2021-4-10 | 建筑工程
水利工程的修建，因为有防渗、抗冲击、稳固岸坡等要求，在工程面上大多采用水工混凝土、浆砌石等非环境友好的硬化施工工艺，从而导致工程面上无法直接完成植被生态恢复，环境遭到破坏，需要有相应的技术措施改进工程面生境，让植被恢复成为可能，使得工程变为环境友好和气候友好项目[1].为解决这一问题，河南省水利厅对口援建四川江油市涪江中坝段综合整治工程（简称“豫江大堤”），在已建好的混凝土防渗面板坡面上做了生物基质大骨料生态混凝土（BSC：bio-substratelargeaggregateecologicalconcrete）试验，通过试验确定BSC生物基质大骨料生态混凝土在江油地区的配制与成型、生产与施工流程、种植基质的配制与形成、植物选择和配置、乡土植物选择与配置、工程养护流程以及质量控制的方法和措施等，探索在非环境友好的硬化坡面上及岩面上营造生境和生态修复的途径.
1BSC生物基质大骨料生态混凝土概念
BSC生物基质大骨料生态混凝土绿化技术就是利用高强度黏结剂把粒径较大的骨料稳固成型，利用粗骨料间孔隙存储能使植物生长的基质，通过播种或其他手段使得多种植物在较坚固粗骨料混凝土中的基质层生长，并且对生态环境进行恢复，其构造结构如图1所示.BSC生物基质大骨料生态混凝土绿化技术是在植生混凝土技术上的发展和改进，在骨料选择和稳固技术上已经较为成熟，可以应用在江河水利、湖泊坡岸、边坡大坝等工程体上，对阻止诸如水土流失，荒漠化，生物多样性减少等趋势的发展有着明显效果.但是对于幅员辽阔的中国大地上各种气候条件和具体施工环境下的基质选择和配比、植物配置、养护措施等仍然有诸多尚未探及的领域，需要就生物多样性、乡土植物选择、基质配方调节等进行地域性试验和选择[2].
2BSC生物基质大骨料生态混凝土原材料及工艺流程
2.1原材料
BSC生物基质大骨料生态混凝土原材料主要有φ2～5cm石子、普通低碱水泥、土壤、有机肥、草种、BSC骨料粘结添加剂、BSC土壤调节添加剂等，次要材料有钢筋、锚固剂、蛭石或珍珠岩、保水剂、粘合剂、木屑等.
2.2施工工艺
BSC生物基质大骨料生态混凝土施工工艺是在非环境友好的硬化坡面上完成钢筋混凝土框格梁施工的基础上包括BSC大骨料混凝土浇筑形成骨架、BSC基质层铺筑和植被层喷播形成BSC生物基质大骨料生态混凝土、养护及植被生态恢复三个阶段[3]，施工工艺详见图2.
2.3施工设备
根据BSC生物基质大骨料生态混凝土施工工艺，主要施工设备选用湿式绿化混凝土专用喷播机、3.5m3空压机、300J自落式搅拌机、平板式混凝土震捣泵、水泵、20kW发电机等.
3BSC生物基质大骨料生态混凝土施工质量控制
3.1试验方案控制
目前BSC生物基质大骨料生态混凝土技术还处于推广阶段，在“豫江大堤”试验的是否成功，直接影响新技术的推广和豫江大堤生态修复方案的选择，影响在非环境友好的硬化坡面上及岩面上营造生境和生态修复的途径探索.对此必须高度重视，实验过程中必须按照批准的《BSC生物基质大骨料生态混凝土试验方案》要求的人员、材料、配比、机械设备、施工工艺流程等严格控制.
3.2设立质量控制点，加强旁站监理
为保证试验方案的顺利实施和试验质量，达到预期的实验目的，在原材料进场、配料、拌合、浇筑、喷播设立质量控制点，实施旁站监理，跟班作业，平行检测，记录施工工艺参数，以监督施工原材料、施工工艺方法符合试验方案，验证数据参数的真实性.
3.3原材料质量控制
把好原材料质量关需从4个方面采取措施：①首先把好生态恢复工程材料的采购，按照工程项目合同文件中质量要求，技术标准的规定进行采购；②检查各进场材料出厂合格证明文件，检查是否标明产品名称、生产厂名和厂址，检查产品包装和商标式样是否符合国家有关规定和标准要求，检查材料执行标准是否符合国家有关规定和标准要求；③是督促施工单位按批次做好质量取样检查试验；④是监理按照监理规范和实施细则抽样试验.通过这些措施严把原材料质量关，严禁不合格材料入场.
3.4骨料层施工质量控制
3.4.1骨料层生态混凝土的制备和浇筑成形质量要求
①混凝土中形成多而连续的孔隙通道；②要满足混凝土的强度要求；③混凝土骨料颗粒之间要靠的近，接触点多，形成紧密啮合连续多孔的结构；④混凝土中要含有一定的便于植物生长和固定基质物质；⑤混凝土浇筑厚度要低于普通混凝土框格高度，给喷播已混合搅拌好的含有壤土、水泥、种子、生物基质添加剂的生态混凝土留有空间.
3.4.2骨料层施工质量控制
①在混凝土中形成连续的孔隙通道是制备BSC生物基质大骨料生态混凝土的关键.根据试验方案首先监控粗骨料选取φ2～5cm单粒级配石子粗集料，冲洗干净，防止表面附着粉尘，严格控制片状集料含量；其次按照配合比选用高强低碱水泥的品质和用量；再次加入适量的活性混合材料和高效混凝土添加剂等措施来保证胶结材料既有一定的流动性又要有足够的粘度，以避免成型时胶结材过量剥落，确保连续孔隙的形成.②为保证多孔混凝土具有设计的强度，一是对石子进行清洗，防止骨料表面石粉等杂质对BSC生物基质大骨料生态混凝土强度的影响；二是采用表面裹浆法进行搅拌，保证浆体能有效包裹骨料表面，从而提高BSC生物基质大骨料生态混凝土的强度；三是振捣时表面加压和振动相结合的工艺成型多孔混凝土，同时严格控制成型时间.③在混凝土浇筑和振捣完成时，再在其表面施加一定压力，使内部集料颗粒间距即进一步减小，靠的更近更紧，增加接触点，由此引起的集料变形、位移和机械啮合作用得到充分的发挥，最终使多孔混凝土骨料紧密啮合形成连续多孔的结构.④为了便于植物的生长和固定，按照试验方案在BSC生物基质大骨料生态混凝土中注入调配好的种植基质材料，使其既有一定的保水性又有一定的肥效性，以保证植物长期有效地生长.⑤根据喷播已混合搅拌好的含有壤土、水泥、种子、生物基质添加剂的生态混凝土厚度不少于5cm的要求，BSC生物基质大骨料生态混凝土填充高度以低于框架2~3cm为宜，给泥浆喷播留有足够的空间.⑥由于BSC生物基质大骨料生态混凝土与普通混凝土相比孔隙率要大，且为连续孔隙，新拌制浇筑成型后拌合水更易蒸发损失.采用塑料薄膜覆盖混凝土表面防止其内部水分过快地蒸发，并不定时在其表面洒少许水以保持混凝土在早期阶段表面的湿润.大骨料混凝土施工层如图3所示.