三门核电水土保持边坡绿化工程吕韬

三门核电水土保持边坡绿化工程吕韬

中核集团三门核电有限公司浙江三门317112

摘要:近年来,我国基础设施建设得到迅速发展,如此同时,发展与环境之间的矛盾也日益突出。由于大中型项目在开发、建设过程中给水土保持、生态保护带来极大压力,而核电项目由于选址、建设要求的特殊性,常出现砍伐植被、削平山体等情况,易导致水土保持功能减弱,造成水土流失;甚至存在地质灾害隐患,影响主体工程的安全性。三门核电水土保持工作中,将开挖边坡治理作为水土流失的重要防治点,通过结合当地生态、气候气象特点,分析了解各护坡工艺,从而选取符合现场情况的生态护坡措施。

1工程概况

三门核电工程位于浙江省台州市三门县健跳镇的猫头山嘴半岛上,一期工程规模为新建2×1250MWe第三代压水堆核电机组—AP1000及配套辅助设施,工程总征占地总面积265.71h㎡。该工程属于建设类项目,所在地属于国家及地方水土流失重点监督区,水土流失防治执行建设类项目一级标准。三门核电有限公司按照《中华人民共和国水土保持法》及其实施条例等法律、法规的要求,编制完成各阶段水土保持方案并取得批复,建设期间严格按照批复意见开展实施水土保持措施;坚持“谁开发、谁保护”、“谁造成水土流失、谁负责治理”、“三同时”原则,工程区主要的水土保持措施有:场地平整、排水工程、绿化工程、道路侧防护以及开挖边坡绿化等。本文主要阐述水土保持工作中边坡绿化工艺的实施及经验。

2边坡现状

三门核电厂区西侧边坡由于道路建设、山体基岩开挖而成,原边坡为微风化的硬质岩石,地下水不发育,无软弱结构面,岩层层面或主要结构面的倾斜方向与边坡的开挖面的倾斜方向不同。后经开挖护坡处理分为八级,第一级坡面实施浆砌块石护坡面,其他7级为混凝土封闭坡面,无植被覆盖。边坡起坡高程为11.70m,最大坡高约74m,边坡坡度1:0.60~0.75,马道宽度为3m。总面积约13570㎡。

图1坡面喷混设计图2边坡现状

3边坡绿化方案分析

由于混凝土护坡存在可持续差、不美观等缺点,且近年来水土保持及环境保护等要求越来越高,护坡工艺逐渐青睐于既能起到护坡效果又能改善生态环境的边坡绿化技术。因此三门核电结合边坡现状中,参考、对比如下常用生态护坡工艺,开展边坡绿化工作;拟通过构建一个具有生长、调节能力的立体生态系统,从而提高水土保持功能的可持续性。

3.1植生带绿化护坡

采用专用机械设备,依据特定的生产工艺,把草种、废料、保水剂等按一定的密度定植在自然降解的无纺布上或其他材料上。用铁丝、U型卡钉等将其固定在坡面上。适用于土质路堤边坡或严重风化岩层、成岩作用差的软岩边坡。该工艺施工简单、储运方便;但后续养护较难、草皮易滑落、经受不住大雨或长时间降雨的冲刷、不耐干,受施工季节影响。

3.2三维植被网护坡

三维植被网是以热塑性树脂为原料,经一系列工艺制成两层或多层表面呈凹凸不平网包状的层状结构孔网。通过开槽挖沟、U型卡钉、钢钉或塑料钉等进行固定。采用分层多次填土,使覆土充满网包。适用于各类土质边坡或强风化岩质边坡。该工艺施工简单,工期短;但三维网老化后易对土壤造成二次污染。

3.3客土喷附护坡

通过将草种、有机质、粘结剂、保水剂、混凝土、草纤维、表土、水等按一定比例混合形成稠装喷浆,通过专用喷射机喷射到坡面上。从而形成能让植被生长而又不易流失的基质层。具有一定强度的护坡能力和抗雨水冲刷能力。适用于开挖后的岩石坡面,坡度可达1:0.75。

3.4框格植草护坡

通过在坡面上浇筑或铺设预制件形成钢筋混凝土框架,在框架内回填客土并采取措施使客土固定于框架内,然后再植草达到绿化效果。适用于各类边坡,但由于造价较高,一般仅在浅层稳定性差且难以绿化的高陡岩坡和贫瘠土坡中采用。

三门核电边坡坡面植被生长条件差,坡度陡,坡面高。由于植生带、三维植被网适用坡高不超过10m的缓坡,框格植草护坡造价较高,工期较长,结合可行性与经济性,宜采用客土喷附护坡。考虑坡面土层较薄、肥力受限,宜选择浅根性、易存活的灌草植物;并且利用豆类植被本身具有根瘤固氮能力,改善土壤肥力。针对三门地区的气候、水文、施工条件,植被主要选用冷季型草木(高羊茅)、暖季型草本(百喜草、狗牙根)、灌木(紫穗槐、马棘、胡枝子、多花木兰)、豆科(紫花苜蓿)。

4三门核电边坡绿化方案介绍

客土喷附护坡主要由锚杆、铁丝网、基质混合物三部分组成(如下图)。通过锚杆将铁丝网固定在坡面上,为基质提供较好的受力条件,基质为种子提供生长所需养料及环境,从而达到坡面绿化效果。

图3客土喷附护坡构造图

1)坡面清理、布置锚钉

首先对坡面进行清理,清除坡面浮石,凿除突出岩体。采用风枪等将混凝土坡面钻破成孔,布设“L”形加长锚钉,用水泥浆注浆固结。坡面可适当布置营养棒,以提高基质中植被生长所需养分。

2)铺内层铁丝网、喷混

铁丝网分为内外两层分次布置,由坡顶向下铺设,马道处断开,再由马道顶部延伸继续向坡脚铺设,用“L”形螺纹钢锚钉按梅花形进行固定。当内层网铺设完成后进行第一次喷射基质混合物(不含种子),要求基质不得产生流淌,做到喷射均匀。

3)铺外层铁丝网、喷混

第二层铁丝网铺设时要求将坡面所有结构包裹在该网内,钉网结束后,为了确保喷播厚度均匀,在内外层间塞填适量方木条。外层网钉完后再进行第二次喷射基质混合物(含种子)。

4)后期养护

主要有覆盖遮阳网、浇灌、施肥、补种、防病虫害等防治措施。遮阳网不仅可有效阻止阳光暴晒还可以起到一定的防雨水冲刷作用。植物播种出苗前除雨天外几乎每天需要浇水保持基质湿润,出苗后视天气情况调整浇水频率。对于局部出苗少、不均匀等情况,应尽量选择同品种进行人工补播,加强养护管理,逐渐达到与整体效果一致。

5建议

5.1工艺多样性

方案选定过程中应因地制宜,适当采用多种绿化工艺相结合的方式。比如三门项目中,部分极陡边坡采用了藤蔓植物绿化,在马道上还增设了种植槽,通过“上爬、下挂”相结合的形式,完成坡面绿化。对于封闭护坡的坡面,可根据坡体的稳定情况,在混凝土坡面上布设适量的导根孔,以助于植物根系向深层延伸发展。对于爬藤植物可增设土工格栅增强前期攀爬能力。

5.2植被品种选择

边坡绿化效果一般要求四季常绿,所以在选择草种时应结合当地的气候、水文、生态因素,考虑冷暖季型互补、发芽率、抗逆性等。尽量采用与当地植物特性相近的草籽作为先锋型植物,并通过草、灌、花合理配置加强生态多样性,提高养料、水、光等生长条件的利用,加速生态群落的建立;从而确保绿化及美观效果。

对于土质较少或坡度较大的边坡,植被应选用低矮草、灌,避免使用乔木。因为单株植物过于高大、茂密时,会提高坡面某一点的负载,尤其是在极端天气下,易对坡面稳定性造成破坏,公路、建筑物附近的边坡,要注意植被是否会影响周边视野或建筑安全,杜绝意外发生。

5.3绿化效果维护管理

对于降水量少的地区,可以在坡面铺设管道,采用高压喷雾洒水+人工的形式进行养护。喷水时应尽量保证养护水成雾状均匀湿润坡面,无高压水流冲击坡面;以免形成径流,导致基质流失。

5.4施工管理

施工工期应与植被培植期、当地气候相符,通常应避开极寒、酷暑天气,宜安排春秋两季施工,当施工期与暴雨、大风季节发生冲突时,应提前做好应对措施,需加强对基质的防护,可采用覆盖土工布等。对于局部出现剥落的情况,可适当调整基质配比后进行补喷。

6结语

核电项目建设过程中对边坡的治理经常出现,采用生态护坡不仅能够达到较好的稳定边坡和蓄水保土目的、满足水土保持要求,还能提高厂区绿化率、美观性,兼顾了环境效果、经济效益;同时也契合了发展核电清洁能源的绿色可持续发展理念。但由于边坡绿化技术涉及专业学科较广,影响因素较多,还需要在工程应用与研究过程中不断优化、完善。

参考文献:

[1]周德培,张俊云.植物护坡工程技术[M].北京;人民交通出版社,2003

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