生态护坡生态修复技术的概念、原理及技术应用

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3-3.5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%。
2 生态护坡系列的结构原理
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
◆生态护岸需做到：①尊重物种多样性；②减少对资 源的剥夺；③保持营养和水循环，维持植物生境和 动物栖息地的质量；④有助于改善人居环境及生态 系统的健康为总体原则。
3生态护坡在河道生态修复中的应用
“生态护岸”技术
生态护岸概念
生态护岸是指恢复后的自然河岸或具有自然 河岸“可渗透性”的人工护岸。它具有渗透性可 以充分保证河岸与河流水体之间的水分交换和调 节功能，同时具有滞洪补枯、调节水位.具有一定 的抗洪强度。
中间封闭式
448×438×150（44kg)
中间开孔式
448×438×150（31kg)
2 生态护坡系列的结构原理
2 生态护坡系列的结构原理
2 生态护坡系列的结构原理 正 确 铺 装 方 法
2 生态护坡系列的结构原理
2.1.2 技术特点
➢ 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。
2 生态护坡系列的结构原理 2.2 联锁式生态护坡
• 联锁式护坡砖是一种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。
2.1.3 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 植草
铺设护坡块 填缝
2.1.3 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。
1 生态护坡修复技术的概念及其意义
1.2 生态修复技术意义
▲ 生态护坡须兼顾防护与环境两方面的功效，达到 有效的护坡、固坡目的。
▲ 生态护坡设计应与生态过程相协调，尽量使其对 环境的破坏影响达到最小。
▲ 生态护坡修复技术能够达到： ①尊重物种多样性；②减少对资源的剥夺；③保 持营养和水循环，维持植物生境和动物栖息地的 质量；④有助于改善人居环境及生态系统的健康 为总体原则。
而达到了稳定边坡体的目的。 ◆• 降雨截留，削弱溅蚀：植被能使部分降雨在达到坡面之前被
截留，使其重新蒸发，从而减少土粒的飞溅。 ◆• 控制土粒流失：植被能抑制地表径流并削弱雨滴溅蚀，从而
控制土粒流失，也可用于滨水景观。 ◆• 恢复破坏的生态环境：滨水植物的存在可使被破坏的生物
链又逐渐拟合形成，从而逐渐恢复到原始自然环境。 ◆• 降低噪音、光污染，保证行车安全：植被能吸收刺耳的声音，
3生态护坡在河道生态修复中的应用
整体铺设施工快捷
3生态护坡在河道生态修复中的应用 适应各种气候－世界首例冰上施工
3生态护坡在河道生态修复中的应用 恢复土壤净化能力
3生态护坡在河道生态修复中的应用 可以植草绿化保护生态
3生态护坡在河道生态修复中的应用 抗流体冲击力强
联锁式护坡块优势特性
◆• 深根的加筋作用：草根可使土体强度提高。 ◆• 降低坡内孔隙水压力：植物通过吸收和蒸腾坡体内水分，从
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1：3。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）
生态护岸上的大量植被具有涵蓄水分保持水 土的作用，充分发挥土壤天然的蓄洪区能力。
3 生态护坡在河道生态修复中的应用
3.2生态护坡砖在生态修复中的应用
• 铰接式护坡块（ARMORFLEX） • 超强联锁式护坡块（ARMORLOC）
3生态护坡在河道生态修复中的应用
铰接式护坡块优势特性
●• 整体铺设，施工快捷！适应各种地形和气候变化。 • 抗流体冲击力强！在高速水流以及其他恶劣环境下保持完整面层， 不被侵蚀。与土工织物配合使用，可以有效治理管涌崩岸及泥沙 流失。
2 生态护坡系列的结构原理
2.1 铰接式生态护坡
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组成的铺面系统 。 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 生态护坡系列的结构原理 2.1.1 类型
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。
➢ 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；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纵向滑动。
➢ 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。
2 生态护坡系列的结构原理
与传统的刚性衬砌护坡系统比较
现浇混凝土、浆砌块石等刚性护坡系统
• 1、总体成本高 • 2、不易种草、绿化，不能满足生态要求； • 3、耐久性差，对渠道小规模变形的适应能力差，
容易发生局部破坏和结构不稳； • 4、一旦发生局部破坏，就容易发生大面积的破坏，
很难修复； • 5、修补比较贵而且施工不方便。
多方位反射太阳光线，从而保证行车安全。
3生态护坡在河道生态修复中的应用 滨水景观应用
3生态护坡在河道生态修复中的应用
生态效应明显
对 水 下 淤 泥 控 制 效 果 明 显
3 生态护坡在河道生态修复中的应用
3.3 铰接式护坡 设计过程
安全设计
块体风浪设计
块体稳定计算
坡体抗滑稳定计算
3 生态护坡在河道生态修复中的应用
2 生态护坡系列的结构原理
➢ 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；
2 生态护坡系列的结构原理
➢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，吸收水体中过剩的营养物质，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 生态护坡系列的结构原理
2 生态护坡系列的结构原理
2 生态护坡系列的结构原理
2 生态护坡系列的结构原理 2.2.1 适用特点
与铰接式护坡相比，联锁式护坡的基本性能、生态效果等 与之一致，不同之处在于：
1.适用水流:适用于中小水流情况下,以不大于3米/秒为宜； 2.用于公路、铁路护坡方面降雨截流、恢复生态、降低坡
目录
1 生态护坡修复技术的概念及意义 2 生态护坡系列的结构原理 3 生态护坡在河道生态修复中的应用
1 生态护坡修复技术的概念及其意义
1.1生态修复的概念
生态修复是指对生态系统停止人 为干扰，以减轻负荷压力，依靠 生态系统的自我调节能力与自组 织能力使其向有序的方向进行演 化，或者利用生态系统的这种自 我恢复能力，辅以人工措施，使 遭到破坏的生态系统逐步恢复或 使生态系统向良性循环方向发展； 主要指致力于那些在自然突变和 人类活动影响下受到破坏的自然 生态系统的恢复与重建工作。
1 生态护坡修复技术的概念及其意义
1.2 生态修复技术意义 • 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护坡因为造 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。
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 生态护坡系列的结构原理 2.1.2 技术特点
➢ 混凝土规格： C30 ，持久耐用； ➢ 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。
3 生态护坡在河道生态修复中的应用
●• 适应1：1坡度施工，并且能在高速水流引起的高切应力下安全工 作。
●• 恢复土壤净化污染能力，提高水体生物生存能力，避免硬化河 道二次污染现象。
●• 特别适应紧急堤防除险加固工程，水下施工，不需围堰，不仅经 济而且节省时间。
●• 可植草绿化，保护生态。 • 比较传统抛石、膜袋混凝土做法以及浆砌块石等做法，其综合成 本最为经济。
2.1.3 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 。
➢ 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。
1 生态护坡修复技术的概念及其意义
1.1 生态修复的概念
生态的内涵包括两个要素：一是能满 足结构上安全的要求，要点是要求能 透水、透气、生长植物的生态防护平 台；二是能满足生态平衡要求，即要 建立良性的生态系统，由高大乔木、 低矮灌木、花草、水草、鱼巢、动物 沿滩地、迎水边坡、坡脚及近岸水体 组成立体生态体系。
3.3 铰接式护坡设计过程
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
3 生态ARMORFLEX 块的容重，rc
工程参数
风浪设计
平均波长，L
风浪要素
风区长度，F
水的容重，rw
平均周期，T
平均波高，H
计算风速，V
体孔隙水压力等方面的作用尤其明显； 3.施工更便捷，无需大型机械操作； 4.经济耐用
3 生态护坡在河道生态修复中的应用
3.1特有“渗透性”构造发挥了 “生态护岸”的作用
◆能满足生态的要素：①能满足结构上安全的要求，要 点是要求能透水、透气、生长植物的生态防护平台； ②能满足生态平衡要求，即要建立良性的生态系统， 由高大乔木、低矮灌木、花草、水草、鱼巢、动物沿 滩地、迎水边坡及近岸水体组成立体生态体系。