柔性结构水利护坡是较成熟的生态护坡技术,它包括传统的干垒石、网状织物、防护垫、植被护坡等和现代的刚性表面柔性结构连锁铺面水土保持系统。传统的柔性结构护坡多用于非永久性或野外人迹罕至的工程,对工程质量要求不高,不考虑景观和生态等方面的要求。而现代柔性结构生态护坡不仅能够满足各种水力条件下的结构稳定性,还充分体现了生态环保,风格化、人性化、“以人为本”的自然景观设计理念和人文文化需求。这里主要介绍两种柔性护坡技术。
(1)自嵌式景观挡土墙,是近年来新兴的柔性护坡技术,主要依靠具有独特结构的挡土块块体自重和相互嵌锁来抵抗动静荷载,提高护坡稳定性,从而达到坚固耐用的效果。自嵌式景观挡土技术与传统的浆砌块石挡墙相比,同等情况下能够节省材料近70%,提高施工效益近5倍。从挡土块的结构设计来看,自嵌式景观挡土墙最大的不同点是可直接坐落在柔性骨料基础上,无需进行过多的基础处理。自嵌式景观挡土墙的核心材料是具有独特设计的挡土块,块体与块体只需用塑胶棒和砌块后缘进行锚固,这种刚柔结合的结构为墙体适应变形提供了必要的条件。自嵌式景观挡土墙对小规模基础沉陷或遇到短暂的非常荷载组合,具有相当高的适应能力。由于这一原因,自嵌式景观挡土墙可将河道护岸做成近乎直立,可为城市节省大量土地资源。从施工条件来看,自嵌式景观挡土墙施工更为便捷,施工场地限制条件比传统挡土墙施工要少。传统挡土墙施工不仅需要大量材料和人工,而且要求按规范建设堤岸护坡,施工过程中不仅占用土地量大,同时还会给沿河居民生活带来不便。而自嵌式景观挡土墙施工无须砂浆和锚栓,施工人员在施工现场只是单纯作业的重复,不需要技术工,也不要支撑,也不必在养护上花费时间,全部作业可在填土一侧进行。因此,自嵌式景观挡土墙施工不仅占地面积少,而且具有施工简便、噪声小、工期短等特点。节约资源、美观环保是自嵌式景观挡土墙的又一显著特点。自嵌式景观挡土墙采用的材料价格比传统的石料虽稍贵,但挡土块体积小、材料用量少,而且砌块具有其他柔性铺面材料的优点,如空隙率高、透水性好,可利用空隙植草,既能美化环境又能自然改善城面的生态与环境。
(2)铰接式生态护坡砖又叫ARMORFLEX,ARMORFLEX是由一组尺寸、形状和重量一致的预制混凝土块,用一系列经过每个块体内部的预制孔内的横向绳索相互连接,而形成的连锁型柔性矩阵。压实整平的土基上面铺好符合土质要求的反滤土工布后便可摊铺ARMORFLEX。ARMORFLEX结合了传统柔性护坡系统的优点如渗水、柔性、能植草并改善生态环境,和传统刚性护坡系统的防冲刷、稳定、抗高切应力等优点。多年的成功实践已经证实ARMORFLEX是替代传统的护坡系统如堆乱石、浆砌块石、混凝土等的最有效、可靠、美观和高性能的产品。ARMORFLEX施工方便快捷,所以可以节省总工程投资。更具体讲,与其他护坡措施相比采用ARMORFLEX护坡系统长期经济效应好,因为它耐用持久,大大节省后期维修费用。虽然用绳索连接各独立块,在一定程度上可以提高铺面系统的整体稳定性。但选择ARMORFLEX系统中混凝土块在设计时忽略了绳索的影响,以单块稳定为设计依据,所以万一绳索出现问题不会影响系统的工作性能。绳索的主要作用是提高施工精度,保证各独立块位置的正确性,防止出现由于个别块的移走或偷窃而引起整体系统不稳定和帮助实现机械化施工。
它们共同的优点:
1)整体铺设,施工快捷,适应各种地形和气候变化。
2)抗流体冲击力强,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。
3)适应1∶1坡度施工,并且能在高速水流引起的高切应力下,安全的工作。(www.daowen.com)
4)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。
5)特别适应紧急堤防除险加固工程,水下施工,不需围堰,不仅经济同时节省时间。
6)可植草绿化,保护生态。
7)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。
8)自重大、抗倾覆力强;对水流情况下的中小规模变形具有高度的适用性;抗冲刷能力强,高速水流以及其他恶劣环境下能够保持铺面的完整性,能有效提高土壤的抗水流侵蚀能力;可利用机械整体式安装大大提高施工效率和安装精度,节省人力,降低劳动强度。
上述两种联锁护坡砖是专门为河流、湖泊护岸水土保持,防止土壤侵蚀而设计的柔性结构铺面系统,铺面设计充分考虑了各种水深、水流速度和风浪情况等水力条件下的边坡稳定和防止土壤流失。该系统作为防止土壤冲刷的有效措施,从20世纪80年代中期开始已在欧美国家得到了广泛的应用,是被实践证明了的性能卓越、经济实用、美观环保、可持续发展的水土保持系统。
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