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貴州水利工程邊坡防護(hù)措施探討

文檔作者：陳小燕１易仲強(qiáng)２文檔來源：１．貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院２．中國電建集團(tuán)貴陽勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年10月14日
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２０１６ 年第４ 期
２０１６ Ｎｕｍｂｅｒ ４
水電與新能源
ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ ＡＮＤ ＮＥＷ ＥＮＥＲＧＹ
總第１４２ 期
Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．１４２
ＤＯＩ： １０．１３６２２ ／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ４２ －１８００／ｔｖ．１６７１ －３３５４．２０１６．０４．０１７
收稿日期：２０１６ －０２ －１８ 作者簡介：陳小燕，女，工程師，主要從事水利水電工程設(shè)計(jì)。
貴州水利工程邊坡防護(hù)措施探討
陳小燕１，易仲強(qiáng)２
（１．貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴州貴陽　５５０００２；
２．中國電建集團(tuán)貴陽勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，貴州貴陽?。担担埃埃福保?
摘要：在闡述傳統(tǒng)護(hù)坡和新型生態(tài)護(hù)坡模式類型及特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，探討了各種護(hù)坡形式在貴州省水利工程中的運(yùn)用，對(duì)
比分析了新型生態(tài)護(hù)坡的優(yōu)勢(shì)，展望了貴州省水利工程邊坡防護(hù)技術(shù)的發(fā)展方向，旨在為貴州省其他水利工程設(shè)計(jì)提供
一定的參考。
關(guān)鍵詞：水利工程；傳統(tǒng)護(hù)坡；生態(tài)護(hù)坡；措施
中圖分類號(hào)：ＴＶ８６１：Ｘ１７１．４　　文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ　　文章編號(hào)：１６７１ －３３５４（２０１６）０４ －００６８ －０３
Slope Protection Techniques Adopted
in Water Conservancy Projects in Guizhou Province
ＣＨＥＮ Ｘｉａｏｙａｎ１ ， ＹＩ Ｚｈｏｎｇｑｉａｎｇ２
（１．Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｗａｔｅｒ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ， Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， Ｇｕｉｙａｎｇ ５５０００２， Ｃｈｉｎａ；
２．Ｐｏｗｅｒｃｈｉｎａ Ｇｕｉｙａｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｇｕｉｙａｎｇ ５５００８１， Ｃｈｉｎａ）
Abstract： Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｓｌｏｐｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｎｅｗ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｌｏｐｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｒｅ ａｎａ -
ｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｎ， ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｌｏｐｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ ｐｒｏｊｅｃｔｓ ｉｎ
Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｌｏｐｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ．Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｉｎ
ｓｌｏｐｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ａｌｓｏ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ．Ｉｔ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ａ ｕｓｅｆｕｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｏｔｈｅｒ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ ｐｒｏ -
ｊｅｃｔｓ ｉｎ Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ．
Key words： ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ ｐｒｏｊｅｃｔ； ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｓｌｏｐｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ； ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｌｏｐｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ； ｍｅａｓｕｒｅｓ
　　在枟國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步促進(jìn)貴州經(jīng)濟(jì)社會(huì)又好又
快發(fā)展的若干意見枠文件實(shí)施以來，貴州全省范圍內(nèi)
水利工程正處于快速發(fā)展時(shí)期，大大小小幾十項(xiàng)水利
工程項(xiàng)目陸續(xù)開工建設(shè)，已形成或即將形成的裸露邊
坡數(shù)量眾多，如何在水利工程建設(shè)的過程中做到對(duì)邊
坡的合理防護(hù)與治理，并采取妥善的方法盡可能恢復(fù)
邊坡的自然生態(tài)環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，已
成為我省水利工程建設(shè)的新趨勢(shì)。
１　傳統(tǒng)護(hù)坡措施
護(hù)坡即邊坡防護(hù)，是指采用各種措施手段對(duì)邊坡
進(jìn)行處理以保證邊坡的穩(wěn)定。傳統(tǒng)的護(hù)坡方法通常以
水泥、砂石料、混凝土等硬性材料為主要建筑材料，在
設(shè)計(jì)上主要從力學(xué)的角度去考慮邊坡的穩(wěn)定。傳統(tǒng)護(hù)
坡大致可分為干砌石護(hù)坡、漿砌石護(hù)坡、混凝土框格護(hù)
坡、噴混凝土護(hù)坡及預(yù)制塊護(hù)坡等。
１）干砌石護(hù)坡。干砌石護(hù)坡是指用質(zhì)地堅(jiān)硬、級(jí)
配合理的塊石，采用人工鋪砌的方法，對(duì)設(shè)計(jì)防護(hù)的邊
坡進(jìn)行塊石砌筑，實(shí)現(xiàn)對(duì)坡面的防護(hù)。其護(hù)坡特點(diǎn)是
施工簡單、維修方便、能適應(yīng)變形，且造價(jià)低廉，此種護(hù)
坡方式應(yīng)用較廣泛。
２）漿砌石護(hù)坡。漿砌石護(hù)坡是在干砌石護(hù)坡的
６８
陳小燕，等：貴州水利工程邊坡防護(hù)措施探討２０１６ 年４ 月
基礎(chǔ)上，補(bǔ)充采用砂漿填縫，以達(dá)到提高護(hù)坡穩(wěn)定性和
強(qiáng)度的砌筑方法。其護(hù)坡特點(diǎn)同樣具有取材方便、施
工簡單、工程造價(jià)低廉等特點(diǎn)，適用于坡面穩(wěn)定、基礎(chǔ)
變形小的坡面。
３）混凝土框格護(hù)坡?；炷量蚋褡o(hù)坡是指用混
凝土等材料，在邊坡上形成框格骨架，防止邊坡在坡面
水沖刷下形成沖溝，并提高邊坡表面糙率，減緩水流速
度?？蚋裥螤羁筛鶕?jù)人們的想象，對(duì)美的追求，做出各
式各樣的造型，如矩形框格、菱形框格、拱形框格等。
框格防護(hù)多用于填筑區(qū)邊坡，既增加美化景觀的效果，
也可防止邊坡出現(xiàn)沖刷和脫坡。
混凝土框格護(hù)坡具有布置靈活、框格形式多樣、截
面調(diào)整簡便、與坡面貼合、可隨坡就勢(shì)等特點(diǎn)，還可充
分發(fā)揮植物防護(hù)與工程防護(hù)的雙重優(yōu)勢(shì)，混凝土框格
主要維持邊坡的穩(wěn)定，框格內(nèi)的植物起到綠化、美化的
效果。它適用于各類土質(zhì)邊坡及渣場(chǎng)邊坡，是貴州省
水利工程中運(yùn)用廣泛的一種邊坡護(hù)坡形式。
４）噴混凝土護(hù)坡。噴混凝土護(hù)坡主要指噴漿護(hù)
坡、噴射混凝土護(hù)坡和噴錨護(hù)坡。噴漿護(hù)坡和噴射混
凝土護(hù)坡主要適用于易風(fēng)化，但還未遭受嚴(yán)重風(fēng)化的
巖石邊坡，為防止進(jìn)一步風(fēng)化，剝落及零星掉塊，采用
噴漿護(hù)坡和噴射混凝土護(hù)坡，使邊坡上形成一層保護(hù)
層。噴錨防護(hù)［１］ 是靠錨桿、鋼筋網(wǎng)和混凝土層的共同
作用來增加巖土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗變形剛度，減小巖土
體側(cè)向變形，以保持邊坡的整體穩(wěn)定性。噴錨防護(hù)主
要適用于巖性較差、強(qiáng)度較低、易風(fēng)化的巖質(zhì)邊坡；或
者是雖為堅(jiān)硬巖層，但風(fēng)化嚴(yán)重、節(jié)理發(fā)育、易受自然
應(yīng)力影響而導(dǎo)致大面積碎落，以及局部小型落石、崩塌
的巖質(zhì)邊坡；或者是因爆破施工，造成巖質(zhì)邊坡大量超
爆、破壞范圍深入坡面內(nèi)部，邊坡巖石松散破碎、極易
發(fā)生崩塌、落石的邊坡防護(hù)。
貴州省大方縣岔河水庫溢洪道、引水隧洞等部位
的開挖邊坡，采取了掛網(wǎng)噴錨的護(hù)坡設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。噴混
凝土等級(jí)為Ｃ２０／Ｃ２５，掛網(wǎng)鋼筋為矱８，并配合矱２２／
２５／２８ 砂漿錨桿進(jìn)行了加固處理設(shè)計(jì)，發(fā)揮了較好的
效果。
５）預(yù)制塊護(hù)坡。預(yù)制塊護(hù)坡是采用預(yù)先制備好
的混凝土砌塊、通過組合拼裝的方式進(jìn)行護(hù)坡的一種
方式。預(yù)制的砌塊主要類型有六棱護(hù)坡砌塊、聯(lián)鎖護(hù)
坡砌塊等。預(yù)制塊護(hù)坡具有施工效率高、質(zhì)量易控制、
堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)。黔中水利樞紐工程是貴州省首個(gè)大
型跨地區(qū)、跨流域長距離綜合水利調(diào)水工程，其樞紐大
壩壩后坡面采用了預(yù)制Ｃ２０ 混凝土六棱塊護(hù)坡方案，
結(jié)構(gòu)尺寸為０．０１２ ｍ ×０．２５ ｍ ×０．２５ ｍ，中心預(yù)留矱
６０ 透水孔，壩后坡面堆石和預(yù)制塊之間自下而上采用
大石、中石、混合料作為墊層料進(jìn)行找平，同時(shí)在透水
孔位置進(jìn)行透水無紡布處理。該預(yù)制六棱塊護(hù)坡技術(shù)
方案快捷、方便，且加工流水作業(yè)、施工效率高，在黔中
水利工程建設(shè)過程中取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、安全和質(zhì)量
效益，同時(shí)也為省內(nèi)其他同類型工程建設(shè)提供了寶貴
的經(jīng)驗(yàn)和依據(jù)。
傳統(tǒng)護(hù)坡的優(yōu)點(diǎn)是護(hù)坡穩(wěn)定性好，缺點(diǎn)是一次性
投入較大，且外觀上比較生硬，與目前注重環(huán)保的發(fā)展
理念相背離。因此，此類護(hù)坡方法在今后的貴州省水
利工程建設(shè)中將受到越來越多的制約。
２　新型生態(tài)護(hù)坡措施
新型生態(tài)護(hù)坡，是綜合多學(xué)科的基本知識(shí)對(duì)邊坡
進(jìn)行支護(hù)和治理，形成由植物或工程與植物相結(jié)合的
綜合護(hù)坡系統(tǒng)。
１）三維土工植被網(wǎng)護(hù)坡。三維土工植被網(wǎng)護(hù)坡
是利用三維植被網(wǎng)的固土與護(hù)坡作用，通過錨釘將土
工網(wǎng)固定在邊坡上，形成可容納并固著植物基質(zhì)的空
間，將植物種子包裹在土工網(wǎng)的凹凸結(jié)構(gòu)內(nèi)，有效防護(hù)
種子和幼苗不被雨水沖走，待植物生長后，土工網(wǎng)與植
被根系緊密交織，形成坡面表層、土工網(wǎng)、植物根系、錨
釘?shù)裙餐M成的牢固防護(hù)體系，對(duì)坡面起到加筋作用，
有效抑制雨水對(duì)邊坡的侵蝕，防止邊坡的沖刷、變形和
失穩(wěn)。
三維土工植被網(wǎng)護(hù)坡還具有良好的保溫作用［２］ ，
在夏季可使植物根部的微觀環(huán)境溫度比外部環(huán)境溫度
低３ ～５℃，在冬季則高３ ～５℃。因此，三維土工植被
網(wǎng)護(hù)坡在一定程度上解決了反季節(jié)施工的難題，利于
植物均勻生長。
２）植被混凝土護(hù)坡。植被混凝土是一種新型護(hù)
坡植物生長基材，由砂壤土、水泥、有機(jī)質(zhì)、綠化添加
劑、混合植物種子等組成。植被混凝土護(hù)坡是一種將
特定的植被混凝土基材按一定比例配制好后，采用噴
錨設(shè)備將基材噴射至坡面進(jìn)行植被恢復(fù)和生態(tài)防護(hù)的
技術(shù)［３］ 。它對(duì)于缺少植物生長基層材料的硬質(zhì)邊坡
及坡度大于４５°的高陡邊坡，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
貴州光照水電站地處黔西南州晴隆縣與安順市關(guān)
６９
水電與新能源２０１６ 年第４ 期
嶺縣交界。電站新開挖的巖面部分為石灰?guī)r，部分為
沉積巖，坡面陡峭且破碎，穩(wěn)定性差，其面積約８ ５００
ｍ２ ，最高處約為２０ ｍ，坡度最大達(dá)８０°。針對(duì)開挖的巖
質(zhì)邊坡采用了植被混凝土護(hù)坡形式［４］ ，植被混凝土噴
植厚度為１０ ｃｍ 左右，分兩層噴播，灌草種選擇了當(dāng)?shù)?
先鋒草種。從其運(yùn)行情況來看，防治效果較好、基質(zhì)穩(wěn)
定、植被長勢(shì)良好，可推廣到其他各種坡度、各種質(zhì)地
（石質(zhì)、土質(zhì)等）的邊坡。根據(jù)光照水電站邊坡防護(hù)的
實(shí)際情況，在坡面上方集水面積大時(shí)，配合截水溝共同
對(duì)坡面進(jìn)行防護(hù)效果更佳。
３）喀斯特灌木護(hù)坡。喀斯特灌木護(hù)坡是利用巖
石工程力學(xué)、生物學(xué)、土壤學(xué)、肥料學(xué)、園藝學(xué)、環(huán)境生
態(tài)學(xué)等多學(xué)科的生態(tài)環(huán)保護(hù)坡技術(shù)［５］ ，主要用于各種
巖石、硬質(zhì)土、貧瘠土壤等植物恢復(fù)困難的地方，尤其
適用于貴州這種典型的喀斯特地區(qū)。
喀斯特灌木護(hù)坡是在坡面營造與自然界表土結(jié)構(gòu)
相類似的“人工土壤”，它具有保水、透水、透氣性能，
適宜植物迅速恢復(fù)。在巖石坡面上人工創(chuàng)造出既能使
植物生長，又不被雨水沖刷的多孔穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，以使建植
層固、液、氣三相物質(zhì)趨于平衡，促進(jìn)植物快速恢復(fù)生
長。其優(yōu)勢(shì)是能有效抵抗水力侵蝕和風(fēng)力侵蝕，防止
水土流失，并可以保障植被快速成型及生態(tài)穩(wěn)定性，與
周邊植被環(huán)境相整合、相協(xié)調(diào)，以達(dá)到恢復(fù)自然生態(tài)環(huán)
境與景觀的目的。
目前喀斯特灌木護(hù)坡在貴州省水利工程中應(yīng)用實(shí)
例較少，貴州省都新高速公路兩段邊坡的施工采用了
喀斯特灌木護(hù)坡技術(shù)［６］ 。該工程根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境氣候
條件，選擇適合當(dāng)?shù)貧夂驐l件、易于生長，特別是根系
發(fā)達(dá)、固土護(hù)坡能力強(qiáng)的灌木以及鄉(xiāng)土植物，如馬桑、
車桑子、黃花槐、刺槐、木豆、胡枝子等５ 種以上的植物
品種，形成物種豐富、成林迅速的灌木植被組合。工程
施工以后，未發(fā)生暴雨沖刷和地表徑流侵蝕現(xiàn)象，且坡
面綠化效果顯著，達(dá)到了工程初期預(yù)期的目標(biāo)。此種
喀斯特灌木護(hù)坡亦可推廣到貴州省內(nèi)的水利工程建設(shè)
項(xiàng)目邊坡防護(hù)中。
上述幾種新型生態(tài)護(hù)坡形式，其護(hù)坡材料與護(hù)坡
結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵因素，并與相適應(yīng)的不同邊坡類型、坡比、
護(hù)坡植物、土壤結(jié)合才能達(dá)到最佳的防護(hù)效果。這些
因素需要對(duì)當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境、鄉(xiāng)土植被做充分了解和掌
握。所以，對(duì)于某項(xiàng)水利工程，設(shè)計(jì)人員必須到工程現(xiàn)
場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查與踏勘，并結(jié)合項(xiàng)目區(qū)的氣候條件、地
質(zhì)地貌、水文條件、植被與土壤類型等進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，
根據(jù)分析計(jì)算成果選擇合理的護(hù)坡材料與結(jié)構(gòu)型式，
以達(dá)到最佳的生態(tài)護(hù)坡效果。
３　展　望
貴州省地形地貌復(fù)雜，是喀斯特發(fā)育強(qiáng)烈的脆弱
生態(tài)區(qū)，山高坡陡，土層薄，生態(tài)環(huán)境極為脆弱，同時(shí)，
貴州作為欠發(fā)達(dá)地區(qū)，與東部發(fā)達(dá)省份相比較，水利工
程邊坡防護(hù)技術(shù)更加保守。雖然傳統(tǒng)的邊坡防護(hù)工程
在維持邊坡穩(wěn)定方面卓有成效，但卻忽視了環(huán)保與生
態(tài)的需求。生態(tài)護(hù)坡的出現(xiàn)順應(yīng)了人與自然共存的理
念，不僅是護(hù)坡工程建設(shè)的進(jìn)步，也必將成為今后護(hù)坡
工程建設(shè)的主流。因此在大力提倡人與自然和諧共處
的當(dāng)下，邊坡防護(hù)與治理也應(yīng)由過去的只注重安全、經(jīng)
濟(jì)的防護(hù)模式向盡可能恢復(fù)邊坡的自然形態(tài)的生態(tài)模
式轉(zhuǎn)變。
隨著越來越多的生態(tài)護(hù)坡案例在貴州省水利工程
邊坡防護(hù)中的成功運(yùn)用，應(yīng)繼續(xù)加大對(duì)生態(tài)護(hù)坡的研
究與投入，盡早開發(fā)出適合于貴州喀斯特地區(qū)的邊坡
生態(tài)護(hù)坡模式，從而有力地促進(jìn)貴州水利工程生態(tài)護(hù)
坡的科學(xué)發(fā)展。
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