绿化混凝土技术在水利工程施工中的应用

韩春生

(辽宁省水利厅，辽宁 沈阳 110003)



绿化混凝土技术在水利工程施工中的应用

韩春生

(辽宁省水利厅，辽宁 沈阳 110003)

讨论绿化混凝土技术的发展沿革、分类及绿化混凝土技术在水利工程中的应用问题，从其结构特点、护坡板样式及生态效益方面做了论述。绿化混凝土使用可循环使用的材料，通过一定的配比，可以使植物生长在混凝土上，利用废旧材料、增加绿化面积，同时也能产生良好的环境效益。

绿化混凝土；护坡板；水利工程

韩国和日本是最先创造和使用绿化混凝土的国家，我国技术人员学习和引进了该技术后，形成了两套不同的技术方法，一种是受日韩技术影响较大的绿化混凝土防护技术，该项技术要求护坡表面需覆盖营养土层方可实现植被的生长；第二种是以国内技术人员自己吸收相关领域知识，创立的绿化混凝土技术。相对于日韩的技术，国内的技术有了多项的改进，很好的解决了供给植物生长营养元素的来源、植物生长盐碱性环境的控制以及其他环境问题[1]。使混凝土上长出了青草，特别是在水利工程中，都在尽可能将工程质量和环境保护两个方面摆在同样重要的位置，因此，绿化混凝土较好的解决了这两方面的问题，是近年来在水利工程中认知度较高的工程环境技术之一。

1 绿化混凝土的涵义

日本相关的组织在生态材料学的基础上，建立了生态混凝土的概念。其定义具体的讲，首先生态混凝土是一种区别于其他建筑混凝土的特种混凝土，生态混凝土一般具有特殊的结构性质和表面特征。其可以减小环境负荷，与周边自然景观完美融合，更重要的是能为环保做出贡献[1,2]。

生态混凝土又可以分为两类，即减轻环境负荷型混凝土和生物相容生态混凝土。生物相容型生态混凝土根据实际用途又可以细分为淡水生物作用生态混凝土、海洋生物作用生态混凝土、植物作用生态混凝土和用于净化水体用混凝土等。其中的植物作用型混凝土就是绿化混凝土。

我们国家最开始将绿化混凝土定义为:“能够适应绿色植物的生存、生长绿色植被的混凝土及其制品”。还有一种定义，指的是其所提供的环境能够适应植物生长，可进行植被作业，在功能上保持原有防护作用功能、改善生态条件和保护环境的混凝土及其制品[1]”。

2 绿化混凝土的常用分类

2.1 随机多孔型绿化混凝土[2]

这个名称以前称为生态多孔型混凝土或者多孔连续型混凝土。这种混凝土的特点是将不含砂质的混凝土作为植物生长的载体，在孔隙内填充植物的种子或者幼苗，待植物生长过程中，根系发育并穿过无沙的混凝土，并最终的扎入底层的土壤中。这种混凝土的孔隙是随机分布的，所以称为随机多孔型绿化混凝土。这种技术的保护砌砖和播种性能良好，可以将砌砖和所在环境有机的联系起来。

随机多孔型绿化混凝土的关键技术是改变孔隙内环境的酸碱度，因为不同的植物对所生存的环境要求存在差异。还有一方面的因素，这种绿化混凝土技术是在日本产生的，其工艺要求的材料是pH值要处于8～9左右的高炉水泥，弱碱性的水泥使植物可以适应这样的环境。同时要在混凝土孔隙中充填苔鲜类土、保水剂、缓释肥等材料，该技术的优点在于其易播种，绿化面积大。由于我国目前还没有这种特制水泥，因而其推广和应用受到了限制。

2.2 孔洞型绿化混凝土

通俗地讲，就是将适合植物生长的营养性土壤填充到混凝土的板上预留的孔洞内，在其孔洞内种植植物种子或者幼苗，将这种混凝土称之为孔洞型绿化混凝土。这种混凝土分为多孔洞型块状绿化混凝土与孔洞型多层绿化混凝土。前一种绿化混凝土在许多城市的人行道上可以见到，也就是铺设带有孔洞的植草砖等。第二种指的是上层为多孔混凝土板，底层为向上的凹槽型，这样就可以上层与底层联接起来，中间的空间可以放入植物生长的土壤。孔洞型的绿化混凝土在城市的公园、街道和墙体上常常可以看到。

2.3复合随机多孔型绿化混凝土

这种复合随机多孔型绿化混凝土具有特殊的工艺，其周边采用高强度混凝土保护框并兼作模具，在中间填充无砂混凝土并一次成型，这样的技术基本解决了随机多孔型绿化混凝土结构边缘强度低、有效使用面积小等问题。此种技术已经在我国许多的河流护坡、河湖堤岸等水利工程中使用。

2.4 “沙琪玛骨架”型绿化混凝土

“沙琪玛骨架”绿化混凝土这个称谓与其形态上的特点有关，这种绿化混凝土具备了和普通土壤相似的性质，适合植物在其上生长。与此同时，抗侵蚀能力强，这种工艺的的固土作用明显。在城市公园，居民住宅的绿化，大型停车场、高速铁路和公路的边坡、江河的护堤等工程领域应用广泛。

2.5 自适应植被混凝土

自适应植被混凝土，是融入了较多现代技术的较先进的新型绿化混凝土。这种绿化混凝土在本身的设计时，就融入了自动调节植物生长所需要的酸碱度和湿度、体系内部为植物提供生长所需的营养元素，是未来会被大范围推广的绿化混凝土技术，

3 在水利工程中的应用

3.1 绿化混凝土结构特点

绿化混凝土在施工中需要的材料，包括粗糙的骨料和水泥浆或树脂等组成的绿化混凝土、喷播用的材料、覆盖材料、草皮充填料。在水利工程施工中使用的绿化混凝土则以废渣、碎石或者可循环使用的建筑材料作为基料，并添加部分高分子材料的预制砖块，在缝隙中充填种子、幼苗、腐植土、缓释肥料、保水剂等混合材料，当周围环境适合种子或者幼苗生长时，种子发芽，幼苗成活，从而形成水利工程建设与环境保护完美结合的绿化混凝土面[3]。

水利工程中使用的绿化混凝土护坡板，其结构上的特点是在不含砂质的混凝土周边浇筑一圈高强度的混凝土边框，这样做的即解决了无砂绿化混凝土构件结构不强且不易成型问题，同时降低了制作的难度。二是提边缘强度的提高，因为没有外框的绿化混凝土不易成型，外框的加入减少了其在运输和使用中不必要的破损。在工程应用过程中，充填在孔隙中的种子幼苗或者肥料等很容易在水流风雪的作用下流失。多年的实践经验证明，六边形的实心混凝土护坡板块，在外观和实用性上都是绿化混凝土技术中重要结构形式，常用的绿化混凝土护坡板的规则参数如表1所示[4]。

表1 水利工程中常用绿化混凝土板块的规格

3.2 在河流和湖泊等水利工程中的应用

日本是绿化混凝土的发明国之一，其对绿化混凝土在水利工程的应用做了大量的研究工作。在日本国内建设的水利工程中，预制块大部分采用了绿化混凝土。本世纪初期我国引用了此技术，上海市选择了一段河流进行了实验，工程护坡的坡度为1:2.5，在一定的斜坡上铺设绿化混凝土预制块，绿化混凝土预制块的厚度为16 cm和25 cm两种，采用喷播工艺进行种草。工程完成一年后，绿化混凝土的表层长出了很多的植物群落，生态效益明显提高[3]。

在河流、湖泊和水库等水利工程建设中，淹水区边坡主要受两个方面的威胁：一是外在条件，如温度差、风浪冲击、降雨侵蚀等；另一方面是内在条件，河流、湖泊河水库内水位变化会造成堤体堆土的流失，也就是常说的管涌现象。因此，绿化混凝土在使用上除了具备一定的物理强度外，还应该具有良好的反过滤功能，水及气体等小粒子的物质可以通过坝体，而细沙、土壤等较大颗粒则不能通过。水利工程中实施绿化混凝土技术，可以使混凝土砌块与绿色植物更好的进行结合，这样能够更好的将绿色植物种植在混凝土的砌块空隙之间。绿化混凝土技术在进行施工的时候也有施工步骤，在实际施工的时候要将混凝土制作成为不规则的孔径，这样做的目的是提高混凝土的耐久性。同时，在其中要加入一些高分子材料，这样做的目的是为了提高施工的效果。根据当地的气候和水文条件，选择适合生长的植物和施用的肥料，这样能够避免因为水土的原因造成的植物生长受限的问题[5]。

在近几年的水利工程施工中，工程边坡和护堤上应用绿化混泥土技术的项目越来越多，这种技术的逐步成熟和推广也推动着其他新兴技术的发展。在进行施工的时候，绿色混凝土施工技术不仅仅能够更好的提高护坡的质量，同时也能更好的应用在河道治理方面，因此，这项技术在应用方面效果和质量也非常好。

4 结语

绿化混凝土技术首先在国外出现并发展，我国引用其技术后根据自身的需要加以改进，形成了丰富的种类。在水利工程的施工中，绿化混凝土技术的应用不仅没有降低工程本身的功能外，还增加了工程在防止雨水冲刷、避免大风扬尘等方面的作用，同时也能增加绿地面积，美化了河流湖泊等水环境系统。这项技术的应用也为城市水利建设、城市水体治理提供了一定的参考价值。

[1]冯辉荣,聂丽华,罗仁安，等.绿化混凝土的研究进展[J].混凝土.2005(12):25-28.

[2]毛鑫.绿化混凝土在护坡工程中的应用[J].市政技术.2004,22(6):390-393.

[3]卫明.绿化混凝土的基本特性及其在河道工程中的应用[J].上海水务.2005, 21(4):19-24.

[4]李志安. 基于绿化混凝土的水岸生态防护技术研究[D].大连:大连理工大学. 2014.

[5]张莉,王侠.新技术新工艺在水利工程中的运用[J].河南水利与南水北调.2010(8): 80-81.

TV43

B

1004-1184(2016)06-0076-02

2016-05-18

韩春生(1968-)，男，辽宁辽阳人，高级工程师，主要从事水利水电工程管理与施工。