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貴州水利工程邊坡防護措施探討

文檔作者：陳小燕１易仲強２文檔來源：１．貴州省水利水電勘測設(shè)計研究院２．中國電建集團貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 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。
貴州水利工程邊坡防護措施探討
陳小燕１，易仲強２
（１．貴州省水利水電勘測設(shè)計研究院，貴州貴陽　５５０００２；
２．中國電建集團貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司，貴州貴陽?。担担埃埃福保?
摘要：在闡述傳統(tǒng)護坡和新型生態(tài)護坡模式類型及特點的基礎(chǔ)上，探討了各種護坡形式在貴州省水利工程中的運用，對
比分析了新型生態(tài)護坡的優(yōu)勢，展望了貴州省水利工程邊坡防護技術(shù)的發(fā)展方向，旨在為貴州省其他水利工程設(shè)計提供
一定的參考。
關(guān)鍵詞：水利工程；傳統(tǒng)護坡；生態(tài)護坡；措施
中圖分類號：ＴＶ８６１：Ｘ１７１．４　　文獻標(biāo)志碼：Ａ　　文章編號：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)于進一步促進貴州經(jīng)濟社會又好又
快發(fā)展的若干意見枠文件實施以來，貴州全省范圍內(nèi)
水利工程正處于快速發(fā)展時期，大大小小幾十項水利
工程項目陸續(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)的過程中做到對邊
坡的合理防護與治理，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，以實現(xiàn)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展，已
成為我省水利工程建設(shè)的新趨勢。
１　傳統(tǒng)護坡措施
護坡即邊坡防護，是指采用各種措施手段對邊坡
進行處理以保證邊坡的穩(wěn)定。傳統(tǒng)的護坡方法通常以
水泥、砂石料、混凝土等硬性材料為主要建筑材料，在
設(shè)計上主要從力學(xué)的角度去考慮邊坡的穩(wěn)定。傳統(tǒng)護
坡大致可分為干砌石護坡、漿砌石護坡、混凝土框格護
坡、噴混凝土護坡及預(yù)制塊護坡等。
１）干砌石護坡。干砌石護坡是指用質(zhì)地堅硬、級
配合理的塊石，采用人工鋪砌的方法，對設(shè)計防護的邊
坡進行塊石砌筑，實現(xiàn)對坡面的防護。其護坡特點是
施工簡單、維修方便、能適應(yīng)變形，且造價低廉，此種護
坡方式應(yīng)用較廣泛。
２）漿砌石護坡。漿砌石護坡是在干砌石護坡的
６８
陳小燕，等：貴州水利工程邊坡防護措施探討２０１６ 年４ 月
基礎(chǔ)上，補充采用砂漿填縫，以達到提高護坡穩(wěn)定性和
強度的砌筑方法。其護坡特點同樣具有取材方便、施
工簡單、工程造價低廉等特點，適用于坡面穩(wěn)定、基礎(chǔ)
變形小的坡面。
３）混凝土框格護坡?；炷量蚋褡o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、可隨坡就勢等特點，還可充
分發(fā)揮植物防護與工程防護的雙重優(yōu)勢，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)邊坡及渣場邊坡，是貴州省
水利工程中運用廣泛的一種邊坡護坡形式。
４）噴混凝土護坡。噴混凝土護坡主要指噴漿護
坡、噴射混凝土護坡和噴錨護坡。噴漿護坡和噴射混
凝土護坡主要適用于易風(fēng)化，但還未遭受嚴(yán)重風(fēng)化的
巖石邊坡，為防止進一步風(fēng)化，剝落及零星掉塊，采用
噴漿護坡和噴射混凝土護坡，使邊坡上形成一層保護
層。噴錨防護［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。噴錨防護主
要適用于巖性較差、強度較低、易風(fēng)化的巖質(zhì)邊坡；或
者是雖為堅硬巖層，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。
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)噴錨的護坡設(shè)計結(jié)構(gòu)。噴混
凝土等級為Ｃ２０／Ｃ２５，掛網(wǎng)鋼筋為矱８，并配合矱２２／
２５／２８ 砂漿錨桿進行了加固處理設(shè)計，發(fā)揮了較好的
效果。
５）預(yù)制塊護坡。預(yù)制塊護坡是采用預(yù)先制備好
的混凝土砌塊、通過組合拼裝的方式進行護坡的一種
方式。預(yù)制的砌塊主要類型有六棱護坡砌塊、聯(lián)鎖護
坡砌塊等。預(yù)制塊護坡具有施工效率高、質(zhì)量易控制、
堅固耐用等優(yōu)點。黔中水利樞紐工程是貴州省首個大
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行找平，同時在透水
孔位置進行透水無紡布處理。該預(yù)制六棱塊護坡技術(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、安全和質(zhì)量
效益，同時也為省內(nèi)其他同類型工程建設(shè)提供了寶貴
的經(jīng)驗和依據(jù)。
傳統(tǒng)護坡的優(yōu)點是護坡穩(wěn)定性好，缺點是一次性
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)護坡措施
新型生態(tài)護坡，是綜合多學(xué)科的基本知識對邊坡
進行支護和治理，形成由植物或工程與植物相結(jié)合的
綜合護坡系統(tǒng)。
１）三維土工植被網(wǎng)護坡。三維土工植被網(wǎng)護坡
是利用三維植被網(wǎng)的固土與護坡作用，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
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成的牢固防護體系，對坡面起到加筋作用，
有效抑制雨水對邊坡的侵蝕，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）植被混凝土護坡。植被混凝土是一種新型護
坡植物生長基材，由砂壤土、水泥、有機質(zhì)、綠化添加
劑、混合植物種子等組成。植被混凝土護坡是一種將
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行植被恢復(fù)和生態(tài)防護的
技術(shù)［３］ 。它對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。
貴州光照水電站地處黔西南州晴隆縣與安順市關(guān)
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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８０°。針對開挖的巖
質(zhì)邊坡采用了植被混凝土護坡形式［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。從其運行情況來看，防治效果較好、基質(zhì)穩(wěn)
定、植被長勢良好，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的
實際情況，在坡面上方集水面積大時，配合截水溝共同
對坡面進行防護效果更佳。
３）喀斯特灌木護坡。喀斯特灌木護坡是利用巖
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，促進植物快速恢復(fù)生
長。其優(yōu)勢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。
目前喀斯特灌木護坡在貴州省水利工程中應(yīng)用實
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、固土護坡能力強的灌木以及鄉(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，達到了工程初期預(yù)期的目標(biāo)。此種
喀斯特灌木護坡亦可推廣到貴州省內(nèi)的水利工程建設(shè)
項目邊坡防護中。
上述幾種新型生態(tài)護坡形式，其護坡材料與護坡
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、
護坡植物、土壤結(jié)合才能達到最佳的防護效果。這些
因素需要對當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境、鄉(xiāng)土植被做充分了解和掌
握。所以，對于某項水利工程，設(shè)計人員必須到工程現(xiàn)
場進行實地調(diào)查與踏勘，并結(jié)合項目區(qū)的氣候條件、地
質(zhì)地貌、水文條件、植被與土壤類型等進行設(shè)計工作，
根據(jù)分析計算成果選擇合理的護坡材料與結(jié)構(gòu)型式，
以達到最佳的生態(tài)護坡效果。
３　展　望
貴州省地形地貌復(fù)雜，是喀斯特發(fā)育強烈的脆弱
生態(tài)區(qū)，山高坡陡，土層薄，生態(tài)環(huán)境極為脆弱，同時，
貴州作為欠發(fā)達地區(qū)，與東部發(fā)達省份相比較，水利工
程邊坡防護技術(shù)更加保守。雖然傳統(tǒng)的邊坡防護工程
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)護坡的出現(xiàn)順應(yīng)了人與自然共存的理
念，不僅是護坡工程建設(shè)的進步，也必將成為今后護坡
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，邊坡防護與治理也應(yīng)由過去的只注重安全、經(jīng)
濟的防護模式向盡可能恢復(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)護坡案例在貴州省水利工程
邊坡防護中的成功運用，應(yīng)繼續(xù)加大對生態(tài)護坡的研
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)護坡模式，從而有力地促進貴州水利工程生態(tài)護
坡的科學(xué)發(fā)展。
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