南水北调中线工程渠道土质边坡防护技术研究.doc

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1、南水北调中线工程渠道土质边坡防护技术研究孟庆亮摘要南水北调中线工程为长距离输水明渠，渠道土质边坡的防护是一个系统工程，选择合理的防护型式，既要满足坡面防护需要，还要尽可能的降低工程投资，便于就地取材，同时兼顾渠道景观、生态保护等诸多方面。本文结合工程实际把取得的成果加以总结，以供类似工程借鉴。关键词土质边坡防护技术防护型式防护材料1概述南水北调中线工程为长距离输水明渠，除局部为岩石地层外，大多数区段为土质边坡。经对已建工程的调研，单级边坡高度一般为6～10m，挖方边坡坡比不等，坡高且陡，抵抗雨水冲刷、自然风化能力较差，如不妥加防护，容易

2、出现冲沟、局部坍塌、滑坡等危害，影响渠道正常通水。渠道土质边坡的防护是一个系统工程，防护型式既要满足坡面防护需要，还要尽可能的降低工程投资，便于就地取材，同时兼顾渠道景观、生态保护等诸多方面。在南水北调中线穿黄工程南岸一标（以下简称穿黄一标）和荥阳段工程施工2标（以下简称荥阳2标）施工期间，通过开展渠道土质边坡不同防护材料和型式的效果研究，取得了满足设计防护功能的成果。2防护型式研究2.1满砌护坡对整个坡面进行防护，防护效果无疑是最好的，也是常用的防护型式之一。该类型式护坡存在的主要问题在于：工程量大，投资高；景观单一，不符合生态保护理

3、念，施工也极为困难。根据对南水北调中线工程的调研情况来看，由于材料运距远、现场垂直运输效率低，该型式护坡仅在穿黄工程隧洞进口等重要部位有少量应用。2.2拱形骨架护坡拱形骨架护坡在公路、铁道等工程中已有广泛应用，拱架半径一般为1.5～2m，除拱身骨架外，拱圈内部可植草绿化，也可施做薄层砂浆、混凝土防护。该种型式护坡结构合理，受力条件下，亦可较好的满足边坡防护要求。与满砌护坡相比，拱形骨架护坡的工程量为前者的1/2～1/3，且具有一定的生态效益。施工也相对方便，无需搭设大量的脚手架等，劳动强度降低。南水北调中线工程方城段、鲁山段、荥阳段等均

4、大量使用了拱形骨架护坡。2.3空心砖护坡空心砖护坡发源于园林工程，主要用于坡地造景等。混凝土预制框格整齐排列在坡面上，框架内植草保护，具有一定的工业化生产特征，可在短期内形成景观。与其它护坡型式相比，空心砖护坡工程量小，预制构件质量有保障，景观效果好。空心砖护坡在南水北调中线工程安阳段、新郑段等处有所应用，从现场情况来看，护坡适应基础变形的能力较差，容易出现局部凹陷或冲刷破坏，可靠性方面略逊于满砌护坡和拱形骨架护坡等常用的工程防护型式。2.4植草护坡由于迎合了注重环境和生态保护的理念，植草护坡近年来发展迅速。起初，因抗冲能力不足，植草护

5、坡主要适用于低矮且较缓的坡面。随着相关技术的发展，通过在坡面上设置土工格栅，采用喷播植草等技术，植草护坡已可以用于高陡边坡。传统的植草护坡成本低廉，施工速度快，但适用范围有限，且防护能力略逊于满砌护坡、拱架护坡等。新型植草护坡可较好的弥补传统护坡的缺点，但施工成本较高，一般与满砌护坡相当或高出，对其大面积推广有制约。同时，南水北调途经的河南、河北和京津地区四季分明，降水主要集中在夏季，冬季气温较低，草皮景观较差，且有局部退化现象。根据上述研究分析，结合南水北调工程的特点，局部重要部位宜选用满砌护坡，确保渠道安全运行；一般区段宜选用拱形骨

6、架护坡，在保证坡面安全的同时，降低防护成本。对于低矮的缓坡，可尝试使用普通植草护坡，进一步降低工程投资，与自然和谐共存。3防护材料研究3.1浆砌块石块石在以往工程中应用较多，主要特点是就地取材，以人工操作为主，机械需求低，建设成本低。但随着我国工业化进程的加速，块石的优势不再，并暴露出不少缺点。⑴块石短缺：南水北调工程沿线以平原为主，工程所在地不出产石料，块石均需长距离运输，而且随着环保、生态、维稳等政策执行力度增大，块石开采量日渐稀少，有限的开采量也转向水泥制造、碎石破碎等高附加值下游行业，上述因素都直接、间接推高了块石价格。以荥阳2

7、标为例，块石需从40km外的采石场拉运，价格约75元/m3，这些已颠覆了传统意义上地材的认知。⑵质量保障困难：砌石施工人工作业，工序繁多，主要工序为：修坡（机械和人工）→选石→修石→座浆→石料摆放→垫层铺筑→垫层捣实→表面块石砌筑→剔缝→勾缝。护坡砌筑过程中人为因素非常多，存在原材料、砂浆拌和物、砂砾石垫层压实度、砌筑体与砂砾石垫层的厚度、块石的块度、砂浆饱满度、砌缝宽度、护坡表面平整度、勾缝高度和宽度、养护等一系列质量控制要点。薄层浆砌石护坡结构质量控制尤为复杂和烦琐。⑶施工工效低：砌石属于劳动密集型项目，包括了选石、修石、工作面运输

8、、试摆、砌筑、修缝等众多工序，施工人员体力消耗大，施工工效低。近年来，人均月工资由本世纪初的七八百元增加至三四千元，砌石人工成本也翻了2番，已接近混凝土施工人工成本。即使这样，因工作艰苦等原因，新生代农民工