生态护坡技术

江苏优凝舒布洛克公司——生态护坡1、生态护坡背景何谓生态护坡？在传统的边坡工程中，对边坡的处理主要是强调其强度功效，忽视了其对环境的破坏。生态护坡是指开挖边坡形成以后，通过种植植物，利用植物与岩土体的相互作用(根系锚固作用)对边坡表层进行防护、加固，使之既能满足对边坡表层稳定的要求，又能恢复被破坏的自然生态环境的护坡方式，是一种有效的护坡、固坡手段。在国内该种技术还处于起步阶段。1、生态护坡背景生态护坡的必要性随着我国水土流失日益严重、海洋污染加剧、水质恶化，提高海堤与大坝的生存能力，实现河道与海洋的生态环保，已经成为我国水利工程面临的一次巨大挑战。传统浆砌块石与混凝土结构因为造价过高、容易损坏、破坏生态等缺点，不能为水土环境提供长效保护，如何寻求更有效的生态环保产品替代传统的浆砌块石等，成为破解这一困局的关键。1、生态护坡背景生态护坡研究成果伴随着“948计划”的实施，表明我国的环保、景观、水利等建设已经开始由规模化向集约化、科技化转变。由国家水利部科技推广中心与我公司（南京优凝舒布洛克公司）共同研发推广的铰接式生态护坡技术已于2005年作为景观科研技术首度被吸纳入由农业部、林业部、水利部共同实施的“948计划”。经过两年的推广应用和改进，我公司的生态护坡体系已经日臻完善。目前已形成有铰接式生态护坡和超强联锁式生态护坡两个系列组成的多种规格的产品体系。已申请1项发明专利和3项外观专利。2.1铰接式生态护坡2.2联锁式生态护坡2、生态护坡简介2.1铰接式生态护坡铰接式护坡是一种连锁型高强度预制混凝土块铺面系统。是由一组尺寸、形状和重量一致的预制混凝土块，用镀锌的钢缆或聚酯缆绳相互连接而形成的连锁型矩阵。2.1.1类型中间开孔式（右上）448×438×150（31kg)中间封闭式（左下）448×438×150（44kg)主要有两种类型：中间开孔式和中间封闭式，两种类型的混凝土块都有不同的尺寸和厚度以适应各种水流情况。正确铺装方法错误铺装方法2.1.2技术特点安全设计：铰接式铺面系统的设计是在传统流体力学的基础上，利用多年来欧美国家进行的大量现场和模型试验得出的结果而得到的。因此块体的选择、设计和安装都着重考虑了保持铺面系统与基层土体之间紧密的接触。主要设计原理是：当给定渠道过水断面的几何参数和纵向坡度时设计水流所引起的应力作用下单块不脱离基土；采用传统的安全系数法；设计中另外考虑由于施工上的误差而个别块凸出来时所引起的附加力。虽然下面几个因素对系统的稳定有一定的帮助，但是在设计中均忽略其任何影响：1.块体用一系列绳索连接起来，增加铺面系统的整体性，防止个别块体从系统中丢失；2.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，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，所以我们的设计是偏于保守、偏于安全的。2.1.2技术特点安全设计连锁块风浪设计连锁块稳定计算坡体抗滑稳定计算2.1.2技术特点水域平均水深，d风区长度，F计算风速，V水的容重，rwARMORFLEX块的容重，rc边坡坡度，m工程参数平均周期，T平均波高，H平均波长，L风浪要素风浪设计连锁块风浪设计Hudson公式：mKKHWddc33Delft公式：cosKHDbd连锁块稳定计算ALDWlFlFlllllFS1431212)sin(cossincosFS容许安全系数，[FS]=1.50坡体抗滑稳定计算瑞典圆弧法（Swedishcirclemethod）：siiiiiiiKWtgaWlcKssin)cos'(10.1sK风浪计算块型计算块体重量块体厚度确定块型块体稳定计算坡体抗滑稳定计算2.1.2技术特点混凝土规格：C30，抗酸，持久耐用，良好的结冰和解冻性能；空隙率：大于20%的空隙率，能够减少地面对流水的阻力，便于地面排水。降低水流速率：依据数据设计成单位重量和表面阻力的理想的结合。实验测得的阻力系数n的有效范围从0.026到0.034,可以依据需要选择铰接式护坡块的规格。生态环保（植草）：开孔式铰接式护坡为植被提供完善的环境。采用低碱水泥加木质醋酸纤维来改善混凝土的植生环境，铰接式护坡的开孔结构为草和小灌木提供更快的成长以及更加稳定的生存环境。植被可以在孔隙中生长,吸附在地面，这样增加了铰接式护坡的混凝土块的吸附力。如果不需要植草时,可以安装无孔的铰接式护坡或用碎石填充孔隙。我们公司与联合国粮农组织联合推广香根草，其根深可达5m,抗拉强度是钢筋的七分之一，对水中的磷、氮有很强的吸收能力，是改善水质的一个新技术。具体如下：铰接式护坡系统为柔性结构可以保留江河湖泊原有的自然形态，保留或恢复其蜿蜒性或分汊散乱状态；高开孔率渗水型柔性结构铺面能够降低流速，减少流体压力和提高排水能力；块体间留有孔隙，为生物的生长发育提供栖息地，发挥河流、土壤、植被的自净化功能；为植被生长创造条件，保持河流的侧向联通性。通过土工复合材料可有效抑制河流湖泊淤泥的形成；与植被配合，可以控制底泥营养盐的释放，吸收水体中过剩的营养物质如N、P等，对水中浮游藻类（蓝藻等）具有相互克制的作用，影响浮游藻类的生长。2.1.2技术特点灵活性好：铰接式护坡块用缆绳互联,相邻块之间有很大的灵活性。块的切面被设计成两面对切，这样，块与块间能够良好得吻合，且不失灵活性。2.1.2技术特点渗透性好：通过放置滤网状织物或分级的过滤垫，来增加护岸系统的渗透性，从而削弱了流体对边坡的压力。而且系统减少了土壤流失，浸出的底土不能通过系统，这样铰接式护坡防护系统就会更加稳定。2.1.2技术特点施工优点：施工方便快捷，所以可以节省总工程投资。一般来说，100mm厚和150mm厚的的块体，一个工人一个小时可以铺设9-10M2。铰接式护坡系统一个小时起重机操作时间可以铺设3-4个垫子。准备场地铺设土工布铺设护坡块填缝植草2.1.2技术特点其他技术参数1.设计可采用的最大坡度为1：1；在坡度为1：1且坡宽超过3米时，建议采用优凝舒布洛克铰接式护坡系统以方便施工。一般讲，2：1的坡度以内是最佳选择。2.适用流速达到4－6米/秒。3.钢铰线的承重安全系数一般考虑3：1。比如：垫子重2吨，那么绳索的抗拉能力我们一般考虑为6吨。绳索一般我们采用稀土合金材料制成，按国际产品标准使用年限在八十年。4.铰接式护坡垫子重量是由块体厚度、装配完成的垫子的长度和宽度决定的。一般来讲可以达到4—20吨。（单块31kg）5.抗浪能力是由块体重量决定的。实验证明，优凝舒布洛克铰接式护坡系统在3.5-3米浪高情况的稳定是由块体重量决定的。一般来讲，100厚的块体可至少承受1.5米的浪高。6.造价：根据各地情况不同，通常比传统的浆砌块石、干砌块石、混凝土板等造价低10%-50%。总结起来,铰接式护坡系统的主要优点为如下几点：◆稳定性好、安全可靠◆柔性结构，适用性广◆高度的工作性能和实用性◆生态环保，景观效果好◆渗水性好◆施工便捷◆经济耐用2.1.3实用局限性1.边坡坡度：铰接式护坡不是挡土墙，它只是一种防冲刷护面系统，最好在自然稳定的土坡上用。考虑到系统对增加边坡稳定方面的能力，最大边坡坡度宜为1:1。但是在1:1的边坡上使用时，若柔性垫子长度超过2米必须采用有效措施把垫子锚固在基土内；2.转弯半径：柔性垫子受单块尺寸的限制最小的转弯半径为60公分。2.1.4施工步骤145322.1.4施工步骤1.准备场地：铺放垫子前土基表面必须压实整平。从技术上或美观上讲严格整平都是非常重要的。若场地土质较差，不好压实或整平，则可用一层碎石垫层。整平好的表面上不能走人或仪器，影响其平整度。2.铺设土工布：铺放垫子前必须要铺设符合当地土质要求的反滤土工布，最好用编织的土工布。土工布在大多数情况下能代替碎石过滤层，但是铺面系统承受波浪荷载时碎石垫层就不能省略。土工布允许水渗出来，减少铺面系统上的扬压力，同时又防止发生地基土的管涌现象。在两张垫子接缝处要避免发生两张土工布的搭接，所以土工布在垫子四边都要伸出至少30公分。2.1.4施工步骤•3.铺设块体：为提高施工精度和速度，一般在生产厂或就地把混凝土块用绳索连接成适合本工程大小的垫子，并利用起重机和专用展延栅一次性安装到已准备好的土基上。边坡上铺的垫子在顶部必须把一部分块埋入土内并其系索锚固在土内，底部则可以挖壕沟把一部分块埋进土内或者一定长度的垫子摊铺在河底表面上。上下埋入土内的块体不能低于两行。采取有效的起吊方法，垫子也可以在水下摊铺。河道弯曲的地方铺块体时可以采用预先作好的三角形垫子，也可以先让两块垫子搭接定位后把搭接部分的块体拿掉并且重新设立系索。接缝处小于5公分的缝隙可以忽略，但如果缝隙过大则必须用渗水性混凝土填缝。•4.填缝：经受波浪冲击的边坡上铺好块后空隙内填满级配碎石，可大大提高铺面系统的稳定性。正常水位以下的开孔式块体孔内也最好填级配碎石。•5.植草：正常水面以上块体表面可以摊铺一层天然土然后种植适合当地气候环境的花草。特殊环境下施工工艺•冰上施工：结合河道实际断面尺寸，预留足够的铺面下沉长度。•水下施工：岸边吊装、退放铺排、水上拖排沉放、水下拖拉铺排、卷排滚铺等水下施工退放铺排水下施工退排沉放水下施工水下拖排水下施工吊装细节调整绳索的取材由块体的大小和铺面长度、施工现场条件决定。（5mm到15mm的聚脂材料、镀锌或不锈钢索连接）局部连接处理方式2.1.5应用项目•目前铰接式护坡广泛应用于河道、海岸、水库、航道等工程上，已做项目有无锡仙蠡桥河道整治工程、沈阳浑河城市防洪工程、沈阳世界园艺博览会水景工程、棋盘山护坡项目等大小10余个，铺设总面积达到20万平方米。•无锡仙蠡桥护坡项目（5000平方米）该工程负责人表示：“经过几个夏季洪水和冬季冻融的考验，铰接式护坡系统完全达到了预先设想的护坡效果2.2联锁式生态护坡•联锁式护坡砖是一种欧美国家现行使用的可人工安装，适用于中小水流情况下（不大于3米/秒）土壤水侵蚀控制的新型连锁式预制混凝土块铺面系统。由于采用独特的联锁设计，每块砖与周围的6块砖产生超强联锁，使得铺面系统在水流作用下具有良好的整体稳定性。同时，随着植被在砖孔和砖缝中生长，一方面铺面的耐久性和稳定性将进一步提高，另一方面起到增加植被、美化环境的作用。近年来，联锁式护坡砖被广泛应用于河流的治理如河岸、河堤、防洪溢洪道等工程以及城市河道护坡改造工程中。谢谢大家手机：[phone]QQ：19192041谢谢！