時(shí)間:2023-04-03 09:45:23
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程,我們?yōu)槟扑]十篇護(hù)坡技術(shù)論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來(lái)更深刻的閱讀感受。
防洪工程中的堤防、河道護(hù)坡是一項(xiàng)量大面廣的基礎(chǔ)設(shè)施,通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新,來(lái)選擇和確立兼顧防洪、生態(tài)和節(jié)約的工程護(hù)坡形式,是水利工程設(shè)計(jì)和防洪建設(shè)的一大課題。人們?cè)谧非笕伺c自然和諧相處的條件下,對(duì)生態(tài)護(hù)坡的要求越來(lái)越高。防洪工程生態(tài)護(hù)坡建設(shè)應(yīng)樹(shù)立“尊重自然、恢復(fù)自然”的理念,使護(hù)坡工程與周圍環(huán)境融為一體。現(xiàn)將以可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn),就水利防洪工程生態(tài)護(hù)坡談幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。
一生態(tài)護(hù)坡是防洪工程的發(fā)展趨勢(shì)
生態(tài)護(hù)坡是現(xiàn)階段人們?cè)趯?duì)水環(huán)境要求越來(lái)越高、追求人與自然和諧相處的歷史條件下,日益受到重視的。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,生態(tài)與環(huán)境惡化日益加重,特別是嚴(yán)重的水污染引發(fā)了新的治水理念變革,為減少水質(zhì)污染,與自然環(huán)境和景觀相適應(yīng)的新型生態(tài)護(hù)坡形式脫穎而出,生態(tài)護(hù)坡是防洪工程發(fā)展的必然趨勢(shì),對(duì)生態(tài)護(hù)坡的研究也不斷深入。
二生態(tài)護(hù)坡的內(nèi)涵
生態(tài)護(hù)坡,是指“用活的植物.單獨(dú)用植物或者植物與土木工程和非生命的植物材料相結(jié)合,以減輕坡面的不穩(wěn)定性和侵蝕”,其途徑與手段是利用植披進(jìn)行坡面保護(hù)和侵蝕控制。目前,工程界更直觀地把它稱為“邊坡綠化”。生態(tài)型護(hù)坡是以保護(hù)、創(chuàng)造生物良好的生存環(huán)境和自然景觀為前提,在保證護(hù)坡具有一定強(qiáng)度、安全性和耐久性的同時(shí),兼顧工程的環(huán)境效應(yīng)和生物效應(yīng),以達(dá)到一種土體和生物相互涵養(yǎng),適合生物生長(zhǎng)的仿自然狀態(tài)。
三生態(tài)護(hù)坡的技術(shù)
我國(guó)生態(tài)護(hù)坡技術(shù)近期發(fā)展較快,形式多樣的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)已經(jīng)在北京,上海、廣州等經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)城市的河道整治過(guò)程中得到應(yīng)用。目前采用的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)主要有:植被草、水力噴播植草技術(shù)、土工材料固土種植基、植被型生態(tài)混凝土、水泥生態(tài)種植基等。雖然它們起源時(shí)不一定用于河道護(hù)坡和護(hù)岸結(jié)構(gòu)方面,但在防洪護(hù)坡使用上可以借鑒和參考。下面介紹幾種生態(tài)護(hù)坡技術(shù):
(一)植物護(hù)坡。發(fā)達(dá)根系固土植物在水土保持方面有很好的效果,采用發(fā)達(dá)根系植物進(jìn)行護(hù)坡固土,既可以達(dá)到固土保沙.防止水土流失,又可以滿足生態(tài)環(huán)境的需要,還可以進(jìn)行景觀賞,在防洪工程護(hù)坡方面可以借鑒。城市河道用植物護(hù)坡也存在一些問(wèn)題。護(hù)坡當(dāng)年易被雨沖刷形成深溝,護(hù)坡效果差,影響景觀。長(zhǎng)期浸泡在水下、行洪流速超過(guò)3m/s的土堤迎水坡面和防洪重點(diǎn)地段(如河流彎道)不適宜植草護(hù)坡。
(二)土工材料固土種植基護(hù)坡。土工材料固土種植基可分為土工網(wǎng)墊固土種植基、土工單元固土種植基等多種形式。土工網(wǎng)墊固土種植基,主要由聚丙烯等高分子材料制成的網(wǎng)墊和種植土、籽等組成。固土網(wǎng)墊是由多層非拉伸網(wǎng)和雙向拉伸平面網(wǎng)組成,在多層網(wǎng)的交接點(diǎn)經(jīng)熱熔后牯接,形成穩(wěn)定的空間網(wǎng)墊。該網(wǎng)墊質(zhì)地疏松、柔韌,有合適的高度和空間,可充填并存儲(chǔ)土壤和沙粒。植物的根系可以穿過(guò)網(wǎng)孔均衡生長(zhǎng),長(zhǎng)成后的草皮可使網(wǎng)墊、草皮、泥土表層牢固地結(jié)合在一起。另外,現(xiàn)在又出一種土工單元固土種植基,即利用聚丙烯、高密度聚乙烯等片狀材料經(jīng)熱熔粘接成蜂窩狀單元中填土植草達(dá)到固土護(hù)坡的作用。土工材料固土種植基護(hù)坡形式也可以采用混凝土、石籠等做成外框來(lái)增加坡面穩(wěn)定性,雖然比單純植物護(hù)坡抗雨水沖刷效果好一些,但還是難以抵御較大洪水侵蝕,還不能應(yīng)用到堤防迎水坡面。
(三)植被型生態(tài)混凝土護(hù)坡植被。該型生態(tài)混凝土由多孔混凝土、保水材料、緩釋肥料和表層土組成。多孔混凝土由粗骨料、水泥、適量的細(xì)摻和料組成,是植被型生態(tài)混凝土的骨架,具有較高透氣性,在很大程度上保持了被保護(hù)土與空氣間的濕、熱交換能力。保水材料以有機(jī)質(zhì)保水劑為主,并摻人無(wú)機(jī)保水劑混合使用,為植物提供必需的水分。表層土鋪設(shè)于多孔混凝土表面,形成植被發(fā)芽空間,減少土中水分蒸發(fā),提供植被發(fā)芽初期的養(yǎng)分,防止草生長(zhǎng)初期混凝土表面過(guò)熱。植被型生態(tài)混凝土對(duì)水流速具有較好的抗沖刷性能,上面的覆草具有緩沖性能。這種護(hù)坡受水位驟降的影響較??;在季節(jié)性寒冷地區(qū),有利于排出和降低被保護(hù)土內(nèi)含水量,減少凍害破壞。
四,防洪護(hù)坡創(chuàng)新中應(yīng)重視的幾個(gè)問(wèn)題
(一)從政策上支持。長(zhǎng)期的防洪護(hù)坡工程建設(shè),人們已習(xí)慣干建設(shè)傳統(tǒng)護(hù)坡。對(duì)于新技術(shù)和創(chuàng)新成果的推廣,必然會(huì)遇到這樣那樣的阻力。因此,必須要有一定的政策支持,才能確保新一代護(hù)坡技術(shù)的廣泛使用。
(二)既重視具體設(shè)計(jì),又重視宏觀視野。護(hù)坡設(shè)計(jì)看似簡(jiǎn)單,但要做出符合中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和時(shí)代要求的優(yōu)秀方案,必須要將工程師、藝術(shù)家、經(jīng)濟(jì)師和環(huán)境保護(hù)部門的思維溶于一體。在具體設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)我國(guó)發(fā)展中應(yīng)遵循的模式、能源消耗、礦產(chǎn)總量和污染排放處置等都要有一定的了解。
(三)重視科技創(chuàng)新。護(hù)坡是一種相對(duì)低技術(shù)含量的水利工程,如果大量引進(jìn)采用國(guó)外產(chǎn)品,經(jīng)濟(jì)上極不合算。我國(guó)是一個(gè)治水歷史悠久的國(guó)家,都江堰、靈渠,大運(yùn)河等一批古代杰出水利工程都證明中國(guó)人具有無(wú)比的智慧。因此,我們要重視科技創(chuàng)新,充分調(diào)動(dòng)水利科技工作者的積極性,開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代護(hù)坡產(chǎn)品。
(四)材料的創(chuàng)新是關(guān)鍵。河道堤防護(hù)坡工程建設(shè)耗廢大量的塊石、混凝土預(yù)制塊或其他材料,其成本占工程總費(fèi)用的比例大。因此,一定要重視護(hù)坡原材料、半成品生產(chǎn)的技術(shù)創(chuàng)新,加快開(kāi)采、加工.運(yùn)輸各環(huán)節(jié)配套升級(jí).制定既開(kāi)放競(jìng)爭(zhēng)、又保證規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)政策,將護(hù)坡工程技術(shù)發(fā)展的切入點(diǎn)定在半成品生產(chǎn)創(chuàng)新上。
(五)建設(shè)資源節(jié)約型護(hù)坡。受資源約束的矛盾日益突出,一些主要材料、能源、水、土地紛紛告缺,資源的利用和保護(hù)成為人民關(guān)注的焦點(diǎn)。1、重視可行性研究,減少硬化河道護(hù)坡。盡量避免河道混凝土護(hù)坡建后再拆,不如盡量少建或非工程措施解決,有些河段完全可以這樣做。如:河岸凸凹不平,邊坡土質(zhì)抗沖刷能力強(qiáng)的河段·河岸灘較岸邊坡平緩、植被生長(zhǎng)良好的河段,士堤迎水坡在特大洪水年份也未發(fā)生浪坎等險(xiǎn)情的河段。當(dāng)然,硬化混凝土護(hù)坡對(duì)防洪來(lái)說(shuō)是有利的,只有在工程措施和非工程措施上綜合權(quán)衡利弊。對(duì)河道護(hù)坡工程進(jìn)行科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目尚行匝芯?,是?shí)現(xiàn)資源節(jié)約的前提。2、開(kāi)闊工程技術(shù)設(shè)計(jì)思路。采用何種形式的護(hù)坡來(lái)實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約,僅從傳統(tǒng)思想上進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新這種可能性不大,必須開(kāi)拓新的思路。首先,盡量減少可再生資源的使用量,其次考慮護(hù)坡的造價(jià)與使用年限。(1)盡量減少混凝土用量,優(yōu)化采用天然石材,天然石材從經(jīng)濟(jì)及性能上看都具有優(yōu)勢(shì)。(2)提高預(yù)制混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度。強(qiáng)度提高了.可以阻止環(huán)境水的侵入,從而保證混凝土塊的抗侵蝕性,增加了使用年限,使護(hù)坡的分?jǐn)偝杀拘 ?/p>
防洪工程中的堤防、河道護(hù)坡是一項(xiàng)量大面廣的基礎(chǔ)設(shè)施,通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新,來(lái)選擇和確立兼顧防洪、生態(tài)和節(jié)約的工程護(hù)坡形式,是水利工程設(shè)計(jì)和防洪建設(shè)的一大課題。人們?cè)谧非笕伺c自然和諧相處的條件下,對(duì)生態(tài)護(hù)坡的要求越來(lái)越高。防洪工程生態(tài)護(hù)坡建設(shè)應(yīng)樹(shù)立“尊重自然、恢復(fù)自然”的理念,使護(hù)坡工程與周圍環(huán)境融為一體?,F(xiàn)將以可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn),就水利防洪工程生態(tài)護(hù)坡談幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。
一、生態(tài)護(hù)坡是防洪工程的發(fā)展趨勢(shì)
生態(tài)護(hù)坡是現(xiàn)階段人們?cè)趯?duì)水環(huán)境要求越來(lái)越高、追求人與自然和諧相處的歷史條件下,日益受到重視的。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,生態(tài)與環(huán)境惡化日益加重,特別是嚴(yán)重的水污染引發(fā)了新的治水理念變革,為減少水質(zhì)污染,與自然環(huán)境和景觀相適應(yīng)的新型生態(tài)護(hù)坡形式脫穎而出,生態(tài)護(hù)坡是防洪工程發(fā)展的必然趨勢(shì),對(duì)生態(tài)護(hù)坡的研究也不斷深入。
二、生態(tài)護(hù)坡的內(nèi)涵
生態(tài)護(hù)坡,是指“用活的植物,單獨(dú)用植物或者植物與土木工程和非生命的植物材料相結(jié)合,以減輕坡面的不穩(wěn)定性和侵蝕”,其途徑與手段是利用植被進(jìn)行坡面保護(hù)和侵蝕控制。目前,工程界更直觀地把它稱為“邊坡綠化”。生態(tài)型護(hù)坡是以保護(hù)、創(chuàng)造生物良好的生存環(huán)境和自然景觀為前提,在保證護(hù)坡具有一定強(qiáng)度、安全性和耐久性的同時(shí),兼顧工程的環(huán)境效應(yīng)和生物效應(yīng),以達(dá)到一種土體和生物相互涵養(yǎng),適合生物生長(zhǎng)的仿自然狀態(tài)。
三、生態(tài)護(hù)坡的技術(shù)
我國(guó)生態(tài)護(hù)坡技術(shù)近期發(fā)展較快,形式多樣的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)已經(jīng)在北京、上海、廣州等經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)城市的河道整治過(guò)程中得到應(yīng)用。目前采用的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)主要有:植被草、水力噴播植草技術(shù)、土工材料固土種植基、植被型生態(tài)混凝土、水泥生態(tài)種植基等。雖然它們起源時(shí)不一定用于河道護(hù)坡和護(hù)岸結(jié)構(gòu)方面,但在防洪護(hù)坡使用上可以借鑒和參考。下面介紹幾種生態(tài)護(hù)坡技術(shù):
(一)植物護(hù)坡。發(fā)達(dá)根系固土植物在水土保持方面有很好的效果,采用發(fā)達(dá)根系植物進(jìn)行護(hù)坡固土,既可以達(dá)到固土保沙,防止水土流失,又可以滿足生態(tài)環(huán)境的需要,還可以進(jìn)行景觀賞,在防洪工程護(hù)坡方面可以借鑒。城市河道用植物護(hù)坡也存在一些問(wèn)題。護(hù)坡當(dāng)年易被雨沖刷形成深溝,護(hù)坡效果差,影響景觀。長(zhǎng)期浸泡在水下、行洪流速超過(guò)3m/8的土堤迎水坡面和防洪重點(diǎn)地段(如河流彎道)不適宜植草護(hù)坡。
(二)土工材料固土種植基護(hù)坡。土工材料固土種植基可分為土工網(wǎng)墊固土種植基、土工單元固土種植基等多種形式。土工網(wǎng)墊固土種植基,主要由聚丙烯等高分子材料制成的網(wǎng)墊和種植土、籽等組成。固土網(wǎng)墊是由多層非拉伸網(wǎng)和雙向拉伸平面網(wǎng)組成,在多層網(wǎng)的交接點(diǎn)經(jīng)熱熔后粘接,形成穩(wěn)定的空間網(wǎng)墊。該網(wǎng)墊質(zhì)地疏松、柔韌,有合適的高度和空間,可充填并存儲(chǔ)土壤和沙粒。植物的根系可以穿過(guò)網(wǎng)孔均衡生長(zhǎng),長(zhǎng)成后的草皮可使網(wǎng)墊、草皮、泥土表層牢固地結(jié)合在一起。另外,現(xiàn)在又出一種土工單元固土種植基,即利用聚丙烯、高密度聚乙烯等片狀材料經(jīng)熱熔粘接成蜂窩狀單元中填土植草達(dá)到固土護(hù)坡的作用。土工材料固土種植基護(hù)坡形式也可以采用混凝土、石籠等做成外框來(lái)增加坡面穩(wěn)定性,雖然比單純植物護(hù)坡抗雨水沖刷效果好一些,但還是難以抵御較大洪水侵蝕,還不能應(yīng)用到堤防迎水坡面。
(三)植被型生態(tài)混凝土護(hù)坡植被。該型生態(tài)混凝土由多孔混凝土、保水材料、緩釋肥料和表層土組成。多孔混凝土由粗骨料、水泥、適量的細(xì)摻和料組成,是植被型生態(tài)混凝土的骨架,具有較高透氣性,在很大程度上保持了被保護(hù)土與空氣間的濕、熱交換能力。保水材料以有機(jī)質(zhì)保水劑為主,并摻入無(wú)機(jī)保水劑混合使用,為植物提供必需的水分。表層土鋪設(shè)于多孔混凝土表面,形成植被發(fā)芽空間,減少土中水分蒸發(fā),提供植被發(fā)芽初期的養(yǎng)分,防止草生長(zhǎng)初期混凝土表面過(guò)熱。植被型生態(tài)混凝土對(duì)水流速具有較好的抗沖刷性能,上面的覆草具有緩沖性能。這種護(hù)坡受水位驟降的影響較小;在季節(jié)性寒冷地區(qū),有利于排出和降低被保護(hù)土內(nèi)含水量,減少凍害破壞。
四、防洪護(hù)坡創(chuàng)新中應(yīng)重視的幾個(gè)問(wèn)題
(一)從政策上支持。長(zhǎng)期的防洪護(hù)坡工程建設(shè),人們已習(xí)慣于建設(shè)傳統(tǒng)護(hù)坡。對(duì)于新技術(shù)和創(chuàng)新成果的推廣,必然會(huì)遇到這樣那樣的阻力。因此,必須要有一定的政策支持,才能確保新一代護(hù)坡技術(shù)的廣泛使用。
(二)既重視具體設(shè)計(jì),又重視宏觀視野。護(hù)坡設(shè)計(jì)看似簡(jiǎn)單,但要做出符合中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和時(shí)代要求的優(yōu)秀方案,必須要將工程師、藝術(shù)家、經(jīng)濟(jì)師和環(huán)境保護(hù)部門的思維溶于一體。在具體設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)我國(guó)發(fā)展中應(yīng)遵循的模式、能源消耗、礦產(chǎn)總量和污染排放處置等都要有一定的了解。
(三)重視科技創(chuàng)新。護(hù)坡是一種相對(duì)低技術(shù)含量的水利工程,如果大量引進(jìn)采用國(guó)外產(chǎn)品,經(jīng)濟(jì)上極不合算。我國(guó)是一個(gè)治水歷史悠久的國(guó)家,都江堰、靈渠、大運(yùn)河等一批古代杰出水利工程都證明中國(guó)人具有無(wú)比的智慧。因此,我們要重視科技創(chuàng)新,充分調(diào)動(dòng)水利科技工作者的積極性,開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代護(hù)坡產(chǎn)品。
(四)材料的創(chuàng)新是關(guān)鍵。河道堤防護(hù)坡工程建設(shè)耗廢大量的塊石、混凝土預(yù)制塊或其他材料,其成本占工程總費(fèi)用的比例大。因此,一定要重視護(hù)坡原材料、半成品生產(chǎn)的技術(shù)創(chuàng)新,加快開(kāi)采、加工、運(yùn)輸各環(huán)節(jié)配套升級(jí),制定既開(kāi)放競(jìng)爭(zhēng)、又保證規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)政策,將護(hù)坡工程技術(shù)發(fā)展的切入點(diǎn)定在半成品生產(chǎn)創(chuàng)新上。
(五)建設(shè)資源節(jié)約型護(hù)坡。受資源約束的矛盾日益突出,一些主要材料、能源、水、土地紛紛告缺,資源的利用和保護(hù)成為人民關(guān)注的焦點(diǎn)。1、重視可行性研究,減少硬化河道護(hù)坡。盡量避免河道混凝土護(hù)坡建后再拆,不如盡量少建或非工程措施解決,有些河段完全可以這樣做。如:河岸凸凹不平,邊坡土質(zhì)抗沖刷能力強(qiáng)的河段;河岸灘較岸邊坡平緩、植被生長(zhǎng)良好的河段;土堤迎水坡在特大洪水年份也未發(fā)生浪坎等險(xiǎn)情的河段。當(dāng)然,硬化混凝土護(hù)坡對(duì)防洪來(lái)說(shuō)是有利的,只有在工程措施和非工程措施上綜合權(quán)衡利弊。對(duì)河道護(hù)坡工程進(jìn)行科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目尚行匝芯?,是?shí)現(xiàn)資源節(jié)約的前提。2、開(kāi)闊工程技術(shù)設(shè)計(jì)思路。采用何種形式的護(hù)坡來(lái)實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約,僅從傳統(tǒng)思想上進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新這種可能性不大。必須開(kāi)拓新的思路。首先,盡量減少可再生資源的使用量,其次考慮護(hù)坡的造價(jià)與使用年限。(1)盡量減少混凝土用量,優(yōu)化采用天然石材,天然石材從經(jīng)濟(jì)及性能上看都具有優(yōu)勢(shì)。(2)提高預(yù)制混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度。強(qiáng)度提高了,可以阻止環(huán)境水的侵入,從而保證混凝土塊的抗侵蝕性,增加了使用年限,使護(hù)坡的分?jǐn)偝杀拘 ?/p>
土木工程中的邊坡支護(hù)技術(shù)比較多,例舉比較常見(jiàn)的邊坡支護(hù)技術(shù)。如:《”錨桿支護(hù),其在邊坡支護(hù)中較為常見(jiàn),利用水泥土墻做為輔助支護(hù),有利于邊坡的側(cè)向穩(wěn)定,錨桿支護(hù)在土木工程中,適用于高度低于6米的基坑,提供足夠的支護(hù)力;(2)開(kāi)槽施工,先根據(jù)邊坡支護(hù)的情況,在基坑周圍開(kāi)挖內(nèi)槽,利用內(nèi)部支撐的方式,形成邊坡的擋體,支擋土木工程邊坡內(nèi)的土體結(jié)構(gòu),由此保障邊坡的穩(wěn)定度;(3)土釘支護(hù),此類邊坡支護(hù)方式的穩(wěn)定性較高,但是其對(duì)土木工程的環(huán)境有要求,只能適用在特性土質(zhì)內(nèi),而且土質(zhì)內(nèi)的水位不能太高,在邊坡基坑低于12米的工程內(nèi)較為常見(jiàn);(4)逆作拱墻,結(jié)合土木工程基坑的實(shí)際情況,設(shè)計(jì)拱墻支護(hù),通過(guò)拱墻提供支護(hù)的能力,一般邊坡支護(hù)中的逆作拱墻分為全封和局部?jī)煞N,需根據(jù)邊坡支護(hù)的需求確定拱墻類型。
二、土木工程中邊坡支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用
土木工程中邊坡支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用主要分為三項(xiàng),支撐土木工程的邊坡施工,對(duì)其做如下分析:
1、邊坡支護(hù)方案
根據(jù)土木工程的需求,制定邊坡支護(hù)的方案,保障其在土木工程中的順利施工。以某土木工程為例,分析邊坡支護(hù)技術(shù)的方案川。第一該工程采取土釘支護(hù)的方式,根據(jù)方案要求,在土釘支護(hù)的過(guò)程中,要保障支護(hù)的強(qiáng)度達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn),方案中規(guī)定了土釘?shù)纳疃?,要求施工人員嚴(yán)格按照深度執(zhí)行支護(hù);第二標(biāo)記成孔的位置和編號(hào),便于邊坡支護(hù)時(shí)識(shí)別;第三設(shè)計(jì)拉拔試驗(yàn),檢查土釘打入的效果,此部分需交由第三方完成,確保土釘具備充足的強(qiáng)度;第四規(guī)定注槳的比例,規(guī)范外加劑的用量,該工程方案中規(guī)定采用重力灌注的情況,適當(dāng)情況下可以采取補(bǔ)槳處理。
2、基坑開(kāi)挖
基坑開(kāi)挖是土木工程邊坡支護(hù)的重要環(huán)節(jié),因?yàn)榛娱_(kāi)挖的過(guò)程中,導(dǎo)致土層或地質(zhì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞,增加開(kāi)挖的難度,尤其是在開(kāi)挖后期,很容易出現(xiàn)變形、位移,所以基坑開(kāi)挖中需要遵循分區(qū)原則,確保分區(qū)基坑平衡開(kāi)挖后,才能進(jìn)行下一分區(qū)的基坑作業(yè)izl。例如:某土木工程在基坑開(kāi)挖中,開(kāi)槽后立即進(jìn)行支撐,支撐完成后緊接著進(jìn)行開(kāi)挖,而且還要遵循分區(qū)的原則,避免超過(guò)基坑原本的設(shè)計(jì)量,該工程基坑開(kāi)挖到距離支護(hù)邊坡約8米的時(shí)候,進(jìn)行分段開(kāi)挖,以25米為分段的標(biāo)準(zhǔn),為提高基坑開(kāi)挖的速度,該工程在分段基坑內(nèi)選擇了跳挖的方式。
3、地質(zhì)監(jiān)測(cè)
地質(zhì)監(jiān)測(cè)應(yīng)用在邊坡支護(hù)的整個(gè)過(guò)程中,主要是排除土木工程施工中的地質(zhì)影響,保障土地工程處于穩(wěn)定的狀態(tài),以免發(fā)生變形。邊坡支護(hù)中的地質(zhì)監(jiān)測(cè),穩(wěn)定土木工程的施工環(huán)境,規(guī)避地質(zhì)環(huán)境引發(fā)的風(fēng)險(xiǎn),尤其是基坑施工部分,更是要強(qiáng)化地質(zhì)監(jiān)測(cè),根據(jù)地質(zhì)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù),安排邊坡支護(hù)的施工。邊坡支護(hù)施工技術(shù)中的地質(zhì)監(jiān)測(cè),起到良好的監(jiān)控作用,施工人員觀察測(cè)點(diǎn)的地質(zhì)變化,對(duì)施工方案提出改進(jìn)意見(jiàn),以此來(lái)提升邊坡支護(hù)的水平,促使其更加適應(yīng)土木工程的環(huán)境。地質(zhì)監(jiān)測(cè)中能夠約束邊坡支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用,及時(shí)發(fā)現(xiàn)土木工程地質(zhì)條件的臨界值,準(zhǔn)確控制邊坡支護(hù),以免土木工程的邊坡結(jié)構(gòu)受到地質(zhì)影響。
近年來(lái)創(chuàng)傷性食管破裂隨著各種創(chuàng)傷的增多而有所增多,其治療難度大,死亡率仍居高不下[1]。我科從1998年至今共收治創(chuàng)傷性食管破裂患者8例,經(jīng)積極手術(shù)治療及精心護(hù)理,全部治愈。綜合護(hù)理措施是治療成功的重要因素,現(xiàn)將護(hù)理體會(huì)報(bào)告如下。
1臨床資料
本組8例,均為男性,年齡22~72歲;因車禍所致5例,擠壓傷1例,墜落傷2例。臨床表現(xiàn):均有不同程度的胸痛、胸悶、呼吸困難及皮下氣腫,合并腹部損傷出現(xiàn)腹痛、腹脹。傷后確診時(shí)間最短2h,最長(zhǎng)72h;食管破裂24h內(nèi)手術(shù)3例。1例經(jīng)食管碘油造影結(jié)合胃鏡、胸部X線及CT檢查確診,進(jìn)行手術(shù);1例因入院后就插胃管行胃腸減壓,又合并左膈疝及空腸斷裂,故延遲至傷后72h經(jīng)碘油造影才確診;1例經(jīng)左側(cè)開(kāi)胸胸腔沖洗后,行食管胃左頸部吻合術(shù),1例先行左側(cè)開(kāi)胸膈疝修補(bǔ)+空腸吻合術(shù),另1例行雙側(cè)胸腔閉式引流術(shù),抗生素鹽水沖洗雙側(cè)胸腔,并行空腸造瘺術(shù)。本組病例無(wú)手術(shù)死亡,無(wú)護(hù)理并發(fā)癥,均痊愈出院。
2護(hù)理
2.1嚴(yán)密觀察病情患者入院后表現(xiàn)為急性痛苦面容,呼吸急促,口唇發(fā)紺,常伴煩躁不安,入科后即給予持續(xù)吸氧,迅速建立靜脈通道,嚴(yán)密觀察患者的生命體征、胸痛、胸悶、呼吸困難癥狀及嘔吐物顏色、性質(zhì)、量等;入科后給予留置胃腸減壓管,必要時(shí)放置胸腔閉式引流管。
2.2心理護(hù)理
2.2.1穩(wěn)定患者情緒入院后由于患者突發(fā)食管破裂,病情重,患者及家屬常表現(xiàn)為緊張、恐懼,護(hù)士應(yīng)態(tài)度和藹,以親切的語(yǔ)言安慰、鼓勵(lì)患者及家屬,消除其緊張、恐懼的情緒,耐心解答患者及家屬的疑問(wèn),列舉成功病例,使其樹(shù)立信心,能夠較好的配合治療。
2.2.2與患者溝通,增強(qiáng)康復(fù)的信心由于病程長(zhǎng),患者長(zhǎng)期留置胸腔閉式引流管及鼻飼管,護(hù)士應(yīng)在病程的不同階段及時(shí)了解患者各病程的顧慮,多去病房與患者溝通進(jìn)行心理疏導(dǎo),以表示同情、關(guān)心,并鼓勵(lì)家屬多陪伴患者,讓其感覺(jué)到精神上受到支持,使患者始終充滿康復(fù)的信心。
2.3術(shù)后護(hù)理術(shù)后患者安置于監(jiān)護(hù)病房,密切觀察病情變化,遵醫(yī)囑使用藥物治療,加強(qiáng)呼吸道護(hù)理,做好各管道護(hù)理及各項(xiàng)基礎(chǔ)護(hù)理;有效預(yù)防并發(fā)癥的發(fā)生;本組無(wú)一例發(fā)生肺部并發(fā)癥及壓瘡。
2.3.1密切觀察生命體征變化持續(xù)心電監(jiān)護(hù);記錄出入液量;呼吸困難者給予持續(xù)低流量吸氧,血壓平穩(wěn)后給予半臥位。
2.3.2引流管護(hù)理保持引流管通暢是確保手術(shù)成功的關(guān)鍵,及時(shí)觀察引流液顏色、性質(zhì)、量,防止胸內(nèi)瘺的發(fā)生;鼓勵(lì)患者深呼吸、咳嗽,并取半臥位,使胸腔內(nèi)的食物殘?jiān)?、膿液及時(shí)排出,利于肺復(fù)張。定時(shí)擠捏胸管,護(hù)士站在患者患側(cè),雙手握住胸管,擠壓時(shí)兩手前后相接,后面的手用力捏住引流管,使引流管閉塞,用前面手的食指、中指、無(wú)名指、小手指腹用力快速擠壓引流管,反復(fù)操作。
2.3.3胃腸減壓管護(hù)理持續(xù)胃腸減壓,吸出胃內(nèi)容物,防止酸性胃液反流入食管刺激和污染破裂口,并可減輕破裂口周圍的張力,促進(jìn)其愈合。
2.3.4疼痛的護(hù)理開(kāi)胸術(shù)后全麻清醒,患者存有疼痛主訴,護(hù)士應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn),調(diào)整舒適,保持安靜環(huán)境,與患者進(jìn)行溝通,分散注意力,提高疼痛閾值。
2.3.5加強(qiáng)呼吸道護(hù)理術(shù)后及時(shí)進(jìn)行胸部體療,配合霧化吸入,可預(yù)防和減少肺部并發(fā)癥,促進(jìn)術(shù)后早日康復(fù)[2]。本組患者常規(guī)指導(dǎo)進(jìn)行深呼吸、腹式呼吸和縮唇操訓(xùn)練,每次5~10min,每日2次,并進(jìn)行有效咳嗽、咳痰,以促進(jìn)胸液排出,預(yù)防肺部感染。
2.3.6加強(qiáng)術(shù)后營(yíng)養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)支持對(duì)維持患者機(jī)體正常代謝,恢復(fù)功能及減少并發(fā)癥具有重要意義。營(yíng)養(yǎng)支持可經(jīng)腸內(nèi)或腸外途徑,大量文獻(xiàn)表明,腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)符合正常生理特點(diǎn),能維持腸黏膜屏障功能,且節(jié)約醫(yī)療費(fèi)用,是外科營(yíng)養(yǎng)支持的首選途徑[3]。本組1例經(jīng)左側(cè)開(kāi)胸胸腔沖洗后,行食管胃左頸部吻合術(shù),1例先行左側(cè)開(kāi)胸膈疝修補(bǔ)+空腸吻合術(shù),術(shù)后恢復(fù)良好。
2.3.7并發(fā)癥的觀察胸內(nèi)瘺是一種嚴(yán)重的并發(fā)癥,術(shù)后應(yīng)注意密切觀察有無(wú)體溫升高、突然胸部劇痛、呼吸困難、胸腔穿刺抽出渾濁有臭味的液體,若給予口服美藍(lán),經(jīng)胸液中檢測(cè)到則可確診,疑有胸內(nèi)吻合口瘺的病人,囑其禁食,持續(xù)引流,并準(zhǔn)確記錄引流量及顏色,控制感染,保持胸腔引流的通暢。本組8例患者,均無(wú)堵管現(xiàn)象出現(xiàn)。
3結(jié)果
本組8例患者,經(jīng)上述護(hù)理方法后,無(wú)并發(fā)癥出現(xiàn),均得到有效治療護(hù)理,治療效果好,本組人員均康復(fù)出院。
4小結(jié)
創(chuàng)傷性食管破裂是一突發(fā)而嚴(yán)重的疾病,一旦確診,應(yīng)選擇相應(yīng)的治療方法;做好相應(yīng)護(hù)理措施:給予有效心理護(hù)理,做好各管道護(hù)理及各項(xiàng)基礎(chǔ)護(hù)理;給予營(yíng)養(yǎng)支持;嚴(yán)密觀察病情;保持各引流管的有效引流,是創(chuàng)傷性食管破裂獲得搶救成功的重要因素。本組患者接受手術(shù)治療,經(jīng)過(guò)精心護(hù)理,術(shù)后均未出現(xiàn)嚴(yán)重呼吸道并發(fā)癥,本組人員均康復(fù)出院。
參考文獻(xiàn)
1 概述
國(guó)際上對(duì)生態(tài)防護(hù)技術(shù)還沒(méi)有一個(gè)確切的術(shù)語(yǔ),目前一些專家將生態(tài)防護(hù)技術(shù)定義為基于生態(tài)工程學(xué)、工程力學(xué)、植物學(xué)、水力學(xué)等學(xué)科的基本原理,利用活性植被材料,結(jié)合其它工程材料在邊坡上構(gòu)建具有生態(tài)功能的防護(hù)系統(tǒng),通過(guò)生態(tài)工程自支撐、自組織與自我修復(fù)等功能來(lái)實(shí)現(xiàn)邊坡的抗沖蝕、抗活動(dòng)和生態(tài)恢復(fù),以達(dá)到減少水土流失、維持生態(tài)多樣性和生態(tài)平衡及美化環(huán)境等目的技術(shù)。
邊坡生態(tài)防護(hù)應(yīng)該是工程防護(hù)與植被防護(hù)的適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合。邊坡防護(hù)的理念應(yīng)該是以保證邊坡穩(wěn)定性為出發(fā)點(diǎn),再考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)保及美觀。即對(duì)于一般地質(zhì)情況相對(duì)簡(jiǎn)單,坡度較緩且高度不大的邊坡,如果單獨(dú)的植被護(hù)坡可以滿足維持邊坡穩(wěn)定的要求,則可以取代工程防護(hù),這種情況不僅可以美化環(huán)境,并且能減少造價(jià);如果地質(zhì)情況復(fù)雜的高陡邊坡,則應(yīng)該采用工程防護(hù)和植被結(jié)合的方法。
2 我國(guó)山區(qū)公路邊坡生態(tài)防護(hù)研究現(xiàn)狀
我國(guó)是個(gè)多山的國(guó)家,山地、丘陵和比較崎嶇的高原總面積,約占國(guó)土面積的三分之二。我國(guó)的森林覆蓋率只有13.92%。同時(shí),我國(guó)是地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重發(fā)生的國(guó)家,水土流失面積占國(guó)土面積的51%,而且山地的各種工程(公路、鐵路、水利、礦山及工業(yè)民用建筑)的大規(guī)模建設(shè)會(huì)造成一系列的環(huán)境問(wèn)題,其中最突出的是破壞了當(dāng)?shù)卦兄脖唬纬纱竺娣e不同程度的邊坡(或坡地),這些邊坡的存在進(jìn)一步增加了水土流失、滑坡、泥石流的發(fā)生強(qiáng)度,也造成局部小氣候的惡化及生物鏈的破壞等生態(tài)災(zāi)害。
國(guó)內(nèi)山區(qū)公路邊坡生態(tài)防護(hù)研究有以下特點(diǎn):(1)目前比較成熟的技術(shù)主要有:三維植被網(wǎng)、漿砌片石骨架植草防護(hù)、藤蔓植物護(hù)坡、土工格室植草及鋼筋混凝土框架植草護(hù)坡等,對(duì)于填方邊坡或較緩的中小挖方邊坡實(shí)施效果良好,但對(duì)于高陡巖質(zhì)或劣質(zhì)土邊坡的防護(hù)措施,雖然己有如錨桿框架梁、客土噴播、液壓噴播及厚層基材噴射工法等技術(shù)出現(xiàn),但由于山區(qū)公路地域性的差別,而引起的地質(zhì)土質(zhì)差別較大,籠統(tǒng)照搬試點(diǎn)成功技術(shù)大多達(dá)不到滿意效果,缺乏生態(tài)防護(hù)技術(shù)適應(yīng)性研究,造成資源和財(cái)力的浪費(fèi)。(2)對(duì)單一防護(hù)形式研究較多,但對(duì)于防護(hù)體系的研究較少,缺少綜合防護(hù)研究;同時(shí),在生態(tài)防護(hù)的重要內(nèi)容—植被恢復(fù)中,缺乏系統(tǒng)全面的恢復(fù)理論研究,物種選擇顯得很隨意,沒(méi)有進(jìn)行基于恢復(fù)生態(tài)學(xué)理論基礎(chǔ)上的篩選與配置,導(dǎo)致了綠化效果的千差萬(wàn)別,造成了不必要的損失與浪費(fèi)。(3)在防護(hù)形式研究中,缺乏對(duì)不同防護(hù)模式對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響的計(jì)算分析,大多為定性分析,缺乏數(shù)據(jù)支撐。
3 易北公路生態(tài)防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用
3.1 地形地貌
易北公路位于云南省尋甸縣境內(nèi), 尋甸回族彝族自治縣地處云南省東北部,本項(xiàng)目穿越地貌相對(duì)高差在300m以下,主要地貌類型為構(gòu)造侵蝕~剝蝕、溶蝕谷地、丘陵和低山地貌,最高海拔約2264m,最低海拔約1871m。項(xiàng)目區(qū)地處我國(guó)東南季風(fēng)與西南季風(fēng)接觸地帶,屬低緯度亞熱帶高原季風(fēng)氣候區(qū)。降水水源主要由印度洋孟加拉灣的暖濕氣流提供。
3.2 邊坡生態(tài)防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.2.1 種草護(hù)坡
種草護(hù)坡采用狗牙根。狗牙根為多年生草本植物,具有根狀莖和匍匐枝,須根細(xì)而堅(jiān)韌。匍匐莖平鋪地面或埋入土中,長(zhǎng)10~110cm,光滑堅(jiān)硬,節(jié)處向下生根,株高10~30cm。葉片平展、披針形,長(zhǎng)3.8~8cm,寬1~3mm,前端漸尖,邊緣有細(xì)齒,葉色濃綠。穗狀花序3~6枚呈指狀排列于莖頂,小穗排列于穗軸一側(cè),有時(shí)略帶紫色。種子長(zhǎng)1.5mm,卵圓形,成熟易脫落,可自播。狗牙根性 喜溫暖濕潤(rùn)氣候,耐陰性和耐寒性較差,最適生長(zhǎng)溫度為20~32℃,在6~9℃時(shí)幾乎停止生長(zhǎng),喜排水良好的肥沃土壤。狗牙根耐踐踏,侵占能力強(qiáng)。狗牙根繁殖能力強(qiáng),但種子不易采收,多采用分根莖法繁殖。
3.2.2 三維植被網(wǎng)護(hù)坡
采用狗牙根和紫藤混種。紫藤為暖帶及溫帶植物,對(duì)氣候和土壤的適應(yīng)性強(qiáng),較耐寒,能耐水濕及瘠薄土壤,喜光,較耐陰。以土層深厚,排水良好,向陽(yáng)避風(fēng)的地方栽培最適宜。主根深,側(cè)根淺,不耐移栽。生長(zhǎng)較快,壽命很長(zhǎng)。纏繞能力強(qiáng),它對(duì)其它植物有絞殺作用。三月現(xiàn)蕾,四月盛花,每軸有蝶形花20~80朵。紫藤各地均有野生或栽培,根、種子入藥,性甘,微溫,有小毒。樹(shù)皮含貳類,花含揮發(fā)油,葉子含金雀花堿等。與狗牙根一起混播,屬于灌木+草本組合,增強(qiáng)固土能力和生態(tài)性,坡面植被參差不齊,高低有致,有立體美感。
3.2.3 拱形骨架植草護(hù)坡
采用狗牙根和黃金菊混種。黃金菊一年生或多年生草本植物,羽狀葉有細(xì)裂,花黃色,花心黃色,夏季開(kāi)花。全株具香氣,葉略帶草香及蘋果的香氣。生長(zhǎng)習(xí)性喜陽(yáng)光,排水良好的沙質(zhì)壤土或土質(zhì)深厚,土壤中性或略堿性。作為護(hù)坡灌木與狗牙根混合作用,屬于灌木+草本組合。
3.2.4 錨桿框架梁植草護(hù)坡
梁鑲六棱塊內(nèi)培土15cm,采用爬山虎、紫藤、黃金菊混種。爬山虎屬多年生大型落葉木質(zhì)藤本植物,其形態(tài)與野葡萄藤相似。藤莖可長(zhǎng)達(dá)18公尺(約60尺)。夏季開(kāi)花,花小,成簇不顯,黃綠色或漿果紫黑色,與葉對(duì)生?;ǘ酁閮尚裕菩弁?,聚傘花序常著生于兩葉間的短枝上,較葉柄短。紫藤和黃金菊在坡塊內(nèi)按每塊各三株比例混播,靠平臺(tái)的一排六棱塊內(nèi)栽植爬山虎,每個(gè)六棱塊內(nèi)一株,選擇蔓長(zhǎng)1.2m的株苗。
3.2.5 碎落臺(tái)及挖方邊坡平臺(tái)種植
碎落臺(tái):在邊溝碎落臺(tái)上以2.5米間距規(guī)則式栽植1株海桐球,每間隔80米分別栽植一叢紫葉李(2株)和紫薇(2株)、紅繼木球(2株)組合,苗木栽植后統(tǒng)一對(duì)土路肩和碎落臺(tái)人工鋪草皮。草本植物為狗牙根。
護(hù)坡喬木紫葉李是喜光也稍耐陰,抗寒,適應(yīng)性強(qiáng),以溫暖濕潤(rùn)的氣候環(huán)境和排水良好的砂質(zhì)壤土最為有利。怕鹽堿和澇洼。淺根性,萌蘗性強(qiáng),對(duì)有害氣體有一定的抗性。護(hù)坡灌木海桐球?yàn)閬啛釒?shù)種,喜溫暖濕潤(rùn)的海洋性氣候,喜光,亦較耐蔭。對(duì)土壤要求不嚴(yán),粘土、沙土、偏堿性土及中性土均能適應(yīng),萌芽力強(qiáng),為中性樹(shù)種,在陽(yáng)光下及半陰處均能良好生長(zhǎng)。適應(yīng)性強(qiáng),有一定的抗旱、抗寒力,喜溫暖、濕潤(rùn)環(huán)境。耐鹽堿,對(duì)土壤的要求不嚴(yán),喜肥沃、排水良好的土壤。耐修剪,萌芽力強(qiáng)。紅繼木球喜光,稍耐陰,但陰時(shí)葉色容易變綠。適應(yīng)性強(qiáng),耐旱。喜溫暖,耐寒冷。萌芽力和發(fā)枝力強(qiáng),耐修剪。耐瘠薄,但適宜在肥沃、濕潤(rùn)的微酸性土壤中生長(zhǎng)。
4 結(jié)論
本文結(jié)合對(duì)易北公路的氣候、地質(zhì)地貌及植被情況經(jīng)過(guò)調(diào)查分析,結(jié)合工程特點(diǎn),在確定邊坡形式的基礎(chǔ)上,選取了不同邊坡條件下的防護(hù)形式,并針對(duì)不同的防護(hù)形式進(jìn)行了恢復(fù)植被物種選擇與配置。
沿線應(yīng)用了多種生態(tài)防護(hù)形式,包括:種草護(hù)坡、三維植被網(wǎng)護(hù)坡、拱形骨架植草護(hù)坡及錨桿框架梁植草護(hù)坡。沿線用了多個(gè)品種的綠化、護(hù)坡植物,有草本植物:狗牙根;喬木有紫葉李、紫薇;灌木有海桐球、紅繼木球、紫藤、黃金菊;藤本植物有爬山虎。對(duì)不同位置、不同的邊坡采用了不同的配置:包括草+灌、喬+灌、草、灌+藤本等多種組合方式,建立了公路邊坡完備的植被群落,創(chuàng)造了公路兩側(cè)綠化帶高低錯(cuò)落的多層立體景觀。
參考文獻(xiàn):
[1]方華.植被護(hù)坡現(xiàn)狀與展望[J].水土保持研究,2004(03).
本文主要針對(duì)具有生態(tài)環(huán)保功能的生態(tài)混凝土的配合比設(shè)計(jì)、強(qiáng)度、干濕交替作用下的耐久性、護(hù)坡構(gòu)建和綜合生態(tài)效應(yīng)等方面進(jìn)行了探討和研究。在基本性能方面,本論文研究了生態(tài)混凝土在摻加礦物摻合料時(shí),其強(qiáng)度隨著摻合料摻量的變化規(guī)律。除此以外,還研究了摻加礦渣的生態(tài)混凝土處在干濕交替作用下的耐久性特點(diǎn),進(jìn)行了生態(tài)混凝土抗干濕交替性能的試驗(yàn)。在護(hù)坡構(gòu)建中,還研究了植物必要的生長(zhǎng)環(huán)境、生態(tài)護(hù)坡植物的選擇以及生態(tài)護(hù)坡基質(zhì)的選擇。此外,本文最后研究了不同粗骨料的生態(tài)混凝土水質(zhì)凈化性能和污水處理的標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵詞:生態(tài)混凝土,干濕交替,生態(tài)護(hù)坡,強(qiáng)度,水質(zhì)凈化
中圖分類號(hào):TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
第一章 緒論
1.1 研究背景
近年來(lái),在水利工程建設(shè)中,人們逐漸意識(shí)到河堤護(hù)坡是河流生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,它是河道水流生態(tài)系統(tǒng)向陸地生態(tài)系統(tǒng)過(guò)渡的一個(gè)通道。河道不僅僅具有防洪、航運(yùn)等基本功能,還應(yīng)具有生物棲息地和人文景觀等功能。傳統(tǒng)的漿砌石或混凝土河堤護(hù)坡雖然結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,具有防止水流和波浪對(duì)岸坡基土的沖蝕和淘刷作用,但水體封閉在河道中,切斷了水體和近岸陸地土壤之間各生態(tài)要素間的物質(zhì)、能量及信息系統(tǒng)的有機(jī)聯(lián)系,破壞了原有水陸交錯(cuò)帶的生物群落。水生植物、水生動(dòng)物不能正常生長(zhǎng)而消失,生物多樣性急劇下降,從而影響整個(gè)河流的生態(tài)環(huán)境。
此時(shí)就需要考慮發(fā)展能與自然協(xié)和共生的建筑材料來(lái)建造護(hù)坡。此護(hù)坡可保持水土,加固堤岸,又可維持甚至增加生物多樣性并凈化水質(zhì)。這樣,生態(tài)混凝土的概念就被引進(jìn)了。生態(tài)混凝土又稱環(huán)境友好型混凝土,又名親環(huán)境混凝土,可以減輕環(huán)境負(fù)荷同時(shí)也與有機(jī)物相適應(yīng),它實(shí)質(zhì)上是一種有著連續(xù)孔隙的多孔混凝土,水與空氣能夠很容易通過(guò)或存在于其連續(xù)通道內(nèi),能與生態(tài)環(huán)境相適應(yīng),可使水質(zhì)得到凈化。雖然與普通混凝土相比,它的強(qiáng)度和耐久性都有所不及,但是其有著極為廣泛的應(yīng)用前景,對(duì)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義。
生態(tài)混凝土的凈水功能主要由于它存在大量的孔隙,所以具有良好的透水與透氣性。就目前國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀來(lái)看,它的凈水機(jī)理主要是物理作用、化學(xué)作用以及生態(tài)綜合效應(yīng)三個(gè)方面:
1.物理作用
多孔混凝土的孔隙率在5%~35%之間,并且連通孔占15%~30%,平均孔徑為4~5 mm,并且孔隙彎彎曲曲,這就形成了很好的過(guò)濾材料,但是它的比表面積是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于如沸石、活性炭等良好的吸附凈水材料。而且在實(shí)際應(yīng)用中,我們可以想像到,它的孔隙會(huì)慢慢堵塞,從而喪失了過(guò)濾的功能。因此它通過(guò)物理作用來(lái)凈水的效果是不會(huì)太明顯的。
2.化學(xué)作用
大家都知道,我們經(jīng)常使用石灰來(lái)凈化水質(zhì),因?yàn)樗坏梢哉{(diào)節(jié)pH,而且作為無(wú)機(jī)混凝劑可使污水中的懸浮物質(zhì)絮凝沉淀,在澄清的同時(shí)也降低了水中污染物質(zhì)的含量。混凝土組成材料中的水泥在水化過(guò)程中,以及混凝土浸泡在水中都會(huì)不斷地溶蝕出Ca(OH)2, 從而起到凈化作用。但是這會(huì)影響混凝土的耐久性,其堿性也會(huì)對(duì)生態(tài)植物產(chǎn)生影響。
3.生態(tài)綜合效應(yīng)
由于生態(tài)混凝土是多孔結(jié)構(gòu)的,所以它就提供了適合微生物生長(zhǎng)的生存環(huán)境。在其表面和內(nèi)部有大量的細(xì)菌棲息繁衍,包括硝化菌、甲烷菌、脫氮菌等喜氧性和厭氧性細(xì)菌。而且多孔混凝土上形成的生物膜中生物種群較多,可以充分發(fā)揮生物膜的作用,降解水中的污染物質(zhì)。另外水草等植物附著生長(zhǎng)在生態(tài)混凝土上時(shí),可以吸收水中的N、P等污染物質(zhì)。
總之,生態(tài)混凝土在水中富集的微生物、動(dòng)植物形成了一個(gè)綜合的生態(tài)效應(yīng)從而取得良好的水質(zhì)凈化效果,因此是我們研究的重點(diǎn)。
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
由于環(huán)境保護(hù)的需要,水土保持、水質(zhì)凈化和退化生態(tài)環(huán)境的修復(fù)和重建得到了世界各國(guó)的重視。人們?cè)噲D通過(guò)多種途徑解決保水、排水、保護(hù)水資源、保護(hù)生物的多樣性等一系列包含復(fù)雜技術(shù)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題。多孔混凝土是一種采用特殊工藝制備的含有連續(xù)空隙的混凝土,它既有一定的強(qiáng)度同時(shí)又具有透水性和透氣性;多孔混凝土在水中富集的微生物、動(dòng)植物形成了一個(gè)綜合的生態(tài)效應(yīng)從而取得良好的水質(zhì)凈化效果,在美國(guó)、日本、歐洲等國(guó)家得到了較為廣泛的應(yīng)用。
直到20世紀(jì)90年代美國(guó)、日本、歐洲等國(guó)家才開(kāi)發(fā)使用生態(tài)混凝土這種新型的材料,尤其是日本在這方面做了深入細(xì)致的研究。日本大成建設(shè)技術(shù)研究所進(jìn)行了連續(xù)四年的探索性研究,在1993年提出生態(tài)材料(environment conscious materials)概念的基礎(chǔ)上, 日本混凝土工學(xué)協(xié)會(huì)在1994-1995年設(shè)立了“生態(tài)混凝土研究委員會(huì)”,1995年日本混凝土工學(xué)協(xié)會(huì)提出了生態(tài)混凝土(environmentally friendly concrete / eco-concrete )的概念。[1]
在生態(tài)混凝土的水質(zhì)凈化方面,文獻(xiàn)報(bào)道日本近畿大學(xué)的玉井元治教授從90年初就開(kāi)始進(jìn)行多孔混凝土(POC)在自然水環(huán)境中生物附著和水質(zhì)凈化的可能性的研究。表明POC在自然水環(huán)境中會(huì)有大量不同的生物附著生長(zhǎng)在其上面并具有水質(zhì)凈化的效果。[2]文獻(xiàn)報(bào)道日本長(zhǎng)崎大學(xué)于1994年起進(jìn)行海水現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),將直徑1m高0.5m的有孔試塊10個(gè)一組地投入海中,并于1995年2月至1996年2月每月實(shí)測(cè)一次水質(zhì)變化,發(fā)現(xiàn)生態(tài)混凝土有富集營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的功能. 另有文獻(xiàn)報(bào)道,使用生態(tài)混凝土在公園內(nèi)小河上建造凈水渠(15m×2m×0.4m),水在其中停留1~3h可去除水中的BOD40%~50%,長(zhǎng)時(shí)間停留可去除80%~90%。[3]日本德島大學(xué)的水口裕之教授1997年在實(shí)驗(yàn)室建立了POC水質(zhì)凈化裝置并開(kāi)始研究多孔混凝土的空隙率,粗骨料粒徑,孔隙直徑對(duì)混凝土的強(qiáng)度,生物膜附著和水質(zhì)凈化效果的影響。發(fā)現(xiàn)空隙率20%~30%,粗骨料粒徑5~20mm的混凝土(28天強(qiáng)度7.5~23MPa)在實(shí)驗(yàn)裝置中浸泡30天,T-P除去率達(dá)60%,T-N去除率達(dá)50%。[4]林正浩和水口裕之教授通過(guò)在生態(tài)混凝土中添加高爐礦渣和沸石粉方法,研究其對(duì)多孔混凝土強(qiáng)度和水質(zhì)凈化的影響,取得了較好的成果。[5]日本宮崎大學(xué)中澤隆雄博士等也通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)POC的水質(zhì)凈化效果進(jìn)行了研究,表明POC對(duì)廢水的TOC、T-P、T-N的去除有明顯的效果。[6]
這種現(xiàn)澆筑混凝土的施工工藝就是模袋護(hù)坡技術(shù),其引進(jìn)的時(shí)間是上世紀(jì)八十年代初期,在是由西方國(guó)家引進(jìn)而來(lái)的,而這項(xiàng)施工工藝其原理就是利用織物的模袋最終制成的軟模具,然后就是在利用混凝土泵來(lái)將混凝土直接灌進(jìn)模袋里面來(lái),最終就會(huì)呈現(xiàn)模袋的形狀了,其最終的最用是可以 護(hù)坡、防滲等功能的,正是由于這種施工工藝具有的耐久性高、耐磨性強(qiáng)、適應(yīng)地形性高、可以節(jié)省人力物力、可以再水下進(jìn)行沖灌等方面的特點(diǎn),才被廣泛的應(yīng)用在建設(shè)道路、海堤等工程中來(lái)的。
一、對(duì)于模袋混凝土的應(yīng)用分析
1.1在跌水壩試驗(yàn)中的應(yīng)用分析
上跌水壩段河底寬70m,設(shè)計(jì)輸水流量60m3/s。壩址處5年一遇洪水流量為240m3/s,10年一遇洪水流量為380m3/s,設(shè)計(jì)控制流速為1.0m/s。工程設(shè)計(jì)按輸水流量60m3/s設(shè)計(jì),輸水流量75m3/s校核,壩體橫斷面結(jié)構(gòu)形式為實(shí)用堰型,頂寬3.0m,上游側(cè)邊坡坡比為1∶2,現(xiàn)澆模袋混凝土伸入上游河底,下游側(cè)邊坡坡比為1∶1,模袋混凝土一直伸到消力坎形成消力池。為約束水流減輕對(duì)護(hù)坡底部沖擊,堰頂兩側(cè)設(shè)計(jì)高出堰頂1m的戧臺(tái),由混凝土預(yù)制塊構(gòu)成。
河底跌水壩壩體基礎(chǔ)利用原有的跌水壩基礎(chǔ),壩坡面覆蓋一層300g/m2無(wú)紡?fù)凉た椢?,然后覆蓋織物模袋以充灌混凝土,順河道方向布置,每塊模袋材料之間搭接布寬50cm,其中河底模袋混凝土厚30cm,兩岸邊坡采用15cm厚模袋混凝土,混凝土的設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度為25MPa,混凝土設(shè)計(jì)抗凍標(biāo)號(hào)為D150。壩下游消力池模袋混凝土通過(guò)混凝土之間的分縫以降壓,從而提高穩(wěn)定安全系數(shù)。
這項(xiàng)工程中主要將模袋混凝土的護(hù)坡技術(shù)使用在跌水壩工程的,徹底的將原來(lái)的全斷面砌筑混凝土預(yù)制塊來(lái)進(jìn)行修筑跌水壩的技術(shù)換成了模袋混凝土護(hù)坡技術(shù)了,那面針對(duì)此項(xiàng)施工技術(shù)在為了防汛河道跌水壩上面使用的結(jié)構(gòu)形式及壩下消能等當(dāng)面的一些重要的問(wèn)題,只要通過(guò)可相關(guān)的一些水工模型和通過(guò)一些室內(nèi)的試驗(yàn)的驗(yàn)證,就是可以完全的解決壩型結(jié)構(gòu)及壩下消能方式和一些在施工中遇到的主要問(wèn)題的,這無(wú)疑是拓展了此項(xiàng)施工該工藝在工程建設(shè)中的應(yīng)用范圍。
二、模袋混凝土護(hù)坡技術(shù)在海港邊坡防護(hù)的施工設(shè)計(jì)
2.1模袋混凝土的配合比設(shè)計(jì)
機(jī)織模袋混凝土護(hù)坡采用泵送方法施工,要求所用混凝土或水泥砂漿除具有可泵性外,還要具有適宜的流動(dòng)性,使之在模袋內(nèi)能順利流淌擴(kuò)散,充滿整個(gè)模袋,不發(fā)生分離。因此,對(duì)其材料的配合比和外加劑的應(yīng)用比一般泵送混凝土要求更高。必要時(shí)應(yīng)根據(jù)具體工程情況通過(guò)試驗(yàn)確定。由于充填料灌入模袋后,其中多余的水分可以從模袋的孔隙中滲出,從而水灰比可降至0.4或更低,使混凝土或砂漿的凝固速度加快,強(qiáng)度大大提高。采用上表中細(xì)礫混凝土R28比普通混凝土強(qiáng)度高30%以上。
2.2模袋混凝土護(hù)坡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
首先是在模袋形式的確定方面,是一定要按照此次施工項(xiàng)目的實(shí)際等級(jí)、詳細(xì)的施工地質(zhì)條件和施工風(fēng)浪的實(shí)際情況、水流的實(shí)際情況來(lái)確定的,最終的形式確定為帶排水點(diǎn)型的。另一方面是模袋厚度確定,那么對(duì)于模袋厚度的確定最重要的是以可以承受風(fēng)浪的荷載和寒冷地區(qū)的冰推力的作用來(lái)最終確定的,但是在南方廣東地區(qū)那面的地質(zhì)和氣候上,一般情況下是很少出現(xiàn)結(jié)冰的情況下的,所以,對(duì)于模袋混凝土的厚度上主要就是可以滿足護(hù)坡風(fēng)浪穩(wěn)定的要求來(lái)確定板厚的實(shí)際厚度的。
2.3模袋混凝土護(hù)底實(shí)例分析
該工程護(hù)砌型式為218m模袋混凝土護(hù)底,模袋混凝土設(shè)計(jì)厚度為10cm,底寬22m,長(zhǎng)度218m,模袋混凝土工程量為490m3,模袋混凝土設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度為20MPa,設(shè)計(jì)抗凍標(biāo)號(hào)為F100。該區(qū)段渠底淤泥很厚,清淤到設(shè)計(jì)渠底高程時(shí),淤泥深度仍然有半米深,為了保證施工按期完成,采取先鋪一層300g/m2土工織物,上鋪10cm厚的碎石墊層,然后進(jìn)行模袋混凝土充灌施工,施工速度較快,非常適應(yīng)軟基上施工作業(yè),并且減少了淤泥土方開(kāi)挖及碎石墊層方量,4900m2護(hù)底模袋混凝土充灌施工僅用了6天時(shí)間。雖然平整度在軟基上不易控制,但是這次施工中模袋混凝土整體性能好,充灌施工速度非常快,減少了許多材料運(yùn)輸、倒運(yùn),勞動(dòng)強(qiáng)度低,減少了勞動(dòng)用工,質(zhì)量容易控制,大大縮短了施工時(shí)間,特別適合于引灤水源保護(hù)工程明渠護(hù)砌施工工期短、工程量大的施工特點(diǎn)要求。
三、在模袋混凝土實(shí)際應(yīng)用中存在的一些問(wèn)題
1、那么對(duì)于施工機(jī)械方面的問(wèn)題來(lái)講,其問(wèn)題是能夠直接的將水利施工的進(jìn)度影響的。
2、在使用的沖灌材料方面,對(duì)于使用的要求是必須要按照項(xiàng)目的實(shí)際施工要求為前提的,只有在這樣的情況之下,才能不會(huì)影響正常的施工進(jìn)度和正常的施工質(zhì)量的。
3、在織物模袋的材料質(zhì)量上和施工工程的質(zhì)量,兩者之間是具有非常嚴(yán)密的關(guān)系的,也就是說(shuō)織物模袋質(zhì)量的好壞直接影響個(gè)工程的質(zhì)量,所以,在工程中使用時(shí),是一定要先將小塊的模袋進(jìn)行事先試驗(yàn),等試驗(yàn)結(jié)果出來(lái)之后,在進(jìn)行確定具體實(shí)際模袋所需要的具體型號(hào)和具體的尺寸。只有做找這些,才可以保證正常的使用小輪車。不影響工程的進(jìn)度。
4、對(duì)于施工單位和設(shè)計(jì)單位必須要及時(shí)和全面的了解這項(xiàng)新的施工工藝,在掌握之后在根據(jù)被刺工程的時(shí)間情況進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析,并且還要注意以上闡述的這些問(wèn)題,必須要嚴(yán)格的按照相關(guān)的施工要求和施工規(guī)范進(jìn)行操作,以此來(lái)確保整個(gè)工程可以按期交付和質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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對(duì)人文社科圖書(shū)館的定位
設(shè)計(jì)內(nèi)容為新建文科圖書(shū)館建筑的設(shè)計(jì),并對(duì)周邊環(huán)境的道路及停車設(shè)施進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。要求新建校文科圖書(shū)館能夠滿足相關(guān)使用單位的使用要求,同時(shí),新建筑應(yīng)當(dāng)與周邊校園建筑群形成良好的關(guān)系,并具有一定的特色。
作為清華大學(xué)圖書(shū)館的專業(yè)分館之一,結(jié)合專業(yè)學(xué)科背景,在校園內(nèi)的特殊地理位置,以及校園內(nèi)豐富的自然環(huán)境,該建筑應(yīng)該以一種謙虛謹(jǐn)慎,沉穩(wěn)低調(diào)的態(tài)度出現(xiàn)在讀者面前,同時(shí)消隱在校園的大環(huán)境之中。
對(duì)人文社科圖書(shū)館建筑形態(tài)的理解
1、清華校園整體環(huán)境肌理
清華校園的整個(gè)環(huán)境肌理是以“院落”為主。從工字廳到大禮堂,從二校門到主樓,清華校園中的建筑與建筑,建筑與環(huán)境,乃至整個(gè)校園形成的是一種圍合或是半圍合的空間關(guān)系。
2、地塊分析
清華大學(xué)人文社科圖書(shū)館項(xiàng)目選址位于清華綜合公共功能核心區(qū),西側(cè)鄰南北主干道,東邊為土木工程學(xué)院,北向、南向分別與學(xué)生宿舍8號(hào)樓、三教隔路相望。
地塊與周圍道路的平均高差為4米。北面和西面均為綠化護(hù)坡。
地塊上擁有大量生長(zhǎng)完好的植被,主要包括有白杏,楊樹(shù),槐樹(shù),塔松,白玉蘭等一大批生長(zhǎng)年限較長(zhǎng),樹(shù)型已經(jīng)成熟的木本植物。但主要集中在北側(cè)和西側(cè)的護(hù)坡上,缺乏系統(tǒng)的梳理,較為無(wú)序和雜亂。且以落葉喬木為主,夏季可以起到一定的遮蔭作用,但到了冬天,無(wú)法為地塊內(nèi)的建筑阻擋寒風(fēng)或者改變風(fēng)向。
3、形態(tài)構(gòu)成
項(xiàng)目地塊內(nèi)建筑全部拆除;植被保留絕大部分。地塊西側(cè)和北側(cè)的護(hù)坡加以整理,將護(hù)坡根據(jù)高差修整成臺(tái)地。且分為三級(jí),除原有樹(shù)木之外,在適當(dāng)添加常綠喬木,最少達(dá)到密集種植3行常綠喬木,以緩解冬季寒風(fēng)對(duì)地塊內(nèi)的影響。
把“淡泊以明志,寧?kù)o以致遠(yuǎn)”定為本設(shè)計(jì)的主題。 通過(guò)營(yíng)造淡泊的建筑,寧?kù)o的空間來(lái)隱喻中國(guó)文人的情懷。 利用場(chǎng)地形成多重圍合,遠(yuǎn)離塵囂,創(chuàng)造庭院深深的場(chǎng)所。建筑本身也采用“庭院圍合”形式,以高大的楊樹(shù)林為“墻”形成一次圍合,并通過(guò)圖書(shū)館及土木實(shí)驗(yàn)室及周邊建筑形成二次圍合的幽靜小院落。從而與清華的的其它院落一起“鋪陳伸展”。從而“融入”清華大學(xué)的校園肌理中。
對(duì)人文社科圖書(shū)館主要使用者們行為模式的理解
1、學(xué)生們的需求
圖書(shū)館作為校園文化的重要組成部分,其中的閱讀行為和空間體驗(yàn)永恒不變的。但僅僅只有閱讀空間是不夠的。自習(xí),同樣是學(xué)校文化中重要的組成部分,而且圖書(shū)館是大學(xué)生們自習(xí)行為的最好場(chǎng)所之一。
依據(jù)馬斯洛的心理需求理論及大學(xué)生心理需求理論,人以交往和歸屬作為第一層次的需求,并以學(xué)習(xí)作為最高一級(jí)層次的需求。而在低一級(jí)層次的需求未得到充分滿足時(shí),高一級(jí)層次的需求不可能獲得真正意義上的實(shí)現(xiàn)。所以公共自習(xí)空間的營(yíng)造應(yīng)以滿足學(xué)生的交往和心理歸屬為前提。
自習(xí)的學(xué)生都將安靜明亮的教室作為選擇教室的首要條件,這反映了學(xué)生對(duì)公共自習(xí)空間相對(duì)私密性的需求;但同時(shí)學(xué)生也都認(rèn)為交往合作的學(xué)習(xí)方式無(wú)論在心理上還是學(xué)習(xí)效率上都對(duì)學(xué)習(xí)本身有極大的促進(jìn)作用,因此公共自習(xí)空間應(yīng)該是私密性、公共性兼而有之。正如Altman認(rèn)為的那樣:“私密性是對(duì)接近自己或自己所在群體的選擇性控制。關(guān)鍵是從動(dòng)態(tài)和辯證的方式去理解環(huán)境和行為。獨(dú)處是人的需要,交往也是人的需要?!?/p>
2、設(shè)計(jì)理念的形成
將書(shū)庫(kù)與閱覽空間相對(duì)獨(dú)立,而又將自習(xí)空間從閱覽空間相對(duì)出來(lái),在滿足圖書(shū)館的基本功能的前提下,注重學(xué)習(xí)方式建有獨(dú)立研究與團(tuán)隊(duì)合作性的原則;注重學(xué)習(xí)內(nèi)容兼有基礎(chǔ)性、研究性與趣味性的特點(diǎn);注重自習(xí)空間在使用上兼有獨(dú)立研究性和公共交往性的特征,明確自習(xí)空間的領(lǐng)域感和心理歸屬感,以確保研究,學(xué)習(xí),閱覽的高效性。
對(duì)人文社科圖書(shū)館建筑單體的理解
1、形態(tài)的建立
建筑為白色的簡(jiǎn)潔形體,沒(méi)有復(fù)雜表現(xiàn),簡(jiǎn)潔的幾何體塊,樸素的色彩,與樹(shù)林相互依襯形成明亮,寧?kù)o的氛圍。
2、功能的分區(qū)
建筑以中心圓形書(shū)庫(kù)為核心,四周環(huán)繞大空間作閱覽之用??臻g形式靈活多變,仿佛可以在書(shū)籍的叢林中“閑庭信步”。中心圓形書(shū)庫(kù)作為獨(dú)立的存在,可以在關(guān)閉書(shū)庫(kù)的時(shí)候,其他閱覽空間仍然開(kāi)放,滿足學(xué)生們自習(xí)的需求。
3、光之廊
一個(gè)獨(dú)特的研修場(chǎng)所,安靜而相對(duì)獨(dú)立,螺旋上升的書(shū)庫(kù)與周圍的閱覽和自習(xí)空間的形成了一個(gè)可以自我循環(huán)的系統(tǒng),讀者可以選擇自己喜歡的通道和適合自己閱讀學(xué)習(xí)自習(xí)的樓層。既可以隨著螺旋的上升在連續(xù)查看大量書(shū)籍的同時(shí)到達(dá)自己想到的樓層,也可以通過(guò)門廳的樓梯,不經(jīng)過(guò)書(shū)庫(kù),直接進(jìn)入自習(xí)和閱覽空間內(nèi)學(xué)習(xí)。
4、靈活的空間組合
以標(biāo)準(zhǔn)化模塊劃分空間,可自由靈活的組合。主要分布在西面和北面,相對(duì)獨(dú)立于南面的閱覽室。通過(guò)可移動(dòng)的軟隔斷,可以隨意分隔單間的大小,形成從可供2~4人到8~10人的各種獨(dú)立討論空間,使用更便捷,建筑更有生命力。
總結(jié)
將書(shū)庫(kù)獨(dú)立,將閱覽空間重新分割組合,雖然這種空間模式和現(xiàn)在圖書(shū)館流行的超市型空間模式有所不同,甚至和傳統(tǒng)的以書(shū)庫(kù)為中心的圖書(shū)館空間模式較為接近,但是,作為一個(gè)綜合大學(xué)的專業(yè)圖書(shū)館,更需要的滿足學(xué)生們實(shí)際的學(xué)習(xí)需要,而并非盲目追求新的大型公共圖書(shū)館空間模式,創(chuàng)建一種更加符合學(xué)生行為特征的公共自習(xí)空間,并且和圖書(shū)館空間相結(jié)合,是一次大膽的嘗試。
當(dāng)然,設(shè)計(jì)過(guò)程中還存在很多問(wèn)題沒(méi)有很好的解決。比如核心書(shū)庫(kù)和周圍閱覽室的連廊由于設(shè)計(jì)不到位,由于高差形成了很多坡道及臺(tái)階,不利于圖書(shū)的管理和運(yùn)輸。因?yàn)檎n程設(shè)計(jì)時(shí)間有限,沒(méi)有很好去解決這些類似的實(shí)際問(wèn)題。希望下次有機(jī)會(huì)再繼續(xù)改進(jìn)。
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1 概述
護(hù)坡工程是保證堤防安全的重要單元,也是堤防建設(shè)的重要內(nèi)容。聯(lián)鎖型混凝土護(hù)坡是近年來(lái)出現(xiàn)的新型護(hù)坡形式,它由聯(lián)鎖型混凝土塊面層、級(jí)配碎石濾水層、土工布反濾層、基土層等組成,是由一組尺寸、形狀和重量一致的高強(qiáng)度混凝土預(yù)制塊,通過(guò)獨(dú)特的聯(lián)鎖設(shè)計(jì),塊與塊之間相互連接而形成的聯(lián)鎖型矩陣。整個(gè)護(hù)坡系統(tǒng)設(shè)計(jì)充分考慮了各種水深、水流速度和風(fēng)浪情況等水力條件下的邊坡穩(wěn)定,也能有效的防止水土流失。
聯(lián)鎖型混凝土護(hù)坡結(jié)合了傳統(tǒng)剛性護(hù)坡與柔性護(hù)坡各自的優(yōu)點(diǎn),既具有剛性護(hù)坡穩(wěn)定性好、抗沖能力強(qiáng)的特點(diǎn),又具有柔性護(hù)坡適應(yīng)位移和變形能力強(qiáng)、孔隙率高透水性好的特點(diǎn)。由于相鄰的塊體之間相互咬合,塊與塊之間具有較強(qiáng)的聯(lián)鎖性,可以有效地增加塊體之間的連接力,使塊體能夠在高速水流的作用下保持結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性,從而降低了單個(gè)塊體的穩(wěn)定重量和尺寸,節(jié)約工程成本。另外,塊體的形狀與大小都適合人工鋪設(shè),施工簡(jiǎn)單、方便,新舊坡面都能用,大大節(jié)省后期維修費(fèi)用。
同時(shí),采用開(kāi)孔聯(lián)鎖混凝土護(hù)坡不僅可增強(qiáng)視覺(jué)效果,更重要的是出于減少波生浮托力的考慮。理論分析計(jì)算和模型試驗(yàn)結(jié)果均表明,具有高滲透性的護(hù)面層有利于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,相同波要素條件下可減小護(hù)砌厚度。
2 開(kāi)孔聯(lián)鎖混凝土護(hù)坡設(shè)計(jì)
2.1 護(hù)坡塊體所受荷載分析
混凝土護(hù)坡塊體在使用過(guò)程中受到的荷載包括:在靜水中主要有重力(扣除浮力)、墊層對(duì)塊體的支撐力以及塊體和墊層間的摩擦力;動(dòng)水中還受到波浪的作用力。此外,在內(nèi)河航道中,岸坡受到船舶航行碰撞的影響也是導(dǎo)致護(hù)坡?lián)p壞的原因之一。
2.2 護(hù)坡塊體在荷載作用下的破壞形式
塊體在荷載作用下的破壞形式主要有兩種:?jiǎn)螇K塊體的破壞和護(hù)坡層的整體滑動(dòng)。其中主要以第一種為主要破壞形式。
1)單塊塊體的破壞:當(dāng)波浪作用下塊體處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),砌塊上表面受到波浪的壓力、下表面受到墊層中水流的頂托力作用,此外還有重力、塊體之間的支撐力和摩擦力、塊體間的咬合等作用。當(dāng)塊體所受凈浮托力大于塊體重量及塊體間摩擦和咬合力時(shí),塊體被托起,以至脫落失穩(wěn)。由于聯(lián)鎖混凝土塊體之間相互咬合,一塊塊體脫落后,極易引起其周圍護(hù)坡塊體的松動(dòng)破壞,故有一塊聯(lián)鎖塊脫出時(shí),即認(rèn)為護(hù)面層遭到破壞。
2)護(hù)坡層的整體滑動(dòng)破壞?;瑒?dòng)推力為塊體凈重力(除去浮力)沿斜坡方向的分量,其抗滑力為塊體與其下層基礎(chǔ)間的摩阻力以及坡腳結(jié)構(gòu)的支撐力。因工程中常采取相應(yīng)措施(如在堤腳做趾結(jié)構(gòu)或?qū)⒌唐路啪彛┍苊鈮K體護(hù)面的滑動(dòng),故整體滑動(dòng)破壞并不常見(jiàn)。
2.3 聯(lián)鎖混凝土護(hù)坡設(shè)計(jì)
2.3.1 塊體的穩(wěn)定重量驗(yàn)算
護(hù)坡塊的設(shè)計(jì)計(jì)算中,常用美國(guó)的赫德森(Hudson)公式計(jì)算護(hù)坡塊體的穩(wěn)定重量:
式中,W為單個(gè)塊體的穩(wěn)定重量,為塊體材料的重度,H為設(shè)計(jì)波高,K為塊體穩(wěn)定系數(shù),為水的重度,為斜坡與水平面的夾角。其中Hudson無(wú)量綱穩(wěn)定系數(shù)K的取值主要取決于塊體形狀、表面糙度、嵌固程度等因素,對(duì)混凝土板塊可取3.0。
2.3.2 作用在護(hù)坡上的浪壓力計(jì)算
護(hù)岸上的浪壓力計(jì)算根據(jù)波浪形態(tài)主要分為兩類。一類是入射到墻上的波浪受到反射,與入射波疊加后形成駐波;另一類是墻前的破碎波。目前常用的公式只限于線性駐波,至于破碎波方面的研究工作主要集中在實(shí)驗(yàn)研究方面,提出的公式尚屬于經(jīng)驗(yàn)公式范疇。
因其簡(jiǎn)單、便于計(jì)算,目前常用的浪壓力計(jì)算公式為Sainflou公式:
該公式在相對(duì)水深 =0.135~0.20,波陡的范圍內(nèi),具有相當(dāng)好的精度。然而當(dāng)較大時(shí),往往給出偏大的波浪力;當(dāng) 較小時(shí)又給出偏小的波浪力。因此我國(guó)港口工程規(guī)范中規(guī)定,在相對(duì)水深,波陡時(shí),要根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)引入修正系數(shù)K。
2.3.3 安全系數(shù)計(jì)算
用一個(gè)經(jīng)過(guò)計(jì)算所得的數(shù)值“安全系數(shù)”表征在特定的水力條件和場(chǎng)地特征條件下單元的穩(wěn)定性,該數(shù)值應(yīng)大于所選取的允許安全系數(shù)值。設(shè)計(jì)中忽略以下影響:1. 塊體間的摩擦力和繩索等的連接力;2. 若塊體內(nèi)或相鄰塊體之間的孔隙內(nèi)種草,草根增加鋪面系統(tǒng)與土基之間的連接力;3. 塊體在坡道頂部錨固在土體內(nèi),以防止鋪面系統(tǒng)沿著坡道或縱向滑動(dòng)。以上幾個(gè)對(duì)穩(wěn)定有利的因素在設(shè)計(jì)中均不考慮,所以設(shè)計(jì)偏于安全。
根據(jù)護(hù)坡的適用條件、塊體的結(jié)構(gòu)等因素,選取對(duì)應(yīng)的最小容許安全系數(shù)值通常在1.2~2.0之間。
設(shè)作用于混凝土塊上的力為浮托力,拖曳力,和塊體本身的浮重。塊體穩(wěn)定性取決于相對(duì)于質(zhì)點(diǎn)的彎矩值。因此將約束力矩與傾覆力矩的比值定義為系統(tǒng)中單個(gè)塊體的安全系數(shù)( )。
式中為在地基平面內(nèi)的投影值;為各力的作用力臂;為塊體運(yùn)動(dòng)方向與垂直方向的夾角;為塊體運(yùn)動(dòng)方向與拖曳力的夾角。
3 工程應(yīng)用
結(jié)合京杭運(yùn)河山東段主航道自然岸坡土質(zhì)、水流流態(tài)、通航特點(diǎn)等工程實(shí)際,進(jìn)行了開(kāi)孔聯(lián)鎖混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并鋪裝了試驗(yàn)段,其設(shè)計(jì)平面圖見(jiàn)圖1。其中,護(hù)坡坡度為1:2,護(hù)坡塊體厚度為120mm。護(hù)坡混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25,抗凍等級(jí)為F150。
根據(jù)計(jì)算分析,護(hù)坡單個(gè)塊體安全系數(shù)為2.13,滿足安全要求。
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Abstract: urban river slope protection in long-term use process, produce the damage the ecological environment, accelerate the living the deterioration of the environment, do not accord with the person and the nature harmoniously. Therefore, it is quite necessary to research and the implementation of ecological slope protection, establish meet requirements bank-slope stability, and the surrounding environment in coordination and modern civilization city is to develop the openness of the ecological system.
Keywords: river regulation, ecological water conservancy, ecological slope protection
中圖分類號(hào):TV85文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
引言:城市河道邊坡作為河流生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,是河流與城市生態(tài)系統(tǒng)之間的過(guò)渡帶,在保持水土、凈化水體、防洪行洪等方面具有重要的功能。傳統(tǒng)的河道邊坡防護(hù)主要采用漿砌或干砌塊石護(hù)坡、現(xiàn)澆混凝十護(hù)坡、預(yù)制混凝土塊體護(hù)坡等。主要關(guān)注不同駁岸形式的穩(wěn)定性與安全性,較少考慮塊石、混凝土河道邊坡防護(hù)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們對(duì)于城市環(huán)境日益關(guān)注,傳統(tǒng)護(hù)坡形式對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的嚴(yán)重不良影響也逐漸被人們所認(rèn)識(shí)。在城市河道新建、改造過(guò)程中,建立既滿足城市河道行洪排澇穩(wěn)定性,又有利于恢復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)平衡的邊坡生態(tài)防護(hù)平臺(tái)已迫在眉睫。
一、傳統(tǒng)護(hù)坡對(duì)河道生態(tài)環(huán)境的影響
在河流生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中,河岸作為重要組成部分,是河流與陸地生態(tài)的過(guò)渡區(qū),在調(diào)節(jié)氣候、保持水土、防洪等方面有重要作用。對(duì)于河岸的保護(hù)不僅要考慮河堤結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性,更應(yīng)該考慮生態(tài)系統(tǒng)的平衡。但是,在以往的城市河道建設(shè)中,人們?yōu)榱吮U铣鞘邪踩?,各地紛紛興建標(biāo)準(zhǔn)堤防以抵御洪水。標(biāo)準(zhǔn)提斷面一般選擇直立式或斜墻式,現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡、預(yù)制混凝土砌塊護(hù)坡和土工?;炷磷o(hù)坡等形式。這些傳統(tǒng)硬質(zhì)化的護(hù)坡結(jié)構(gòu)有利于河道的防洪、排澇,但其對(duì)環(huán)境保護(hù)、河道生態(tài)平衡、城市景觀造成的負(fù)面影響幾乎未被考慮。這些負(fù)面影響主要表現(xiàn)在以下幾方面:
a.對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。傳統(tǒng)的硬質(zhì)化護(hù)坡和護(hù)岸結(jié)構(gòu)將河岸表面封閉起來(lái),阻隔了水土的連接通道,隔絕了生物和微生物與大地的接觸,破壞了河流生態(tài)系統(tǒng)的整體平衡,生物多樣性條件破壞,天然食物鏈脫節(jié),河流生態(tài)系統(tǒng)逐漸退化,生物多樣性銳減。同時(shí)也致使河道天然的自凈能力遭到破壞。
b.對(duì)人類生存環(huán)境的影響。在天然河道中修筑人工材料防汛墻破壞了生物賴以生存的自然環(huán)境,對(duì)天然河道的水質(zhì)和水環(huán)境產(chǎn)生了負(fù)面影響,直立陡坡河岸難以滿足親水要求,對(duì)人們的生活質(zhì)量和身心健康帶來(lái)很大負(fù)面影響。
c.對(duì)景觀環(huán)境的破壞。不能滿足人們對(duì)“朱雀橋邊野草花,烏衣巷口夕陽(yáng)斜”,“小橋流水人家”這種良好生態(tài)環(huán)境的向往。
二、生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)方法探討
上述情況可以看出,硬性材料的護(hù)坡和護(hù)岸結(jié)構(gòu)對(duì)城市的許多方面均產(chǎn)生了較大的影響,城市河道的護(hù)坡和護(hù)岸結(jié)構(gòu)改造有必要推行一種生態(tài)型的護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式。下面就國(guó)內(nèi)外一些經(jīng)驗(yàn)和筆者的一些初步設(shè)想作一介紹采用新型材料,在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天,新型材料和新技術(shù)必將作為我們河道護(hù)坡和護(hù)岸結(jié)構(gòu)改造的主要源泉。在國(guó)內(nèi)和國(guó)外相繼出現(xiàn)了一批用于生態(tài)方面的材料和技術(shù),如水力噴草技術(shù),土工材料綠化網(wǎng),植被型生態(tài)混凝土,水泥生態(tài)種植基,土壤固化劑等等。雖然它們起源時(shí)不一定用于河道護(hù)坡和護(hù)岸結(jié)構(gòu)方面,但在河道護(hù)坡結(jié)構(gòu)使用上可以借鑒和參考。
1、石籠結(jié)構(gòu)生態(tài)護(hù)岸
此法為一傳統(tǒng)護(hù)岸方法,在上世紀(jì)90年代得到廣泛應(yīng)用。鐵絲網(wǎng)與碎石復(fù)合種植基主要由鍍鋅或噴塑鐵絲網(wǎng)籠裝碎石、肥料及種植土組成。鍍鋅鐵絲網(wǎng)籠容易銹蝕,在河道護(hù)坡方面一般不宜選用,而應(yīng)選用耐銹蝕的噴塑鐵絲網(wǎng)籠。鐵絲網(wǎng)與碎石復(fù)合種植基一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)就是它比較適合于流速大的河道,現(xiàn)場(chǎng)施工簡(jiǎn)便、抗沖刷能力強(qiáng)、整體性好、適應(yīng)地基變形能力強(qiáng),避免了預(yù)制的混凝土塊體護(hù)坡的整體性差和現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡與模袋混凝土護(hù)坡適應(yīng)地基變形能力差的弱點(diǎn),同時(shí)又能滿足生態(tài)型護(hù)坡的要求。即使進(jìn)行全斷面護(hù)砌,生物與微生物都能照樣生存。國(guó)外在這方面已有較多工程實(shí)例。鐵絲網(wǎng)籠可以做成不同形狀,既可以用作護(hù)坡又可以做成砌體擋土墻。該法缺點(diǎn)為石籠構(gòu)件使用壽命短。
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(wǎng)墊固土種植基、土工格柵固土種植基土工單元固土種植基等多種形式。土工網(wǎng)墊固土種植基主要由聚乙烯、聚丙烯等。高分子材料制成的網(wǎng)墊和種植土、草籽等組成。固土網(wǎng)墊是由多層非拉伸網(wǎng)和雙向拉伸平面網(wǎng)組成,在多層網(wǎng)的交接點(diǎn)經(jīng)熱熔后粘接,形成穩(wěn)定的空間網(wǎng)墊。該網(wǎng)墊質(zhì)地疏松、柔韌,有合適的高度和空間,可充填并存儲(chǔ)土壤和沙粒。植物的根系可以穿過(guò)網(wǎng)孔均衡生長(zhǎng),長(zhǎng)成后的草皮可使網(wǎng)墊、草皮、泥土表層牢固地結(jié)合在一起。固土網(wǎng)墊一般可由人工鋪設(shè),植物種植一般采用草籽加水力噴草技術(shù)完成。該法優(yōu)點(diǎn)為護(hù)坡具整體性和柔性,既能抵御水流力牽拽,又能適應(yīng)地基沉降變形,有利于植被生長(zhǎng)、改善生態(tài)和景觀;基礎(chǔ)處理簡(jiǎn)單、施工方便。缺點(diǎn)為占地較多,必須有一定坡度,網(wǎng)墊單價(jià)較高。
圖一、植被型生態(tài)混凝土結(jié)構(gòu)
3、植被型生態(tài)混凝土。植被型生態(tài)混凝土是日本近年在河道護(hù)坡方面作出的研究,主要由多孔混凝土、保水材料、難溶性肥料和表層土組成。其結(jié)構(gòu)如圖一所示,多孔混凝土由粗骨料,混有高爐爐渣和硅灰的水泥,適量的細(xì)料組成。是植被型生態(tài)混凝土的骨架。保水材料常用無(wú)機(jī)人工土壤,水性高分子材料,苔泥炭及其混合物。表層土鋪設(shè)有多孔混凝土表面,形成植被發(fā)芽空間,同時(shí)提供植被發(fā)芽初期的養(yǎng)分。在城市河道護(hù)坡或護(hù)岸結(jié)構(gòu)中可以利用生態(tài)混凝土預(yù)制塊體做成砌體結(jié)構(gòu)擋土墻,或直接作用為護(hù)坡結(jié)構(gòu)。
4、水泥生態(tài)種植基。水泥生態(tài)種植基在國(guó)內(nèi)國(guó)外均有研究。它是由固體、液體和氣體三相組成的具有一定強(qiáng)度的多孔性材料。固體物質(zhì)主要包括適合于植被生長(zhǎng)的土壤、肥料、有機(jī)質(zhì)及由低堿性的水泥、河砂組成的膠結(jié)材料等。在種植基固體物質(zhì)間,由稻草秸稈等成孔材料形成孔隙,以便為植物提供充足的水分和空氣。在種植基內(nèi)還可填充保水劑,保持植物在常日照坡面能很好生長(zhǎng)。
5、土壤固化劑。高性能土壤固化劑在國(guó)外日本等國(guó)家應(yīng)用于工程領(lǐng)域已經(jīng)有30多年的歷史,廣泛應(yīng)用于道路工程、土木建筑工程、環(huán)境保護(hù)工程、農(nóng)田水利工程,固化處理各種污泥。但固化劑做為我國(guó)90年代引進(jìn)的高新技術(shù)產(chǎn)品,在北京地區(qū)乃至全國(guó)大面積用于河(湖)底固化尚屬首次。固化劑是以水泥主體摻入特殊的激發(fā)元素后制成的,其作用機(jī)理主要是固化劑中的水分子調(diào)節(jié)劑與土壤中的水分子形成化學(xué)鍵,對(duì)水分子有很強(qiáng)的吸咐作用,利用土壤穩(wěn)定固化,其中含有微晶核,通過(guò)晶核配位,在土顆??紫吨猩舍槧罹w,填充土體孔隙,形成骨架結(jié)構(gòu),固化劑中的固化分子通過(guò)交聯(lián)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),從而提高土壤的抗壓、抗?jié)B、抗折等性能指標(biāo)。
結(jié)束語(yǔ):
城市河岸是城市的窗口,濱水景觀體現(xiàn)出一個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)、文化、社會(huì)風(fēng)貌。在尋求城市特色化、個(gè)性化、經(jīng)濟(jì)化、全球化發(fā)展的今天,城市水環(huán)境的整治已經(jīng)越來(lái)越受到人們的關(guān)注,開(kāi)發(fā)建設(shè)好濱水城市堤岸景觀帶,對(duì)于提高人民生活條件,塑造城市新形象有著積極的作用。隨著我國(guó)城市建設(shè)健康快速發(fā)展,本文希望通過(guò)對(duì)河道生態(tài)護(hù)坡問(wèn)題的初步介紹與分析,并結(jié)合揚(yáng)州市選用生態(tài)護(hù)坡所取得的良好成果,為我國(guó)的城市河道整治中引入“兩型”概念,在未來(lái)城市發(fā)展過(guò)程中,規(guī)劃和建設(shè)人和自然環(huán)境和諧相處的城市景觀河道提供參考。
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