CN108708350B - 一种生态护坡结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生态护坡结构，包括设置于坡面上的第一模袋结构层和第二模袋结构层，沿垂直于坡面方向第二模袋结构层位于第一模袋结构层的上方且两者连接为一个整体，第一模袋结构层为由填充有多孔生态混凝土的土工模袋组成的结构；第二模袋结构层为包括植物生长基材、植生布层和压条的植生袋结构，植生布层铺设于植物生长基材表面，压条固定于植生布层表面，植生布层由若干幅植生布连接而成，压条用于保持第二模袋结构层的稳定。本发明还公开了一种上述生态护坡结构的施工方法。本发明的植草型双模袋混凝土护坡具有稳定性好、适应面广、安全可靠、抗冲刷性能强、生态性能好、施工简单快捷等突出优点。

Description

一种生态护坡结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及护坡工程领域，尤其涉及一种生态护坡结构及其施工方法。

背景技术

护坡，是水利工程中常见的建筑结构，能够引流排水，减少水土流失。水库、河川等堤岸边坡的防护越来越引起人们的重视，传统的护坡以水泥、沥青、混凝土等硬性材料为主要建材，断面规则渠化，偏重安全、经济，但极大地损害了河流的生态功能。而天然的植被或植物护坡生态性能好，但边坡稳定性差，抗冲刷性能差。目前，模袋混凝土护坡、植生型生态混凝土护坡、草皮护坡是现在应用较多的护坡方式。

模袋混凝土护坡技术采用锦纶、维纶、涤纶或丙纶制作的土工织物的织物袋作为柔性模板, 通过混凝土泵将混凝土充灌进模袋成型, 对护岸、围堤、航道整治的大面积护坡、防渗等起到很大的作用。它具有整体性好，耐久性好，地形适应性强，施工速度快，省工省时的优点，并可以在水下进行铺灌。具有整体性好，防冲性强，可机械化程度高等优点，其缺点主要有适应变形能力较差，造价较高，无绿化效果。

植生型生态混凝土护坡技术中，生态混凝土是由现场搅拌浇筑成型并养护的多孔混凝土，表面摊铺一定量的覆土，土中植物生长穿透混凝土结构，根植于内部土壤，形成植生型生态混凝土护坡体系。这种护坡的主要优点是透水性好，表面能植草，具有一定的生态效果。缺点是强度低，适应地质变形的能力差，抗冲刷性能差。

草皮生态护坡就是利用本地野生天然草皮或人工植草进行护坡。草皮生态护坡的优点是成本较低、来源较广，在固土保沙的同时又可以进行滨水区域内的景观设计；缺点是植物本身抗冲刷能力较弱，由于草根本身不能承受长期淹没，导致遇到水流速度较快时水土保持效果较弱，常用于正常水位以上区域的岸坡保护。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种适应河床能力强、造价低、绿化效果好、稳定性高、抗冲刷性能好的生态护坡结构及其施工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种生态护坡结构，包括设置于坡面上的第一模袋结构层和第二模袋结构层，沿垂直于所述坡面方向所述第二模袋结构层位于所述第一模袋结构层的上方且两个模袋结构层连接为一个整体，所述第一模袋结构层为由填充有多孔生态混凝土的土工模袋组成的结构；所述第二模袋结构层为包括植物生长基材、植生布层和压条的植生袋结构，所述植生布层铺设于所述植物生长基材表面，所述压条固定于所述植生布层表面，所述植生布层由若干幅植生布连接而成，所述压条用于保持所述第二模袋结构层的稳定。

上述的生态护坡结构，优选地，所述第一模袋结构层与所述第二模袋结构层的连接方式为：每幅植生布的边缘与对应的土工模袋的边缘通过边扣连接。

上述的生态护坡结构，优选地，还包括沿垂直于所述坡面方向设于所述第一模袋结构层下方的反滤层，以保持模袋后方的砂体。

上述的生态护坡结构，优选地，所述植生布层表面每隔80cm～100cm设有压条；

和/或，所述压条采用第二拉筋绑扎固定。

上述的生态护坡结构，优选地，所述土工模袋内充灌的生态混凝土的厚度为10cm～20cm，强度不低于C15，骨料粒径＜20cm；

和/或，所述土工模袋呈长方形，所述土工模袋的宽度不小于3m，且所述宽度根据坡顶到坡脚的高度确定，所述土工模袋的长度不小于5m；

和/或，所述土工模袋的袋内每相隔20cm设有用于保持所述生态混凝土稳定性的第一拉筋。

上述的生态护坡结构，优选地，所述植物生长基材的厚度为10cm～15cm。

作为一个总的发明构思，本发明还公开了一种生态护坡结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）理坡，保证坡面的不平整度小于10cm；

（2）沿坡面方向铺设土工模袋，向铺设好的所述土工模袋中充灌生态混凝土形成第一模袋结构层；

（3）待所述生态混凝土充灌完成后，在所述第一模袋结构层的表面摊铺或喷播植物生长基材；

（4）在所述植物生长基材表层覆盖植生布层，然后在所述植生布层表面设置压条并固定形成第二模袋结构层，所述植生布层由若干幅植生布连接而成，所述压条用于保持所述第二模袋结构层的稳定；

（5）将所述第一模袋结构层与所述第二模袋结构层连接成一个整体；

（6）对所述植物生长基材浇水养护得到植草型双模袋生态混凝土护坡。

上述的生态护坡结构的施工方法，优选地，所述步骤（4）中，在所述植生布层表面每隔80cm～100cm设置压条；

和/或，所述步骤（4）中，所述压条采用第二拉筋进行绑扎固定；

和/或，所述步骤（5）中，在每幅植生布边缘与对应的土工模袋边缘设置边扣将两者连接，以实现所述第一模袋结构层与所述第二模袋结构层的连接。

上述的生态护坡结构的施工方法，优选地，在所述步骤（1）和所述步骤（2）之间还包括：沿垂直于所述坡面方向在所述坡面与所述第一模袋结构层之间铺设反滤层。

上述的生态护坡结构的施工方法，优选地，所述步骤（2）中，所述土工模袋为长方形，宽度不小于3m，且所述宽度根据坡顶到坡脚的高度确定，所述土工模袋的长度不小于5m；

和/或，所述土工模袋内充灌的生态混凝土的厚度为10cm～20cm，强度不低于C15，骨料粒径＜20cm；

和/或，在所述土工模袋袋内每相隔20cm设置第一拉筋用于保持所述生态混凝土的稳定性；

和/或，所述步骤（3）中，所述植物生长基材的厚度为10cm～15cm

本发明公开了一种护坡结构及施工方法，由上、下两层模袋组成，上层为装有植物种子、土壤的植生袋，下层为装有多孔的生态混凝土的土工模袋。上、下两层模袋相互作用达到护坡及生态的目标。本发明的植草型双模袋混凝土护坡结构是一种新型护坡结构，具有稳定性好、适应面广、安全可靠、抗冲刷性能强、生态性能好、施工简单快捷等突出优点，在河道治理、公路边坡治理等工程中具有广阔应用前景。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明采用生态混凝土代替普通混凝土作为护坡的受力结构，由于生态混凝土的透水性，边坡土体内水压力非常小，在相同强度等级条件下，生态混凝土护坡的稳定性要明显高于普通混凝土护坡，具有广泛的适用性，本发明的护坡不需要另设排水设施。

（2）本发明的下层模袋为具有很强抗拉强度及耐久性的土工布，即使边坡产生一定的沉降变形导致混凝土拉裂，由于土工模袋的作用也不会造成大面积的破坏，模袋与混凝土形成相互作用的体系保证边坡的稳定性；模袋下层的反滤土工布起反滤作用，有利于边坡的稳定。

（3）本发明的上层植生袋内的植物在成长过程中，其根系会穿过下层的土工模袋及生态混凝土扎根到边坡土壤，有利于植物的成长；同时植物根系与土工模袋成为一体，增加了植物根系的拉拔力，提高了植物的抗冲刷的能力；

（4）本发明的表层植生袋在植物生长初期，可以防虫、保水抗旱、抗冲刷，具有水土保持的良好作用；

（5）本发明的河道水系的生态系统及岸坡生态系统形成有机整体，生态效果好，且对边坡的稳定性好，强度高，适用性广，既适用于缓坡，适用于坡比在1:1以内的各种边坡，既适用于河道临水侧，也适用于公路、铁路等其它土木工程领域的各种护坡；此外，本发明的边坡施工快捷，抗冲刷性能好，透水性好；且边坡的表面能植草，生态效果好。

（6）本发明中的护坡生态混凝土充灌可以采用泵送，表层植物生长基材可以采用机械喷播，施工速度快。

附图说明

图1为本发明的植草型双模袋生态混凝土护坡结构的剖面结构示意图。

图2为本发明的植草型双模袋生态混凝土护坡结构的单幅植生布的俯视示意图。

图3为本发明的连接边扣的结构示意图。

图4为本发明的植草型双模袋生态混凝土护坡结构的施工流程图。

图中各标号表示：

1、植生布层；2、植物生长基材；3、土工模袋；4、生态混凝土；5、反滤层；6、压条绑扎孔；7、第二拉筋；8、第一拉筋；9、PVC压条；10、上边扣；11、下边扣。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。

实施例1：

本实施例公开了一种植草型双模袋生态混凝土护坡，具体的剖面结构示意图如图1所示。

在坡面表面自下往上依次铺设反滤层5（可选层）、下层模袋结构层（第一模袋结构层）、上层模袋结构层（第二模袋结构层）。

本实施例中，所述反滤层5的材料为聚酯长纤无纺布。

本实施例中，所述下层模袋结构层采用土工模袋3；待所述土工模袋3铺设完成后，相邻模袋搭接部位通过缝合连接，可以采用尼龙线或者树脂材料作为缝合材料，材料及技术参数参考模袋混凝土的相关规范；所述土工模袋3加工成长方形，所述土工模袋3的宽度不小于3m，且所述宽度根据坡顶到坡脚的高度确定，所述土工模袋3的长度不小于5m；袋内每隔20cm设若干条第一拉筋8，所述第一拉筋8的材料为聚合物，且所述第一拉筋8可以保持下层模袋混凝土在施工时的稳定性，使下层模袋混凝土的平均厚度满足设计要求，所述第一拉筋8的强度满足泵送施工强度要求；所述下层模袋内充灌透水的多孔生态混凝土4，多孔生态混凝土4厚度以10cm～20cm为宜，其强度不低于C15，混耐久性指标符合应用要求，粗骨料粒径＜20cm，坍落度符合泵送要求。

本实施例中，所述上层模袋结构层包括植生布层1、植物生长基材2和PVC压条9，为在植物生长基材2表面铺设植生布层1，并在植生布层1表面固定若干PVC压条9形成的植生袋结构，所述植生布层1由若干幅植生布连接而成；所述植生布层1表面每隔80cm～100cm设置所述PVC压条9，PVC压条9的作用是保持上层模袋结构层的稳定性，PVC压条9通过若干条第二拉筋7绑扎固定或是其他方式固定。

优选地，每幅植生布1的长度为充灌多孔生态混凝土后的土工模袋长度的N倍（N为整数，且N≥1），宽度为充灌多孔生态混凝土后的土工模袋宽度的M倍（M为整数，且M≥1）。

优选地，所述PVC压条9沿所述植生布层1的横向和纵向设置，横向PVC压条9和纵向PVC压条9的交叉位置采用第二拉筋7绑扎固定，优选地，所述植生布层1的上表面每隔80cm～100cm设压条绑扎孔6，所述绑扎孔6的位置与PVC压条9的位置对应，具体地，所述绑扎孔6设置在横向PVC压条9和纵向PVC压条9的交叉位置，如图2所示，所述第二拉筋优选穿过压条绑扎孔6将横向PVC压条9和纵向PVC压条9绑扎固定，并延伸至下层的土工模袋3且固定在下层的土工模袋3上。

具体地，所述植物生长基材2厚≥10cm，优选10cm～15cm（生长基材包括草种、土壤、肥料等），基材采用表土或者泥炭土，可以采用人工摊铺，建议采用喷播施工，喷播可以加快施工进度也有利于基材与模袋之间的黏附，植物生长基材2的配比只要有利于植物的生长即可。草种选择根系发达，生长快的多年生品种；植物生长基材2的表层采用植生布1覆盖，植生布1可以采用无纺布或其它有利于植物生长的材料，要求耐久性好，对生态环境影响小，有一定抗冲刷性能，有利于植被的生长。

本实施例中，单幅植生布1的幅边（或边缘）设有上边扣10，与单幅植生布1幅边对应的下层的土工模袋3的边缘设有下边扣11，所述单幅植生布1的幅边与对应的所述土工模袋3的边缘通过边扣连接，以实现所述下层模袋结构层与所述下层模袋结构层的连接，所述上边扣10与下边扣11的结构示意图如图3所示。

实施例2：

本实施例公开了一种植草型双模袋生态混凝土护坡的施工方法，具体的施工工艺过程如图4所示，包括如下步骤：

（1）施工准备

根据实际情况可采用混凝土泵车或者地泵进行泵送施工，采用地泵时一般现场进行混凝土搅拌，则需要有现场搅拌站；如果采用混凝土泵车进行泵送，一般需要混凝土罐车进行运输，根据情况编制用料计划等。

（2）测量放线

按照设计图纸的要求，对施放袋装砂理坡的坡肩、坡脚线和边线进行放样，并将高程点在相应位置的钢钎或者竹竿上进行标识，为理坡做好充分的准备工作。

（3）袋装砂理坡

模袋铺设前进行理坡，其坡面不平整应小于10 cm，按照测量施放的高程进行坡度控制，以保证坡度的平整和顺直；为了保持模袋后方的砂体，一般在理坡过后在坡面表面进行土工布反滤层5的铺设。

（4）铺设土工模袋

沿着垂直于坡面方向在所述反滤层5的上方铺设土工模袋3，将土工模袋3加工成长方形，其宽度（沿坡面方向）根据坡顶到坡脚的高度确定，同时考虑3%富余量以备充灌时收缩量的储备，一般不小于3m；长度（沿着河道的方向）一般不小于5m，同时，根据混凝土的流动性，为了加快浇注速度，可以加充灌口。

①土工模袋3铺设前，首先进行坡面基础检查，验收合格后，再进行铺设。

②将模袋布展开，灌入口朝上，检查模袋布表面，是否有无破损、脱线另需检查模袋尺寸是否满足设计要求，将相邻块模袋布缝合成一体。

③模袋布的底端拉向坡脚，进行理顺、整平。严禁偏斜、褶皱。在铺设模袋时每块纵横向提前预留其6%的收缩余量。每次铺设100m，方便对缝。

④缝制时每4m设一道横向伸缩缝。

⑤混凝土灌注口制定在封顶下的倒齿墙上，在吹填时人工调整模袋横纵缝，使模袋吹填完成后横纵缝平直。

（5）模袋生态混凝土充灌

向所述土工模袋3充灌生态混凝土4，得到下层模袋结构层。模袋内生态混凝土4充灌的流程为：混凝土搅拌车运至现场→泵车接管→泵软管插入模袋灌口内→绑扎固定→灌注→质量检验。

生态混凝土灌注速度控制在10～15 m³/h，出口压力以0.2～0.3 MPa为宜。充灌混凝土的顺序采取自下而上逐排口逐仓充灌，每排的充灌顺序为：由模袋搭接的一侧开始向另一侧逐口充灌。具体充灌生态混凝土的工艺过程可以参考模袋混凝土的施工工艺。

（6）铺植物生长基材

待下层模袋结构层的生态混凝土4充灌完成，养护7天后，在下层模袋结构层的表面摊铺植物生长基材2（植物生长基材包括土壤、肥料及草种等），可以采用人工摊铺，也可采用喷播施工；不同的植物应选择与其生长相适应的覆土土壤类型，覆土厚度≥10cm，也根据设计的植物种类加以选择；覆土土壤的pH 值最佳范围在6.0～7.5，一般选用透气性好，有机质含量较高，肥力较好，富含土壤微生物，且在就近施工现场的天然黏土或壤土。此外，覆土土壤的种类细度还需要将护坡的坡度考虑在内。采用喷播施工时，喷播可以加快施工进度也有利于基材与模袋之间的黏附，基材可以采用泥炭土，生长基材的配比只要有利于植物的生长即可，草种选择根系发达，生长快的多年生品种；喷播一般自上而下分两次实施喷播第一次喷播厚 3cm，待客土稳定后（10分钟～20分钟）再喷播第二次至设计厚度（≥10cm，以10cm～15cm为宜）。

（7）铺设上层植生布

所述植物生长基材2表面采用植生布层1覆盖，所述植生布层1由若干幅植生布连接而成，植生层1的总长宽与下层模袋结构层的长宽相同。植生布要求耐久性好、对生态环境影响小、有一定抗冲刷性能、有利于植被的生长，可以采用无纺布或其它有利于植物生长的材料。在植生布层1的上表面每隔80cm～100cm设压条绑扎孔6。

优选地，每幅植生布的长度为充灌多孔生态混凝土后的土工模袋长度的N倍（N为整数，且N≥1），宽度为充灌多孔生态混凝土后的土工模袋宽度的M倍（M为整数，且M≥1）。

（8）PVC压条绑扎

待表层植生布层1铺设完毕后，在其表面每隔80cm～100cm设PVC压条9，PVC压条9通过若干条第二拉筋7绑扎固定形成第二模袋结构。

优选地，所述PVC压条9沿着所述植生布层1的横向和纵向设置，横向PVC压条和纵向PVC压条的交叉位置采用第二拉筋7绑扎固定，优选地，所述绑扎孔6的位置与PVC压条的位置对应，具体地，所述绑扎孔6设置在横向PVC压条和纵向PVC压条的交叉位置，如图2所示，所述第二拉筋优选穿过压条绑扎孔6将横向PVC压条和纵向PVC压条绑扎固定，并延伸至下层的土工模袋3且固定在下层的土工模袋3上。

（9）连接第一模袋结构层与第二模袋结构层

在单幅植生布的幅边均设置上边扣10，在与单幅植生布幅边对应的所述土工模袋3的边缘设置下边扣11，并通这些边扣组成的边扣结构来连接上层的植生布层1和下层的土工模袋3，实现所述第一模袋结构层与所述第二模袋结构层的连接。

（10）坡脚与坡顶防护

植生袋铺设固定好后，对坡脚与坡顶防护。

（11）检查

对护坡做整体检查，包括护坡平整度、绑扎是否完好，坡顶坡脚是否防护等。

（12）对植物生长基材浇水养护

包括防虫、浇水等。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种生态护坡结构，其特征在于，包括设置于坡面上的第一模袋结构层和第二模袋结构层，沿垂直于所述坡面方向所述第二模袋结构层位于所述第一模袋结构层的上方且两个模袋结构层连接为一个整体，所述第一模袋结构层为由填充有多孔生态混凝土（4）的土工模袋（3）组成的结构；所述第二模袋结构层为包括植物生长基材（2）、植生布层（1）和压条（9）的植生袋结构，所述植生布层（1）铺设于所述植物生长基材（2）表面，所述压条（9）固定于所述植生布层（1）表面，所述植生布层（1）由若干幅植生布连接而成，所述压条（9）用于保持所述第二模袋结构层的稳定；

所述植生布层（1）表面每隔80cm～100cm设有压条（9）；

和/或，所述压条（9）采用第二拉筋（7）绑扎固定；

所述土工模袋（3）内充灌的生态混凝土（4）的厚度为10cm～20cm，强度不低于C15，骨料粒径＜20cm；

和/或，所述土工模袋（3）呈长方形，所述土工模袋（3）的宽度不小于3m，且所述宽度根据坡顶到坡脚的高度确定，所述土工模袋（3）的长度不小于5m；

和/或，所述土工模袋（3）的袋内每相隔20cm设有用于保持所述生态混凝土（4）稳定性的第一拉筋（8）。

2.如权利要求1所述的生态护坡结构，其特征在于，所述第一模袋结构层与所述第二模袋结构层的连接方式为：每幅植生布的边缘与对应的土工模袋（3）的边缘通过边扣连接。

3.如权利要求1所述的生态护坡结构，其特征在于，还包括沿垂直于所述坡面方向设于所述第一模袋结构层下方的反滤层（5）。

4.如权利要求1～3任意一项所述的生态护坡结构，其特征在于，所述植物生长基材（2）的厚度为10cm～15cm。

5.一种生态护坡结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）施工准备

根据实际情况采用混凝土泵车或者地泵进行泵送施工；

（2）测量放线

按照设计图纸的要求，对施放袋装砂理坡的坡肩、坡脚线和边线进行放样，并将高程点在相应位置的钢钎或者竹竿上进行标识；

（3）袋装砂理坡

模袋铺设前进行理坡，其坡面不平整度小于10 cm，在理坡过后的坡面表面进行土工布反滤层（5）的铺设；

（4）铺设土工模袋

沿着垂直于坡面方向在反滤层（5）的上方铺设土工模袋（3）；

（5）模袋生态混凝土充灌

向土工模袋（3）充灌生态混凝土（4），得到下层模袋结构层；

（6）铺植物生长基材

待下层模袋结构层的生态混凝土（4）充灌完成，并进行养护后，在下层模袋结构层的表面摊铺植物生长基材（2）；

（7）铺设上层植生布

植物生长基材（2）表面采用植生布层（1）覆盖，植生布层（1）由若干幅植生布连接而成，植生层（1）的总长宽与下层模袋结构层的长宽相同；

（8）PVC压条绑扎

待表层植生布层（1）铺设完毕后，在其表面每隔80cm～100cm设PVC压条（9），PVC压条（9）通过若干条第二拉筋（7）绑扎固定形成第二模袋结构；

（9）连接第一模袋结构层与第二模袋结构层

在单幅植生布的幅边均设置上边扣（10），在与单幅植生布幅边对应的土工模袋（3）的边缘设置下边扣（11），并通这些边扣组成的边扣结构来连接上层的植生布层（1）和下层的土工模袋（3），实现所述第一模袋结构层与所述第二模袋结构层的连接；

（10）坡脚与坡顶防护

植生袋铺设固定好后，对坡脚与坡顶防护；

（11）检查

对护坡做整体检查，包括护坡平整度、绑扎是否完好、坡顶坡脚是否防护；

（12）对植物生长基材浇水养护

包括防虫、浇水。

6.如权利要求5所述的生态护坡结构的施工方法，其特征在于，所述步骤（4）和步骤（5）中，所述土工模袋（3）为长方形，宽度不小于3m，且所述宽度根据坡顶到坡脚的高度确定，所述土工模袋（3）的长度不小于5m；

和/或，所述土工模袋（3）内充灌的生态混凝土（4）的厚度为10cm～20cm，强度不低于C15，骨料粒径＜20cm；

和/或，在所述土工模袋（3）袋内每相隔20cm设置第一拉筋（8）用于保持所述生态混凝土（4）的稳定性；

和/或，所述步骤（6）中，所述植物生长基材（2）的厚度为10cm～15cm。

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