南水北调中线工程渠道土质边坡防护技术研究

南水北调中线工程渠道土质边坡防护技术研究

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，
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植草护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_业，上述因素都直接、间接推高了块石价格。以荥阳2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、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，新生代农民工不愿从事该行业，熟练砌石队伍非常短缺。
对于块石材料，可以简单总结为：石料采购困难，造价翻番，队伍短缺，质量没保证，与其它材料相比，已不具备比较优势。
3.2 混凝土
因为机械化程度的提高以及水泥等主要材料价格下降，混凝土的优势已愈发显著。与块石相比，混凝土优势主要体现在：
⑴ 产品质量有保障：混凝土多为集中拌合，质量有保障，现场浇筑时一次性完成，有利于监管。从施工实践来看，混凝土施工质量更稳定，波动性小。
⑵ 工程造价适当：与块石护坡结构最小尺寸30cm不同，混凝土结构尺寸一般为10cm～20cm，为块石的1/2～1/3。因为结构成本缩小，单位面积内混凝土造价与块石已基本相当，甚至略低。
⑶ 施工便利：混凝土原材料易得，施工工艺成熟，施工速度可达块石护坡的2～3倍，便于施工组织和进度保障。
3.3 草皮
草皮护坡可分为撒播草籽、草皮移植、客土喷播植草等，其中撒播草籽成本最低，客土喷播成本最高。就景观效果来说，草皮移植速度最快，客土喷播次之。南水北调工程绿化面积大，景观要求相对较低，除在重点部位可考虑客土喷播外，大多数区域宜选用撒播草籽方法。对于深挖方渠道边坡网格或拱架内植草，撒播草籽较为困难，宜在土质熟化到一定程度后，移植草皮。
根据上述研究分析，结合南水北调工程的特点，我部认为：混凝土材料在质量和 ……（未完，全文共3871字，当前仅显示1955字，请阅读下面提示信息。收藏《南水北调中线工程渠道土质边坡防护技术研究》）