模袋混凝土生态绿化研究与方案探讨模袋混凝土生态绿化研究与方案探讨前前 言言上世纪九十年代以来，混凝土模袋作为防冲刷的护岸与护坡，广泛应用于全球范围内的江河、海堤、库池我国自上个世纪九十年代初期从日本引进该工程技术后，因其施工便捷、适应不同坡面、抗冲刷能力强等优点而广泛且迅速应用于市政、航道和水利工程据有关统计数据表明，截止到 2013 年，江苏全省已经完工的此类工程面积：水利 144 万平方米、航道 75 万平方米、其它工程 38 万平方米近年来，随着水利、航运建设投资逐年加大，即使在政府大力倡导建设生态宜居理念的今天，还尚以每年 15 万平方米的态势增加一、模袋混凝土现状及生态危害一、模袋混凝土现状及生态危害模袋混凝土属硬化构造，应用于有水流冲刷坡坡面的防护形成方式：在聚丙烯有机模袋内充灌混凝土，自河坡坡顶一直延伸至水下（甚至河底） ，成形全坡面防护鉴于模袋混凝土构造的固有结构型式，从模袋混凝土投入工程领域应用伊始，就决定了它对生态造成的灾害具体归结为如下几个方面：1、使河道坡面陆生植物、水生植物无附着体和生长基，无法在混凝土防护面上生长与成活；2、混凝土防护面的存在，隔绝了陆域土体与水体的交换系统，造成河道水质自净功能的大大退化；3、混凝土白色构造面大面积暴露，影响与污染人们的视觉；4、水生生物、两栖动物依附植物生长、繁衍与生息，它们的活动空间被人为剥夺；因此说，模袋混凝土二十多年的应用给社会发展带来巨大经济效益的同时，给生态环境带来了无法估量的危害。
二、方案建立依据二、方案建立依据混凝土模袋应用于江河、海堤、库池 （1）应用于江河的模袋混凝土护坡仅在汛期径流量峰值时防护面淹没面积最大，汛期前后和冬季枯水期，模袋混凝土坡面大部分、甚至全部未被淹没；（2）应用于海堤的模袋混凝土护坡坡面仅在每月天文大潮与夏秋台风时部分被淹没；（3）对于库池一般为常规静态水位，更是长期仅部分淹没通过对上面三种情况的观测可以看出：模袋混凝土坡面真正起防护作用的时间较短、面积较小，即有效利用率很低如江阴市长江老桃花港至澄星化工码头段护坡，全年效果发挥时空面积比仅 15.1% (2013 年统计资料)见下图：典型江堤标准断面典型江堤标准断面 A A 100mm模袋种植土堤顶道路200mm模袋混凝土堤身原土坡坡面淹没面积淹没面积··时间统计图时间统计图12 3 4 5 6 7 8 9 101112(高程)N（月）H3.64.65.62.6mS=36-30.60.61.6曲线点对应月峰值水位，H 为黄海高程，2.6m 为护坡底高程，5.6m 为护坡顶高程，N 为时间轴 1 月至 12 月，S1=5.4H.N；S 总=36 H.N利用率 ωω=S1/S*100%=5.4/36=15.1%当然，数据仅作为数值统计，模袋混凝土护坡的真正作用就是在这极低的利用率下发挥极大而关键性的社会效率（小概率大作用） 。
在此，提出模袋混凝土生态化方案，就是保证原有模袋混凝土防冲功能不降低，同时又能消除其生态缺陷，达到社会效益与生态效益的最大化三三、模袋混凝土生态化方案模袋混凝土生态化方案（一）双模袋方案（一）双模袋方案1、结构设计双模袋绿色植被混凝土护坡，它包括设置于堤身斜面上的双模袋，双模袋包括重叠布置的下层模袋以及上层模袋，下层模袋充填混凝土，上层模袋填充植物营养基下层模袋由中层布与底层布缝制而成，中层布与底层布为机织有纺土工布，上层模袋由上层布与中层布缝制而成，上层布为防老化无纺土工布双模袋的上端延生至堤顶上堤顶道路的外侧，下层模袋下端延伸至堤身底部的水平段外侧，上层模袋下端延伸至低潮位下方双模袋结构图双模袋结构图4 无纺土工布 3 隔墙筋2 机织土工布6 隔墙布6 隔墙布7 充填套袖2、充填材料组成下层袋混凝土为普通配比混凝土上层袋营养基为草籽、保水剂、水、营养土、粘性土组成的配比合成料1 混凝土2 机织土工布3 隔墙筋4 无纺土工布5 植物生长土6 隔墙布6 隔墙布3、施工方式双模袋绿色植被混凝土护坡分两期施工，I 期为下层模袋混凝土充填，II期为上层模袋营养土充填，II 期在 I 期混凝土强度到龄期设计强度 70%后施工。
I 期下层模袋混凝土充填施工方案为：双模袋加工、双模袋现场铺设与上端固定、混凝土泵车泵管与模袋布端口 7 对接、混凝土充灌、混凝土养护施工机械设备为混凝土泵车II 期上层模袋营养土充填施工方案为：营养土搅拌成泥浆、输送管道与模袋布端口 7 对接、泥浆输送充填、人工踩踏到饱满、养护施工机械设备为配料系统、搅拌机、注浆泵二）穴孔模袋方案（二）穴孔模袋方案1、结构设计模袋穴孔护坡方案，它基于原模袋混凝土的性质与结构特征，在满灌混凝土的模袋坡面上的间隔预留空间，预留的空间作为植被生长的基穴预留的基穴依据需要设置，坡面上位置宜设置在风浪最高冲刷线以下水位变化幅度不大的河道或池库，水下也可以设置孔穴，但宜选择在平台平面区域，减少坡面土方冲蚀预留基穴的设置形式可以为排行形或梅花形基穴有效间距为 1.2m 至3m，以保证混凝土结构的整体不受影响基穴的形式、数量确定后在模袋布加工制作时定位与缝制2.60m:n2.605.602、充填材料组成袋混凝土充填为普通配比混凝土计划种植的草本植物，可以在模袋布铺设结束后种籽预充填，也可以在混凝土充填结束后种植种籽预充填的与营养基保水剂、水、营养土组成配比合成料填充。
草本植物宜选择藤缦植物3、施工方法模袋在坡面上铺展后直接充填混凝土，植被种籽预充填或后种植的在混凝土充填过程中均不受影响，在一个月中自然成长三）双模袋穴孔方案（三）双模袋穴孔方案1、结构设计双模袋穴孔方案为第一方案与第二方案的综合体，双模袋穴孔绿色植被混凝土护坡，他包括重叠布置的下层模袋以及上层模袋，下层为有预留孔穴的充填混凝土的模袋，上层为填充植物营养基的模袋下层模袋由中层布与底层布缝制而成，中层布与底层布为机织有纺土工布，上层模袋由上层布与中层布缝制而成，上层布为防老化无纺土工布双模袋的上端延生至堤顶上堤顶道路的外侧，下层模袋下端延伸至堤身底部的水平段外侧，上层模袋下端延伸至低潮位下方2、充填材料组成与施工方法充填材料组成与施工方法与方案一相同四、关键性技术支撑四、关键性技术支撑三种方案都具备弥补模袋混凝土生态上的缺陷，建立了水生植物生长基础、提高水质自净功能、创造绿色生态环境、营造了水生生物、两栖动物生长、繁衍与生息空间但每个方案在发挥作用过程中也各有一定的不足，如何充分利用优势、在方案设计初期尽量达到措施的完善、后续手段弥补不足，达到最佳生态效果：（一）双模袋方案功能（一）双模袋方案功能实现实现保保证证双模袋方案的最大问题有两个，一是设计中 18cm 的生长基土层如何保证植被成活生长的水份持久供给；二是面层袋布韧久可靠性与必要性。
1、植被成活、生长的基础是土壤与水份，土壤第一条件已经提供并满足，第二条件就是水份持久供给水分的供给在本方案中不考虑人工养护，唯一来源考虑自然降水全国平均年降水量为 630 毫米，呈自沿海向内地、自东南向西北递减的特点东南沿海地区年降水量为 1500～2000 毫米；长江中下游地区为1000～1600 毫米；淮河、秦岭一带和辽东半岛年降水量为 800～1000 毫米雨量季节分布夏季为主，春秋季节次之，草本植物的生长期为春夏，有年均 800mm 的雨量供给已满足生长需要的水量，年际雨量不均匀分布时，初期四年有保水剂发挥调节作用，保水剂失效后由草本植物生长造就的植被与根系起保水与供水2、面层袋布韧久可靠性与必要性无植物覆盖的面层聚丙烯土工布在阳光紫外线照射下加速老化，一旦面层袋布出现老化，基土将流失殆尽对此在设计中两方面进行了弥补，第一方面选用防老化聚丁烯土工布作面层材料，延缓老化第二方面选用本土的草种（马绊筋草）表面草筋交叉覆盖、垂直向空间草叶覆盖，双重防护，减少特别是夏季光紫外线照度，达到面层袋布无明显老化迹象效果二）穴孔模袋方案功能（二）穴孔模袋方案功能实现实现保保证证穴孔模袋方案的最大问题有两个，一是模袋混凝土护坡的防护功能是否减弱；二是植被生长效果。
1、穴孔模袋方案中种植孔设计位置一是最高水位以上的水平区域；二为水位变化区或水下水平面区域，前提条件为模袋混凝土的平面区域位置设置避免了河道水流、强降雨水流对土面冲蚀水位变化区或水下水平面区域的穴孔表面模袋布防护外增加设置一至二道反滤布2、模袋混凝土的平面区域一般位于护坡顶端，常水位堤身浸渗线以上土层含水量低，一般性植物靠自然降水生长缓慢，不能有效绝对化模袋混凝土坡面为达到坡面绿化覆盖率，提高植物水生长速度，在绝对化植物选择上，优先择用草本藤缦植物三）双模袋穴孔方案功能（三）双模袋穴孔方案功能实现实现保保证证双模袋穴孔方案的问题就是双模袋方案与穴孔模袋方案问题的叠加，独立方案问题的解决，意味着双模袋穴孔问题相应解决，其功能得到相应实现五、推广与应用障碍五、推广与应用障碍模袋混凝土生态绿化方案涉及的是模袋绿色植被护坡，与现有技术相比，使得防护单一性功能的得到根本改变，同时也符合宜居化、文明化、生态化建设的时代要求，但在推广应用还存在着诸多方面障碍一）（一）观观念性障碍念性障碍模袋混凝土工程一般均为政府投资的公益性工程，市场经济环境下，绿色植被模袋混凝土作为一项新技术无经济收益，仅有的只是社会效益。
建设单位往往存在有认识、资金、效益以及安全等方面的顾虑，不了解这种技术的显著生态环境效益，造成推广应用难度较大；另外地方经济发展缺乏综合战略指导，仅重视单一品种规模发展和追求经济效益，忽视资源合理利用和生态环境持续发展二）保障性障碍（二）保障性障碍绿色植被模袋混凝土与其他科技推广一样，技术推广也需要政策、资金、技术、环境等方面的保障和支持需要有较为完善的保障体系支撑就目前来看在政策上尽管提高防汛标准，生态化发展成为经济的必然趋势，但还没有完整的政法规体系和具体措施保证生态具有一定的资金储备，由于教育、医疗等的投入负担加重,用于投入农业发展的资金十分有限，如果没有政府、金融部门的资金扶持发展生态农业的资金保障就难以落实。