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贵州水利工程边坡防护措施探讨

文档作者：陈小燕１易仲强２文档来源：１．贵州省水利水电勘测设计研究院２．中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司		点击数：	更新时间： 2021年10月14日
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２０１６ 年第４ 期
２０１６ Ｎｕｍｂｅｒ ４
水电与新能源
ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ ＡＮＤ ＮＥＷ ＥＮＥＲＧＹ
总第１４２ 期
Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．１４２
ＤＯＩ： １０．１３６２２ ／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ４２ －１８００／ｔｖ．１６７１ －３３５４．２０１６．０４．０１７
收稿日期：２０１６ －０２ －１８ 作者简介：陈小燕，女，工程师，主要从事水利水电工程设计。
贵州水利工程边坡防护措施探讨
陈小燕１，易仲强２
（１．贵州省水利水电勘测设计研究院，贵州贵阳　５５０００２；
２．中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州贵阳　５５００８１）
摘要：在阐述传统护坡和新型生态护坡模式类型及特点的基础上，探讨了各种护坡形式在贵州省水利工程中的运用，对
比分析了新型生态护坡的优势，展望了贵州省水利工程边坡防护技术的发展方向，旨在为贵州省其他水利工程设计提供
一定的参考。
关键词：水利工程；传统护坡；生态护坡；措施
中图分类号：ＴＶ８６１：Ｘ１７１．４　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１６７１ －３３５４（２０１６）０４ －００６８ －０３
Slope Protection Techniques Adopted
in Water Conservancy Projects in Guizhou Province
ＣＨＥＮ Ｘｉａｏｙａｎ１ ， ＹＩ Ｚｈｏｎｇｑｉａｎｇ２
（１．Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｗａｔｅｒ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ， Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， Ｇｕｉｙａｎｇ ５５０００２， Ｃｈｉｎａ；
２．Ｐｏｗｅｒｃｈｉｎａ Ｇｕｉｙａｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｇｕｉｙａｎｇ ５５００８１， Ｃｈｉｎａ）
Abstract： Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｓｌｏｐｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｎｅｗ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｌｏｐｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｒｅ ａｎａ -
ｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｎ， ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｌｏｐｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ ｐｒｏｊｅｃｔｓ ｉｎ
Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｌｏｐｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ．Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｉｎ
ｓｌｏｐｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ａｌｓｏ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ．Ｉｔ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ａ ｕｓｅｆｕｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｏｔｈｅｒ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ ｐｒｏ -
ｊｅｃｔｓ ｉｎ Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ．
Key words： ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ ｐｒｏｊｅｃｔ； ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｓｌｏｐｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ； ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｌｏｐｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ； ｍｅａｓｕｒｅｓ
　　在枟国务院关于进一步促进贵州经济社会又好又
快发展的若干意见枠文件实施以来，贵州全省范围内
水利工程正处于快速发展时期，大大小小几十项水利
工程项目陆续开工建设，已形成或即将形成的裸露边
坡数量众多，如何在水利工程建设的过程中做到对边
坡的合理防护与治理，并采取妥善的方法尽可能恢复
边坡的自然生态环境，以实现经济社会可持续发展，已
成为我省水利工程建设的新趋势。
１　传统护坡措施
护坡即边坡防护，是指采用各种措施手段对边坡
进行处理以保证边坡的稳定。传统的护坡方法通常以
水泥、砂石料、混凝土等硬性材料为主要建筑材料，在
设计上主要从力学的角度去考虑边坡的稳定。传统护
坡大致可分为干砌石护坡、浆砌石护坡、混凝土框格护
坡、喷混凝土护坡及预制块护坡等。
１）干砌石护坡。干砌石护坡是指用质地坚硬、级
配合理的块石，采用人工铺砌的方法，对设计防护的边
坡进行块石砌筑，实现对坡面的防护。其护坡特点是
施工简单、维修方便、能适应变形，且造价低廉，此种护
坡方式应用较广泛。
２）浆砌石护坡。浆砌石护坡是在干砌石护坡的
６８
陈小燕，等：贵州水利工程边坡防护措施探讨２０１６ 年４ 月
基础上，补充采用砂浆填缝，以达到提高护坡稳定性和
强度的砌筑方法。其护坡特点同样具有取材方便、施
工简单、工程造价低廉等特点，适用于坡面稳定、基础
变形小的坡面。
３）混凝土框格护坡。混凝土框格护坡是指用混
凝土等材料，在边坡上形成框格骨架，防止边坡在坡面
水冲刷下形成冲沟，并提高边坡表面糙率，减缓水流速
度。框格形状可根据人们的想象，对美的追求，做出各
式各样的造型，如矩形框格、菱形框格、拱形框格等。
框格防护多用于填筑区边坡，既增加美化景观的效果，
也可防止边坡出现冲刷和脱坡。
混凝土框格护坡具有布置灵活、框格形式多样、截
面调整简便、与坡面贴合、可随坡就势等特点，还可充
分发挥植物防护与工程防护的双重优势，混凝土框格
主要维持边坡的稳定，框格内的植物起到绿化、美化的
效果。它适用于各类土质边坡及渣场边坡，是贵州省
水利工程中运用广泛的一种边坡护坡形式。
４）喷混凝土护坡。喷混凝土护坡主要指喷浆护
坡、喷射混凝土护坡和喷锚护坡。喷浆护坡和喷射混
凝土护坡主要适用于易风化，但还未遭受严重风化的
岩石边坡，为防止进一步风化，剥落及零星掉块，采用
喷浆护坡和喷射混凝土护坡，使边坡上形成一层保护
层。喷锚防护［１］ 是靠锚杆、钢筋网和混凝土层的共同
作用来增加岩土的结构强度和抗变形刚度，减小岩土
体侧向变形，以保持边坡的整体稳定性。喷锚防护主
要适用于岩性较差、强度较低、易风化的岩质边坡；或
者是虽为坚硬岩层，但风化严重、节理发育、易受自然
应力影响而导致大面积碎落，以及局部小型落石、崩塌
的岩质边坡；或者是因爆破施工，造成岩质边坡大量超
爆、破坏范围深入坡面内部，边坡岩石松散破碎、极易
发生崩塌、落石的边坡防护。
贵州省大方县岔河水库溢洪道、引水隧洞等部位
的开挖边坡，采取了挂网喷锚的护坡设计结构。喷混
凝土等级为Ｃ２０／Ｃ２５，挂网钢筋为矱８，并配合矱２２／
２５／２８ 砂浆锚杆进行了加固处理设计，发挥了较好的
效果。
５）预制块护坡。预制块护坡是采用预先制备好
的混凝土砌块、通过组合拼装的方式进行护坡的一种
方式。预制的砌块主要类型有六棱护坡砌块、联锁护
坡砌块等。预制块护坡具有施工效率高、质量易控制、
坚固耐用等优点。黔中水利枢纽工程是贵州省首个大
型跨地区、跨流域长距离综合水利调水工程，其枢纽大
坝坝后坡面采用了预制Ｃ２０ 混凝土六棱块护坡方案，
结构尺寸为０．０１２ ｍ ×０．２５ ｍ ×０．２５ ｍ，中心预留矱
６０ 透水孔，坝后坡面堆石和预制块之间自下而上采用
大石、中石、混合料作为垫层料进行找平，同时在透水
孔位置进行透水无纺布处理。该预制六棱块护坡技术
方案快捷、方便，且加工流水作业、施工效率高，在黔中
水利工程建设过程中取得了显著的经济、安全和质量
效益，同时也为省内其他同类型工程建设提供了宝贵
的经验和依据。
传统护坡的优点是护坡稳定性好，缺点是一次性
投入较大，且外观上比较生硬，与目前注重环保的发展
理念相背离。因此，此类护坡方法在今后的贵州省水
利工程建设中将受到越来越多的制约。
２　新型生态护坡措施
新型生态护坡，是综合多学科的基本知识对边坡
进行支护和治理，形成由植物或工程与植物相结合的
综合护坡系统。
１）三维土工植被网护坡。三维土工植被网护坡
是利用三维植被网的固土与护坡作用，通过锚钉将土
工网固定在边坡上，形成可容纳并固着植物基质的空
间，将植物种子包裹在土工网的凹凸结构内，有效防护
种子和幼苗不被雨水冲走，待植物生长后，土工网与植
被根系紧密交织，形成坡面表层、土工网、植物根系、锚
钉等共同组成的牢固防护体系，对坡面起到加筋作用，
有效抑制雨水对边坡的侵蚀，防止边坡的冲刷、变形和
失稳。
三维土工植被网护坡还具有良好的保温作用［２］ ，
在夏季可使植物根部的微观环境温度比外部环境温度
低３ ～５℃，在冬季则高３ ～５℃。因此，三维土工植被
网护坡在一定程度上解决了反季节施工的难题，利于
植物均匀生长。
２）植被混凝土护坡。植被混凝土是一种新型护
坡植物生长基材，由砂壤土、水泥、有机质、绿化添加
剂、混合植物种子等组成。植被混凝土护坡是一种将
特定的植被混凝土基材按一定比例配制好后，采用喷
锚设备将基材喷射至坡面进行植被恢复和生态防护的
技术［３］ 。它对于缺少植物生长基层材料的硬质边坡
及坡度大于４５°的高陡边坡，具有明显的优势。
贵州光照水电站地处黔西南州晴隆县与安顺市关
６９
水电与新能源２０１６ 年第４ 期
岭县交界。电站新开挖的岩面部分为石灰岩，部分为
沉积岩，坡面陡峭且破碎，稳定性差，其面积约８ ５００
ｍ２ ，最高处约为２０ ｍ，坡度最大达８０°。针对开挖的岩
质边坡采用了植被混凝土护坡形式［４］ ，植被混凝土喷
植厚度为１０ ｃｍ 左右，分两层喷播，灌草种选择了当地
先锋草种。从其运行情况来看，防治效果较好、基质稳
定、植被长势良好，可推广到其他各种坡度、各种质地
（石质、土质等）的边坡。根据光照水电站边坡防护的
实际情况，在坡面上方集水面积大时，配合截水沟共同
对坡面进行防护效果更佳。
３）喀斯特灌木护坡。喀斯特灌木护坡是利用岩
石工程力学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学、环境生
态学等多学科的生态环保护坡技术［５］ ，主要用于各种
岩石、硬质土、贫瘠土壤等植物恢复困难的地方，尤其
适用于贵州这种典型的喀斯特地区。
喀斯特灌木护坡是在坡面营造与自然界表土结构
相类似的“人工土壤”，它具有保水、透水、透气性能，
适宜植物迅速恢复。在岩石坡面上人工创造出既能使
植物生长，又不被雨水冲刷的多孔稳定结构，以使建植
层固、液、气三相物质趋于平衡，促进植物快速恢复生
长。其优势是能有效抵抗水力侵蚀和风力侵蚀，防止
水土流失，并可以保障植被快速成型及生态稳定性，与
周边植被环境相整合、相协调，以达到恢复自然生态环
境与景观的目的。
目前喀斯特灌木护坡在贵州省水利工程中应用实
例较少，贵州省都新高速公路两段边坡的施工采用了
喀斯特灌木护坡技术［６］ 。该工程根据当地环境气候
条件，选择适合当地气候条件、易于生长，特别是根系
发达、固土护坡能力强的灌木以及乡土植物，如马桑、
车桑子、黄花槐、刺槐、木豆、胡枝子等５ 种以上的植物
品种，形成物种丰富、成林迅速的灌木植被组合。工程
施工以后，未发生暴雨冲刷和地表径流侵蚀现象，且坡
面绿化效果显著，达到了工程初期预期的目标。此种
喀斯特灌木护坡亦可推广到贵州省内的水利工程建设
项目边坡防护中。
上述几种新型生态护坡形式，其护坡材料与护坡
结构是关键因素，并与相适应的不同边坡类型、坡比、
护坡植物、土壤结合才能达到最佳的防护效果。这些
因素需要对当地气候环境、乡土植被做充分了解和掌
握。所以，对于某项水利工程，设计人员必须到工程现
场进行实地调查与踏勘，并结合项目区的气候条件、地
质地貌、水文条件、植被与土壤类型等进行设计工作，
根据分析计算成果选择合理的护坡材料与结构型式，
以达到最佳的生态护坡效果。
３　展　望
贵州省地形地貌复杂，是喀斯特发育强烈的脆弱
生态区，山高坡陡，土层薄，生态环境极为脆弱，同时，
贵州作为欠发达地区，与东部发达省份相比较，水利工
程边坡防护技术更加保守。虽然传统的边坡防护工程
在维持边坡稳定方面卓有成效，但却忽视了环保与生
态的需求。生态护坡的出现顺应了人与自然共存的理
念，不仅是护坡工程建设的进步，也必将成为今后护坡
工程建设的主流。因此在大力提倡人与自然和谐共处
的当下，边坡防护与治理也应由过去的只注重安全、经
济的防护模式向尽可能恢复边坡的自然形态的生态模
式转变。
随着越来越多的生态护坡案例在贵州省水利工程
边坡防护中的成功运用，应继续加大对生态护坡的研
究与投入，尽早开发出适合于贵州喀斯特地区的边坡
生态护坡模式，从而有力地促进贵州水利工程生态护
坡的科学发展。
参考文献：
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７０

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