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【工程应用】陕西黄金峡水利枢纽右坝肩边坡生态修复试验工程

作者: admin_li   时间:2022-05-30 08:53:27   点击:644次

一、工程概况

黄金峡水利枢纽是引汉济渭工程的主要水源地,是引汉济渭工程的“龙头”。黄金峡水利枢纽总装机容量12.6万千瓦,其坝址位于汉江干流上游峡谷段,地处陕西南部汉中盆地以东的洋县境内。黄金峡水利枢纽工区包括枢纽与秦岭隧洞黄三段(黄金峡—三河口)两大主体工程。黄金峡水利枢纽拥有当前亚洲最大的泵站,总装机12.6万千瓦,设计流量70立方米每秒,设计扬程106.5米。枢纽建成后主要以供水为主,多年平均调水约10亿立方米,兼顾发电,同时改善水上航运条件。秦岭隧洞(黄三段)是连接黄金峡与三河口两大心脏工程的大动脉,设计流量70立方米每秒,全长16.5公里。

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二、边坡简述

本工程试验区位于黄金峡大坝右岸坝肩框格梁混凝土边坡内,高程范围为EL488m~EL512m,坡度接近1:0.35,框格梁尺寸约为2m*2m,预留排水孔,面积约7000㎡。2018年12月,经项目部相关部门多方调研后,最终选用三峡大学润智生态科技研究院的专利技术—植被混凝土生态修复技术对右坝肩框格梁边坡以及其延伸段的一块混凝土边进行“引汉济渭生态修复试验工程”示范。如下图所示:

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施工中


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原始图


三、施工措施

1. 主要施工工序

坡面清整→锚钉施工→安装导水管→植生棒安装→挂铁丝网→绑扎固定网片→植被混凝土基层喷射→植被混凝土面层喷射→覆盖→喷灌系统安装→养护。

2.坡面预处理

施工前由配备安全防护措施的专业人员自上而下对框格梁内的混凝土支护坡面上的杂草、落叶枯枝、浮土浮石等进行了清理,使坡面干净平整。

(2)锚钉施工

坡面清整完毕后,采用电钻垂直于坡面钻孔,钻孔间距为100cm*100cm,每个2m*2m的框格梁内布设11个钻孔。钻孔直径为32mm,钻孔深度60cm,钻孔倾斜角度不超过1度,钻孔达到设计深度后在停止进尺情况稳钻1~2min。钻孔结束后采用高压风进行清孔。锚钉采用HRB400φ18钢筋,锚钉长为55cm(外露12cm),锚钉在安装前进行了除锈和涂刷防锈漆,安装完成后采用水泥砂浆灌浆。

(3)安装导水管

在喷锚后预留的排水管上使用大于排水管直径长度约25厘米的PVC管直接套接在排水管上,起到后期山体排水的作用和为植物生长输出部分山体水份及养份的功能。

(4)安装植生棒

抗滑棒釆用聚丙烯PP纤维袋装特制营养土,每条长度2m,直径10cm。抗滑棒沿坡面锚钉水平布置,并固定于锚钉上,抗滑棒竖向间距约100cm,每两个锚钉之间及抗滑棒端部采用HRB400φ8∪型钉加固,∪型钉在使用前采用防锈漆进行除锈。缓释抗滑棒内营养土由种植土、有机物料、有机肥、复合肥等按特定比例组成。

(5)铁丝网铺设安装

抗滑棒安装完成后,在框格梁内铺设铁丝网,铁丝网采用14#镀锌铁丝网,网目5cm×5cm,网片由上至下铺设,铁丝网铺设要张紧,网片搭接距离不小于10cm,所有网片之间应用铁丝绑扎牢固,在锚钉接触处也一并用铁丝与锚钉绑扎牢固,如下图2所示:

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3.植被混凝土生态基材配备

植被混凝土生态基材由砂壤土、水泥、有机物料、植被混凝土/植生水泥土生态剂、有机肥、复合肥、纤维混合组成,组成材料如下:

◆种植土:优先选择砂壤土和种植土,含沙率20%以内,含水率15%以内,筛网尺寸不超过20mm×20mm,现场储备的原土和过筛后的土应及时覆盖,避免露天存放。

◆水泥:P.O42.5普通硅酸盐水泥。

◆有机物料:稻壳。

◆植被混凝土/植生水泥土生态剂。

◆有机肥:粉末状肥。

(1) 基材拌合

根据基材配比表把所需要物料量用计量秤称准,倒入计量斗(筒)内,划定标记线与数值,并在计量斗(筒)外侧注明物料名称。配料的控制,即按照设定的植被混凝土物料配方,精准、高效的完成每种物料的添加过程。

(2) 混合植物种子定装配置

  根据植物种子配比表各项植物种子的每平方用量乘以相同的倍数,依顺序一一称出后,在平坦干燥的地上或者合适的容器中,加以搅拌均匀。

(3) 拌合要求(投料顺序、拌合时间)

  未过筛或无法过筛土壤严禁使用,每天的拌合数量必须准确记录到施工日报中。无论天气如何,即便材料拌和在室内,下班前也一定要覆盖好所有的材料和半成品。材料使用和出入库要有记录,评估配合比控制的准确性,当天拌合料当天用完。

投料顺序:有机物料、土、有机肥、水泥、生态剂、复合肥等,面层加入混合种子。

拌合时间:全部物料进入搅拌仓后,搅拌时间不低于3分钟,面层不低于5分钟。

4.基材喷射

植被混凝土喷射厚度为基层12cm、面层3cm。植被混凝土喷植为“先基层,后面层”,开班后,提前配制搅拌足够数量的面层混合料,单独储放喷锚机上料处的储存台(板槽)备用,再有条不紊地进行基层混合料的配制搅拌。

(1) 基层喷射

喷射前再次检查坡面上的浮土、草皮、及其它杂物是否清理干净,确认后用水进行坡面喷淋,以促使喷射植被混凝土基材与基面连接紧密,然后进行试喷试验,以调节水灰比,再进行正式喷射施工;喷射作业开始时,应先送风、后开机、再给料,喷射结束时应待喷射料喷完后,再关风。

(2)面层喷射

在基材层施工结束8h以内进行面层喷护,本次控制在3~4h;面层的喷护厚度为3cm;表层喷护之前在坡面上喷一次透水,保证基层和面层的粘结;近距离实施喷播,以保证草籽播撒的均匀性;喷播采用自上而下的方式进行,单块宽度按2m进行控制。

面层植物种子主要采用混合植物种子,一般根据当地气候条件、施工季节选择合理的植物种子,本次施工季节处在冬季末,当地气候较为湿冷,因此以冷季型草坪为主,暖季型草坪为辅的原则进行了种子配比,并搭配了小灌木。植被种子主要有高羊矛、早熟禾、黑麦草、狗牙根、紫花苜蓿、格桑花等植物。

5.覆盖

喷射完成的坡面,覆盖无纺布或遮阳网。覆盖后可以缩短种子的发芽时间,保持坡面湿润,节约用水。降低雨水冲刷,防止形成径流。降低种子流失,减少土壤水分的蒸发量,防止鸟类觅食种子。覆盖时,需坡上坡下作业人员同时合作,按照坡面长度放一块,固定一块,自上而下(或自下而上)进行铺设,贴紧坡面并呈半绷紧状态而不悬空,布面保持平整,无褶皱。顶部底部固定牢固,交接处重叠搭接,搭接宽度不少于10cm。用竹筷或U型钉锚杆等连接器件横向、纵向分别连接固定覆盖物,竹筷或U型钉用量为每平方米不少于1只(视边坡而定),防止风吹布破。

6.喷灌系统安装

在坝肩框格梁坡脚处设置水池为喷灌系统提供水源,喷灌系统管道沿框格梁最上边缘布设,主管道采用φ50PVC管,支管采用φ15PVC管和旋转不锈钢雾化喷头组成喷灌网系统。所有管道均高出坡面至少20cm,在喷植时不得覆盖此管道,喷头和支管采用插筋固定在坡面上,支管间距暂定10m,保证喷灌系统的喷洒覆盖率≥95%,雾化度适中。

养护管理分为幼苗期养护与生长期养护两个阶段。幼苗期养护为施工结東后的第0-60d,生长期养护一般为坡面喷射施工结束后的第61-365d。养护管理主要包括喷灌洒水、病虫害防治和局部修复等措施。

四、坡面演变图

施工前


2个月后


22年5月现状图(1)


22年5月现状图(2)


五、结语

经过了三年多的演化,灌木覆盖率保持在95%以上,修复区域与周边生态渐渐融合,期间经历了大雨冲刷考验,未发现基材层有脱落、开裂或雨水冲沟,起到了很好的水土保持效果。

润智技术团队作为国内最早关注工程扰动区生态修复的研发团队之一,在二十余年持续性的研究进程中,形成了独具特色的、国际领先的边坡防护与生态修复技术体系。技术成果广泛应用于水利电力、交通、矿山、市政等领域的高陡岩石边坡、混凝土边坡、矿区退化生态系统的生态恢复、滨水岸坡及库区消落带生态修复、废弃矿山采石场生态修复、回填边坡防护,应用范围已覆盖全国20余省市自治区,推广应用总面积逾2000万㎡。

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