二、生態護坡結構方法探討
上述情況可以看出,硬性材料的護坡和護岸結構對城市的許多方面均產生了較大的影響,城市河道的護坡和護岸結構改造有必要推行一種生態型的護岸結構形式。在現在各大城市大型河道整治的同時提出對原有河道護坡和護岸結構改革非常必要,下面就國內外一些經驗和筆者的一些初步構想作一介紹。
(一)採用新型材料
在科學技術飛速發展的今天,新型材料和新技術必將作為我們河道護坡和護岸結構改革的主要源泉。在國內和國外相繼出現了一批用於生態方面的材料和技術,如水力噴草技術、土工材料綠化網、植被型生態混凝土、水泥生態種植基、土壤固化劑等等。雖然它們起源時不一定用於河道護坡和護岸結構方面,但在河道護坡結構使用上可以借鑑和參考。
(二)生態護坡方法探討
1、發達根系固土植物發達根系固土植物在水土保持方面有很好的效果,國內外對此研究也較多。採用發達根系植物進行護坡固土,即可以達到固土保沙,防止水土流失,又可以滿足生態環境的需要,還可進行景觀造景,在城市河道護坡方面可借鑑。固土植物可以選擇的主要有沙棘林、刺槐林、墨穗醋栗、黃檀、胡枝子、池杉、龍鬚草、金銀花、紫穗槐、油松、黃花、常青藤、蔓草等等,在長江中下游地區還可以選擇蘆葦、野茭白等,可以根據該地區的氣候選擇適宜的植物品種。
2、土工材料複合種植基
(1)鐵絲網與碎石複合種植基。鐵絲網與碎石複合種植基主要由鍍鋅或噴塑鐵絲網籠裝碎石、肥料及種植土組成。鍍鋅鐵絲網籠容易鏽蝕,在河道護坡方面一般不宜選用,而應選用耐鏽蝕的噴塑鐵絲網籠。鐵絲網與碎石複合種植基一個最大的優點就是它比較適合於流速大的河道,抗沖刷能力強、整本性好、適應地基變形能力強,避免了預製的混凝土塊體護坡的整體性差和現澆混凝土護坡與模袋混凝土護坡適應地基變形能力差的弱點,同時又能滿足生態型護坡的要求,即使進行全斷面護砌,生物與微生物都能照樣生存。國外在這方面已有較多工程實例。鐵絲網籠可以做成不同形狀,既可以用作護坡,又可以做成砌體擋土牆。
(2)土工材料固土種植基。土工材料固土種植基可分為土工網墊固土種植基、土工格柵土種植基、土工單元固土種植基等多種形式。
土工網墊固土種植基主要由聚乙烯、聚丙烯等高分子材料製成的網墊和種植土、草籽等組成。固土網墊是由多層非拉伸網和雙向拉伸平面網組成,在多層網的交接點經熱熔後粘接,形成穩定的空間網墊。該網墊質地疏鬆、柔韌,有合適的高度和空間,可充填並存儲土壤和沙粒。植物的根系可以穿過網孔均衡生長,長成後的草皮可使網墊、草皮、泥土表層牢固地結合在一起。固土網墊一般可由人工鋪設,植物種植一般採用草籽加水力噴草技術完成。這種護坡結構現在運用較廣,如上海浦東國際機場圍海大堤工程、上海化學工業區圍海造地工程的護坡均採用了此形式。
(3)土工格柵固土種植基主要是土工格柵進行土體加固,並在邊坡上植草固土。土工格柵是以聚丙烯、高密度聚乙烯為原料,經擠壓、拉伸而成,有單向、雙向土工格柵之分。設定土工格柵,增加了土體摩阻力,同時土體中的孔隙水壓力也迅速消散,所以增加了土體整體穩定和承載力。而且,由於格柵的錨固作用,抗滑力矩增加,草皮生根後草、土、格柵形成一體,更加提高了邊坡的穩定性。