綠化混凝土河道邊坡生態(tài)防護技術(shù)圖文并茂

綠化混凝土生態(tài)防護技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域：土木防護工程土木防護工程：為防止水流或其它外界作用的有害影響，保持構(gòu)筑物或天然河道不受破壞而采取的各種工程措施。河道邊坡防護及生態(tài)景觀工程公路邊坡防護及生態(tài)景觀工程鐵路邊坡防護及生態(tài)景觀工程航道生態(tài)景觀擋墻工程老護坡、老擋墻生態(tài)改造工程技術(shù)起源傳統(tǒng)硬化護坡防護強，但破壞生態(tài)劣化環(huán)境傳統(tǒng)草皮護坡生態(tài)化，但防護功能差，不抗沖刷傳統(tǒng)的防護工程方式的弊病對生態(tài)環(huán)境的不良影響。切斷了水生物鏈，水中的生物及微生物的生存環(huán)境和生存空間受到毀滅性破壞，生態(tài)失去了平衡，使河流的自我凈化能力大大降低。對自然環(huán)境的直接和間接破壞作用。采用砌石、混凝土板塊、模袋混凝土等剛性護砌材料，必須要大量開山采石，挖河取砂，直接毀壞自然環(huán)境。加劇了城市熱島效應(yīng)。在夏季，混凝土護砌表面較高的溫度使環(huán)境溫度隨之升高，據(jù)實測，混凝土表面溫度一般可達50~60℃。綠化混凝土生態(tài)防護技術(shù)施工中先用混凝土防護,施工后表面綠草茵茵將混凝土的防護功能和植物的生態(tài)功能完美結(jié)合起來生態(tài)護坡/擋墻的優(yōu)勢再造由草與水，草與硬地共同構(gòu)成的生態(tài)環(huán)境；提高護砌材料表面透水透氣性，增強濕熱交換能力；維護水生態(tài)鏈，增加城市及河流自我凈化能力；減少因采砂石對山林及河道的破壞；減少水泥用量，相應(yīng)減少二氧化碳排放量，改變了混凝土硬地及護砌材料劣化人類生存環(huán)境的狀況，實現(xiàn)了防護和生態(tài)修復的統(tǒng)一。解決方法：綠化混凝土技術(shù)綠化混凝土，又叫生態(tài)混凝土——能長草的混凝土：即能夠適應(yīng)植物生長、可進行植被作業(yè)的混凝土及其制品，具有基本保持原有防護作用、修復與保護自然環(huán)境、改善人類生態(tài)條件三個功能。目前國內(nèi)外其他的生態(tài)混凝土有兩種形式：一種類似植草磚，利用各種連鎖塊、混凝土塊預制或拼合形成的方孔、圓孔，在孔洞內(nèi)填土種草。一種是在混凝土上覆蓋10cm以上的種植土，植物根系無法穿透混凝土，植物靠混凝土上厚厚的種植土進行生長。這兩種都不是真正的在混凝土上種花草。自然植被自然植被的形成植被層母質(zhì)層基質(zhì)層擬自然植被形成條件綠化混凝凝土的基基本知識識物理力學學性能----構(gòu)造與強強度關(guān)系系生物生存存要求----空間與強強度關(guān)系系生物生長長要求----水、土化化學環(huán)境境具體為：：①必要的的植物生生長空間間（有效效孔徑））；②改造并并利用混混凝土孔孔隙內(nèi)的的鹽堿性性水環(huán)境境；③提供長長期發(fā)揮揮效用的的植物生生長營養(yǎng)養(yǎng)元素并并使之得得到充分分利用；；④掌握植植物生長長的濕熱熱環(huán)境條條件。⑤提供其其它必要要的生長長介質(zhì)。。一、生長長空間綠化混凝凝土中應(yīng)應(yīng)具有能能適合植植物根系系生長、、相互貫貫通的孔孔洞，并并能增強強植被層層的附著著能力。。綠化混凝凝土的有有效孔徑徑概念，，定義為為：綠化混凝凝土中能能適合植物根系系生長要要求，且且相互貫通孔孔洞的最最可幾直直徑。有效孔徑徑是區(qū)別別綠化混混凝土與與普通無無砂混凝凝土、衡衡量綠化化混凝土土上植物物可否生生長的重重要標志志，也是是綠化混混凝土設(shè)設(shè)計的主主要依據(jù)據(jù)。從適合常常見適用用植物根根系生長長、孔洞洞內(nèi)土壤壤化學條條件、孔孔隙材料料充填三三方面考考慮?？箟簭姸榷扰c耐久久性經(jīng)過對在在不同粒粒徑的碎碎石、不不同的普普通硅酸酸鹽42.5#水泥用量量條件下下，具有有有效孔孔徑的無無砂混凝凝土生長長基的抗抗壓強度度實驗，，認為：：生長基的的抗壓強強度均隨隨水泥量量的增加加而增加加與集料的的平均粒粒徑、水水泥漿平平均包裹裹厚度有有關(guān)（見見右圖））；有效孔徑徑的確定定生長基內(nèi)內(nèi)適合植植物生長長的有效效孔徑，，應(yīng)提供供植物生生長必要要空間、、便于充充填生長長介質(zhì)。。有效孔徑徑與骨料料粒徑、、水泥用用量有關(guān)關(guān)?？紫堵什徊荒芡耆w現(xiàn)植植物可生生長空間間?？箾_能力力應(yīng)符合水水工規(guī)范范規(guī)定。。按有關(guān)規(guī)規(guī)范，根根據(jù)最大大流速V、不同同坡比條條件下波波浪高、、用于水水下沉排排壓載時時的抗沖沖刷穩(wěn)定定性，計計算綠化化混凝土土構(gòu)件厚厚度h。岷江上游游四川松松潘段護護坡二、孔隙隙內(nèi)的鹽鹽堿性水水環(huán)境境及改造造鹽堿性水水環(huán)境理理論孔隙內(nèi)鹽鹽堿性水水環(huán)境改改造是綠綠化混凝凝土技術(shù)術(shù)的核心心之一。。采用各種種常用水水泥制作作綠化混混凝土時時，孔隙隙內(nèi)水環(huán)環(huán)境改造造是研究究的難點點與核心心問題之之一。國內(nèi)外研研究曾認認為綠化化混凝土土孔隙內(nèi)內(nèi)為堿性性水環(huán)境境，孔隙隙內(nèi)鹽堿堿性水環(huán)環(huán)境是我我們經(jīng)實實驗提出出的新觀觀點。植物難以以存活的的基本原原因在有遷移移性水的的孔隙內(nèi)內(nèi)水環(huán)境境中，離離子濃度度差使Ca2+將不斷析析出，鈣鈣、鈉、、鉀的碳碳酸鹽共共同對孔孔隙內(nèi)水水環(huán)境造造成影響響?？紫秲?nèi)鹽鹽堿性物物質(zhì)的水水浸析出出，是一一個長期期的不間間斷過程程。未經(jīng)改造造的無砂砂混凝土土上植物物難以存存活的基基本原因因------次生鹽堿堿化。對混凝土土上植物物的雙重重影響在孔隙內(nèi)內(nèi)的鹽堿堿性水環(huán)環(huán)境中，，堿性對對植物營營養(yǎng)環(huán)境境有影響響，而鹽鹽堿性不不僅影響響營養(yǎng)環(huán)環(huán)境，而而且對植植物原生生質(zhì)影響響較大：：簡單地：堿環(huán)環(huán)境影響植物物對營養(yǎng)元素素的吸收，鹽鹽環(huán)境使植物物脫水、枯萎萎?？紫秲?nèi)不斷析析出的Ca2+、K+在一定程度上上又有利于植植物生長，減減輕Na+傷害，提高細細胞膜的穩(wěn)定定性，增強光光合作用。Na+在一定條件下下可促進根系系生長。實驗發(fā)現(xiàn)綠化化混凝土上花花草植株相對對較大，明顯顯出現(xiàn)了由于于對Ca2+、K+的奢侈性吸收收所導致的徙徙長狀態(tài)，根根系明顯發(fā)育育。改造、利用的的原則對孔隙內(nèi)鹽堿堿性水環(huán)境的的改造，不是是簡單、片面面地降低或中中和水泥混凝凝土固有而必必要的堿性。。不是簡單的酸酸堿中和。減少、阻滯、、轉(zhuǎn)化、利用用水泥石表面面不斷析出并并生成的有害害形態(tài)鹽堿，，達到孔隙內(nèi)內(nèi)植物生長所所需元素的平平衡。遵循不影響水水泥水化物的的性能與穩(wěn)定定性、滿足植植物生長條件件、充分而合合理地利用混混凝土中的各各種元素、保保持孔隙內(nèi)水水環(huán)境的動態(tài)態(tài)平衡的原則則。改造與利用方方法水泥水化物也也是植物所需需營養(yǎng)元素的的載體，可以以加以利用；；鹽堿性水環(huán)境境改造是一個個長期動態(tài)的的過程，應(yīng)增增強植物原生生質(zhì)細胞在鹽鹽堿性水環(huán)境境下的抗?jié)B透透破壞能力。。無論采用何種種水泥，都可可以采用本研研究提出的化化學、物理、、土壤化學、、生物化學、、結(jié)構(gòu)、農(nóng)藝藝、植物生理理等7類15種鹽堿性水環(huán)環(huán)境改造方法法。具體解決方式式：復合改良良填充材料。。三、綠化混凝凝土上

植物物所需營養(yǎng)元元素供給營養(yǎng)元素供給給特點綠化混凝土上上植物所需營營養(yǎng)元素的供供給是綠化混混凝土技術(shù)的的難點之一。。在孔隙內(nèi)堿性性水環(huán)境下，，營養(yǎng)元素的的吸收受到遏遏制。銨態(tài)、、硝態(tài)氮肥分分解逸出，導導致綠化混凝凝土上氮肥供供應(yīng)不足。磷素在孔隙內(nèi)內(nèi)堿性水環(huán)境境下形成遲效效態(tài)，鎂素在在受到Ca2+、K+拮抗時表現(xiàn)為為相對缺乏，，而Na+過多時植物對對的Ca2+、K+的吸收受阻；；土壤對CL-、NO3-、SO42-的吸附量隨PH值的升高而降降低。其它微微量元素的有有效性在堿性性環(huán)境下降低低，植物所需需元素失衡。。保水劑的保水水倍率下降。。各類保水劑劑在堿性環(huán)境境下，保水倍倍率受到不同同程度影響，，特別是在存存在大量陰離離子的鹽堿性性水環(huán)境下，，保水倍率受受到的影響更更大。營養(yǎng)元素供給給方式緩釋肥問題是是營養(yǎng)元素供供給的重點。。采取孔隙填填充復合改良良材料方式和和營養(yǎng)型無紡紡布方式。1、孔隙填充材材料系將20余種有機材料料、無機材料料、活性材料料充分混合后后配制而成，，充填到綠化化混凝土孔隙隙內(nèi)，使綠化化混凝土上植植物所需營養(yǎng)養(yǎng)的供給具有有全面性、緩緩釋性、均衡衡性、適應(yīng)性性。利用綠化混凝凝土初期析出出的堿性溶液液緩慢分解幾幾類材料，再再通過氨化（（礦化）作用用獲得養(yǎng)分。。2、營養(yǎng)型無紡紡布是在反濾濾無紡布上采采用四種纖纖維攜帶緩釋釋肥料，在混混凝土浸提液液作用下產(chǎn)生生氨基酸分子子團。鋪設(shè)了營養(yǎng)型型無紡布反濾濾層的綠化混混凝土上的草草生長8年后，未發(fā)現(xiàn)現(xiàn)缺氮肥現(xiàn)象象，草生長茂茂盛。產(chǎn)品種類澆筑式------整體澆筑吉林省龍井市市的大新水庫庫背坡13357m2的現(xiàn)澆式綠化化混凝土生態(tài)態(tài)防護。在保證大壩安安全的同時，，使水庫背坡坡面形成了大大面積的混凝凝土草坪，生生態(tài)恢復效果果顯著?；炷量蚋駶矟仓桨不粘埠蟮痰躺鷳B(tài)護坡實實景單元澆筑式典典型結(jié)構(gòu)圖土工格室澆筑筑式（一）土工格室澆筑筑式（二）土工格室澆筑筑式（三）施工工藝生態(tài)砼護坡強強度等級為水水工C10，孔隙率25%～30%,要求生態(tài)砼下下需鋪設(shè)營養(yǎng)養(yǎng)性無紡布，，植物根系需需穿透混凝土土，混凝土需需經(jīng)過鹽堿改改良。先在坡面上澆澆筑C20砼框格，然后后在框格內(nèi)鋪鋪設(shè)營養(yǎng)無紡紡布，澆筑生生態(tài)砼內(nèi)生長長基，以及在在生態(tài)砼上植植草。要求綠綠化覆蓋率≥≥95%，表面客土≤≤2cm。施工步驟：精精修坡面—-澆筑C20砼框格——鋪設(shè)營養(yǎng)無紡紡布—-鋪設(shè)預制式綠綠化混凝土或或澆筑式綠化化混凝土—-填充鹽堿改良良劑—-填充復合營養(yǎng)養(yǎng)材料—-回填1～2cm客土—-草種播撒或貼貼草皮卷—-養(yǎng)護一年。常水位之上建建議種植當?shù)氐剡m用草種，，常水位以下下建議種植菖菖蒲、水蔥、、千屈菜、梭梭魚草、蘆葦葦?shù)人参镂?。六角形?gòu)件六角形構(gòu)件式式典型結(jié)構(gòu)圖圖綠化砼外框綠化砼骨料綠化砼構(gòu)件剖面示意圖綠化砼構(gòu)件平面示意圖綠化砼構(gòu)件安裝示意圖箱式擋墻構(gòu)件件上海定浦河生生態(tài)擋墻實景景箱式擋墻典型型結(jié)構(gòu)圖老硬化護坡/擋墻改造(施工前）老硬化護坡/擋墻改造(施工中）老硬化護坡/擋墻改造(施工后）綠化混凝土四四大優(yōu)勢（一一）1、生態(tài)功能綠化混凝土生生態(tài)護坡/擋墻的高透水性把水、河道、、岸坡植被連連成一體，在在自然地形、、地貌的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，建立起起陽光、水、、植物、生物物、土體、護護岸之間的河道生態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)。綠化混凝土生生態(tài)護坡/擋墻的迎水面面具有高孔隙隙率、多生物物生長帶、多多流速變化帶帶的特點，為為水生動物和和兩棲類動物物提供了棲息息、繁衍和避避難的場所。。岸上的植被被為陸上昆蟲蟲、鳥類提供供了覓食、繁繁衍的環(huán)境。。水邊水生植植物的莖、根根系為魚類產(chǎn)產(chǎn)卵、幼魚生生存提供了空空間，對保持持生物多樣性性具有一定的的積極意義。。綠化混凝土四四大優(yōu)勢（二二）2、防洪功能綠化混凝土生生態(tài)護坡/擋墻作為一種種更加高級的的護岸型式，，首先同樣具具備抵御洪水的能力。護坡坡植被可以調(diào)調(diào)節(jié)地表和地地下水文狀況況，使水循環(huán)環(huán)途徑發(fā)生一一定的變化。。當洪水來臨臨時，洪水通通過坡面植被被大量地向堤堤中滲透儲存存，削弱洪峰峰，起到了徑徑流延滯作用用。而當枯水水季節(jié)到來時時，儲存在大大堤中的水反反滲入河，對對調(diào)節(jié)水量起到了積極的的作用。植物根系通過過有效孔徑完完全能穿透生生態(tài)混凝土，增加了防護護的安全穩(wěn)定定性。實驗結(jié)結(jié)果證明，當當植被根系穿穿透混凝土并并充分生長至至土體中時，，在垂直坡面面方向拔出綠綠化混凝土生生態(tài)護坡的塊塊體，約需要要6倍于塊體自重重的力量，植植物根系的錨錨固作用增加加了綠化混凝凝土塊體對土土體的防護作作用，增加了了岸坡的穩(wěn)定定性。綠化混凝土四四大優(yōu)勢（三三）3、自凈功能綠化混凝土生態(tài)態(tài)護坡/擋墻可以增強水體的自凈凈功能，改善河河道水質(zhì)。綠化混凝土生態(tài)態(tài)護坡水位變動動區(qū)的水生植物物，既能從水中中吸收無機鹽類類營養(yǎng)物（如氮氮，磷），其水水下莖、根系又又是大量微生物物以生物膜形式式附著的介質(zhì)，，有利于水體自自凈；同時其多多孔隙結(jié)構(gòu)形成成不同流速帶和和紊流區(qū)，有利利于氧從空氣傳傳入水中，增加加溶解氧，幫助助好氧微生物、、魚類等水生生生物的生長，進進一步促進水體體自凈，改善河河道水質(zhì)。綠化混凝土四大大優(yōu)勢（四）4、景觀功能近一二十年來，，綠化混凝土生生態(tài)護坡在國內(nèi)內(nèi)外被大量地采采用，從而改變變了過去的那種種“整齊劃一的的河道斷面、筆筆直的河道走向向”的靜態(tài)美，，現(xiàn)在的生態(tài)大堤上建起了景觀長廊，昔日的碧水漪漪漪、青草漣漣漣的動態(tài)美得以以重現(xiàn)，順應(yīng)了了現(xiàn)代人回歸自自然的心理，并并且為人們休憩憩、娛樂提供了了良好的場所，，提升了整個城城市的品味?？萍紕?chuàng)新點（一一）提出生態(tài)混凝土土有效孔徑的概概念，以及以有有效孔徑作為主主要參數(shù)設(shè)計生生態(tài)混凝土的方方法，有效解決決了植物生長空空間與混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)的矛盾，能能使植物根系通過有有效孔徑完全穿穿透生態(tài)混凝土土，增加了防護護的安全穩(wěn)定性性。對種草一年且草草根系穿透生態(tài)態(tài)混凝土至土中中的對邊450mm生態(tài)混凝土構(gòu)件件進行拔起實驗驗結(jié)果表明：草草生根后的生態(tài)態(tài)混凝土構(gòu)件被被拔起時的重力力，是原重力的的六倍?？萍紕?chuàng)新點（二二）提出以鹽堿性水水環(huán)境為生態(tài)混混凝土生態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)的主要限制因因子，采用緩釋離子交交換方法，將混混凝土析出的有有害鹽堿物與添添加的復合改良良營養(yǎng)材料發(fā)生生反應(yīng)轉(zhuǎn)化為植植物生長營養(yǎng)元元素，實現(xiàn)了水泥品品種和植物品種種選用的廣譜性性。什么是真正的生生態(tài)混凝土？1.高透水性，高生生態(tài)化，綠化覆覆蓋達百分之百百，壽命長。而而傳統(tǒng)預制式連連鎖塊（美國技技術(shù)）類似植草草磚在小孔洞內(nèi)內(nèi)填土種草，施施工簡單，生態(tài)態(tài)功能相對弱，，不抗水水沖，綠化率低低。2.植物根系要能完完全穿透混凝土土，最后和混凝凝土結(jié)合為一個個整體。（日本本技術(shù)不能穿透透混凝土，只能能在上面回填10公分以上種植土土，不能抗沖刷刷。這是我們自自主創(chuàng)新技術(shù)和和他們的本質(zhì)區(qū)區(qū)別）3.充填在生態(tài)混凝凝土孔隙里的復復合改良材料和和混凝土析出的的有害鹽堿物發(fā)發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)化為為植物生長所需需的營養(yǎng)元素，，形成一種長效效肥料。主要技術(shù)參數(shù)構(gòu)件容重：1800kg/m3(碎石、礫石骨料料),1700kg/m3(磚石骨料)；抗壓強度：p外≥C20,3Mpa≤P內(nèi)≤8Mpa；飽和凍融循環(huán):(快凍)不少于50次；有效孔徑：25-30%；孔隙填充長效復復合營養(yǎng)材料有有效期：≥8年；孔隙間水環(huán)境下下表面PH值：7.0-7.5；播種密度：20g/m2一次播種綠化年年限：≥8年綠化覆蓋率：≥≥95%植物選擇：根據(jù)據(jù)當?shù)剡m用草種種選定撥重比：≥6（既構(gòu)件長草生生根后被拔起時時的拔出力與構(gòu)構(gòu)件凈重之比)抗沖流速：≥3m/s（12cm標準構(gòu)件）與國內(nèi)外同類產(chǎn)產(chǎn)品對比圖片一一綠化混凝土技術(shù)術(shù)能使植物根系系完全穿透綠化化混凝土構(gòu)件，，使構(gòu)件的外移移力大幅度提高高，增加了防護護安全穩(wěn)定性。。。對綠化混凝土構(gòu)構(gòu)件進行拔起實實驗，結(jié)果表明明：植物生根后后的綠化混凝土土構(gòu)件被拔起時時的重力，是原原重力的六倍。。日本綠化混凝土土技術(shù)特點：低堿性水泥孔隙內(nèi)填充簡單單生長材料。植物選擇性少在混凝土覆蓋10cm以上的厚土上長長草，沒能真正正做到在混凝土土上長草與國內(nèi)外同類產(chǎn)產(chǎn)品對比圖片二二生態(tài)型混凝土草草坪有限公司生生態(tài)擋墻一年后后實景圖片某公司預制構(gòu)件件式生態(tài)擋墻一一年后實景圖片片與國內(nèi)外同類產(chǎn)產(chǎn)品對比圖片三三2009年4月南京市六合區(qū)區(qū)滁河生態(tài)防護護兩年后圖片（（本工程經(jīng)歷過過2008年滁河二百年一一遇的大洪水的的考驗）2007年4月南京市六合區(qū)區(qū)滁河生態(tài)防護護施工完圖片（（畫面左側(cè)為某某公司連鎖塊，，右側(cè)為六角形形綠化混凝土））與國內(nèi)外同類產(chǎn)產(chǎn)品對比圖片四四生態(tài)型混凝土草草坪有限公司2008年6月在合肥市巢湖湖沿岸環(huán)境綜合合治理試驗段工工程圖片2008年6月在合肥市巢湖湖沿岸環(huán)境綜合合治理試驗段采采用某公司預制制構(gòu)件式生態(tài)護護坡工程圖片幾種護岸形式防防護功能比較傳統(tǒng)護岸綠化混凝土生態(tài)護岸生態(tài)袋

①無透水性，完全隔絕水體與坡體的生態(tài)環(huán)境②施工較簡單③防護功能強，穩(wěn)定性高④抗沖能力強⑤人為損壞小

高透水性，無砂混凝土本身為高透水性材料施工簡單，可現(xiàn)場澆注植物完全穿透混凝土，其錨