生态混凝土护坡技术课件.ppt
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- 生态 混凝土 护坡 技术 课件
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1、报报 告告 内内 容容 边坡防护技术概述边坡防护技术概述 新型现浇透水新型现浇透水植生生态混凝植生生态混凝土边坡保护、植生技术土边坡保护、植生技术 W-OH边坡保护、植生技术边坡保护、植生技术 1995年,日本混凝土工学协会提出了生态混凝土的概念,并年,日本混凝土工学协会提出了生态混凝土的概念,并设立了生态混凝土研究委员会;设立了生态混凝土研究委员会;2001年,出版年,出版多孔性混凝土河川护岸方法的手册多孔性混凝土河川护岸方法的手册,主要,主要用于河道、蓄水池斜面边坡的生态治理;用于河道、蓄水池斜面边坡的生态治理;2001年,同年成立了名为年,同年成立了名为“关于确立多孔性混凝土的设计及关于
2、确立多孔性混凝土的设计及施工方法的研究委员会施工方法的研究委员会”。中国的研究发展现状中国的研究发展现状 研究起步较晚,但近年来,国家逐渐重视生态材料、技术方研究起步较晚,但近年来,国家逐渐重视生态材料、技术方面的研究,启动了面的研究,启动了863计划,投入大量的资金,在计划,投入大量的资金,在8个基地进个基地进行开发研究。如,国家行开发研究。如,国家863“十五十五”重大科技专项重大科技专项“镇江城市镇江城市水环境质量改善与生态修复技术研究与示范水环境质量改善与生态修复技术研究与示范”。JCK株式会社与国内清华大学、东南大学、青海大学等院校、株式会社与国内清华大学、东南大学、青海大学等院校、
3、科研机构,建立了长期稳定、紧密协作的合作关系;并与北科研机构,建立了长期稳定、紧密协作的合作关系;并与北京特希达新材料有限公司共同成立合资公司致力于将国际领京特希达新材料有限公司共同成立合资公司致力于将国际领先水平的新型现浇透水先水平的新型现浇透水植生生态混凝土技术在中国应用和推植生生态混凝土技术在中国应用和推广。广。传统被动护坡技术示意图传统被动护坡技术示意图砌块或混凝土砌块或混凝土碎石反滤层碎石反滤层传统护坡技术传统护坡技术传统护坡技术的不足传统护坡技术的不足1)被动防护,堤体与外部处于物质、能量的)被动防护,堤体与外部处于物质、能量的隔离状态,内部不稳定;隔离状态,内部不稳定;2)需铺设
4、反滤层,施工麻烦;)需铺设反滤层,施工麻烦;3)坝体与保护层协调变形能力差,故抗震动)坝体与保护层协调变形能力差,故抗震动 能力差,耐久性能不好。能力差,耐久性能不好。4)无环境、生态和景观附加功能等。)无环境、生态和景观附加功能等。二、二、现浇透水现浇透水 植生生态混凝土护坡原理植生生态混凝土护坡原理透水生态混凝土透水生态混凝土 透水生态混凝土护坡法透水生态混凝土护坡法混凝土的碱性降低混凝土的碱性降低土中小动物土中小动物低成本的自然填充土低成本的自然填充土陆生昆虫陆生昆虫植生生态混凝土护坡法植生生态混凝土护坡法透水透水植生生态护坡技术的优点植生生态护坡技术的优点1)主动防护,水及空气等可在堤
5、体与外部自由)主动防护,水及空气等可在堤体与外部自由流通,处于动态平衡状态;流通,处于动态平衡状态;2)无需反滤层,可现浇施工,施工性良好;)无需反滤层,可现浇施工,施工性良好;3)坝体与保护层协调变形性能好,故抗震动)坝体与保护层协调变形性能好,故抗震动 能能力好,抗冻融性好,耐久性好;力好,抗冻融性好,耐久性好;4)具有植生性能,改善生态环境和景观,可实)具有植生性能,改善生态环境和景观,可实现可持续性长期生态护坡;现可持续性长期生态护坡;5)消波和吸附噪音及有害气体等附加功能等。)消波和吸附噪音及有害气体等附加功能等。与普通混凝土的护坡效果比较与普通混凝土的护坡效果比较比较因素比较因素现
6、浇透水现浇透水植生生态混凝土植生生态混凝土普通混凝土(现浇)普通混凝土(现浇)透透 水水 性性具有良好的透水性,可实现自由排水,故堤体及坡面都具有高度的安全性;连续孔隙可设计性强,反滤效果很好,不会发生管涌及土沙等颗粒流失现象。不具备透水性,其排水只能通过排水孔来实现;无反滤性能,混凝土与被保护体之间的界面必须设置防止土质细颗粒流出的材料。消波消波、抗、抗震震 性性 能能 生态混凝土具有犹如米花糖状的表面,其消波效果好;生态混凝土与堤体相容性及具有多孔性等特点,对地震时的变形适应性强。施工面平滑,无消波效果,波浪上扬厉害;与堤体的刚度差别甚大,地震时由于两者动态特性不同而导致变形过大而断裂。抗
7、抗 洗洗 掘、掘、流流 失失 性性 能能由于自身的过滤效果和消波效果,对洗掘,流失具有高抵抗性能。使用排水孔等方法,易造成流线集中且流速较快,土粒子流失较严重。景景 观观 性性能在生态混凝土上实现植生绿化,不仅改善景观,又能进一步加强坡面的稳固。景观型一般较差。生生 态态 亲亲 和和性能及特征性能及特征 其最大优点是具有良好的生态和环境亲和性能:内部的连续孔隙可使水、空气等自由渗透,为动植物及微生物提供栖息和活动空间,而且还可有效地提高水质的自然净化能力。无生态亲和性能及特征。三、三、SR-3/SR-4现浇透水现浇透水植生生态护坡技术介绍植生生态护坡技术介绍类 别SR-3(透水)SR-4(植生
8、)外 观棕褐色悬浊液棕黄色悬浊液主要成分碳酸钙、硅石粉、机能性无机盐及木质素磺酸羟基羧酸组成的复合物碳酸钙、硅石粉、机能性无机盐及改性聚羧酸组成的复合物固 含 量4046%4248%p H4.50.53.50.5比 重1.280.021.300.02SR-3/SR-4SR-3/SR-4材料性能材料性能SR-3/SR-4 主要成分的功效主要成分的功效SR-3/SR-4成分成分1成分成分2成分成分3成分成分4促进水泥的水促进水泥的水合反应,提高合反应,提高混凝土早期强混凝土早期强度,确保孔隙度,确保孔隙均匀和控制孔均匀和控制孔径大小。径大小。增加水合物与增加水合物与骨料的附着能骨料的附着能力,增强
9、骨料力,增强骨料间粘结层的强间粘结层的强度,提高了耐度,提高了耐久性。久性。在骨料表面形成致密在骨料表面形成致密的保护层,提高抗化的保护层,提高抗化学的侵蚀能力,同时学的侵蚀能力,同时防止防止Ca(OH)2的溶出,的溶出,改善了生态混凝土的改善了生态混凝土的环境亲和性。环境亲和性。促进植物的光合作促进植物的光合作用,便于动植物及用,便于动植物及微生物栖息,提高微生物栖息,提高了和生物共生能力,了和生物共生能力,有效促进水质的自有效促进水质的自然净化作用。然净化作用。提高了力学、耐提高了力学、耐久性等结构性能久性等结构性能改善了生态亲和改善了生态亲和性和环境协调性性和环境协调性现浇透水现浇透水植
10、生生态混凝土性能特征植生生态混凝土性能特征生态特性:可实现植生绿化、生物共存、水质净化等生态特性:可实现植生绿化、生物共存、水质净化等 功能;功能;施工特性:施工性能良好,凝固时间快,保水性施工特性:施工性能良好,凝固时间快,保水性 能良好,适宜现场浇筑;能良好,适宜现场浇筑;力学特性:抗压、抗弯强度大,与普通混凝土相当;力学特性:抗压、抗弯强度大,与普通混凝土相当;其他特性:耐久性、耐化学侵(腐)蚀性能良好。其他特性:耐久性、耐化学侵(腐)蚀性能良好。结构特性:具有大量连通的孔隙,且孔隙率、孔径结构特性:具有大量连通的孔隙,且孔隙率、孔径 分布可控性好;分布可控性好;现浇生态混凝土与同类产品
11、的性能比较现浇生态混凝土与同类产品的性能比较 对比试验配方表对比试验配方表配 方 粗骨料 细骨料 普通水泥SR-3/SR-4高 效减水剂水实施方案(一)5870%1220%1215%0.20.4%无3.54.5%实施方案(二)7281%4.512%8.512.5%0.20.4%无2.53.5%比较方案7481%无1622%无0.10.3%2.54.0%各指标比较结果汇总表各指标比较结果汇总表测定指标测定指标比较方案比较方案实施方案实施方案 (一一)实施方案实施方案 (二二)普通混凝土普通混凝土抗压强度(28d)1015MPa1525MPa1025MPa1830 MPa冻融试验30次循环以下80
12、次循环以上80次循环以上60-150次循环透水系数(定水位法)5.0cm/s 以上0.1cm/s以上0.1cm/s以上1.010-95.010-7 cm/s反滤作用反滤效果差反滤效果显著反滤效果显著不存在此功能空 隙 率25%以上205%255%34单位容重1.8t/m32.00.2t/m31.80.2t/m32.3t/m3养护条件蒸汽养护自然养护自然养护养护箱养护新型现浇透水新型现浇透水植生生态混凝土施工程序植生生态混凝土施工程序整理施工面、框架内清扫整理施工面、框架内清扫SR-3/SR-4现场加入现场加入高速搅拌高速搅拌3-4分钟分钟浇筑生态混凝土浇筑生态混凝土混凝土体初加工、表面精加工混
13、凝土体初加工、表面精加工最后整理最后整理第一次搅拌混凝土第一次搅拌混凝土搅拌车运输或现场搅拌搅拌车运输或现场搅拌施工方面的优势施工方面的优势(与普通生态混凝土比较)与普通生态混凝土比较)适合斜面现浇施工适合斜面现浇施工 适合现浇和各种施工作业面,包括平面和斜面等;适合现浇和各种施工作业面,包括平面和斜面等;施工简便,不需机械碾压设备施工简便,不需机械碾压设备 新型现浇透水新型现浇透水植生生态混凝土工艺简单,在现场植生生态混凝土工艺简单,在现场完成搅拌后由普通施工人员用普通工具在各种各样完成搅拌后由普通施工人员用普通工具在各种各样的施工面敷料涂抹即可的施工面敷料涂抹即可 强度发展快:强度发展快:
14、4小时可达小时可达5MPa;工艺控制简单工艺控制简单 水灰比误差控制在水灰比误差控制在3%时,其结构和各项性能指标时,其结构和各项性能指标不受影响;不受影响;受气候、温度等影响小,可在受气候、温度等影响小,可在-15以上施工;以上施工;自然养护。自然养护。四四 典型的应用领域及示例典型的应用领域及示例大型水库堤坝的防护与治理大型水库堤坝的防护与治理河道周边生态环境治理及防护河道周边生态环境治理及防护湖泊、蓄水池的生态环境保护湖泊、蓄水池的生态环境保护道路边坡的生态治理与防护道路边坡的生态治理与防护其他一些应用其他一些应用(人行道、停车场等)(人行道、停车场等)示例示例1:农村渠道生态治理:农村
15、渠道生态治理(日本冈山县日本冈山县)示例示例2:城市河道生态治理:城市河道生态治理(日本名古屋市山崎川日本名古屋市山崎川)施工中施工中施工完施工完1月后月后3月后月后示例示例3:一级河川生态治理:一级河川生态治理(歧阜县土歧川歧阜县土歧川)示例示例4:中国长江江堤生态防护:中国长江江堤生态防护(镇江世业洲镇江世业洲)示例示例5:中国西宁市湟水河河道生态治理与防:中国西宁市湟水河河道生态治理与防护护示例示例1:日本河内水库堤体边坡保护工程:日本河内水库堤体边坡保护工程示例示例2:日本辉北水库周边堤岸及边坡保护工程:日本辉北水库周边堤岸及边坡保护工程示例示例1:日本高峰湖生态环境保护工程:日本高峰
16、湖生态环境保护工程示例示例2:日本盐田蓄水池生态环境保护工程:日本盐田蓄水池生态环境保护工程示例:日本道路边坡环境治理与防护工程示例:日本道路边坡环境治理与防护工程2号西有年地区国道号西有年地区国道盐泽线村道盐泽线村道示例:其他一些应用示例:其他一些应用(人行道、停车场等)(人行道、停车场等)五、基于五、基于SR-3/SR-4SR-3/SR-4的研究和应用总结的研究和应用总结1)工程业绩工程业绩仅在日本已经有仅在日本已经有350多个工程施工实例,总施工面积达多个工程施工实例,总施工面积达65万平方米以上。万平方米以上。2)国家发明专利国家发明专利(1)通气透水性混凝土蓄水侧坡面的建造方法,申请
17、号)通气透水性混凝土蓄水侧坡面的建造方法,申请号 200510040877.4;(2)针对加气混凝土绝热和材料力学性能提升的关键技)针对加气混凝土绝热和材料力学性能提升的关键技 术方案,申请号术方案,申请号200710190806.1。3)技术鉴定:技术鉴定:结论:结论:上述研究成果上述研究成果具有创新性,对生态具有创新性,对生态混凝土的制备及耐久混凝土的制备及耐久性设计相关标准的制性设计相关标准的制定具有重要的参考价定具有重要的参考价值,研究成果总体达值,研究成果总体达到到国际先进国际先进水平。水平。4)技术规范技术规范土地改良事业设计指针土地改良事业设计指针蓄水池整备蓄水池整备 土地改良事
18、业计划设计土地改良事业计划设计 基准堤坝设计基准堤坝设计 日本农林水产省已经将基于日本农林水产省已经将基于SR-3/SR-4的现场浇筑透水的现场浇筑透水植生生态混凝土技术作为大坝、水库、蓄水池、河道植生生态混凝土技术作为大坝、水库、蓄水池、河道等水利工程治理和保护的最有效方法和措施之一进行等水利工程治理和保护的最有效方法和措施之一进行推广和应用,如日本的辉北水库、石川水库、长柄水推广和应用,如日本的辉北水库、石川水库、长柄水库、上津水库、东金水库、土歧川河道等的生态治理库、上津水库、东金水库、土歧川河道等的生态治理和保护。和保护。5)科研项目及论文科研项目及论文863课题课题镇江城市水环境质量
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