一、工程概況
黃金峽水利樞紐是引漢濟渭工程的主要水源地,是引漢濟渭工程的“龍頭”。黃金峽水利樞紐總裝機容量12.6萬千瓦,其壩址位于漢江干流上游峽谷段,地處陜西南部漢中盆地以東的洋縣境內(nèi)。黃金峽水利樞紐工區(qū)包括樞紐與秦嶺隧洞黃三段(黃金峽—三河口)兩大主體工程。黃金峽水利樞紐擁有當前亞洲最大的泵站,總裝機12.6萬千瓦,設計流量70立方米每秒,設計揚程106.5米。樞紐建成后主要以供水為主,多年平均調水約10億立方米,兼顧發(fā)電,同時改善水上航運條件。秦嶺隧洞(黃三段)是連接黃金峽與三河口兩大心臟工程的大動脈,設計流量70立方米每秒,全長16.5公里。
二、邊坡簡述
本工程試驗區(qū)位于黃金峽大壩右岸壩肩框格梁混凝土邊坡內(nèi),高程范圍為EL488m~EL512m,坡度接近1:0.35,框格梁尺寸約為2m*2m,預留排水孔,面積約7000㎡。2018年12月,經(jīng)項目部相關部門多方調研后,最終選用三峽大學潤智生態(tài)科技研究院的專利技術—植被混凝土生態(tài)修復技術對右壩肩框格梁邊坡以及其延伸段的一塊混凝土邊進行“引漢濟渭生態(tài)修復試驗工程”示范。如下圖所示:
施工中
原始圖
三、施工措施
1. 主要施工工序
坡面清整→錨釘施工→安裝導水管→植生棒安裝→掛鐵絲網(wǎng)→綁扎固定網(wǎng)片→植被混凝土基層噴射→植被混凝土面層噴射→覆蓋→噴灌系統(tǒng)安裝→養(yǎng)護。
2.坡面預處理
施工前由配備安全防護措施的專業(yè)人員自上而下對框格梁內(nèi)的混凝土支護坡面上的雜草、落葉枯枝、浮土浮石等進行了清理,使坡面干凈平整。
(2)錨釘施工
坡面清整完畢后,采用電鉆垂直于坡面鉆孔,鉆孔間距為100cm*100cm,每個2m*2m的框格梁內(nèi)布設11個鉆孔。鉆孔直徑為32mm,鉆孔深度60cm,鉆孔傾斜角度不超過1度,鉆孔達到設計深度后在停止進尺情況穩(wěn)鉆1~2min。鉆孔結束后采用高壓風進行清孔。錨釘采用HRB400φ18鋼筋,錨釘長為55cm(外露12cm),錨釘在安裝前進行了除銹和涂刷防銹漆,安裝完成后采用水泥砂漿灌漿。
(3)安裝導水管
在噴錨后預留的排水管上使用大于排水管直徑長度約25厘米的PVC管直接套接在排水管上,起到后期山體排水的作用和為植物生長輸出部分山體水份及養(yǎng)份的功能。
(4)安裝植生棒
抗滑棒釆用聚丙烯PP纖維袋裝特制營養(yǎng)土,每條長度2m,直徑10cm??够粞仄旅驽^釘水平布置,并固定于錨釘上,抗滑棒豎向間距約100cm,每兩個錨釘之間及抗滑棒端部采用HRB400φ8∪型釘加固,∪型釘在使用前采用防銹漆進行除銹。緩釋抗滑棒內(nèi)營養(yǎng)土由種植土、有機物料、有機肥、復合肥等按特定比例組成。
(5)鐵絲網(wǎng)鋪設安裝
抗滑棒安裝完成后,在框格梁內(nèi)鋪設鐵絲網(wǎng),鐵絲網(wǎng)采用14#鍍鋅鐵絲網(wǎng),網(wǎng)目5cm×5cm,網(wǎng)片由上至下鋪設,鐵絲網(wǎng)鋪設要張緊,網(wǎng)片搭接距離不小于10cm,所有網(wǎng)片之間應用鐵絲綁扎牢固,在錨釘接觸處也一并用鐵絲與錨釘綁扎牢固,如下圖2所示:
3.植被混凝土生態(tài)基材配備
植被混凝土生態(tài)基材由砂壤土、水泥、有機物料、植被混凝土/植生水泥土生態(tài)劑、有機肥、復合肥、纖維混合組成,組成材料如下:
◆種植土:優(yōu)先選擇砂壤土和種植土,含沙率20%以內(nèi),含水率15%以內(nèi),篩網(wǎng)尺寸不超過20mm×20mm,現(xiàn)場儲備的原土和過篩后的土應及時覆蓋,避免露天存放。
◆水泥:P.O42.5普通硅酸鹽水泥。
◆有機物料:稻殼。
◆植被混凝土/植生水泥土生態(tài)劑。
◆有機肥:粉末狀肥。
(1) 基材拌合
根據(jù)基材配比表把所需要物料量用計量秤稱準,倒入計量斗(筒)內(nèi),劃定標記線與數(shù)值,并在計量斗(筒)外側注明物料名稱。配料的控制,即按照設定的植被混凝土物料配方,精準、高效的完成每種物料的添加過程。
(2) 混合植物種子定裝配置
根據(jù)植物種子配比表各項植物種子的每平方用量乘以相同的倍數(shù),依順序一一稱出后,在平坦干燥的地上或者合適的容器中,加以攪拌均勻。
(3) 拌合要求(投料順序、拌合時間)
未過篩或無法過篩土壤嚴禁使用,每天的拌合數(shù)量必須準確記錄到施工日報中。無論天氣如何,即便材料拌和在室內(nèi),下班前也一定要覆蓋好所有的材料和半成品。材料使用和出入庫要有記錄,評估配合比控制的準確性,當天拌合料當天用完。
投料順序:有機物料、土、有機肥、水泥、生態(tài)劑、復合肥等,面層加入混合種子。
拌合時間:全部物料進入攪拌倉后,攪拌時間不低于3分鐘,面層不低于5分鐘。
4.基材噴射
植被混凝土噴射厚度為基層12cm、面層3cm。植被混凝土噴植為“先基層,后面層”,開班后,提前配制攪拌足夠數(shù)量的面層混合料,單獨儲放噴錨機上料處的儲存臺(板槽)備用,再有條不紊地進行基層混合料的配制攪拌。
(1) 基層噴射
噴射前再次檢查坡面上的浮土、草皮、及其它雜物是否清理干凈,確認后用水進行坡面噴淋,以促使噴射植被混凝土基材與基面連接緊密,然后進行試噴試驗,以調節(jié)水灰比,再進行正式噴射施工;噴射作業(yè)開始時,應先送風、后開機、再給料,噴射結束時應待噴射料噴完后,再關風。
(2)面層噴射
在基材層施工結束8h以內(nèi)進行面層噴護,本次控制在3~4h;面層的噴護厚度為3cm;表層噴護之前在坡面上噴一次透水,保證基層和面層的粘結;近距離實施噴播,以保證草籽播撒的均勻性;噴播采用自上而下的方式進行,單塊寬度按2m進行控制。
面層植物種子主要采用混合植物種子,一般根據(jù)當?shù)貧夂驐l件、施工季節(jié)選擇合理的植物種子,本次施工季節(jié)處在冬季末,當?shù)貧夂蜉^為濕冷,因此以冷季型草坪為主,暖季型草坪為輔的原則進行了種子配比,并搭配了小灌木。植被種子主要有高羊矛、早熟禾、黑麥草、狗牙根、紫花苜蓿、格?;ǖ戎参铩?/span>
5.覆蓋
噴射完成的坡面,覆蓋無紡布或遮陽網(wǎng)。覆蓋后可以縮短種子的發(fā)芽時間,保持坡面濕潤,節(jié)約用水。降低雨水沖刷,防止形成徑流。降低種子流失,減少土壤水分的蒸發(fā)量,防止鳥類覓食種子。覆蓋時,需坡上坡下作業(yè)人員同時合作,按照坡面長度放一塊,固定一塊,自上而下(或自下而上)進行鋪設,貼緊坡面并呈半繃緊狀態(tài)而不懸空,布面保持平整,無褶皺。頂部底部固定牢固,交接處重疊搭接,搭接寬度不少于10cm。用竹筷或U型釘錨桿等連接器件橫向、縱向分別連接固定覆蓋物,竹筷或U型釘用量為每平方米不少于1只(視邊坡而定),防止風吹布破。
6.噴灌系統(tǒng)安裝
在壩肩框格梁坡腳處設置水池為噴灌系統(tǒng)提供水源,噴灌系統(tǒng)管道沿框格梁最上邊緣布設,主管道采用φ50PVC管,支管采用φ15PVC管和旋轉不銹鋼霧化噴頭組成噴灌網(wǎng)系統(tǒng)。所有管道均高出坡面至少20cm,在噴植時不得覆蓋此管道,噴頭和支管采用插筋固定在坡面上,支管間距暫定10m,保證噴灌系統(tǒng)的噴灑覆蓋率≥95%,霧化度適中。
養(yǎng)護管理分為幼苗期養(yǎng)護與生長期養(yǎng)護兩個階段。幼苗期養(yǎng)護為施工結東后的第0-60d,生長期養(yǎng)護一般為坡面噴射施工結束后的第61-365d。養(yǎng)護管理主要包括噴灌灑水、病蟲害防治和局部修復等措施。
四、坡面演變圖
施工前
2個月后
22年5月現(xiàn)狀圖(1)
22年5月現(xiàn)狀圖(2)
五、結語
經(jīng)過了三年多的演化,灌木覆蓋率保持在95%以上,修復區(qū)域與周邊生態(tài)漸漸融合,期間經(jīng)歷了大雨沖刷考驗,未發(fā)現(xiàn)基材層有脫落、開裂或雨水沖溝,起到了很好的水土保持效果。
潤智技術團隊作為國內(nèi)最早關注工程擾動區(qū)生態(tài)修復的研發(fā)團隊之一,在二十余年持續(xù)性的研究進程中,形成了獨具特色的、國際領先的邊坡防護與生態(tài)修復技術體系。技術成果廣泛應用于水利電力、交通、礦山、市政等領域的高陡巖石邊坡、混凝土邊坡、礦區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)恢復、濱水岸坡及庫區(qū)消落帶生態(tài)修復、廢棄礦山采石場生態(tài)修復、回填邊坡防護,應用范圍已覆蓋全國20余省市自治區(qū),推廣應用總面積逾2000萬㎡。