護坡技術論文匯總十篇

時間:2023-04-03 09:45:23

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護坡技術論文

篇(1)

防洪工程中的堤防、河道護坡是一項量大面廣的基礎設施,通過技術創新,來選擇和確立兼顧防洪、生態和節約的工程護坡形式,是水利工程設計和防洪建設的一大課題。人們在追求人與自然和諧相處的條件下,對生態護坡的要求越來越高。防洪工程生態護坡建設應樹立“尊重自然、恢復自然”的理念,使護坡工程與周圍環境融為一體。現將以可持續發展的觀點,就水利防洪工程生態護坡談幾點認識。

一生態護坡是防洪工程的發展趨勢

生態護坡是現階段人們在對水環境要求越來越高、追求人與自然和諧相處的歷史條件下,日益受到重視的。隨著我國經濟快速發展,生態與環境惡化日益加重,特別是嚴重的水污染引發了新的治水理念變革,為減少水質污染,與自然環境和景觀相適應的新型生態護坡形式脫穎而出,生態護坡是防洪工程發展的必然趨勢,對生態護坡的研究也不斷深入。

二生態護坡的內涵

生態護坡,是指“用活的植物.單獨用植物或者植物與土木工程和非生命的植物材料相結合,以減輕坡面的不穩定性和侵蝕”,其途徑與手段是利用植披進行坡面保護和侵蝕控制。目前,工程界更直觀地把它稱為“邊坡綠化”。生態型護坡是以保護、創造生物良好的生存環境和自然景觀為前提,在保證護坡具有一定強度、安全性和耐久性的同時,兼顧工程的環境效應和生物效應,以達到一種土體和生物相互涵養,適合生物生長的仿自然狀態。

三生態護坡的技術

我國生態護坡技術近期發展較快,形式多樣的生態護坡技術已經在北京,上海、廣州等經濟較發達城市的河道整治過程中得到應用。目前采用的生態護坡技術主要有:植被草、水力噴播植草技術、土工材料固土種植基、植被型生態混凝土、水泥生態種植基等。雖然它們起源時不一定用于河道護坡和護岸結構方面,但在防洪護坡使用上可以借鑒和參考。下面介紹幾種生態護坡技術:

(一)植物護坡。發達根系固土植物在水土保持方面有很好的效果,采用發達根系植物進行護坡固土,既可以達到固土保沙.防止水土流失,又可以滿足生態環境的需要,還可以進行景觀賞,在防洪工程護坡方面可以借鑒。城市河道用植物護坡也存在一些問題。護坡當年易被雨沖刷形成深溝,護坡效果差,影響景觀。長期浸泡在水下、行洪流速超過3m/s的土堤迎水坡面和防洪重點地段(如河流彎道)不適宜植草護坡。

(二)土工材料固土種植基護坡。土工材料固土種植基可分為土工網墊固土種植基、土工單元固土種植基等多種形式。土工網墊固土種植基,主要由聚丙烯等高分子材料制成的網墊和種植土、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后牯接,形成穩定的空間網墊。該網墊質地疏松、柔韌,有合適的高度和空間,可充填并存儲土壤和沙粒。植物的根系可以穿過網孔均衡生長,長成后的草皮可使網墊、草皮、泥土表層牢固地結合在一起。另外,現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熱熔粘接成蜂窩狀單元中填土植草達到固土護坡的作用。土工材料固土種植基護坡形式也可以采用混凝土、石籠等做成外框來增加坡面穩定性,雖然比單純植物護坡抗雨水沖刷效果好一些,但還是難以抵御較大洪水侵蝕,還不能應用到堤防迎水坡面。

(三)植被型生態混凝土護坡植被。該型生態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、適量的細摻和料組成,是植被型生態混凝土的骨架,具有較高透氣性,在很大程度上保持了被保護土與空氣間的濕、熱交換能力。保水材料以有機質保水劑為主,并摻人無機保水劑混合使用,為植物提供必需的水分。表層土鋪設于多孔混凝土表面,形成植被發芽空間,減少土中水分蒸發,提供植被發芽初期的養分,防止草生長初期混凝土表面過熱。植被型生態混凝土對水流速具有較好的抗沖刷性能,上面的覆草具有緩沖性能。這種護坡受水位驟降的影響較小;在季節性寒冷地區,有利于排出和降低被保護土內含水量,減少凍害破壞。

四,防洪護坡創新中應重視的幾個問題

(一)從政策上支持。長期的防洪護坡工程建設,人們已習慣干建設傳統護坡。對于新技術和創新成果的推廣,必然會遇到這樣那樣的阻力。因此,必須要有一定的政策支持,才能確保新一代護坡技術的廣泛使用。

(二)既重視具體設計,又重視宏觀視野。護坡設計看似簡單,但要做出符合中國經濟社會發展和時代要求的優秀方案,必須要將工程師、藝術家、經濟師和環境保護部門的思維溶于一體。在具體設計中應對我國發展中應遵循的模式、能源消耗、礦產總量和污染排放處置等都要有一定的了解。

(三)重視科技創新。護坡是一種相對低技術含量的水利工程,如果大量引進采用國外產品,經濟上極不合算。我國是一個治水歷史悠久的國家,都江堰、靈渠,大運河等一批古代杰出水利工程都證明中國人具有無比的智慧。因此,我們要重視科技創新,充分調動水利科技工作者的積極性,開發出具有自主知識產權的新一代護坡產品。

(四)材料的創新是關鍵。河道堤防護坡工程建設耗廢大量的塊石、混凝土預制塊或其他材料,其成本占工程總費用的比例大。因此,一定要重視護坡原材料、半成品生產的技術創新,加快開采、加工.運輸各環節配套升級.制定既開放競爭、又保證規模生產的產業政策,將護坡工程技術發展的切入點定在半成品生產創新上。

(五)建設資源節約型護坡。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,資源的利用和保護成為人民關注的焦點。1、重視可行性研究,減少硬化河道護坡。盡量避免河道混凝土護坡建后再拆,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,邊坡土質抗沖刷能力強的河段·河岸灘較岸邊坡平緩、植被生長良好的河段,士堤迎水坡在特大洪水年份也未發生浪坎等險情的河段。當然,硬化混凝土護坡對防洪來說是有利的,只有在工程措施和非工程措施上綜合權衡利弊。對河道護坡工程進行科學、嚴謹的可行性研究,是實現資源節約的前提。2、開闊工程技術設計思路。采用何種形式的護坡來實現資源節約,僅從傳統思想上進行優化創新這種可能性不大,必須開拓新的思路。首先,盡量減少可再生資源的使用量,其次考慮護坡的造價與使用年限。(1)盡量減少混凝土用量,優化采用天然石材,天然石材從經濟及性能上看都具有優勢。(2)提高預制混凝土構件的強度。強度提高了.可以阻止環境水的侵入,從而保證混凝土塊的抗侵蝕性,增加了使用年限,使護坡的分攤成本小。

篇(2)

防洪工程中的堤防、河道護坡是一項量大面廣的基礎設施,通過技術創新,來選擇和確立兼顧防洪、生態和節約的工程護坡形式,是水利工程設計和防洪建設的一大課題。人們在追求人與自然和諧相處的條件下,對生態護坡的要求越來越高。防洪工程生態護坡建設應樹立“尊重自然、恢復自然”的理念,使護坡工程與周圍環境融為一體。現將以可持續發展的觀點,就水利防洪工程生態護坡談幾點認識。

一、生態護坡是防洪工程的發展趨勢

生態護坡是現階段人們在對水環境要求越來越高、追求人與自然和諧相處的歷史條件下,日益受到重視的。隨著我國經濟快速發展,生態與環境惡化日益加重,特別是嚴重的水污染引發了新的治水理念變革,為減少水質污染,與自然環境和景觀相適應的新型生態護坡形式脫穎而出,生態護坡是防洪工程發展的必然趨勢,對生態護坡的研究也不斷深入。

二、生態護坡的內涵

生態護坡,是指“用活的植物,單獨用植物或者植物與土木工程和非生命的植物材料相結合,以減輕坡面的不穩定性和侵蝕”,其途徑與手段是利用植被進行坡面保護和侵蝕控制。目前,工程界更直觀地把它稱為“邊坡綠化”。生態型護坡是以保護、創造生物良好的生存環境和自然景觀為前提,在保證護坡具有一定強度、安全性和耐久性的同時,兼顧工程的環境效應和生物效應,以達到一種土體和生物相互涵養,適合生物生長的仿自然狀態。

三、生態護坡的技術

我國生態護坡技術近期發展較快,形式多樣的生態護坡技術已經在北京、上海、廣州等經濟較發達城市的河道整治過程中得到應用。目前采用的生態護坡技術主要有:植被草、水力噴播植草技術、土工材料固土種植基、植被型生態混凝土、水泥生態種植基等。雖然它們起源時不一定用于河道護坡和護岸結構方面,但在防洪護坡使用上可以借鑒和參考。下面介紹幾種生態護坡技術:

(一)植物護坡。發達根系固土植物在水土保持方面有很好的效果,采用發達根系植物進行護坡固土,既可以達到固土保沙,防止水土流失,又可以滿足生態環境的需要,還可以進行景觀賞,在防洪工程護坡方面可以借鑒。城市河道用植物護坡也存在一些問題。護坡當年易被雨沖刷形成深溝,護坡效果差,影響景觀。長期浸泡在水下、行洪流速超過3m/8的土堤迎水坡面和防洪重點地段(如河流彎道)不適宜植草護坡。

(二)土工材料固土種植基護坡。土工材料固土種植基可分為土工網墊固土種植基、土工單元固土種植基等多種形式。土工網墊固土種植基,主要由聚丙烯等高分子材料制成的網墊和種植土、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后粘接,形成穩定的空間網墊。該網墊質地疏松、柔韌,有合適的高度和空間,可充填并存儲土壤和沙粒。植物的根系可以穿過網孔均衡生長,長成后的草皮可使網墊、草皮、泥土表層牢固地結合在一起。另外,現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熱熔粘接成蜂窩狀單元中填土植草達到固土護坡的作用。土工材料固土種植基護坡形式也可以采用混凝土、石籠等做成外框來增加坡面穩定性,雖然比單純植物護坡抗雨水沖刷效果好一些,但還是難以抵御較大洪水侵蝕,還不能應用到堤防迎水坡面。

(三)植被型生態混凝土護坡植被。該型生態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、適量的細摻和料組成,是植被型生態混凝土的骨架,具有較高透氣性,在很大程度上保持了被保護土與空氣間的濕、熱交換能力。保水材料以有機質保水劑為主,并摻入無機保水劑混合使用,為植物提供必需的水分。表層土鋪設于多孔混凝土表面,形成植被發芽空間,減少土中水分蒸發,提供植被發芽初期的養分,防止草生長初期混凝土表面過熱。植被型生態混凝土對水流速具有較好的抗沖刷性能,上面的覆草具有緩沖性能。這種護坡受水位驟降的影響較小;在季節性寒冷地區,有利于排出和降低被保護土內含水量,減少凍害破壞。

四、防洪護坡創新中應重視的幾個問題

(一)從政策上支持。長期的防洪護坡工程建設,人們已習慣于建設傳統護坡。對于新技術和創新成果的推廣,必然會遇到這樣那樣的阻力。因此,必須要有一定的政策支持,才能確保新一代護坡技術的廣泛使用。

(二)既重視具體設計,又重視宏觀視野。護坡設計看似簡單,但要做出符合中國經濟社會發展和時代要求的優秀方案,必須要將工程師、藝術家、經濟師和環境保護部門的思維溶于一體。在具體設計中應對我國發展中應遵循的模式、能源消耗、礦產總量和污染排放處置等都要有一定的了解。

(三)重視科技創新。護坡是一種相對低技術含量的水利工程,如果大量引進采用國外產品,經濟上極不合算。我國是一個治水歷史悠久的國家,都江堰、靈渠、大運河等一批古代杰出水利工程都證明中國人具有無比的智慧。因此,我們要重視科技創新,充分調動水利科技工作者的積極性,開發出具有自主知識產權的新一代護坡產品。

(四)材料的創新是關鍵。河道堤防護坡工程建設耗廢大量的塊石、混凝土預制塊或其他材料,其成本占工程總費用的比例大。因此,一定要重視護坡原材料、半成品生產的技術創新,加快開采、加工、運輸各環節配套升級,制定既開放競爭、又保證規模生產的產業政策,將護坡工程技術發展的切入點定在半成品生產創新上。

(五)建設資源節約型護坡。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,資源的利用和保護成為人民關注的焦點。1、重視可行性研究,減少硬化河道護坡。盡量避免河道混凝土護坡建后再拆,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,邊坡土質抗沖刷能力強的河段;河岸灘較岸邊坡平緩、植被生長良好的河段;土堤迎水坡在特大洪水年份也未發生浪坎等險情的河段。當然,硬化混凝土護坡對防洪來說是有利的,只有在工程措施和非工程措施上綜合權衡利弊。對河道護坡工程進行科學、嚴謹的可行性研究,是實現資源節約的前提。2、開闊工程技術設計思路。采用何種形式的護坡來實現資源節約,僅從傳統思想上進行優化創新這種可能性不大。必須開拓新的思路。首先,盡量減少可再生資源的使用量,其次考慮護坡的造價與使用年限。(1)盡量減少混凝土用量,優化采用天然石材,天然石材從經濟及性能上看都具有優勢。(2)提高預制混凝土構件的強度。強度提高了,可以阻止環境水的侵入,從而保證混凝土塊的抗侵蝕性,增加了使用年限,使護坡的分攤成本小。

篇(3)

土木工程中的邊坡支護技術比較多,例舉比較常見的邊坡支護技術。如:《”錨桿支護,其在邊坡支護中較為常見,利用水泥土墻做為輔助支護,有利于邊坡的側向穩定,錨桿支護在土木工程中,適用于高度低于6米的基坑,提供足夠的支護力;(2)開槽施工,先根據邊坡支護的情況,在基坑周圍開挖內槽,利用內部支撐的方式,形成邊坡的擋體,支擋土木工程邊坡內的土體結構,由此保障邊坡的穩定度;(3)土釘支護,此類邊坡支護方式的穩定性較高,但是其對土木工程的環境有要求,只能適用在特性土質內,而且土質內的水位不能太高,在邊坡基坑低于12米的工程內較為常見;(4)逆作拱墻,結合土木工程基坑的實際情況,設計拱墻支護,通過拱墻提供支護的能力,一般邊坡支護中的逆作拱墻分為全封和局部兩種,需根據邊坡支護的需求確定拱墻類型。

二、土木工程中邊坡支護技術的應用

土木工程中邊坡支護技術的應用主要分為三項,支撐土木工程的邊坡施工,對其做如下分析:

1、邊坡支護方案

根據土木工程的需求,制定邊坡支護的方案,保障其在土木工程中的順利施工。以某土木工程為例,分析邊坡支護技術的方案川。第一該工程采取土釘支護的方式,根據方案要求,在土釘支護的過程中,要保障支護的強度達到工程標準,方案中規定了土釘的深度,要求施工人員嚴格按照深度執行支護;第二標記成孔的位置和編號,便于邊坡支護時識別;第三設計拉拔試驗,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度;第四規定注槳的比例,規范外加劑的用量,該工程方案中規定采用重力灌注的情況,適當情況下可以采取補槳處理。

2、基坑開挖

基坑開挖是土木工程邊坡支護的重要環節,因為基坑開挖的過程中,導致土層或地質結構出現破壞,增加開挖的難度,尤其是在開挖后期,很容易出現變形、位移,所以基坑開挖中需要遵循分區原則,確保分區基坑平衡開挖后,才能進行下一分區的基坑作業izl。例如:某土木工程在基坑開挖中,開槽后立即進行支撐,支撐完成后緊接著進行開挖,而且還要遵循分區的原則,避免超過基坑原本的設計量,該工程基坑開挖到距離支護邊坡約8米的時候,進行分段開挖,以25米為分段的標準,為提高基坑開挖的速度,該工程在分段基坑內選擇了跳挖的方式。

3、地質監測

地質監測應用在邊坡支護的整個過程中,主要是排除土木工程施工中的地質影響,保障土地工程處于穩定的狀態,以免發生變形。邊坡支護中的地質監測,穩定土木工程的施工環境,規避地質環境引發的風險,尤其是基坑施工部分,更是要強化地質監測,根據地質監測的數據,安排邊坡支護的施工。邊坡支護施工技術中的地質監測,起到良好的監控作用,施工人員觀察測點的地質變化,對施工方案提出改進意見,以此來提升邊坡支護的水平,促使其更加適應土木工程的環境。地質監測中能夠約束邊坡支護技術的應用,及時發現土木工程地質條件的臨界值,準確控制邊坡支護,以免土木工程的邊坡結構受到地質影響。

篇(4)

近年來創傷性食管破裂隨著各種創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年至今共收治創傷性食管破裂患者8例,經積極手術治療及精心護理,全部治愈。綜合護理措施是治療成功的重要因素,現將護理體會報告如下。

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:均有不同程度的胸痛、胸悶、呼吸困難及皮下氣腫,合并腹部損傷出現腹痛、腹脹。傷后確診時間最短2h,最長72h;食管破裂24h內手術3例。1例經食管碘油造影結合胃鏡、胸部X線及CT檢查確診,進行手術;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經碘油造影才確診;1例經左側開胸胸腔沖洗后,行食管胃左頸部吻合術,1例先行左側開胸膈疝修補+空腸吻合術,另1例行雙側胸腔閉式引流術,抗生素鹽水沖洗雙側胸腔,并行空腸造瘺術。本組病例無手術死亡,無護理并發癥,均痊愈出院。

2護理

2.1嚴密觀察病情患者入院后表現為急性痛苦面容,呼吸急促,口唇發紺,常伴煩躁不安,入科后即給予持續吸氧,迅速建立靜脈通道,嚴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、量等;入科后給予留置胃腸減壓管,必要時放置胸腔閉式引流管。

2.2心理護理

2.2.1穩定患者情緒入院后由于患者突發食管破裂,病情重,患者及家屬常表現為緊張、恐懼,護士應態度和藹,以親切的語言安慰、鼓勵患者及家屬,消除其緊張、恐懼的情緒,耐心解答患者及家屬的疑問,列舉成功病例,使其樹立信心,能夠較好的配合治療。

2.2.2與患者溝通,增強康復的信心由于病程長,患者長期留置胸腔閉式引流管及鼻飼管,護士應在病程的不同階段及時了解患者各病程的顧慮,多去病房與患者溝通進行心理疏導,以表示同情、關心,并鼓勵家屬多陪伴患者,讓其感覺到精神上受到支持,使患者始終充滿康復的信心。

2.3術后護理術后患者安置于監護病房,密切觀察病情變化,遵醫囑使用藥物治療,加強呼吸道護理,做好各管道護理及各項基礎護理;有效預防并發癥的發生;本組無一例發生肺部并發癥及壓瘡。

2.3.1密切觀察生命體征變化持續心電監護;記錄出入液量;呼吸困難者給予持續低流量吸氧,血壓平穩后給予半臥位。

2.3.2引流管護理保持引流管通暢是確保手術成功的關鍵,及時觀察引流液顏色、性質、量,防止胸內瘺的發生;鼓勵患者深呼吸、咳嗽,并取半臥位,使胸腔內的食物殘渣、膿液及時排出,利于肺復張。定時擠捏胸管,護士站在患者患側,雙手握住胸管,擠壓時兩手前后相接,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、無名指、小手指腹用力快速擠壓引流管,反復操作。

2.3.3胃腸減壓管護理持續胃腸減壓,吸出胃內容物,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,促進其愈合。

2.3.4疼痛的護理開胸術后全麻清醒,患者存有疼痛主訴,護士應及時發現,調整舒適,保持安靜環境,與患者進行溝通,分散注意力,提高疼痛閾值。

2.3.5加強呼吸道護理術后及時進行胸部體療,配合霧化吸入,可預防和減少肺部并發癥,促進術后早日康復[2]。本組患者常規指導進行深呼吸、腹式呼吸和縮唇操訓練,每次5~10min,每日2次,并進行有效咳嗽、咳痰,以促進胸液排出,預防肺部感染。

2.3.6加強術后營養營養支持對維持患者機體正常代謝,恢復功能及減少并發癥具有重要意義。營養支持可經腸內或腸外途徑,大量文獻表明,腸內營養符合正常生理特點,能維持腸黏膜屏障功能,且節約醫療費用,是外科營養支持的首選途徑[3]。本組1例經左側開胸胸腔沖洗后,行食管胃左頸部吻合術,1例先行左側開胸膈疝修補+空腸吻合術,術后恢復良好。

2.3.7并發癥的觀察胸內瘺是一種嚴重的并發癥,術后應注意密切觀察有無體溫升高、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,經胸液中檢測到則可確診,疑有胸內吻合口瘺的病人,囑其禁食,持續引流,并準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,均無堵管現象出現。

3結果

本組8例患者,經上述護理方法后,無并發癥出現,均得到有效治療護理,治療效果好,本組人員均康復出院。

4小結

創傷性食管破裂是一突發而嚴重的疾病,一旦確診,應選擇相應的治療方法;做好相應護理措施:給予有效心理護理,做好各管道護理及各項基礎護理;給予營養支持;嚴密觀察病情;保持各引流管的有效引流,是創傷性食管破裂獲得搶救成功的重要因素。本組患者接受手術治療,經過精心護理,術后均未出現嚴重呼吸道并發癥,本組人員均康復出院。

參考文獻

篇(5)

1 概述

國際上對生態防護技術還沒有一個確切的術語,目前一些專家將生態防護技術定義為基于生態工程學、工程力學、植物學、水力學等學科的基本原理,利用活性植被材料,結合其它工程材料在邊坡上構建具有生態功能的防護系統,通過生態工程自支撐、自組織與自我修復等功能來實現邊坡的抗沖蝕、抗活動和生態恢復,以達到減少水土流失、維持生態多樣性和生態平衡及美化環境等目的技術。

邊坡生態防護應該是工程防護與植被防護的適當的結合。邊坡防護的理念應該是以保證邊坡穩定性為出發點,再考慮經濟、環保及美觀。即對于一般地質情況相對簡單,坡度較緩且高度不大的邊坡,如果單獨的植被護坡可以滿足維持邊坡穩定的要求,則可以取代工程防護,這種情況不僅可以美化環境,并且能減少造價;如果地質情況復雜的高陡邊坡,則應該采用工程防護和植被結合的方法。

2 我國山區公路邊坡生態防護研究現狀

我國是個多山的國家,山地、丘陵和比較崎嶇的高原總面積,約占國土面積的三分之二。我國的森林覆蓋率只有13.92%。同時,我國是地質災害嚴重發生的國家,水土流失面積占國土面積的51%,而且山地的各種工程(公路、鐵路、水利、礦山及工業民用建筑)的大規模建設會造成一系列的環境問題,其中最突出的是破壞了當地原有植被,形成大面積不同程度的邊坡(或坡地),這些邊坡的存在進一步增加了水土流失、滑坡、泥石流的發生強度,也造成局部小氣候的惡化及生物鏈的破壞等生態災害。

國內山區公路邊坡生態防護研究有以下特點:(1)目前比較成熟的技術主要有:三維植被網、漿砌片石骨架植草防護、藤蔓植物護坡、土工格室植草及鋼筋混凝土框架植草護坡等,對于填方邊坡或較緩的中小挖方邊坡實施效果良好,但對于高陡巖質或劣質土邊坡的防護措施,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出現,但由于山區公路地域性的差別,而引起的地質土質差別較大,籠統照搬試點成功技術大多達不到滿意效果,缺乏生態防護技術適應性研究,造成資源和財力的浪費。(2)對單一防護形式研究較多,但對于防護體系的研究較少,缺少綜合防護研究;同時,在生態防護的重要內容—植被恢復中,缺乏系統全面的恢復理論研究,物種選擇顯得很隨意,沒有進行基于恢復生態學理論基礎上的篩選與配置,導致了綠化效果的千差萬別,造成了不必要的損失與浪費。(3)在防護形式研究中,缺乏對不同防護模式對邊坡穩定性影響的計算分析,大多為定性分析,缺乏數據支撐。

3 易北公路生態防護技術的應用

3.1 地形地貌

易北公路位于云南省尋甸縣境內, 尋甸回族彝族自治縣地處云南省東北部,本項目穿越地貌相對高差在300m以下,主要地貌類型為構造侵蝕~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。項目區地處我國東南季風與西南季風接觸地帶,屬低緯度亞熱帶高原季風氣候區。降水水源主要由印度洋孟加拉灣的暖濕氣流提供。

3.2 邊坡生態防護系統設計

3.2.1 種草護坡

種草護坡采用狗牙根。狗牙根為多年生草本植物,具有根狀莖和匍匐枝,須根細而堅韌。匍匐莖平鋪地面或埋入土中,長10~110cm,光滑堅硬,節處向下生根,株高10~30cm。葉片平展、披針形,長3.8~8cm,寬1~3mm,前端漸尖,邊緣有細齒,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,有時略帶紫色。種子長1.5mm,卵圓形,成熟易脫落,可自播。狗牙根性 喜溫暖濕潤氣候,耐陰性和耐寒性較差,最適生長溫度為20~32℃,在6~9℃時幾乎停止生長,喜排水良好的肥沃土壤。狗牙根耐踐踏,侵占能力強。狗牙根繁殖能力強,但種子不易采收,多采用分根莖法繁殖。

3.2.2 三維植被網護坡

采用狗牙根和紫藤混種。紫藤為暖帶及溫帶植物,對氣候和土壤的適應性強,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,向陽避風的地方栽培最適宜。主根深,側根淺,不耐移栽。生長較快,壽命很長。纏繞能力強,它對其它植物有絞殺作用。三月現蕾,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。樹皮含貳類,花含揮發油,葉子含金雀花堿等。與狗牙根一起混播,屬于灌木+草本組合,增強固土能力和生態性,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,羽狀葉有細裂,花黃色,花心黃色,夏季開花。全株具香氣,葉略帶草香及蘋果的香氣。生長習性喜陽光,排水良好的沙質壤土或土質深厚,土壤中性或略堿性。作為護坡灌木與狗牙根混合作用,屬于灌木+草本組合。

3.2.4 錨桿框架梁植草護坡

梁鑲六棱塊內培土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藤本植物,其形態與野葡萄藤相似。藤莖可長達18公尺(約60尺)。夏季開花,花小,成簇不顯,黃綠色或漿果紫黑色,與葉對生。花多為兩性,雌雄同株,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按每塊各三株比例混播,靠平臺的一排六棱塊內栽植爬山虎,每個六棱塊內一株,選擇蔓長1.2m的株苗。

3.2.5 碎落臺及挖方邊坡平臺種植

碎落臺:在邊溝碎落臺上以2.5米間距規則式栽植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,苗木栽植后統一對土路肩和碎落臺人工鋪草皮。草本植物為狗牙根。

護坡喬木紫葉李是喜光也稍耐陰,抗寒,適應性強,以溫暖濕潤的氣候環境和排水良好的砂質壤土最為有利。怕鹽堿和澇洼。淺根性,萌蘗性強,對有害氣體有一定的抗性。護坡灌木海桐球為亞熱帶樹種,喜溫暖濕潤的海洋性氣候,喜光,亦較耐蔭。對土壤要求不嚴,粘土、沙土、偏堿性土及中性土均能適應,萌芽力強,為中性樹種,在陽光下及半陰處均能良好生長。適應性強,有一定的抗旱、抗寒力,喜溫暖、濕潤環境。耐鹽堿,對土壤的要求不嚴,喜肥沃、排水良好的土壤。耐修剪,萌芽力強。紅繼木球喜光,稍耐陰,但陰時葉色容易變綠。適應性強,耐旱。喜溫暖,耐寒冷。萌芽力和發枝力強,耐修剪。耐瘠薄,但適宜在肥沃、濕潤的微酸性土壤中生長。

4 結論

本文結合對易北公路的氣候、地質地貌及植被情況經過調查分析,結合工程特點,在確定邊坡形式的基礎上,選取了不同邊坡條件下的防護形式,并針對不同的防護形式進行了恢復植被物種選擇與配置。

沿線應用了多種生態防護形式,包括:種草護坡、三維植被網護坡、拱形骨架植草護坡及錨桿框架梁植草護坡。沿線用了多個品種的綠化、護坡植物,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,創造了公路兩側綠化帶高低錯落的多層立體景觀。

參考文獻:

[1]方華.植被護坡現狀與展望[J].水土保持研究,2004(03).

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本文主要針對具有生態環保功能的生態混凝土的配合比設計、強度、干濕交替作用下的耐久性、護坡構建和綜合生態效應等方面進行了探討和研究。在基本性能方面,本論文研究了生態混凝土在摻加礦物摻合料時,其強度隨著摻合料摻量的變化規律。除此以外,還研究了摻加礦渣的生態混凝土處在干濕交替作用下的耐久性特點,進行了生態混凝土抗干濕交替性能的試驗。在護坡構建中,還研究了植物必要的生長環境、生態護坡植物的選擇以及生態護坡基質的選擇。此外,本文最后研究了不同粗骨料的生態混凝土水質凈化性能和污水處理的標準。

關鍵詞:生態混凝土,干濕交替,生態護坡,強度,水質凈化

中圖分類號:TU37 文獻標識碼:A 文章編號:

第一章 緒論

1.1 研究背景

近年來,在水利工程建設中,人們逐漸意識到河堤護坡是河流生態系統的一個重要組成部分,它是河道水流生態系統向陸地生態系統過渡的一個通道。河道不僅僅具有防洪、航運等基本功能,還應具有生物棲息地和人文景觀等功能。傳統的漿砌石或混凝土河堤護坡雖然結構穩定,具有防止水流和波浪對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要素間的物質、能量及信息系統的有機聯系,破壞了原有水陸交錯帶的生物群落。水生植物、水生動物不能正常生長而消失,生物多樣性急劇下降,從而影響整個河流的生態環境。

此時就需要考慮發展能與自然協和共生的建筑材料來建造護坡。此護坡可保持水土,加固堤岸,又可維持甚至增加生物多樣性并凈化水質。這樣,生態混凝土的概念就被引進了。生態混凝土又稱環境友好型混凝土,又名親環境混凝土,可以減輕環境負荷同時也與有機物相適應,它實質上是一種有著連續孔隙的多孔混凝土,水與空氣能夠很容易通過或存在于其連續通道內,能與生態環境相適應,可使水質得到凈化。雖然與普通混凝土相比,它的強度和耐久性都有所不及,但是其有著極為廣泛的應用前景,對人類社會的可持續發展有著深遠的意義。

生態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。就目前國內外的研究現狀來看,它的凈水機理主要是物理作用、化學作用以及生態綜合效應三個方面:

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濾材料,但是它的比表面積是遠遠小于如沸石、活性炭等良好的吸附凈水材料。而且在實際應用中,我們可以想像到,它的孔隙會慢慢堵塞,從而喪失了過濾的功能。因此它通過物理作用來凈水的效果是不會太明顯的。

2.化學作用

大家都知道,我們經常使用石灰來凈化水質,因為它不但可以調節pH,而且作為無機混凝劑可使污水中的懸浮物質絮凝沉淀,在澄清的同時也降低了水中污染物質的含量。混凝土組成材料中的水泥在水化過程中,以及混凝土浸泡在水中都會不斷地溶蝕出Ca(OH)2, 從而起到凈化作用。但是這會影響混凝土的耐久性,其堿性也會對生態植物產生影響。

3.生態綜合效應

由于生態混凝土是多孔結構的,所以它就提供了適合微生物生長的生存環境。在其表面和內部有大量的細菌棲息繁衍,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,可以充分發揮生物膜的作用,降解水中的污染物質。另外水草等植物附著生長在生態混凝土上時,可以吸收水中的N、P等污染物質。

總之,生態混凝土在水中富集的微生物、動植物形成了一個綜合的生態效應從而取得良好的水質凈化效果,因此是我們研究的重點。

1.2 國內外研究現狀

由于環境保護的需要,水土保持、水質凈化和退化生態環境的修復和重建得到了世界各國的重視。人們試圖通過多種途徑解決保水、排水、保護水資源、保護生物的多樣性等一系列包含復雜技術的生態環境保護問題。多孔混凝土是一種采用特殊工藝制備的含有連續空隙的混凝土,它既有一定的強度同時又具有透水性和透氣性;多孔混凝土在水中富集的微生物、動植物形成了一個綜合的生態效應從而取得良好的水質凈化效果,在美國、日本、歐洲等國家得到了較為廣泛的應用。

直到20世紀90年代美國、日本、歐洲等國家才開發使用生態混凝土這種新型的材料,尤其是日本在這方面做了深入細致的研究。日本大成建設技術研究所進行了連續四年的探索性研究,在1993年提出生態材料(environment conscious materials)概念的基礎上, 日本混凝土工學協會在1994-1995年設立了“生態混凝土研究委員會”,1995年日本混凝土工學協會提出了生態混凝土(environmentally friendly concrete / eco-concrete )的概念。[1]

在生態混凝土的水質凈化方面,文獻報道日本近畿大學的玉井元治教授從90年初就開始進行多孔混凝土(POC)在自然水環境中生物附著和水質凈化的可能性的研究。表明POC在自然水環境中會有大量不同的生物附著生長在其上面并具有水質凈化的效果。[2]文獻報道日本長崎大學于1994年起進行海水現場試驗,將直徑1m高0.5m的有孔試塊10個一組地投入海中,并于1995年2月至1996年2月每月實測一次水質變化,發現生態混凝土有富集營養物質的功能. 另有文獻報道,使用生態混凝土在公園內小河上建造凈水渠(15m×2m×0.4m),水在其中停留1~3h可去除水中的BOD40%~50%,長時間停留可去除80%~90%。[3]日本德島大學的水口裕之教授1997年在實驗室建立了POC水質凈化裝置并開始研究多孔混凝土的空隙率,粗骨料粒徑,孔隙直徑對混凝土的強度,生物膜附著和水質凈化效果的影響。發現空隙率20%~30%,粗骨料粒徑5~20mm的混凝土(28天強度7.5~23MPa)在實驗裝置中浸泡30天,T-P除去率達60%,T-N去除率達50%。[4]林正浩和水口裕之教授通過在生態混凝土中添加高爐礦渣和沸石粉方法,研究其對多孔混凝土強度和水質凈化的影響,取得了較好的成果。[5]日本宮崎大學中澤隆雄博士等也通過室內實驗裝置對POC的水質凈化效果進行了研究,表明POC對廢水的TOC、T-P、T-N的去除有明顯的效果。[6]

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這種現澆筑混凝土的施工工藝就是模袋護坡技術,其引進的時間是上世紀八十年代初期,在是由西方國家引進而來的,而這項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將混凝土直接灌進模袋里面來,最終就會呈現模袋的形狀了,其最終的最用是可以 護坡、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、適應地形性高、可以節省人力物力、可以再水下進行沖灌等方面的特點,才被廣泛的應用在建設道路、海堤等工程中來的。

一、對于模袋混凝土的應用分析

1.1在跌水壩試驗中的應用分析

上跌水壩段河底寬70m,設計輸水流量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,設計控制流速為1.0m/s。工程設計按輸水流量60m3/s設計,輸水流量75m3/s校核,壩體橫斷面結構形式為實用堰型,頂寬3.0m,上游側邊坡坡比為1∶2,現澆模袋混凝土伸入上游河底,下游側邊坡坡比為1∶1,模袋混凝土一直伸到消力坎形成消力池。為約束水流減輕對護坡底部沖擊,堰頂兩側設計高出堰頂1m的戧臺,由混凝土預制塊構成。

河底跌水壩壩體基礎利用原有的跌水壩基礎,壩坡面覆蓋一層300g/m2無紡土工織物,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,混凝土的設計抗壓強度為25MPa,混凝土設計抗凍標號為D150。壩下游消力池模袋混凝土通過混凝土之間的分縫以降壓,從而提高穩定安全系數。

這項工程中主要將模袋混凝土的護坡技術使用在跌水壩工程的,徹底的將原來的全斷面砌筑混凝土預制塊來進行修筑跌水壩的技術換成了模袋混凝土護坡技術了,那面針對此項施工技術在為了防汛河道跌水壩上面使用的結構形式及壩下消能等當面的一些重要的問題,只要通過可相關的一些水工模型和通過一些室內的試驗的驗證,就是可以完全的解決壩型結構及壩下消能方式和一些在施工中遇到的主要問題的,這無疑是拓展了此項施工該工藝在工程建設中的應用范圍。

二、模袋混凝土護坡技術在海港邊坡防護的施工設計

2.1模袋混凝土的配合比設計

機織模袋混凝土護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性,使之在模袋內能順利流淌擴散,充滿整個模袋,不發生分離。因此,對其材料的配合比和外加劑的應用比一般泵送混凝土要求更高。必要時應根據具體工程情況通過試驗確定。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,強度大大提高。采用上表中細礫混凝土R28比普通混凝土強度高30%以上。

2.2模袋混凝土護坡結構設計

首先是在模袋形式的確定方面,是一定要按照此次施工項目的實際等級、詳細的施工地質條件和施工風浪的實際情況、水流的實際情況來確定的,最終的形式確定為帶排水點型的。另一方面是模袋厚度確定,那么對于模袋厚度的確定最重要的是以可以承受風浪的荷載和寒冷地區的冰推力的作用來最終確定的,但是在南方廣東地區那面的地質和氣候上,一般情況下是很少出現結冰的情況下的,所以,對于模袋混凝土的厚度上主要就是可以滿足護坡風浪穩定的要求來確定板厚的實際厚度的。

2.3模袋混凝土護底實例分析

該工程護砌型式為218m模袋混凝土護底,模袋混凝土設計厚度為10cm,底寬22m,長度218m,模袋混凝土工程量為490m3,模袋混凝土設計抗壓強度為20MPa,設計抗凍標號為F100。該區段渠底淤泥很厚,清淤到設計渠底高程時,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,然后進行模袋混凝土充灌施工,施工速度較快,非常適應軟基上施工作業,并且減少了淤泥土方開挖及碎石墊層方量,4900m2護底模袋混凝土充灌施工僅用了6天時間。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,減少了許多材料運輸、倒運,勞動強度低,減少了勞動用工,質量容易控制,大大縮短了施工時間,特別適合于引灤水源保護工程明渠護砌施工工期短、工程量大的施工特點要求。

三、在模袋混凝土實際應用中存在的一些問題

1、那么對于施工機械方面的問題來講,其問題是能夠直接的將水利施工的進度影響的。

2、在使用的沖灌材料方面,對于使用的要求是必須要按照項目的實際施工要求為前提的,只有在這樣的情況之下,才能不會影響正常的施工進度和正常的施工質量的。

3、在織物模袋的材料質量上和施工工程的質量,兩者之間是具有非常嚴密的關系的,也就是說織物模袋質量的好壞直接影響個工程的質量,所以,在工程中使用時,是一定要先將小塊的模袋進行事先試驗,等試驗結果出來之后,在進行確定具體實際模袋所需要的具體型號和具體的尺寸。只有做找這些,才可以保證正常的使用小輪車。不影響工程的進度。

4、對于施工單位和設計單位必須要及時和全面的了解這項新的施工工藝,在掌握之后在根據被刺工程的時間情況進行設計和分析,并且還要注意以上闡述的這些問題,必須要嚴格的按照相關的施工要求和施工規范進行操作,以此來確保整個工程可以按期交付和質量。

參考文獻

[1]劉揚敏,岳義權.土工模袋混凝土在水利工程護坡中的應用[J].小水電,2004年03期

[2]甄普民.土工模袋在東深供水改造工程中的應用[J].甘肅水利水電技術,2006年03期

[3]王學臣,祝寶家,康惠民.模袋混凝土護坡在大沽夾河治理工程中的推廣應用[J].山東水利,2002年12期

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對人文社科圖書館的定位

設計內容為新建文科圖書館建筑的設計,并對周邊環境的道路及停車設施進行規劃設計。要求新建校文科圖書館能夠滿足相關使用單位的使用要求,同時,新建筑應當與周邊校園建筑群形成良好的關系,并具有一定的特色。

作為清華大學圖書館的專業分館之一,結合專業學科背景,在校園內的特殊地理位置,以及校園內豐富的自然環境,該建筑應該以一種謙虛謹慎,沉穩低調的態度出現在讀者面前,同時消隱在校園的大環境之中。

對人文社科圖書館建筑形態的理解

1、清華校園整體環境肌理

清華校園的整個環境肌理是以“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,建筑與環境,乃至整個校園形成的是一種圍合或是半圍合的空間關系。

2、地塊分析

清華大學人文社科圖書館項目選址位于清華綜合公共功能核心區,西側鄰南北主干道,東邊為土木工程學院,北向、南向分別與學生宿舍8號樓、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坡。

地塊上擁有大量生長完好的植被,主要包括有白杏,楊樹,槐樹,塔松,白玉蘭等一大批生長年限較長,樹型已經成熟的木本植物。但主要集中在北側和西側的護坡上,缺乏系統的梳理,較為無序和雜亂。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,無法為地塊內的建筑阻擋寒風或者改變風向。

3、形態構成

項目地塊內建筑全部拆除;植被保留絕大部分。地塊西側和北側的護坡加以整理,將護坡根據高差修整成臺地。且分為三級,除原有樹木之外,在適當添加常綠喬木,最少達到密集種植3行常綠喬木,以緩解冬季寒風對地塊內的影響。

把“淡泊以明志,寧靜以致遠”定為本設計的主題。 通過營造淡泊的建筑,寧靜的空間來隱喻中國文人的情懷。 利用場地形成多重圍合,遠離塵囂,創造庭院深深的場所。建筑本身也采用“庭院圍合”形式,以高大的楊樹林為“墻”形成一次圍合,并通過圖書館及土木實驗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”清華大學的校園肌理中。

對人文社科圖書館主要使用者們行為模式的理解

1、學生們的需求

圖書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永恒不變的。但僅僅只有閱讀空間是不夠的。自習,同樣是學校文化中重要的組成部分,而且圖書館是大學生們自習行為的最好場所之一。

依據馬斯洛的心理需求理論及大學生心理需求理論,人以交往和歸屬作為第一層次的需求,并以學習作為最高一級層次的需求。而在低一級層次的需求未得到充分滿足時,高一級層次的需求不可能獲得真正意義上的實現。所以公共自習空間的營造應以滿足學生的交往和心理歸屬為前提。

自習的學生都將安靜明亮的教室作為選擇教室的首要條件,這反映了學生對公共自習空間相對私密性的需求;但同時學生也都認為交往合作的學習方式無論在心理上還是學習效率上都對學習本身有極大的促進作用,因此公共自習空間應該是私密性、公共性兼而有之。正如Altman認為的那樣:“私密性是對接近自己或自己所在群體的選擇性控制。關鍵是從動態和辯證的方式去理解環境和行為。獨處是人的需要,交往也是人的需要。”

2、設計理念的形成

將書庫與閱覽空間相對獨立,而又將自習空間從閱覽空間相對出來,在滿足圖書館的基本功能的前提下,注重學習方式建有獨立研究與團隊合作性的原則;注重學習內容兼有基礎性、研究性與趣味性的特點;注重自習空間在使用上兼有獨立研究性和公共交往性的特征,明確自習空間的領域感和心理歸屬感,以確保研究,學習,閱覽的高效性。

對人文社科圖書館建筑單體的理解

1、形態的建立

建筑為白色的簡潔形體,沒有復雜表現,簡潔的幾何體塊,樸素的色彩,與樹林相互依襯形成明亮,寧靜的氛圍。

2、功能的分區

建筑以中心圓形書庫為核心,四周環繞大空間作閱覽之用。空間形式靈活多變,仿佛可以在書籍的叢林中“閑庭信步”。中心圓形書庫作為獨立的存在,可以在關閉書庫的時候,其他閱覽空間仍然開放,滿足學生們自習的需求。

3、光之廊

一個獨特的研修場所,安靜而相對獨立,螺旋上升的書庫與周圍的閱覽和自習空間的形成了一個可以自我循環的系統,讀者可以選擇自己喜歡的通道和適合自己閱讀學習自習的樓層。既可以隨著螺旋的上升在連續查看大量書籍的同時到達自己想到的樓層,也可以通過門廳的樓梯,不經過書庫,直接進入自習和閱覽空間內學習。

4、靈活的空間組合

以標準化模塊劃分空間,可自由靈活的組合。主要分布在西面和北面,相對獨立于南面的閱覽室。通過可移動的軟隔斷,可以隨意分隔單間的大小,形成從可供2~4人到8~10人的各種獨立討論空間,使用更便捷,建筑更有生命力。

總結

將書庫獨立,將閱覽空間重新分割組合,雖然這種空間模式和現在圖書館流行的超市型空間模式有所不同,甚至和傳統的以書庫為中心的圖書館空間模式較為接近,但是,作為一個綜合大學的專業圖書館,更需要的滿足學生們實際的學習需要,而并非盲目追求新的大型公共圖書館空間模式,創建一種更加符合學生行為特征的公共自習空間,并且和圖書館空間相結合,是一次大膽的嘗試。

當然,設計過程中還存在很多問題沒有很好的解決。比如核心書庫和周圍閱覽室的連廊由于設計不到位,由于高差形成了很多坡道及臺階,不利于圖書的管理和運輸。因為課程設計時間有限,沒有很好去解決這些類似的實際問題。希望下次有機會再繼續改進。

參考文獻:

[1]李道增 《環境行為學概論》

[2]莊維敏 《建筑策劃導論》

[3]戴利華主編, 《2003海峽兩岸圖書館建筑設計論文集》

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1 概述

護坡工程是保證堤防安全的重要單元,也是堤防建設的重要內容。聯鎖型混凝土護坡是近年來出現的新型護坡形式,它由聯鎖型混凝土塊面層、級配碎石濾水層、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度混凝土預制塊,通過獨特的聯鎖設計,塊與塊之間相互連接而形成的聯鎖型矩陣。整個護坡系統設計充分考慮了各種水深、水流速度和風浪情況等水力條件下的邊坡穩定,也能有效的防止水土流失。

聯鎖型混凝土護坡結合了傳統剛性護坡與柔性護坡各自的優點,既具有剛性護坡穩定性好、抗沖能力強的特點,又具有柔性護坡適應位移和變形能力強、孔隙率高透水性好的特點。由于相鄰的塊體之間相互咬合,塊與塊之間具有較強的聯鎖性,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構的整體穩定性,從而降低了單個塊體的穩定重量和尺寸,節約工程成本。另外,塊體的形狀與大小都適合人工鋪設,施工簡單、方便,新舊坡面都能用,大大節省后期維修費用。

同時,采用開孔聯鎖混凝土護坡不僅可增強視覺效果,更重要的是出于減少波生浮托力的考慮。理論分析計算和模型試驗結果均表明,具有高滲透性的護面層有利于結構穩定,相同波要素條件下可減小護砌厚度。

2 開孔聯鎖混凝土護坡設計

2.1 護坡塊體所受荷載分析

混凝土護坡塊體在使用過程中受到的荷載包括:在靜水中主要有重力(扣除浮力)、墊層對塊體的支撐力以及塊體和墊層間的摩擦力;動水中還受到波浪的作用力。此外,在內河航道中,岸坡受到船舶航行碰撞的影響也是導致護坡損壞的原因之一。

2.2 護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:單塊塊體的破壞和護坡層的整體滑動。其中主要以第一種為主要破壞形式。

1)單塊塊體的破壞:當波浪作用下塊體處于臨界穩定狀態時,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,塊體被托起,以至脫落失穩。由于聯鎖混凝土塊體之間相互咬合,一塊塊體脫落后,極易引起其周圍護坡塊體的松動破壞,故有一塊聯鎖塊脫出時,即認為護面層遭到破壞。

2)護坡層的整體滑動破壞。滑動推力為塊體凈重力(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間的摩阻力以及坡腳結構的支撐力。因工程中常采取相應措施(如在堤腳做趾結構或將堤坡放緩)避免塊體護面的滑動,故整體滑動破壞并不常見。

2.3 聯鎖混凝土護坡設計

2.3.1 塊體的穩定重量驗算

護坡塊的設計計算中,常用美國的赫德森(Hudson)公式計算護坡塊體的穩定重量:

式中,W為單個塊體的穩定重量,為塊體材料的重度,H為設計波高,K為塊體穩定系數,為水的重度,為斜坡與水平面的夾角。其中Hudson無量綱穩定系數K的取值主要取決于塊體形狀、表面糙度、嵌固程度等因素,對混凝土板塊可取3.0。

2.3.2 作用在護坡上的浪壓力計算

護岸上的浪壓力計算根據波浪形態主要分為兩類。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驗研究方面,提出的公式尚屬于經驗公式范疇。

因其簡單、便于計算,目前常用的浪壓力計算公式為Sainflou公式:

該公式在相對水深 =0.135~0.20,波陡的范圍內,具有相當好的精度。然而當較大時,往往給出偏大的波浪力;當 較小時又給出偏小的波浪力。因此我國港口工程規范中規定,在相對水深,波陡時,要根據工程經驗引入修正系數K。

2.3.3 安全系數計算

用一個經過計算所得的數值“安全系數”表征在特定的水力條件和場地特征條件下單元的穩定性,該數值應大于所選取的允許安全系數值。設計中忽略以下影響:1. 塊體間的摩擦力和繩索等的連接力;2. 若塊體內或相鄰塊體之間的孔隙內種草,草根增加鋪面系統與土基之間的連接力;3. 塊體在坡道頂部錨固在土體內,以防止鋪面系統沿著坡道或縱向滑動。以上幾個對穩定有利的因素在設計中均不考慮,所以設計偏于安全。

根據護坡的適用條件、塊體的結構等因素,選取對應的最小容許安全系數值通常在1.2~2.0之間。

設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。塊體穩定性取決于相對于質點的彎矩值。因此將約束力矩與傾覆力矩的比值定義為系統中單個塊體的安全系數( )。

式中為在地基平面內的投影值;為各力的作用力臂;為塊體運動方向與垂直方向的夾角;為塊體運動方向與拖曳力的夾角。

3 工程應用

結合京杭運河山東段主航道自然岸坡土質、水流流態、通航特點等工程實際,進行了開孔聯鎖混凝土結構設計并鋪裝了試驗段,其設計平面圖見圖1。其中,護坡坡度為1:2,護坡塊體厚度為120mm。護坡混凝土強度等級C25,抗凍等級為F150。

根據計算分析,護坡單個塊體安全系數為2.13,滿足安全要求。

【參考文獻】

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篇(10)

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:TV85文獻標識碼:A文章編號:

引言:城市河道邊坡作為河流生態系統的重要組成部分,是河流與城市生態系統之間的過渡帶,在保持水土、凈化水體、防洪行洪等方面具有重要的功能。傳統的河道邊坡防護主要采用漿砌或干砌塊石護坡、現澆混凝十護坡、預制混凝土塊體護坡等。主要關注不同駁岸形式的穩定性與安全性,較少考慮塊石、混凝土河道邊坡防護對生態環境產生的負面影響。隨著社會經濟的發展,人們對于城市環境日益關注,傳統護坡形式對生態環境帶來的嚴重不良影響也逐漸被人們所認識。在城市河道新建、改造過程中,建立既滿足城市河道行洪排澇穩定性,又有利于恢復河道生態系統平衡的邊坡生態防護平臺已迫在眉睫。

一、傳統護坡對河道生態環境的影響

在河流生態環境系統中,河岸作為重要組成部分,是河流與陸地生態的過渡區,在調節氣候、保持水土、防洪等方面有重要作用。對于河岸的保護不僅要考慮河堤結構物的穩定性,更應該考慮生態系統的平衡。但是,在以往的城市河道建設中,人們為了保障城市安全,各地紛紛興建標準堤防以抵御洪水。標準提斷面一般選擇直立式或斜墻式,現澆混凝土護坡、預制混凝土砌塊護坡和土工模混凝土護坡等形式。這些傳統硬質化的護坡結構有利于河道的防洪、排澇,但其對環境保護、河道生態平衡、城市景觀造成的負面影響幾乎未被考慮。這些負面影響主要表現在以下幾方面:

a.對生態環境的影響。傳統的硬質化護坡和護岸結構將河岸表面封閉起來,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,破壞了河流生態系統的整體平衡,生物多樣性條件破壞,天然食物鏈脫節,河流生態系統逐漸退化,生物多樣性銳減。同時也致使河道天然的自凈能力遭到破壞。

b.對人類生存環境的影響。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境,對天然河道的水質和水環境產生了負面影響,直立陡坡河岸難以滿足親水要求,對人們的生活質量和身心健康帶來很大負面影響。

c.對景觀環境的破壞。不能滿足人們對“朱雀橋邊野草花,烏衣巷口夕陽斜”,“小橋流水人家”這種良好生態環境的向往。

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。下面就國內外一些經驗和筆者的一些初步設想作一介紹采用新型材料,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造的主要源泉。在國內和國外相繼出現了一批用于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于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鑒和參考。

1、石籠結構生態護岸

此法為一傳統護岸方法,在上世紀90年代得到廣泛應用。鐵絲網與碎石復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。鍍鋅鐵絲網籠容易銹蝕,在河道護坡方面一般不宜選用,而應選用耐銹蝕的噴塑鐵絲網籠。鐵絲網與碎石復合種植基一個最大的優點就是它比較適合于流速大的河道,現場施工簡便、抗沖刷能力強、整體性好、適應地基變形能力強,避免了預制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墻。該法缺點為石籠構件使用壽命短。

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后粘接,形成穩定的空間網墊。該網墊質地疏松、柔韌,有合適的高度和空間,可充填并存儲土壤和沙粒。植物的根系可以穿過網孔均衡生長,長成后的草皮可使網墊、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,植物種植一般采用草籽加水力噴草技術完成。該法優點為護坡具整體性和柔性,既能抵御水流力牽拽,又能適應地基沉降變形,有利于植被生長、改善生態和景觀;基礎處理簡單、施工方便。缺點為占地較多,必須有一定坡度,網墊單價較高。

圖一、植被型生態混凝土結構

3、植被型生態混凝土。植被型生態混凝土是日本近年在河道護坡方面作出的研究,主要由多孔混凝土、保水材料、難溶性肥料和表層土組成。其結構如圖一所示,多孔混凝土由粗骨料,混有高爐爐渣和硅灰的水泥,適量的細料組成。是植被型生態混凝土的骨架。保水材料常用無機人工土壤,水性高分子材料,苔泥炭及其混合物。表層土鋪設有多孔混凝土表面,形成植被發芽空間,同時提供植被發芽初期的養分。在城市河道護坡或護岸結構中可以利用生態混凝土預制塊體做成砌體結構擋土墻,或直接作用為護坡結構。

4、水泥生態種植基。水泥生態種植基在國內國外均有研究。它是由固體、液體和氣體三相組成的具有一定強度的多孔性材料。固體物質主要包括適合于植被生長的土壤、肥料、有機質及由低堿性的水泥、河砂組成的膠結材料等。在種植基固體物質間,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。在種植基內還可填充保水劑,保持植物在常日照坡面能很好生長。

5、土壤固化劑。高性能土壤固化劑在國外日本等國家應用于工程領域已經有30多年的歷史,廣泛應用于道路工程、土木建筑工程、環境保護工程、農田水利工程,固化處理各種污泥。但固化劑做為我國90年代引進的高新技術產品,在北京地區乃至全國大面積用于河(湖)底固化尚屬首次。固化劑是以水泥主體摻入特殊的激發元素后制成的,其作用機理主要是固化劑中的水分子調節劑與土壤中的水分子形成化學鍵,對水分子有很強的吸咐作用,利用土壤穩定固化,其中含有微晶核,通過晶核配位,在土顆粒孔隙中生成針狀晶體,填充土體孔隙,形成骨架結構,固化劑中的固化分子通過交聯形成三維網狀結構,從而提高土壤的抗壓、抗滲、抗折等性能指標。

結束語:

城市河岸是城市的窗口,濱水景觀體現出一個城市的經濟、文化、社會風貌。在尋求城市特色化、個性化、經濟化、全球化發展的今天,城市水環境的整治已經越來越受到人們的關注,開發建設好濱水城市堤岸景觀帶,對于提高人民生活條件,塑造城市新形象有著積極的作用。隨著我國城市建設健康快速發展,本文希望通過對河道生態護坡問題的初步介紹與分析,并結合揚州市選用生態護坡所取得的良好成果,為我國的城市河道整治中引入“兩型”概念,在未來城市發展過程中,規劃和建設人和自然環境和諧相處的城市景觀河道提供參考。

參考文獻:

[1]張俊云、周德培、李紹才;巖石邊坡生態護坡研究簡介[期刊論文]-水土保持通報 2000(04)

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