CN101949143B - 水道、河道两侧边坡柔性防护系统及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水道、河道两侧边坡柔性防护系统及施工方法。为解决现有技术施工复杂程序高等问题而设计。在所述的水道、河道两侧边坡表面铺设有以填充后的生态工程袋为构建单元的柔性边坡系统；所述的柔性边坡系统由防泥化段防浪蚀段和种植段组成。本发明水道、河道两侧边坡柔性防护施工方法，包括：1)修坡步骤；2)浇筑混凝土基础层步骤；3)装填生态工程袋步骤；4)码放生态工程袋步骤5)夯实生态工程袋，进行预沉降控制步骤6)浇水沉降步骤。采用上述的方法和结构，针对水道、河道的特殊性给予针对性的防护，生态工程袋具有综合性能优异、无毒、无污染，不助燃，裂口不延伸等特点，百分之百回收，真正实现了零污染，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及一种水道、河道两侧边坡柔性防护系统及施工方法
背景技术
进入21世纪以来，人们已经充分地认识到是基础工程建设的快速发展与生态环境保护的不协调，导致了人类赖以生存的生态环境被破坏，制约了社会经济的可持续发展，并对人类的生存和社会发展构成了威胁。因此，在基础工程建设中怎样合理利用资源、保护生态环境、美化景观效果，成了社会各界必须关注和认真对待的问题。
在通常情况下，人们经常采用的边坡防护措施中大量使用石头，水泥，钢筋，混凝土等高能耗，高污染，高成本的硬体材料，工程造价高，既不科学也不合理，不仅不能解决原有破坏植被、水土流失、滑坡、边坡失稳等一系列问题，还会进一步影响生态环境的平衡。
生态工程袋柔性生态边坡环境系统的发明有效的解决了上述问题。生态工程袋的袋体是聚合物材料制成的、高强度、平面稳定的轻型软体材料。其耐腐蚀性强，抗紫外线，非自然降解，抵防鼠类、白蚁、蛀虫、甲壳虫等动物破坏，植物的根系通过袋体可自由生长，并融入水体中，与水中生物群体形成一个优良的生态自然环境。柔性生态边坡工程系统可就地取材，选取当地的土壤，就地装袋，在简单的水平位置就能施工，其施工程序简单，操作方法简便。
生态工程袋具有目标性透水不透土的过滤功能，既能防止填充物(土壤和营养成分混合物)流失，又能实现水分在土壤中的正常交流，植物生长所需的水分得到了有效的保持和及时的补充，对植物非常友善，使植物穿过袋体自由生长。根系进入工程基础土壤中，如无数根锚杆完成了袋体与主体间的再次稳固作用，时间越长，越加牢固，更进一步实现了建造稳定性永久边坡的目的，大大降低了维护费用。
但是，现有的生态工程袋生态工程袋边坡防护绿化，主要用于荒山、矿山 修复、高速公路边坡绿化等工程。而由于河道、水道两侧边坡具有以下特殊性：
1、常水位线以下要求能有效防止管涌现象，能有效防止水力冲击；
2、常水位线段(水位变化区)，要求能防浪涌淘蚀。
3、常水位线以上要求良好的孔隙度及透水不透土性能，能防止填充物和土壤流失，实现水分在土壤中正常交流。对植物友善，可使植物根系穿过袋体自由生长，根系进入工程基础土壤中，起到固坡作用。
因此，现有的生态工程袋柔性生态边坡环境系统不能较好的解决现有的问题。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种能够适应水道、河道要求，构建成本低的水道、河道两侧边坡柔性防护系统及施工方法。
为达到上述发明目的，本发明水道、河道两侧边坡柔性防护系统，在所述的水道、河道两侧边坡表面铺设有以填充后的生态工程袋为构建单元的柔性边坡系统；所述的柔性边坡系统由下至上包括位于常水位线以下的防泥化段、位于常水位线的防浪蚀段和位于常水位线以上的种植段组成。
其中，在所述的防泥化段中，所述生态工程袋的袋体为等效孔径O90(O95)≤0.07mm、单位面积质量为200g/m2以上的生态工程袋袋体；所述的填充后的生态工程袋按丁字形码放形式对边坡进行防护铺设，所述的生态工程袋的袋体表面喷涂有防水抗光老化层，所述的防水抗光老化涂层为环氧丙烯酸酯、丙烯酸酯、聚胺酯或聚氯乙烯涂料。
其中，在所述的防浪蚀段中，所述生态工程袋的袋体为等效孔径O90(O95)为0.1-0.15mm、单位重量在200g/m2以上的生态工程袋袋体。
其中，所述填充后的生态工程袋是通过连接杆垂直边坡坡面相互固定的。
其中，在所述的常水位线以上段，所述生态工程袋的袋体为等效孔径O90(O95)为＞0.19mm、单位重量在140g/m2以上的生态工程袋的袋体；所述填充后的生态工程袋在所述的种植段是通过设置在上下相邻两生态工程袋之间的工程袋连接扣相互固定的。
其中，在所述的工程袋连接扣一侧向外通过连接杆固设有拉手；所述连接杆的长度方向与工程袋连接袋连接扣的长度方向基本垂直；所述的连接杆、拉手与工程袋连接扣一体制成。
其中，所述的防泥化段的生态工程袋内填充下述重量份的原料：
原状土：30-50份 沙子：10-30份 石料：10-20份；和/或
所述的防浪蚀段的生态工程袋内填充下述重量份的原料：
原状土：30-50份 沙子：20-30份 脱水淤泥：20-30份；和/或
所述的种植段的生态工程袋内填充下述重量份的原料：
原状土：30-40份 锯木屑：20-30份 脱水淤泥：30-40份。
为达到上述发明目的，本发明水道、河道两侧边坡柔性防护施工方法，至少包括：1)修坡步骤；2)浇筑混凝土基础层步骤；3)装填生态工程袋步骤；4)码放生态工程袋步骤5)夯实生态工程袋，进行预沉降控制步骤6)浇水沉降步骤，其中所述的4)码放生态工程袋步骤具体为：
41)清除基底表面浮土并对基底进行平整；
42)码放防泥化段；将填满土的生态工程袋沿垂直于坡面方向放在基底，基础层以上部分码放过程应沿平行、垂直于坡面方向码放；其中，生态工程袋码放形式为“丁字码放”；两水平相邻生态工程袋间留出30-50mm空隙；码放过程中应逐层对生态工程袋进行夯实平整，夯实后的生态工程袋尺寸控制为：长度800±20mm、宽度360±20mm、高度120±20mm，保证码放整齐；将生态工程袋长边缝纫一侧贴近坡面码放；上下两相邻生态工程袋之间放置有连接杆；
43)在防泥化段上码放防浪蚀段；
44)在防浪蚀段上的码放种植段。
进一步的，上述的步骤5)夯实生态工程袋，进行预沉降控制具体为：对码放的生态工程袋及后侧回填土进行夯实来完成的，生态工程袋码放应逐层夯实，并使该层生态工程袋整体水平高度基本一致。
采用上述的方法和结构，针对水道、河道的特殊性给予针对性的防护，生态工程袋具有综合性能优异、无毒、无污染，不助燃，裂口不延伸等特点，百分之百回收，真正实现了零污染，使用寿命长。
附图说明
图1为本发明水道、河道两侧边坡柔性防护系统的结构示意图。
图2为生态工程袋码放形式结构放大图。
图3为另一种生态工程袋码放形式结构放大图。
图4为本发明中连接杆结构示意图。
图5为本发明中改进后的连接扣的实施例的示意图。
图6为本发明中改进后的连接扣的另一实施例的示意图。
图7为图5或图6的剖示示意图。
图8为在边坡柔性防护系统中安装图5或图6所示连接扣的结构示意图。
具体实施方式
如图1至图4所示，本发明水道、河道两侧边坡柔性防护系统，是在所述的水道、河道两侧边坡表面铺设有以填充后的生态工程袋为构建单元的柔性边坡系统；所述的柔性边坡系统由下至上包括位于常水位线以下的防泥化段A、位于常水位线的防浪蚀段B和位于常水位线以上的种植段C组成。即，对于常水位线以下防泥化段A长期浸泡的岸缘，采用“防泥化”生态工程袋，以有效防止泥土由于水力冲击而造成的流失，减少管涌发生机率；而对于常水位线附近(水位变化区)防浪蚀段B，采用“防浪蚀”生态工程袋，以起到抗浪涌淘蚀的作用，所述的“防浪蚀”生态工程袋应选用耐热、耐光性好，耐磨损、耐霉菌及酸碱腐蚀的生态工程袋；而对于常水位线以上种植段C，则采用“种植”生态工程袋，以提供良好的孔隙度及透水不透土性能，能防止填充物和土壤流失，实现水分在土壤中正常交流。对植物友善，可使植物根系穿过袋体自由生长，根系进入工程基础土壤中，起到固坡作用。
其中，上述的“防泥化”生态工程袋是指：生态工程袋的袋体为等效孔径090(095)为0.07-0.1mm、单位面积质量为200g/m2以上的生态工程袋袋体；在防泥化段铺设时，填充后的生态工程袋按丁字形码放形式对边坡进行防护铺设，所述的生态工程袋的袋体表面喷涂有防水抗光老化涂层，所述的防水抗光老化涂层可采用环氧丙烯酸酯、丙烯酸酯、聚胺酯、聚氯乙烯等涂料。为了增强防泥化段的在汛区的防浪涌能力，在所述的“防泥化”生态工程袋内装填的为下述重量份的原料：原状土：30-50份 沙子：10-30份 石料：10-20份；
上述的“防浪蚀”生态工程袋是反指生态工程袋的袋体为等效孔径O90(O95)为0.1-0.15mm、单位重量在200g/m2以上的生态工程袋袋体。为了增强防浪蚀段的防浪蚀能力，在所述的“防浪蚀”生态工程袋内装填的为下述重量份的原料：原状土：30-50份 沙子：20-30份 脱水淤泥：20-30份；
上述的“种植”生态工程袋是指：生态工程袋的袋体为等效孔径O90(O95)为＞0.19mm、单位重量在140g/m2以上的生态工程袋的袋体；为了有利于种植段生态工程袋上的植物生长，所述的种植段生态工程袋内填充下述重量份的原料：原状土：30-40份 锯木屑：20-30份 脱水淤泥：30-40份。在上述防浪蚀和种植段的生态工程袋内增加脱水淤泥，不但有利于对河道、水道或湖内的淤泥进行处理，有利于环保；而且脱水淤泥内通常含较为丰富的腐殖质，其土工特性满足作植物生长的要求，因此是将环境与经济效益相统一的废弃物处理与利用技术。
生态工程袋的袋体是采用合成聚合材料制成，表面较为粗糙，适合在水下浸入后，其表面会滋长苔藓类等水生生物，有助于在生态袋表面滋生大量的苔藓类水生生物对水体有极强的净化作用。
上述填充后的生态工程袋在所述的防泥化段和防浪蚀段是通过连接杆(如图4所示)垂直边坡坡面相互固定的，这样有利于常水位线段以及常水位线以下段边坡的的稳定；而对出于种植段，则可通过在上下相邻两生态工程袋之间设置工程连接扣来实现相互固定的。所述的工程连接扣为现有技术，其通常结构为：在一连接板的上下左右合理分布刺尖，通常刺尖以及连接板可以将上、下两工程袋连接在一起，从而增加生态工程袋之间、生态工程袋摩擦力，增强生态柔性护坡系统的抗拉、抗切强度；加大和加深了刺尖的径长和深度，可更有力的保证了工程扣的各项力学要求。(如图2所示)
由于生态袋长期浸没在水中，生袋表面长满苔藓类水生生物，使得袋体表面粘滑，若发生意外落水，落水者会应边坡粘滑无法攀爬上岸，而导致失去获救的机会。为了更加体现以人本理念，作为本发明的进一步的改进，如图4至图8所 示，在所述的工程袋连接扣本体1一侧向外通过连接杆2固设有拉手3。其中，所述连接杆2的长度方向与工程袋连接袋连接扣的长度方向基本垂直。上述的拉手为把手形或环形。最佳的，上述的连接杆、拉手与工程袋连接扣一体制成。
上述的生态工程袋袋体的技术指标见下表：
| 序 号 | 检验项目 | “防泥化”生态 袋 | “防浪蚀”生态 袋 | “种植”生态 袋 |
| 1 | 单位面积质量，g/m2 | ＞200 | ＞210 | ＞140 |
| 2 | 断裂强度，kN/m | ≥30 | ≥30 | ≥1 |
| 3 | 断裂伸长率，％ | ＜30 | ＜30 | ＜30 |
| 4 | 梯形撕破强度，N | ≥≥450 | ≥450 | ≥160 |
| 5 | CBR顶破强力，N | ≥3000 | ≥3000 | ≥1000 |
| 6 | 紫外线保持率，96h，％ | - | ＞85 | ＞85 |
| 7 | 等效孔径O90，mm | ≤0.07 | 0.1-0.15 | ＞0.19 |
| 8 | 透水率，S-1 | ＞0.3 |
本发明水道、河道两侧边坡柔性防护施工方法，至少包括：1)修坡步骤；2)浇筑混凝土基础层步骤；3)装填生态工程袋步骤；4)码放生态工程袋步骤5)夯实生态工程袋，进行预沉降控制步骤6)浇水沉降步骤。其中，
1)修坡步骤；
在生态袋护坡工程开始前，土方堆填应达到设计坡度和密实度要求。工作基础坡面要求平整(要求基层平整厚度d≤±300mm)，且基本密实度达到设计要求(回填土过程中要求每300mm一夯、夯实度达到250mm，回填土密实，且回填土坡高度超出坡高度15％回填，并用水进行预沉降处理以达到回填土坡质量验收要求)，以避免雨后坡体沉降、鼓包、塌陷，影响坡体安全稳定性。回填土不能选用沙性土和淤泥。
2)浇筑混凝土基础层步骤；
浇筑1000mm×300mm的混凝土基础垫层，在混凝土基础面上码放生态袋， 以满足生态袋基础稳定要求。
3)装填生态工程袋步骤；
选用适宜植被生长的种植土(含水量15％～20％左右)装填生态袋，若所选土壤比较贫瘠应进行土壤改良，以使其能更好的适宜植被生长。一般情况下，在施工现场开挖的土体要经过粗选后运至装填现场，装袋前要预先进行粉碎、过筛、拌合，剔除、粉碎较大土块及石块，保证种植土土壤颗粒均匀，以便装袋时能装填饱满，码放时外观易于平整，并且适合生态袋上植物的生长。
填装生态袋，将种植土装入生态袋内，要求生态袋中的种植土装填到距离袋口大约70～100mm处，边装边敦实，以使装填饱满，达到生态袋装填后的设计要求(填土后码放夯实的生态袋尺寸：长800±20mm、宽360±20mm、高120±20mm、重量70±5kg)，以节约生态袋用量，保证后期生态袋码放质量及绿化效果。
4)码放生态工程袋步骤
41)清除基底表面浮土并对基底进行平整；
42)将填满土的生态工程袋沿垂直于坡面方向放在基底，基础层以上部分码放过程应沿平行、垂直于坡面方向码放；其中，生态工程袋码放形式为“丁字码放”；两水平相邻生态工程袋间留出30-50mm空隙；码放过程中应逐层对生态工程袋进行夯实平整，夯实后的生态工程袋尺寸控制为：长度800±20mm、宽度360±20mm、高度120±20mm，保证码放整齐；将生态工程袋长边缝纫一侧贴近坡面码放；上下两相邻生态工程袋之间放置有连接杆。
5)夯实生态工程袋，进行预沉降控制步骤
对码放的生态工程袋及后侧回填土进行夯实来完成的，生态工程袋码放应逐层夯实，并使该层生态工程袋整体水平高度基本一致。
6)浇水沉降步骤，
在生态袋码放完成后，浇水使其自然沉降。在坡顶封顶处也应预先高出后坡体一定距离，避免自然沉降后带来的高差。
进一步的，边坡的种植段进行处植，以实现对边坡的绿化。从护坡功能考 虑，植物防护要能加固稳定边坡，而且有绿化和改善环境的作用，因此植物根系发达，有良好的增强生态袋系统及边坡的稳定性及美化景观的效果；植物覆盖程度大；多年生植物绿期长、耐践踏，适宜于粗放管理，容易移植和自然繁殖；有较强的抗污染和净化空气的能力。
从气候土质环境方面，考虑适合当地土壤和气候(湿度和降水)条件；抗逆性强，易繁殖，有抗寒、耐热、抗旱等性能，绿化见效快，养护简单；具有抗病毒、抗倒伏性能，生长快，扩张性强，在短时间内就能郁闭边坡；耐贫瘠、耐粗放；能适应如盐碱等特殊环境条件。
从种植的生物学和生态学角度，考虑植物生长与周围环境的和谐性，及提高土壤肥力等改善环境的作用，从而达到生态和谐多样性地发展。
植被种植方式的选择可根据不同的设计要求，不同的地质状况，不同的工程环境，不同的气候条件，以及不同的使用领域(水利、公路、坡体、墙体等项目)状况下，可选择不同的种植方式，如：喷播、插播、压播、混播、穴播等。有时可选单一种植方法，有时也可以多种方式组合使用。
综上可知，本发明的水道、河道两侧边坡柔性防护系统根据水道、河道两侧边坡的特点，针对不同的水位进行不同的铺设材料、采用不同的铺设方法，从而对边坡起到有效地的保护作用。
Claims (7)
1.水道、河道两侧边坡柔性防护系统，其特征在于，在所述的水道、河道两侧边坡表面铺设有以填充后的生态工程袋为构建单元的柔性边坡系统；所述的柔性边坡系统由下至上由位于常水位线以下的防泥化段、位于常水位线的防浪蚀段和位于常水位线以上的种植段组成；其中，
在所述的防泥化段中，所述生态工程袋的袋体为等效孔径O90(O95)≤0.07mm、单位面积质量为200g/m2以上的生态工程袋袋体；所述的填充后的生态工程袋按丁字形码放形式对边坡进行防护铺设，所述的生态工程袋的袋体表面喷涂有防水抗光老化层，所述的防水抗光老化涂层为环氧丙烯酸酯、丙烯酸酯、聚胺酯或聚氯乙烯涂料；
在所述的防浪蚀段中，所述生态工程袋的袋体为等效孔径O90(O95)为0.1-0.15mm、单位重量在200g/m2以上的生态工程袋袋体；
在所述的的种植段，所述生态工程袋的袋体为等效孔径O90(O95)为＞0.19mm、单位重量在140g/m2以上的生态工程袋的袋体；所述填充后的生态工程袋在所述的种植段是通过设置在上下相邻两生态工程袋之间的工程袋连接扣相互固定的。
2.如权利要求1所述的水道、河道两侧边坡柔性防护系统，其特征在于，所述填充后的生态工程袋是通过连接杆垂直边坡坡面相互固定的。
3.如权利要求1所述的水道、河道两侧边坡柔性防护系统，其特征在于，在所述的工程袋连接扣一侧向外通过连接杆固设有拉手；所述连接杆的长度方向与工程袋连接袋连接扣的长度方向基本垂直；所述的连接杆、拉手与工程袋连接扣一体制成。
4.如权利要求1、2或3所述的水道、河道两侧边坡柔性防护系统，其特征在于，
所述的防泥化段的生态工程袋内填充下述重量份的原料：
原状土：30-50份 沙子：10-30份 石料：10-20份；和/或
所述的防浪蚀段的生态工程袋内填充下述重量份的原料：
原状土：30-50份 沙子：20-30份 脱水淤泥：20-30份；和/或
所述的种植段的生态工程袋内填充下述重量份的原料：
原状土：30-40份 锯木屑：20-30份 脱水淤泥：30-40份。
5.如权利要求1所述的水道、河道两侧边坡柔性防护系统的施工方法，至少包括：1)修坡步骤；2)浇筑混凝土基础层步骤；3)装填生态工程袋步骤；4)码放生态工程袋步骤5)夯实生态工程袋，进行预沉降控制步骤6)浇水沉降步骤，其特征在于，所述的4)码放生态工程袋步骤具体为：
41)清除基底表面浮土并对基底进行平整；
42)在常水位线以下的边坡上码放填充后的防泥化段生态工程袋；将填满土的生态工程袋沿垂直于坡面方向放在基底，基础层以上部分码放过程应沿平行、垂直于坡面方向码放；其中，生态工程袋码放形式为“丁字码放”；两水平相邻生态工程袋间留出30-50mm空隙；码放过程中应逐层对生态工程袋进行夯实平整，夯实后的生态工程袋尺寸控制为：长度800±20mm、宽度360±20mm、高度120±20mm，保证码放整齐；将生态工程袋长边缝纫一侧贴近坡面码放；上下两相邻生态工程袋之间放置有连接杆；
43)在位于常水位线位置的边坡土码放填充后的防浪蚀段生态工程袋；
44)在常水位线以上的边坡上码放填充后的种植段生态工程袋。
6.如权利要求5所述的水道、河道两侧边坡柔性防护系统施工方法，其特征在于：所述的步骤5)夯实生态工程袋，进行预沉降控制具体为：对码放的生态工程袋及后侧回填土进行夯实来完成的，生态工程袋码放应逐层夯实，并使该层生态工程袋整体水平高度基本一致。
7.如权利要求5所述的水道、河道两侧边坡柔性防护系统施工方法，其特征在于：
所述的防泥化段生态工程袋内填充下述重量份的原料：
原状土：30-50份 沙子：10-30份 石料：10-20份；和/或
所述的防浪蚀段生态工程袋内填充下述重量份的原料：
原状土：30-50份 沙子：20-30份 脱水淤泥：20-30份；和/或
所述的种植段生态工程袋内填充下述重量份的原料：
原状土：30-40份 锯木屑：20-30份 脱水淤泥：30-40份。
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