草泥技术在黄河下游堤防冲沟应急防护中的应用

2018-12-20孙本轩

珠江水运 2018年21期

关键词：冲沟

孙本轩

摘要：目前黄河下游堤防冲沟一般采用开挖回填、再植草的方法法进行修复，但此种方式仅适合夏季多雨季节，普适性较差。本文将乡土建筑材料草泥应用于黄河下游堤防冲沟应急防护，此方法施工简便、抗冲能力强，防护效果好，该技术可确保在当年整个雨季草泥修复的堤坡及其周围不再出现新的冲沟，具有较强的推广性和应用价值。

关键词：草泥技术冲沟应急防护

1.冲沟的危害

黄河下游堤身土质构成一般以砂壤土和壤土为主，也有沙土和粘土，大堤修做完成后，再用适生植被进行生态防护。由于黄河堤防、坝坡大面积暴露于自然界，长期受到各自然因素（雨水、光照、气温、风力）和人为因素（放牧）的反复、强烈作用，即使有生物植被覆盖坡面，仍然不能改变边坡剥蚀，造成边坡的水、雨毁病害，受降雨的影响，坡面易形成冲沟（图1），對堤防防护十分不利。

2.常规冲沟复堤方法存在的问题

冲沟复堤，草皮建植理论上讲没有问题，但实际操作中却暴露出很多现实问题。（1）草皮建植对节气、气候依赖性极强，季节普适性差，堤防管养人员一般将草皮建植期选在次年雨季；（2）冲沟虽及时回填、粘土包边盖顶，但没有植被的防护，堤坡也易受冬季雨雪天气的冻害，给大堤带来安全隐患；（3）冲沟复堤、草皮建植衔接不及时，极易造成坡面冲沟加深、表土流失、坍滑等边坡灾害；（4）草皮资源紧张，平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。

3.冲沟的破坏形式与草泥护坡的主要技术原理

3.1冲沟的破坏机理

冲沟（gully），由流水侵蚀作用所形成，是暂时性线状沟谷地形；条状的凹地，一般深几米到几十米、长约几十米到几百米。冲沟的破坏有一个缓慢变化的过程，如图2冲沟破坏机理图所示。冲沟主要形成于地面植物稀少，地表物质疏松，并有较多降水和坡度较大的地方。

到了雨季，大雨带来的水，不少会在地面流动，形成径流。当径流流经裂缝时，自然会集中到裂缝流动，冲刷表面的松散物质，使裂缝进一步扩大，于是有更多的径流汇集到裂缝里；经过一段时间，会形成呈狭窄 V形横切面的细沟（rills）。进一步的雨水冲刷，会使细沟变阔、加深及延长，逐步变成宽阔的 V形横切面、最后成U形的横切面。

因此，冲沟对堤坡的破坏要做到防患于未然，避免次生灾害的发生，最直接有效的做法就是做好堤坡的绿化养护，及时填平冲沟、建植草皮。

3.2草泥的仿自然生态防护机理

草泥一般是采用沙壤土、粘土以及各种农作物纤维材料（多用麦草、稻草秸秆）作为基本材料，加水搅拌，使沙壤土被粘土均匀围裹而形成的一种生土材料，具有经济、可塑性强、黏附性好、密度小，保温隔热等优点，是一种理想的乡土建筑材料。

（1）总体思路

草泥技术应用于冲沟是作为一种应急方案，草泥技术护坡是仿自然生态，替代草皮实现生态护坡的功能。草皮护坡是生态护坡的一种重要方式，既满足河道护坡功能，又有利于恢复河道护坡系统生态平衡的系统工程。

（2）总体功能

草泥黏附性好，因此可以在雨后堤防出现冲沟时将草泥填入，并在草泥表面种植葛八草进行防护。如植草后比较干旱则进行洒水养护，如植草后下小雨则不用洒水养护，也不用防护；如植草后下大雨，则采取覆盖等防护措施，防止草被冲毁。由于草泥黏附性好，即使表面的草被部分冲毁，也具有较强的抗冲能力，可在雨后对草进行补种。由于雨季草生长较快，因此短期内葛八草即可与草泥紧密结合，而且草泥与周围的堤坡结合得也非常紧密，即使降雨也可以防止冲沟的再次出现，从而起到防护堤坡的作用。

对于雨季过后发现的冲沟，可以将草泥填入，有了草泥的防护，即使再有雨雪灾害的天气也不必担心粘土层遭到破坏，待到来年雨季前，再进行植草防护，也不必担心再形成冲沟。

3.3草泥的应急防护性能

传统上，冲沟一般采用开挖回填再植草的方法进行修复，由于壤土的抗冲能力差，冲沟中的填土在雨季很容易被再次冲走，造成冲沟进一步扩大，从而威胁堤防的安全。而草泥护坡抗冲能力强，防护效果好，整个雨季草泥修复的堤坡及其周围不再出现新的冲沟，且更加经济和环保。

（1）夏季雨水充沛，适宜草皮的建植，冲沟处用草泥进行防护，同时移植草皮，可确保草皮生长良好，亦可防止冲沟蔓延、扩大。

（2）秋冬季节，堤坡冲沟用草泥填入，可确保堤坡黏土层不被雨水淋坏，更不会冻伤、冻裂。次年雨季，草泥处再松土，浇水、移植草皮。

（3）草泥配比，秸秆：沙壤土：黏土配比保持在1.5：7：1.5的比例。秸秆长度5cm左右，草泥的厚度需根据现场冲沟的深浅确定，一般为5-7cm。

总之，任何季节在雨后堤防出现冲沟时将草泥填入，并在草泥表面进行葛八草植草防护。采取防护措施后，在当年整个雨季草泥修复的堤坡及其周围不再出现新的冲沟，草泥技术作为一种应急技术，体现了生态护坡应用价值。