化與防護.中南公路工程,1997,(4).

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1 概述

護坡工程是保證堤防安全的重要單元，也是堤防建設的重要內容。聯鎖型混凝土護坡是近年來出現的新型護坡形式，它由聯鎖型混凝土塊面層、級配碎石濾水層、土工布反濾層、基土層等組成，是由一組尺寸、形狀和重量一致的高強度混凝土預制塊，通過獨特的聯鎖設計，塊與塊之間相互連接而形成的聯鎖型矩陣。整個護坡系統設計充分考慮了各種水深、水流速度和風浪情況等水力條件下的邊坡穩定，也能有效的防止水土流失。

聯鎖型混凝土護坡結合了傳統剛性護坡與柔性護坡各自的優點，既具有剛性護坡穩定性好、抗沖能力強的特點，又具有柔性護坡適應位移和變形能力強、孔隙率高透水性好的特點。由于相鄰的塊體之間相互咬合，塊與塊之間具有較強的聯鎖性，可以有效地增加塊體之間的連接力，使塊體能夠在高速水流的作用下保持結構的整體穩定性，從而降低了單個塊體的穩定重量和尺寸，節約工程成本。另外，塊體的形狀與大小都適合人工鋪設，施工簡單、方便，新舊坡面都能用，大大節省后期維修費用。

同時，采用開孔聯鎖混凝土護坡不僅可增強視覺效果，更重要的是出于減少波生浮托力的考慮。理論分析計算和模型試驗結果均表明，具有高滲透性的護面層有利于結構穩定，相同波要素條件下可減小護砌厚度。

2 開孔聯鎖混凝土護坡設計

2.1 護坡塊體所受荷載分析

混凝土護坡塊體在使用過程中受到的荷載包括：在靜水中主要有重力（扣除浮力）、墊層對塊體的支撐力以及塊體和墊層間的摩擦力；動水中還受到波浪的作用力。此外，在內河航道中，岸坡受到船舶航行碰撞的影響也是導致護坡損壞的原因之一。

2.2 護坡塊體在荷載作用下的破壞形式

塊體在荷載作用下的破壞形式主要有兩種：單塊塊體的破壞和護坡層的整體滑動。其中主要以第一種為主要破壞形式。

1）單塊塊體的破壞：當波浪作用下塊體處于臨界穩定狀態時，砌塊上表面受到波浪的壓力、下表面受到墊層中水流的頂托力作用，此外還有重力、塊體之間的支撐力和摩擦力、塊體間的咬合等作用。當塊體所受凈浮托力大于塊體重量及塊體間摩擦和咬合力時，塊體被托起，以至脫落失穩。由于聯鎖混凝土塊體之間相互咬合，一塊塊體脫落后，極易引起其周圍護坡塊體的松動破壞，故有一塊聯鎖塊脫出時，即認為護面層遭到破壞。

2）護坡層的整體滑動破壞。滑動推力為塊體凈重力（除去浮力）沿斜坡方向的分量，其抗滑力為塊體與其下層基礎間的摩阻力以及坡腳結構的支撐力。因工程中常采取相應措施（如在堤腳做趾結構或將堤坡放緩）避免塊體護面的滑動，故整體滑動破壞并不常見。

2.3 聯鎖混凝土護坡設計

2.3.1 塊體的穩定重量驗算

護坡塊的設計計算中，常用美國的赫德森（Hudson）公式計算護坡塊體的穩定重量：

式中，W為單個塊體的穩定重量，為塊體材料的重度，H為設計波高，K為塊體穩定系數，為水的重度，為斜坡與水平面的夾角。其中Hudson無量綱穩定系數K的取值主要取決于塊體形狀、表面糙度、嵌固程度等因素，對混凝土板塊可取3.0。

2.3.2 作用在護坡上的浪壓力計算

護岸上的浪壓力計算根據波浪形態主要分為兩類。一類是入射到墻上的波浪受到反射，與入射波疊加后形成駐波；另一類是墻前的破碎波。目前常用的公式只限于線性駐波，至于破碎波方面的研究工作主要集中在實驗研究方面，提出的公式尚屬于經驗公式范疇。

因其簡單、便于計算，目前常用的浪壓力計算公式為Sainflou公式：

該公式在相對水深 =0.135～0.20，波陡的范圍內，具有相當好的精度。然而當較大時，往往給出偏大的波浪力；當 較小時又給出偏小的波浪力。因此我國港口工程規范中規定，在相對水深，波陡時，要根據工程經驗引入修正系數K。

2.3.3 安全系數計算

用一個經過計算所得的數值“安全系數”表征在特定的水力條件和場地特征條件下單元的穩定性，該數值應大于所選取的允許安全系數值。設計中忽略以下影響：1. 塊體間的摩擦力和繩索等的連接力；2. 若塊體內或相鄰塊體之間的孔隙內種草，草根增加鋪面系統與土基之間的連接力；3. 塊體在坡道頂部錨固在土體內，以防止鋪面系統沿著坡道或縱向滑動。以上幾個對穩定有利的因素在設計中均不考慮，所以設計偏于安全。

根據護坡的適用條件、塊體的結構等因素，選取對應的最小容許安全系數值通常在1.2～2.0之間。

設作用于混凝土塊上的力為浮托力，拖曳力，和塊體本身的浮重。塊體穩定性取決于相對于質點的彎矩值。因此將約束力矩與傾覆力矩的比值定義為系統中單個塊體的安全系數（ ）。

式中為在地基平面內的投影值；為各力的作用力臂；為塊體運動方向與垂直方向的夾角；為塊體運動方向與拖曳力的夾角。

3 工程應用

結合京杭運河山東段主航道自然岸坡土質、水流流態、通航特點等工程實際，進行了開孔聯鎖混凝土結構設計并鋪裝了試驗段，其設計平面圖見圖1。其中，護坡坡度為1：2，護坡塊體厚度為120mm。護坡混凝土強度等級C25，抗凍等級為F150。

根據計算分析，護坡單個塊體安全系數為2.13，滿足安全要求。

【參考文獻】

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[3] 李西平. 加楞預制混凝土聯鎖塊在鴨河口水庫中的應用[J]. 人民黃河，2010，32（11）：96-97.

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1　概　述

巖土邊坡工程改變了自然邊坡現狀，會對當地的生態環境造成不利影響，在環境保護要求嚴格的今天，邊坡工程增加生態環境保護的內容是非常重要甚至是強制性的。其中邊坡植被防護作為巖土工程生態環境保護的重要部分，在國內得到了廣泛的應用，并取得了良好的效果，且開始逐漸取代傳統的圬工護坡。邊坡植被防護工程主要有以下幾類技術:①階梯植被;②框格植被;③穴播或溝播;④噴播植草;⑤植生帶;⑥綠化網;⑦土工網墊等。

本文將結合三峽庫區地質災害治理工程的經驗，重點論述噴播植草防護技術在庫區地質災害治理工程中的應用。

2　噴播植草防護技術的特點

噴播植草是利用液態播種原理，將草籽、肥料、粘著劑、紙漿、土壤改良劑和色素等按一定比例配水混合攪勻，通過機械加壓后噴射到邊坡坡面的防護技術。由于其施工簡單、速度快，造價低且草籽成活率高，在國內外獲得了廣泛的應用。

3　噴播植草防護邊坡的主要功能

噴播植草作為邊坡防護措施，將極大地改善工程建設的生態環境，創造良好的經濟、社會和環境效益。主要功能是對巖土邊坡淺表層進行防護，通過對淺表層邊坡的加固從而達到防止雨水沖刷、控制水土流失、保持邊坡穩定的作用。

3.1　邊坡加固作用

(1)深根的錨固作用。植物的垂直根系穿過坡體填土，錨固到深處較穩定的土層上，能起到錨桿的作用。喬本科、豆科植物在地下0.75~1.50 m深處有明顯的土壤加強作用。

(2)淺根的加筋作用。植物根系在土中錯綜盤結，使邊坡土體在其延伸范圍內成為土與草根的復合材料，穩定邊坡表層土體，起到護坡的作用。

3.2　植被的水文效應

(1)降低坡體孔隙水壓力。植物通過吸收和蒸發邊坡土體內的水分，降低土體內的孔隙水壓力，從而提高了土體的抗剪強度，有利于邊坡土體穩定。

(2)控制土壤侵蝕、保持水土。降雨是坡面沖刷的重要原因，降雨時植草對邊坡有明顯的保護作用，能有效降低地表徑流的流速，從而抑制面蝕及溝蝕，減小邊坡土體的流失。

3.3　改善和美化環境

植草可使被破壞的環境逐步恢復，并能促進有機物的降解，凈化空氣;植草形成的綠化帶，與周邊環境更協調，與自然更接近，起到改善和美化環境的作用。

4　三峽庫區地質災害治理工程特點及要求

(1)三峽庫區在蓄水及運行過程中水位變化頻繁，水位變幅大;

(2)受當地地形地質條件限制，沿江地質災害治理區域大多土質貧瘠，有機質含量低;

(3)采用噴播植草防護的邊坡坡比為1∶2~1∶

3.5，坡度能滿足噴播植草的要求，無需采用網墊等其他額外加固措施;

(4)施工工期短，時間要求嚴格;

(5)要求邊坡盡快形成抗沖刷能力;

(6)工程位于城鎮，對景觀、綠化要求高;

(7)成坪后不需要專門的養護，形成穩定生物群落并自然生長;

(8)邊坡面積較大，應盡量降低成本，節約投資。

5　符合庫區災害治理工程特點的噴播方案針對庫區災害治理工程特點及要求，采用了以下的噴播方案。

(1)選用在三峽庫區能廣泛生長的草種。采用豆科和喬本科草種混播，提高耐貧瘠能力。根據庫區地質災害治理工程的特點及當地的氣候條件，采用以小冠花為主，以中華結縷草、兩耳草、紫花苜蓿等為輔的4種草種混播。

草種以小冠花為主是因為小冠花具有以下特點:①生長年限長，其壽命可達50 a以上;②根系發達，持久性強;③覆蓋速度快，覆蓋度大，每株當年覆蓋面積平均0.7~0.9 m2;④綠色期長，枯草期短，在南方為四季常綠草種;⑤耐貧瘠、耐寒、耐高溫、高抗病蟲害;⑥水土保持效果顯著;⑦對不同氣候及土壤的適應性強。

由于小冠花耐水性較差，在水位變幅區降低小冠花草種的比例，相應增加其他輔助草種比例，以提高植草的耐水性。 轉貼于

(2)增加黏合劑、木質纖維素、保水劑、復合肥等噴播材料用量，并覆蓋無紡布，使草籽在噴播后立即在土壤表面形成較強的抗沖刷能力。三峽庫區地質災害治理工程較多采用土石方回填，邊坡為碎石土質邊坡，為確保草籽在初期能順利成活并生長，增加了黏合劑、木質纖維素的用量以確保草籽在邊坡上可穩定附著;增加保水劑、復合肥的用量以確保草籽在生長初期的養分及水分的充足供應。

(3)采用多草種混播，提高耐水性、增強抗病、抗蟲害能力，有利于形成穩定的生物群落。

(4)在滿足要求的前提下，優化配方，降低成本。

(5)在邊坡滿足噴播植草要求后立即施工，邊坡清理與噴播植草同時進行，清理一塊噴一塊，力求在最短時間內完成，滿足工期的要求。

6　噴播施工

6.1　施工所需設備、材料及人員組成

(1)噴播機:容器容量為50加侖;

(2)草籽:為中華結縷草、兩耳草、紫花苜蓿、小冠花4種混播;

(3)添加劑:黏合劑、飽水劑、木質纖維素、復合肥;

(4)無紡布;

(5)便攜式汽油泵及連接汽油泵與噴播機容器的水管;

(6)施工人員組成:清理邊坡2人，噴播技工4人。

6.2　噴播工序及技術要求

噴播工序為:清理并平整邊坡混合草籽并噴播鋪蓋無紡布養護。其中清理并平整邊坡、混合草籽并噴播、鋪蓋無紡布3道工序可同時交叉進行，以縮短工期。

各工序技術要求如下。

(1)清理并平整邊坡。在防護范圍內要清除雜物，并對邊坡進行平整，使邊坡達到噴播的要求。根據噴播機噴播面積對坡面進行劃分并做好標記，防止混噴及漏噴。

(2)混合草籽并噴播。將草籽及添加劑按一定比例配置好，依次加入并混合攪拌30 min，然后均勻噴至坡面，為保證噴播均勻，在坡面上先噴2/3的混合液，余下部分重新加滿水后復噴一次至附著均勻即可。

(3)鋪蓋無紡布。覆蓋無紡布是對噴播植草的初期養護，在草籽未萌發前可起到防沖刷、保水、保溫的作用。無紡布應采用鐵絲或竹釘固定，四邊用土壓好，防止風吹開。

(4)養護。在草籽萌發前期，應根據土壤濕度的變化多澆水，保證種子萌發所需水分，在種子發芽后，根據發芽情況適當澆水至其自然生長，形成穩定的生物群落。至此，養護工作基本完成，只需定期清除雜草即可。

7　工程效果及經濟、社會效益

(1)由于施工機械化程度高，邊坡的噴播植草可迅速完成，從而大大降低成本，僅為圬工護坡的10%~20%。

(2)噴播植草所用附加材料大多數為易分解材料，對環境無污染;且植草邊坡與周圍環境相融合，能美化城鎮景觀。這是傳統圬工護坡所不及的。

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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

中圖分類號：TV42+1.1 文獻標識碼：A 文章編號：

坑塘村段是高州市“9.21”災后重建項目曹江河水毀河道修復應急工程其中一個項目點，位于高州市大坡鎮的坑塘村，曹江河坑塘支流河口段。在2010年“9.21”災害中，河口段的原有護岸設施被沖毀。按照設計方案，分別在河口段干、支流左岸砌筑漿砌石擋墻支護。項目部在施工前場地勘察過程中，發現該段堤岸由沙質土構成，由于常年受干流來水沖擊，以及干、支流河水于此處交匯，對堤岸淘刷明顯，并已多處出現崩岸，對岸邊的農耕活動造成威脅。經與當地村民咨詢，核實該河口處堤岸在洪災前就已出現多次損壞，為該段堤防建設的重點部位。為更好的提高修復治理效果，項目部根據以往施工經驗，并結合工程實際，提出在河口段交匯處設置一單個簡易丁壩的優化方案設想。

丁壩作為一種主要的導治結構物，在水利工程和公路工程中廣泛使用。設置丁壩后可改變水流條件，消除和減緩水流對堤岸的直接破壞，同時可減輕堤岸近旁淤積，較好地解決水流對局部堤岸的損害，起到安全防護作用。根據丁壩壩頂高程與水位的關系劃分，丁壩分為淹沒丁壩和非淹沒丁壩兩種；根據丁壩壩軸線與水流方向的夾角劃分，丁壩可分為上挑丁壩、正挑丁壩和下挑丁壩三種。丁壩的平面布置主要是指丁壩的長度、壩高、挑角以及丁壩間距等。

1、壩高的選擇

由于缺乏施工段的詳細水文觀測資料，設計方案中使用了坑塘村在洪災中的最大洪水位作為堤防修復的堤頂標高并綜合安全超高50CM。根據這一設計要點，丁壩的壩頂高程按堤防的堤頂標高進行設置，正常洪水位下為非淹沒丁壩。

2、壩頭、迎水坡、背水坡坡度的選擇

2.1、壩頭處的線性和坡度，迎水坡、背水坡對壩頭處沖刷深度有著一定影響。實際工程中，丁壩多為梯形體，床面以下多為直墻式。而為了施工方便，丁壩一般采用直的帶半圓頭的形式，頭部盡量做圓滑，方便繞流和溢流，泄洪時亦可減少壩頭沖刷深度，盡量保證丁壩的安全性。

2.2、西安公路交通大學(1993年)試驗，采用了床面之上部分上下游和壩頭邊坡(1：m)都相同，床面之下部分為豎墻的模型，對邊坡系數m為0.5、1.0、1.5、2.0的模型做了試驗，結果表明m=0~1.0，壩頭沖深減小8%；m=1.0~2.0，壩頭沖深減小4%；m=0~2.0，壩頭沖深共減小12%；m＞2.0，邊坡增大，對沖深減小很不明顯。因此，在丁壩坡度設計中，應結合當地水流變化，按下表建議值取值[1]：

表一 邊坡坡度建議值

2.3、在本修復應急工程中普遍采用的格賓護坡形式（迎水面坡比1：2.5），在實際應用中取得較好的防護效果。

結合以上三點，最終將丁壩的截面設置成梯形，壩身用回填砂土填筑壓實而成，迎水面、壩頭為格賓護坡，坡度為1:2.5，背水面坡度為1:2；坡頭為半圓形，設計半徑為2m；壩根與整治堤岸線相接。

3、丁壩挑角的選擇

丁壩挑角的大小不同，對水流結構、壩后回流區的大小、壩頭沖刷深度和壩后淤沙效果均產生不同的影響。壩頭沖刷深度的不同，在一定程度上影響了丁壩的安全性。

對于不漫水丁壩而言，下挑丁壩的水流較為自然順暢，壩頭沖刷較淺、效果較好；而上挑丁壩壩頭對水流干擾較大、水流較為紊亂，并在上游出現立軸漩渦，壩頭局部沖刷也較深，防護效果較差。根據試驗表明，不漫水上挑丁壩的沖刷坑深度較下挑大33%左右，上挑丁壩沖刷坑最深點在壩根附近，下挑丁壩沖刷坑最深點出現在壩頭附近[2]。

結合工程實際，如選擇上挑丁壩，丁壩對支流一側水流干擾太大，且同時背側受干流倒灌水沖擊，腹背受力，對丁壩的安全性極為不利。選擇下挑丁壩，則可順應干、支流來水，改變局部水流流向，起到一定的挑流作用，并將干、支流交匯點適當前移至壩頭附近，減輕對壩根處堤岸的淘刷危害。由此，將丁壩確定為不漫水下挑丁壩，挑角在30°~60°之間，結合壩長的經濟性、實用性、安全性再進一步進行選擇。

4、壩長的選擇

丁壩長度的選擇主要依據其設置的作用。如果以防護為主，用以防止水流對堤岸的直接沖刷，它只改變局部水流方向，不改變主流方向，這時多采用較短的丁壩；如果以挑流為主，用以改變主流方向，使水流遠離被保護的堤岸，這時多采用較長的丁壩。值得注意的是，長丁壩阻水面積過大，無論是漫頂還是非漫頂，壩頭附近單寬流量急劇增加，水流紊動劇烈，不利于丁壩的安全，應該慎用。同時，長丁壩的使用，相應的工程量也隨之增加。

C.T阿爾圖寧等認為當丁壩在垂直于水流方向的投影長度與穩定河寬的比小于0.25~0.33時，為短丁壩，否則為長丁壩[3]。結合實際工程經驗，建議不透水丁壩的長度（垂直于流向的投影長度）不應超過河槽寬度的15%[4]。基于丁壩的防護作用，及對丁壩安全性的考慮，采用短丁壩，丁壩有效長度（垂直于流向的投影長度）按河槽寬度的15%計取。本項目干流河寬約為90m，因此，丁壩有效長度為13.5m。如夾角確定，則可按下式求得丁壩的實際長度：

LP=L/sinθ公式1

式中：LP―丁壩實際長度，m；

L―丁壩有效長度，m；

θ ―丁壩挑角，（°）。

根據上文對挑角的選擇范圍，按下表可得各種挑角下本項目丁壩的實際長度。

表二 30°~60°范圍內丁壩的實際長度

綜合考慮丁壩的經濟性、適用性與安全性，結合本工程河流流勢的整治線，我們選擇48°為丁壩的挑角，丁壩實際長度按18m取值。

5、丁壩的結構

本項目采用粘土心丁壩，用格賓石籠網砌筑2m寬、1m厚的齒墻作為護腳固基，壩頭處護腳局部向外延伸1~2m，以防在壩頭局部形成沖刷坑；迎水面及壩頭為格賓石籠護坡，坡度1:2.5，壩頭為半圓形，設計半徑為2m；格賓護坡厚300mm，反濾層為碎石，厚100mm，護坡頂部砌筑漿砌石壓頂；壩心采用回填砂土壓實，回填砂土的相對密度不小于0.60。

本優化方案經監理、設計及建設單位審核，同意在本項目中實施施工。建成后經過一個水文年的考驗，較好的減輕了干、支流交匯處水流頻繁紊動而對堤岸造成的損壞，達到了治理的目標。

丁壩的布置多以經驗法或分析法準則來確定，但因河流的多樣性與復雜性，結果往往難以與實際情況相符。在應急工程施工中可以經驗法對丁壩進行布置；若防護標準要求較高，關系較重大的丁壩，則需配合水工模擬試驗，通過定床、動床試驗結果、水力分析等方式，來確定所需丁壩布置的相關數據。

參考文獻：

[1] 高冬光.橋位設計[M].北京：人民交通出版社.1998

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深基坑是指開挖深度超過5米（含5米）或地下室三層以上（含三層），或深度雖未超過5米，但地質條件和周圍環境及地下管線特別復雜的工程。深基坑工程施工涉及土方的開挖、邊坡支護、降水、地下管線、人防工程和周圍建筑物的安全穩定等問題，是一項綜合性很強的系統工程，有自身的特點。 二、深基坑工程的特點

（一）深基坑工程質量要求高

深基坑工程主要適用于高層建筑，有時候地下結構又會成為建筑的一部分，其質量是保證上部結構及整個建筑物結構安全的關鍵，所以，必須保證深基坑工程的質量。另一方面，由于深基坑工程施工時土方開挖量大，加上施工時護坡、降水和機械擾動，會破壞基坑及周圍土體的原有應力，處理不當容易造成地基不均勻沉降。

（二）深基坑工程風險較大

深基坑工程施工周期一般較長，從土方開挖到完成回填，工作量大，涉及范圍廣、人員多，施工機械使用頻繁，若是施工過程中再經歷雨季及其他不利因素，發生質量和安全事故的可能性非常大，且事故的發生具有突發性，讓人防不勝防。

（三）深基坑工程地域差異明顯

不同地域的工程項目，工程地質和水文地質條件不同，地基中基坑工程差異性很大，即便是同一城市不同區域也有差異，因此，基坑工程的土方開挖、支護體系設計與降水等施工方案的制定都要因地制宜，不能簡單照搬外地的經驗。

（四）深基坑工程施工綜合性要求高

要做好深基坑工程的施工，要綜合考慮巖土工程，結構工程，土力學理論、測試技術、計算技術及施工技術等方面的綜合知識。 （五）深基坑工程施工時間要求緊

深基坑工程必須在盡可能快的時間內完成，否則，出現問題的可能性就越大。在深基坑設計和施工中，要注意這一特性。因為深基坑施工中土體的穩定基本上是靠護坡措施來實現的，施工時間拖得越長，土體應力越大，發生流沙、管涌等情況的可能性也就越大，對護坡支撐系統的壓力也就越大。 （六）深基坑工程具有較強的環境效應

深基坑土方的開挖，必將引起基坑及其周圍地下水位變化和土體應力的改變，導致周圍地基土體的變形，達到一定程度將對相鄰建（構）筑物及地下管網產生影響。另外，大量土方開挖和運輸時，所產生的噪聲、粉塵等將會影響周邊的居民生活和環境。 三、深基坑工程施工常見問題

由于上述特點的影響，深基坑施工時經常會發生一些問題，特別是在施工開挖過程中不能根據項目實際地質狀況和水文條件情況進行分析，就有可能發生基坑位移、管涌、滲漏、水土流失和建筑物沉降，甚至是土方坍塌、結構傾覆事故，造成鄰近建筑（構）物不均勻沉降，結構開裂，周圍市政道路地下管網運轉困難，致使工程施工進度拖延，投資失控。

在深基坑施工過程中，必須做好充分的準備，采取有效的措施防止這些問題的產生。 四、深基坑施工應采取的預防措施

（一）注意收集施工現場相關資料，熟悉現場狀況

在深基坑施工前要收集相關資料，主要包括施工區域內建筑地基的工程地質勘察報告；基礎結構施工圖；基坑及鄰近地區地下管線資料；鄰近的原有建（構）筑物的結構、基礎情況。對這些資料進行收集和整理，為施工方案的制定和相關措施的采取提供第一手資料，保證施工方案的科學合理。

（二）專項施工方案的制定

深基坑工程施工會涉及到土方開挖、基坑支護和降水等分項工程，在深基坑施工前必須編制這些分項工程的專項施工方案，并附具安全驗算結果，經施工單位技術負責人、總監理工程師簽字后實施，由專職安全生產管理人員進行現場監督。當達到一定規模時，施工單位還應當組織專家對專項施工方案進行論證、審查。

（三）合理確定土方開挖順序

挖土順序不當會引起土體應力失衡，土體產生位移，可能導致土方坍塌。局部超挖，容易形成周圍土體的應力集中，可能導致支護結構破壞，嚴重時也會造成土方塌陷。因此，深基坑土方開挖時，應綜合考慮現場地質和水文狀況，制定科學合理的土方開挖方案，合理確定土方開挖順序和每層的開挖厚度，先撐后挖，嚴禁超挖。

（四）選擇恰當的土方支護結構

土方開挖時，為了保證邊坡的穩定，減小土方機械擾動的影響，需要對基坑邊坡進行支護，護坡形式有土釘墻，錨桿樁、水泥攪拌樁、高壓施噴樁等，還有鋼筋砼排樁、地下連續墻等，各種支護結構有各自的適用條件，要根據工程地質及水文地質條件，綜合考慮工程性質、規模、施工能力及技術特點等，選擇既能保證土方邊坡穩定，技術熟練工程造價又相對較低的護坡形式。

（五）正確制定排降水方案

基坑排降水方法很多，諸如明溝排水、井點降水、管井井點、噴射井點降水等，要根據地質勘查報告，綜合考慮土體滲透系數、降水深度要求、土體含水量及施工單位自身技術水平確定切實可行的降排水方案。