CN103437321A - 现浇反滤植生型混凝土生态护坡系统及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种现浇反滤植生型混凝土生态护坡系统及其施工方法，包括坡体，在所述坡体的常水位以上设置植生型生态混凝土，所述植生型生态混凝土的表面为植物生长层，所述坡体的常水位以下设置反滤型生态混凝土，所述植生型生态混凝土的下方设有防冲结构；所述反滤型生态混凝土的表面为阶梯形或波浪形，其表面设有若干凹槽，所述凹槽内填充有活化沸石，所述凹槽的表面覆盖一层滤网。本发明植生型生态混凝土的下方设有防冲结构，抗雨水冲刷的同时为植物的生长提供营养；反滤型生态混凝土的表面设置为阶梯形或波浪形，能有效的减少波浪对边坡的冲击；反滤型生态混凝土的表面设有若干凹槽，凹槽内填充有活化沸石，净化了水质。
Description
技术领域
本发明涉及一种生态护坡系统及其施工方法，特别是涉及一种现浇反滤植生型混凝土生态护坡系统及其施工方法，属于河道边坡整治技术领域。
背景技术
水库、河川堤岸、山体及道路边坡等的防护和治理越来越引起人们的重视。传统的护坡方法主要有浆砌或干砌块石护坡、混凝土护坡、金属塑网、碎石堆积、挡土墙及抗滑桩等，在满足护坡功能性要求的同时，隔绝了土壤与水体之间的物质交换，破坏了河湖岸区原有的生态系统，造成生态多样性下降，陆岸及水生动植物丧失了栖息空间，水体自净功能下降甚至完全丧失，有鉴于此，具备多孔性的植生型生态混凝土越来越多的应用于河湖护坡结构中。
生态护坡的最终目的是除了能实现稳定河道、防止水土流失的基本功能外，还具有生态景观等功能。目前的生态混凝土护坡系统中，其抗冲刷能力较弱，覆盖土容易滑落，植物成活率低，生长缓慢；且水体的自净功能较低，水质较差。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于，提供一种现浇反滤植生型混凝土生态护坡系统及其施工方法，能够有效的防止流水、风浪及降水的冲刷，更好的保持水土，有利于植物生长，美化了环境，同时净化了水质。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：现浇反滤植生型混凝土生态护坡系统，包括坡体，在所述坡体的常水位以上设置植生型生态混凝土，所述植生型生态混凝土的表面为植物生长层，所述坡体的常水位以下设置反滤型生态混凝土，其特征在于：所述植生型生态混凝土的下方设有防冲结构；所述反滤型生态混凝土的表面为阶梯形或波浪形，其表面设有若干凹槽，所述凹槽内填充有活化沸石，所述凹槽的表面覆盖一层滤网。
进一步的技术方案为：
所述活化沸石的外部套有编织袋，所述编织袋的一端设有绳索，所述绳索设在所述凹槽的外部。
所述的防冲结构包括依次层叠的营养层、加强层和反滤层。
所述的营养层包括依次层叠的角蛋白纤维层、棉纤维层和木浆纤维层，所述的角蛋白纤维层的单位面积质量为50g/m2,棉纤维层的单位面积质量为10g/m2，木浆纤维层的单位面积质量为30g/m2。
所述的加强层为土工格栅，所述土工格栅内填充有有机肥。
所述的反滤层为透水性无纺土工布层，所述透水性无纺土工布层的单位面积质量为100g/m2。
所述反滤型生态混凝土下方设有砂砾石垫层，所述砂砾石垫层的厚度为50mm。
所述植生型生态混凝土的强度范围在15MPa以上，密度为1800～2100kg/m3，孔隙率大于20%。
现浇反滤植生型混凝土生态护坡系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）河道边坡施工测量
在河道边坡坡顶埋点,根据河道边坡断面设计,测定河道边坡施工基准线；采用方向投点法测量出左右两岸0.5m高程以上坡面点和坡面与混凝土挡土墙的交点，沿河道纵向每间隔25m放样架设坡度架,挂线找平；
（2）坡面平整、清理夯实
按照预先设计的坡比进行坡面削坡，土层夯实平整，清理坡面的浮石、杂物；
（3）常水位以上植生型生态混凝土部分的施工
a.防冲结构的铺设：从下到上依次铺设反滤层、加强层和营养层，首先铺设单位面积质量为100g/m2的透水性无纺土工布层作为反滤层；然后铺设聚酯纤维土工格栅作为加强层，土工格栅内填充有有机肥；最后从下到上依次铺设单位面积质量为30g/m2的木浆纤维层、单位面积质量为10g/m2的棉纤维层和单位面积质量为50g/m2的角蛋白纤维层作为营养层；
b.混凝土框架结构的浇筑
混凝土框架采用普通混凝土现场浇筑而成，整个框架由边长为2m的基本方格构成，按设计尺寸支模板，框格梁高5cm，梁宽15cm，在混凝土框架的上部及下部分别设置200mm×300mm及300mm×500mm的C25的凝土挡土墙；
c.浇筑植生型生态混凝土：现场搅拌混凝土并浇筑，对表面进行平整化处理和抹平，清扫框格，浇筑的厚度大于10cm；
d.客土层的添加及植物种子的喷播：在植生型生态混凝土表面覆盖一层客土，将水、种子、有机质及种子发育的基础材料按序加入到搅拌设备中，经充分搅拌后，通过喷播机将搅拌后的基础材料喷播到客土层上，从而在边坡表面形成长期稳定的植物生长层；
（4）常水位以下反虑型生态混凝土部分的施工
a.围堰施工：筑堰前，清除河床上的杂物、石块及树根；筑堰材料采用黏性土、粉质黏土，夯实；沿河道填筑围堰，围堰高度高出施工期间最高水位的0.5～0.7m，堰顶宽度1～2m；堰外边坡迎水流一侧坡度为1:3，背水流一侧在1：2之内，堰内边坡为1:1，内坡脚与基坑的距离不小于1m；
b.垫层的铺设：在坡面铺设一层厚度为50-100mm的沙砾石垫层；
c.浇筑反虑型生态混凝土：现场浇筑混凝土的框架结构，搅拌、制备并浇筑反虑型生态混凝土，将反虑生态混凝土的表面浇筑成波浪形或阶梯形；
d.在反虑型生态混凝土内设置若干凹槽，在混凝土成型后填充活化沸石，沸石用编织袋盛装并用绳索固定，绳索设在凹槽的外部，凹槽的表面覆盖一层滤网。
本发明的有益效果是：植生型生态混凝土的下方设有防冲结构，抗雨水冲刷的同时为植物的生长提供营养；反滤型生态混凝土的表面设置为阶梯形或波浪形，能有效的减小波浪上扬的幅度，从而减少波浪对边坡的冲击；反滤型生态混凝土的表面设有若干凹槽，凹槽内填充有活化沸石，净化了水质。
附图说明
图1是本发明中反滤型生态混凝土为阶梯形的结构示意图；
图2是本发明中反滤型生态混凝土为波浪形的结构示意图；
图3是本发明中防冲结构的结构示意图。
具体实施方式
为进一步揭示本发明的技术方案，下面结合附图详细说明本发明的实施方式：如图1和图2所示，现浇反滤植生型混凝土生态护坡系统，包括坡体及亲水平台1，在所述坡体的常水位2以上设置植生型生态混凝土3。植生型生态混凝土3由粗骨料、细骨料、水泥化合物以及SR系列添加剂组成。粗骨料按照GB/T14685-2001规定的公称粒径范围，为5-25mm，采用卵石或者碎石。细骨料按照GB/T14684-2001规定的公称粒径范围，为0.15-5mm。水泥化合物是水泥、水、添加剂如钙盐、硅石粉、无机盐等的混合物，添加剂为SR-3/SR-4，混凝土PH为9±0.5。植生型生态混凝土的配方表及性能指标如表1和表2所示：
表1 植生型生态混凝土的配方表
由上表可以看出，植生型生态混凝土的透气、透水性很好，空隙大，便于植物的根部深入至混凝土下方的土壤内，实现可持续性生态护坡的效果。
所述植生型生态混凝土3的表面覆一层土，将水、种子、有机质及种子发育的基础材料按序加入搅拌设备中，经充分搅拌后，通过喷播机将搅拌后的基础材料喷播到覆有土层的植生型生态混凝土3的表面，从而在边坡表面形成长期稳定的植物生长层5。
所述植生型生态混凝土3的下方设有防冲结构4。所述的防冲结构4包括依次层叠的营养层41、加强层42和反滤层43（见图3）。
如图3所示，所述的营养层41包括依次层叠的角蛋白纤维层、棉纤维层和木浆纤维层，所述的角蛋白纤维层的单位面积质量为50g/m2,棉纤维层的单位面积质量为10g/m2，木浆纤维层的单位面积质量为30g/m2。其中，角蛋白纤维层可在棉纤维层产生的霉菌作用下，缓慢分解角蛋白质纤维，逐步形成氨基酸-氨氮-矿化成植物可吸收氮肥；木浆纤维层为一种可降解纤维，经一段时间后，可降解为土壤有机质，为植物生长提供营养。
所述的加强层42为聚酯纤维土工格栅，经向抗拉强度不小于30KN/m，纬向抗拉强度不小于15KN/m，保障防冲结构在受到外力作用时，不遭受破坏。所述土工格栅内填充有有机肥44，进一步为植物生长提供营养，补充营养层41的不足。
所述的反滤层43为透水性无纺土工布层，单位面积质量为100g/m2，可保护土壤在受到水力冲蚀时，保护土壤不被水流冲走，同时具有透水性，可使雨水渗入至地下，提供植物生长所需的水分。
所述坡体的常水位2以下设置反滤型生态混凝土6，其成分与植生型生态混凝土的成分相同，均由粗骨料、细骨料、水泥化合物以及SR系列添加剂组成。反滤型生态混凝土的配方表及性能指标如表3和表4所示：
表3 反滤型生态混凝土的配方表
由上表可以看出，反滤型生态混凝土的压力强度大，能有效抵抗波浪的冲击，透水性强，起到较好的反滤作用。
图1是阶梯形反滤型生态混凝土的结构示意图，图2是波浪形反滤型生态混凝土的结构示意图，这两种形状的反滤型生态混凝土均能有效的减小波浪上扬的幅度，从而减少波浪对边坡的冲击。
所述反滤型生态混凝土6的表面设有若干凹槽7，所述凹槽7内填充有活化沸石8，不仅能去除水中的浊度、色度、异味，而且对水中有害的重金属（如铬、镉、镍、锌、汞、铁离子）及有机物（如酚、六六六、滴滴涕、三氮、氨氮、磷酸根离子）等物质具有吸附交换作用，也有利于去除水中各种微污染物，且水浸出液不含有毒、有害人体物质，去除水中铁、氟效果更为显著。所述活化沸石8的外部套有编织袋，所述编织袋的一端设有绳索9，所述绳索9设在所述凹槽7的外部，便于定期将活化沸石8取出来更换。所述凹槽7的表面覆盖一层滤网10，过滤杂物的同时防止水流过大时将活化沸石8从凹槽7中冲出。
所述反滤型生态混凝土6下方设有厚度为50mm的砂砾石垫层11，以避免坡面不均匀沉降，调节地基变形。
现浇反滤植生型混凝土生态护坡系统的施工方法，包括以下步骤：
（1）河道边坡施工测量
在河道边坡坡顶埋点,根据河道边坡断面设计,测定河道边坡施工基准线；采用方向投点法测量出左右两岸0.5m高程以上坡面点和坡面与混凝土挡土墙的交点，沿河道纵向每间隔25m放样架设坡度架,挂线找平。
（2）坡面平整、清理夯实
按照预先设计的坡比进行坡面削坡，土层夯实平整，清理坡面的浮石、杂物，便于浇筑生态混凝土。
（3）常水位以上植生型生态混凝土部分的施工
a.防冲结构4的铺设：从下到上依次铺设反滤层43、加强层42和营养层41，首先铺设单位面积质量为100g/m2的透水性无纺土工布层作为反滤层43；然后铺设聚酯纤维土工格栅作为加强层42，土工格栅内填充有有机肥44；最后从下到上依次铺设单位面积质量为30g/m2的木浆纤维层、单位面积质量为10g/m2的棉纤维层和单位面积质量为50g/m2的角蛋白纤维层作为营养层41。
b.混凝土框架结构的浇筑
混凝土框架采用普通混凝土现场浇筑而成，整个框架由边长为2m的基本方格构成，按设计尺寸支模板，框格梁高5cm，梁宽15cm，在混凝土框架的上部及下部分别设置200mm×300mm及300mm×500mm的C25的凝土挡土墙。
c.浇筑植生型生态混凝土3：现场搅拌混凝土并浇筑，对表面进行平整化处理和抹平，清扫框格，浇筑的厚度大于10cm。
d.客土层的添加及植物种子的喷播：在植生型生态混凝土3表面覆盖一层客土，将水、种子、有机质及种子发育的基础材料按序加入到搅拌设备中，经充分搅拌后，通过喷播机将搅拌后的基础材料喷播到客土层上，从而在边坡表面形成长期稳定的植物生长层5。
（4）常水位以下反虑型生态混凝土6部分的施工
a.围堰施工：筑堰前，清除河床上的杂物、石块及树根；筑堰材料采用黏性土、粉质黏土，夯实；沿河道填筑围堰，围堰高度高出施工期间最高水位的0.5～0.7m，堰顶宽度1～2m；堰外边坡迎水流一侧坡度为1:3，背水流一侧在1：2之内，堰内边坡为1:1，内坡脚与基坑的距离不小于1m。
b.垫层的铺设：在坡面铺设一层厚度为50-100mm的沙砾石垫层。
c.浇筑反虑型生态混凝土：现场浇筑混凝土的框架结构，搅拌、制备并浇筑反虑型生态混凝土，将反虑生态混凝土的表面浇筑成波浪形或阶梯形。
d.在反虑型生态混凝土内设置若干凹槽，在混凝土成型后填充活化沸石，沸石用编织袋盛装并用绳索固定，绳索设在凹槽的外部，凹槽的表面覆盖一层滤网。
本发明能够有效的防止流水、风浪及降水的冲刷，更好的保持水土，有利于植物生长，美化了环境，同时净化了水质，实现了坡面防护与生态治理并举。
以上通过对所列实施方式的介绍，阐述了本发明的基本构思和基本原理。但本发明绝不限于上述所列实施方式，凡是基于本发明的技术方案所作的等同变化、改进及故意变劣等行为，均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1. 现浇反滤植生型混凝土生态护坡系统，包括坡体，在所述坡体的常水位以上设置植生型生态混凝土，所述植生型生态混凝土的表面为植物生长层，所述坡体的常水位以下设置反滤型生态混凝土，其特征在于：所述植生型生态混凝土的下方设有防冲结构；所述反滤型生态混凝土的表面为阶梯形或波浪形，其表面设有若干凹槽，所述凹槽内填充有活化沸石，所述凹槽的表面覆盖一层滤网。
2.根据权利要求1所述的现浇反滤植生型混凝土生态护坡系统，其特征在于：所述活化沸石的外部套有编织袋，所述编织袋的一端设有绳索，所述绳索设在所述凹槽的外部。
3.根据权利要求1所述的现浇反滤植生型混凝土生态护坡系统，其特征在于：所述的防冲结构包括依次层叠的营养层、加强层和反滤层。
4.根据权利要求3所述的现浇反滤植生型混凝土生态护坡系统，其特征在于：所述的营养层包括依次层叠的角蛋白纤维层、棉纤维层和木浆纤维层，所述的角蛋白纤维层的单位面积质量为50g/m2, 棉纤维层的单位面积质量为10g/m2，木浆纤维层的单位面积质量为30g/m2。
5.根据权利要求3所述的现浇反滤植生型混凝土生态护坡系统，其特征在于：所述的加强层为土工格栅，所述土工格栅内填充有有机肥。
6.根据权利要求3所述的现浇反滤植生型混凝土生态护坡系统，其特征在于：所述的反滤层为透水性无纺土工布层，所述透水性无纺土工布层的单位面积质量为100g/m2。
7.根据权利要求1所述的现浇反滤植生型混凝土生态护坡系统，其特征在于：所述反滤型生态混凝土下方设有砂砾石垫层，所述砂砾石垫层的厚度为50 mm。
8.根据权利要求1所述的现浇反滤植生型混凝土生态护坡系统，其特征在于：所述植生型生态混凝土的强度范围在15MPa以上，密度为1800～2100kg/m3，孔隙率大于20%。
9.上述现浇反滤植生型混凝土生态护坡系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）河道边坡施工测量
在河道边坡坡顶埋点,根据河道边坡断面设计,测定河道边坡施工基准线；采用方向投点法测量出左右两岸0.5m高程以上坡面点和坡面与混凝土挡土墙的交点，沿河道纵向每间隔25m放样架设坡度架,挂线找平；
（2）坡面平整、清理夯实
按照预先设计的坡比进行坡面削坡，土层夯实平整，清理坡面的浮石、杂物；
（3）常水位以上植生型生态混凝土部分的施工
a.防冲结构的铺设：从下到上依次铺设反滤层、加强层和营养层，首先铺设单位面积质量为100g/m2的透水性无纺土工布层作为反滤层；然后铺设聚酯纤维土工格栅作为加强层，土工格栅内填充有有机肥；最后从下到上依次铺设单位面积质量为30g/m2的木浆纤维层、单位面积质量为10g/m2的棉纤维层和单位面积质量为50g/m2的角蛋白纤维层作为营养层；
b.混凝土框架结构的浇筑
混凝土框架采用普通混凝土现场浇筑而成，整个框架由边长为2m的基本方格构成，按设计尺寸支模板，框格梁高 5cm，梁宽15cm，在混凝土框架的上部及下部分别设置200mm×300mm 及300mm× 500mm的C25的凝土挡土墙；
c.浇筑植生型生态混凝土：现场搅拌混凝土并浇筑，对表面进行平整化处理和抹平，清扫框格，浇筑的厚度大于10cm；
d.客土层的添加及植物种子的喷播：在植生型生态混凝土表面覆盖一层客土，将水、种子、有机质及种子发育的基础材料按序加入到搅拌设备中，经充分搅拌后，通过喷播机将搅拌后的基础材料喷播到客土层上，从而在边坡表面形成长期稳定的植物生长层；
（4）常水位以下反虑型生态混凝土部分的施工
a.围堰施工：筑堰前，清除河床上的杂物、石块及树根；筑堰材料采用黏性土、粉质黏土，夯实；沿河道填筑围堰，围堰高度高出施工期间最高水位的0.5～0.7m，堰顶宽度1～2m；堰外边坡迎水流一侧坡度为1:3，背水流一侧在1：2之内，堰内边坡为1: 1，内坡脚与基坑的距离不小于1m；
b.垫层的铺设：在坡面铺设一层厚度为50-100mm的沙砾石垫层；
c.浇筑反虑型生态混凝土：现场浇筑混凝土的框架结构，搅拌、制备并浇筑反虑型生态混凝土，将反虑生态混凝土的表面浇筑成波浪形或阶梯形；
d.在反虑型生态混凝土内设置若干凹槽，在混凝土成型后填充活化沸石，沸石用编织袋盛装并用绳索固定，绳索设在凹槽的外部，凹槽的表面覆盖一层滤网。
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