环保型绿化砼的应用与发展.
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浅谈绿化砼的应用实践与改进
苗翠林
(上海市水务工程设计研究院有限公司上海 200063
摘要随着河道整治工程从注重解决防洪排涝的刚性结构到兼顾防洪排涝与水环境治理和景观要求的生态护岸观念的转变,新型的生态护岸结构应运而生,改进的有框绿化砼,即环保型绿色植被混凝土就是新型的生态护岸结构之一。本文对环保型绿色植被混凝土的特性、应用实例、发展作了初浅论述。河道整治工程要确保防洪安全的同时兼顾生态系统健康和可持续需求,需要我们不断深入研究,大胆实践,推进绿化混凝土以及其它种类的生态护岸结构的进步、发展、推广。
关键词河道整治绿色植被砼发展
1. 前言
随着河流整治的重点从认识上发生了重大转变,河流的管理从以改善水质为重点,拓展到河流生态系统的恢复,这是一种战略性的转变,使人们越来越高度重视河流健康生命和河流生态修复问题。传统河岸防护工程浆砌或干砌石、现浇混凝土或预制混凝土块体等结构形式,已不适应对河流生态修复的要求。人们开始研究生态护岸技术,研究出多种不同结构形式的生态型护岸技术,包括植被型生态混凝土(绿化砼、无砂多孔混凝土、环保型绿色植被混凝土、三维土工网护岸等。
植被型生态混凝土(绿化砼就是上海引进的日本研制的生态护岸结构,并在河道整治中进行了实践应用,实践证明绿化砼具备了对河岸进行加固,防治河道淤积、侵蚀和下切,为野生动物提供栖息地和隐蔽场所等生态特性,也取得了良好的效果。但是,在施工过程由于绿化砼结构本身的强度低,容易破损,移动困难,施工损耗大,重复利用率很低。通过总结绿化砼使用的有缺点,在其技术的基础上人们又研制出了改进的有框绿化砼,即环保型绿色植被混凝土,并且应用中取得了良好的效果。例如在康桥地区首批通过初步验收的黑臭河道陆家浜、梓康河等黑臭河道整治工程中,广泛的使用了环保型绿色植被混凝土结构护岸,取得了非常好的效果,展现在我们面前
的昔日水质黑臭、环境脏乱的河道,现在是水清流畅、岸绿环境宜人。河道的整治效果受到了验收小组和市水务局、区水务局、镇政府领导的好评。
整治后的昔日黑臭河道陆家浜整治后的的昔日黑臭河道梓康河
2.环保型绿色植被混凝土的特性
2.1结构特性
改进的有框绿化砼,即环保型绿色植被混凝土,是以植被生物学特性、生长规律为指导,以无砂大孔隙混凝土理论为基础开发出来的一种新型环保型混凝土。环保型绿色植被混凝土以无砂大孔隙混凝土为骨架,形成护坡的刚性结构,通过添加强度增强剂等使其强度能够满足护坡结构的强度要求。骨架内的孔隙为植被的生长提供成长的空间,同时通过在孔隙内充填配制的填充料调节植物的生长环境,具有保土固坡、不怕践踏、维护成本低的特点,不仅能够满足水利工程对护砌材料的要求,而且可以起到改善生态环境,净化水体、美化景观的作用。
环保型绿色植被混凝土的技术指标:
环保型绿色植被混凝土块体几何尺寸:为正六边形,边长20cm,厚度10cm;边框厚度3cm。
200mm
400mm
3
4
6
m
m
30m
m
细石砼
无砂砼
单块面积0.104m2;
边框混凝土强度:C15;
无砂混凝土强度:C10;
孔隙率:30%;
2.2功能特性
环保型绿色植被混凝土为透水结构可以减少降雨形成的地面径流,减缓径流速度,增强土体涵养水分的能力,不仅可以有效防止雨水对边坡的冲刷形成沟槽而致使护坡结构损坏,而且可以起到美化环境、改善土体生态环境等环保生态效果。骨架内的孔隙为植被的生长提供成长的空间,同时通过在孔隙内充填配制的填充料改善植物的生长环境。
种植在混凝土空隙内的植物根系穿过结构层扎入土层,不仅起到固土的功能,而且其扎入土层的根系还可增加混凝土块的拔出力。使用改进的环保型绿色植被混凝土建造的护坡具有透水保土性能,它不仅可以减少降雨形成的地面径流、缓解径流速度,而且可以有效防止雨水及船行波对边坡的冲刷形成沟槽而导致边坡结构损坏,还可以起到美化环境、改善土体生态环境等环保生态效果。
环保型绿色植被混凝土块形成的坡面植被可以带来流速的变化,为鱼类等水生动物和两栖类动物提供了觅食、栖息和避难的场所,对保持生物多样性也具有一定的积极意义。
2.3应用特点
优点:
1.具有结构轻的优点,降低了半坡式护岸护脚的难度,水流冲刷较小的河道,岸坡护脚结构以生态石笼取代了钢筋砼导梁(桩基。石笼护脚具有很好的柔韧性、透水性、耐久性以及防浪能力等优点,而且具有较好的生态性。它的结构能进行自身适应性的微调,不会因不均匀沉陷而产生沉陷缝等,整体结构不会遭到破坏。而且石笼的空隙较大,在石笼上覆土或填塞缝隙,以及微生物和各种生物,在漫长岁月的加工下,形成松软且富含营养成分的表土,形成草本植物自然生存的循环。
2.改进的有框绿化砼,使用了3cm厚的砼边框,使环保型绿色植被混凝土有了一定的整体刚性,有效的解决了过去绿化砼块整体性不够、容易坏损、不易搬移的问题,施工更为方便。
3.芦苇等续根水生植物通过环保型绿色植被混凝土上的空隙根系繁殖,越
长越旺,越来越茂盛,根系的蔓延和根瘤的分枝固定了草根之间的土体,从而起到一种加筋的作用,达到很好的固土、生态、净化水质的作用。据生物专家研究,芦苇等水生植物,在一般情况下对氮和磷的去除率分别可达到75%和65%。同时环保型绿色植被混凝土有限的空隙率还可以有效的限制续根植物疯长的问题。
缺点:
1.由于采用较多的新技术、新工艺,对施工要求较高,必须要有专业的结构施工和绿化施工队伍;对于不能断流的河道,必须打顺河施工围堰。
2.改进的绿化砼--改进的有框绿化砼即环保型绿色植被混凝土结构初期植被成率活对结构的强度、稳定性影响较大,植物的栽种、成活、管理非常重要,因此该护岸结构使用初期需要投入较大的管理力量,确保植被生长顺利。
3.环保型绿色植被混凝土应用实例
3.1试验成果调研
在某环保型绿色植被混凝土块种植水、陆生植物的试验地调研,实地看到在环保型绿色植被混凝土上种草、种植水生植物长势良好,达到很好的固土作用。并且
在绿化砼栽种一丛续根水生植物,植物根系通过绿化砼的空隙从下面发芽穿出繁殖,例如种植芦苇的照片,照片中红圈内的芦苇根系是从环保型绿色植被混凝土块下繁殖出新的根系,芦苇通过环保型绿色植被混凝土上的空隙越长越旺,越来越茂盛,达到很好的固土、生态、净化水质的作用,同时环保型绿色植被混凝土有限的空隙率(空隙率30%还可以有效的限制续根水生植物疯长的问题。
种植草的照片种植续根芦苇的照片
3.2工程实例
上海地区河道水位变幅较大,一般水位变幅在2.0~2.8m高程范围。在康桥
地区黑臭河道整治中,在水位2.0~3.0m河道岸坡高程范围广泛使用了改进的有框绿化砼(即环保型绿色植被混凝土,在水位多变的河岸区域,创造出一个植被葱郁的生态化的水陆边界。并且根据水位变化及水深情况,选择乡土植物形成水生-沼生-湿生-中生植物群落带,所有植物均以野生乡土植物为主,坡面植被带来流速的变化,为鱼类等水生动物和两栖类动物提供了觅食、栖息和避难的场所,随着水际植物群落的形成,使许多野生动物和昆虫也得以栖居、繁延创造出自然的生态美,使水-生物-人得以在一个边缘生态环境中相融共生,对保持生物多样性也具有一定的积极意义。同时让远离自然、久居城市的人们,能有机会欣赏到自然生态和野生植物之美。随着时间的推移,河道水际群落将不断丰富和成熟,生物多样性将不断提高,水质净化功能会更加显现,生态、美学效果将更加显著。
在康桥地区黑臭河道整治中就广泛采用了环保型绿色植被混凝土块进行护坡。目前陆家浜、梓康河、康花河等黑臭河道整治已通过初步验收,河道的整治效果已初见成效。整治后的河道水环境有了进一步改善,河道水质基本消除了黑臭,河道的脏乱差状况得到有效整治,呈现出良好的水陆环境景象,受到了两岸市民的称赞,达到了预期的整治效果。在市人大常委会主任龚学平等人视察陆家浜等河道水环境的治理情况时,对陆家浜黑臭河道的整治工作给予了充分肯定。
4.环保型绿色植被混凝土的发展
随着河道整治工程从注重解决防洪排涝的刚性结构,到兼顾防洪排涝与水环境治理、景观要求、生态系统改善的生态护岸观念转变,新型的生态护岸结构应运而生。植被型生态混凝土就是日本近年在河道护坡方面的研究成果。植被型生态混凝土主要由多孔混凝土、保水材料、难溶性肥料和表层土组成。多孔混凝土由粗骨料、混有高炉炉渣和硅灰的水泥、适量的细料组成,是植被型生态混凝土的骨架。在河道护坡中可以利用生态混凝土预制块体直接作用为护坡结构。
上海地区在河道整治和水环境治理中,重视水生态的修复,引进了日本的植被型生态混凝土护岸技术,并在城市和郊区的很多地方进行尝试和实践,取得了较好的效果和一定的经验,并通过不断的实践和改进,开发出了新的生态改进的有框绿化砼护岸产品——环保型绿色植被混凝土。
环保型绿色植被混凝土与其他生态护岸结构一样,其目的在于为野生动物提
供栖息地和隐蔽场所，保障自然环境和人居环境的和谐统一，对河岸进行加固， 防治河道淤积、侵蚀和下切等。环保型绿色植被混凝土的特点就是使用了
3cm 厚的砼边框，使预制块有了一定的整体刚性，有效的解决了早期绿化砼块整体性 不够、容易坏损、不易搬移的问题，施工更为方便。 工程实践已显现了环保型绿色植被混凝土结构的优越性， 但也存在不尽人意 的地方。目前环保型绿色植被混凝土预制块主要为六边形结构，护岸铺砌整体性 比较差， 如果借鉴连锁块体的连锁性， 将六边形块体改进成具有连锁性的预制块， 这将大大提高改进的环保型绿色植被混凝土在竣工初期护岸结构的整体性， 能够 更好的适应河坡沉降，保护护岸安全稳定。不断改进、完善改进的环保型绿色植 被混凝土结构，需要我们深入研究，不断探索实践，推进改进的环保型绿色植被 混凝土以及其它种类的生态护岸结构的进步、 发展、 推广， 实现对河道水的净化， 改善水质、营造水景、修复生态、提升水文化品位良好的整治效果。 5. 结束语 改进的有框绿化砼，即环保型绿色植被混凝土护岸结构，是融现代水利工程 学、生物科学、环境科学、生态学、美学等学科于一体的水利工程，十分有助于 河岸生物的多样性和河道水质的改善，并可以重现大自然的勃勃生机，重现江南 水乡美景。因此，环保型绿色植被混凝土护岸与其他生态护岸结构一样，是现代 河流治理的发展趋势，是水利建设发展到一种相对高级形态的必然结果。 然而， 环保型绿色植被混凝土护岸结构的运行养护是一项更加长期而艰巨的 任务，它关系到环保型绿色植被混凝土块植物的正常生长，发挥其生态效益的关 键，各地应根据本地区实际情况，着眼于未来，因地制宜地选择合适的水陆生植 被品种方案，对植被生长条件不够的、航运等级高，船行波冲刷严重的河道，切 不可盲目跟风，避免一拥而上。 参考文献：
【1】刘晓涛等著．生态护岸型式探讨 上海郊区水利现代化实践与探索论文集
