談生物防治橋梁水毀技術(shù)

1、談生物防治橋梁水毀技術(shù)        摘要:本文了生物防治橋梁水毀的經(jīng)驗(yàn)措施及綜合治理辦法。實(shí)踐證明:從根本上解決橋梁水毀問題,必須完善橋梁的生物防治措施,改善生態(tài),使橋梁建筑與環(huán)境和諧統(tǒng)一。 關(guān)鍵詞:橋梁水毀;生物防護(hù) 橋梁水毀的生物防治措施具有降低河水流速、攔洪落淤、協(xié)調(diào)環(huán)境與改善生態(tài)等優(yōu)點(diǎn),并且其防護(hù)效果隨生物的生長而日益顯著;特別是將橋梁的調(diào)治與防護(hù)工程同生物防治措施完美結(jié)合,能使二者的防護(hù)功能相互完善、相互融合,收到良好的防護(hù)效益與生態(tài)效益。結(jié)合本地區(qū)在防治橋梁水毀方面的實(shí)踐,本文對生物防治橋梁水毀的經(jīng)驗(yàn)

2、措施做一探討。 一、生物防護(hù)橋梁的優(yōu)勢 (一) 固岸截流 在河道兩岸營造防水林,能有效遏制河道變遷。因?yàn)?樹木的枝葉能截留降水,減緩地表水流匯集,減輕降水對地表的沖刷;樹木的枝干能阻滯洪水,降低河水流速,從而減輕洪水對橋梁的沖擊作用;樹木的根系盤根錯節(jié),能深入土體內(nèi)部發(fā)揮“錨固”作用,提高了土體整體強(qiáng)度,從而穩(wěn)固了河岸,保護(hù)了堤岸及橋梁的安全。生物防護(hù)對橋梁的防護(hù)效能是工程防護(hù)設(shè)施所不具備的。 (二)落淤防沖 在寬淺變遷及寬淺游蕩河段上建橋,洪水主流擺動對河岸沖此淤彼,易導(dǎo)致河道變遷引發(fā)橋梁水毀。因此,應(yīng)在橋址河段的凹岸設(shè)計石籠、丁壩等導(dǎo)流構(gòu)造物,待丁壩回流區(qū)落淤后再栽植樹木,用于穩(wěn)固河岸,防

3、止洪水沖刷加劇。這樣做不僅能增強(qiáng)工程防護(hù)的效果,還能有效預(yù)防工程防護(hù)設(shè)施被洪水沖毀。據(jù)調(diào)查,隨著樹木郁蔽成蔭,丁壩間回流區(qū)泥沙淤積不斷增厚,丁壩(石籠)在淤積的泥沙及樹木的保護(hù)下,壩頭的局部沖刷減弱,壩身會逐步得到穩(wěn)固,能有效預(yù)防某些橋梁因防護(hù)設(shè)施屢修屢毀而導(dǎo)致水毀。再者,在河道兩岸及其上游流域植樹,能有效攔蓄降水、消減洪峰,從而減輕洪水對河床及橋梁墩臺的沖刷。 (三)生態(tài)效益與效益雙現(xiàn) 由于洪水泛濫,橋位河段往往是沖溝交錯、灘石裸露,加之橋梁施工對生態(tài)環(huán)境的破壞,橋址生態(tài)環(huán)境十分脆弱。特別是在季節(jié)性河流上,這種現(xiàn)象尤為突出。而在橋位河段兩岸營造防護(hù)林,樹木的枝葉能吸收有害氣體,并借助光合作用

4、吸收大量二氧化碳?xì)怏w,并放出氧氣,從而凈化了空氣。此外,枝葉繁茂的樹木還能遮蔽裸露的灘石,將丁壩、護(hù)岸等防護(hù)設(shè)施掩映于樹木之中,使橋梁建筑物與河流、樹木相融合,形成友好和諧的自然景觀,改善了生態(tài)環(huán)境。再者,橋位河段土壤肥沃且含水量較高,可為生物生長提供充足的養(yǎng)分、水分,栽植楊柳易成活、生長快,一般810年就能成材,更新樹木可獲得較高的經(jīng)濟(jì)收益。不僅如此,由于橋梁的工程防護(hù)設(shè)施具有易老化、防護(hù)效果衰減等不足之處,某些橋梁往往因此屢遭水毀,修復(fù)這類設(shè)施不僅需要大量資金,而且耗費(fèi)大量資源(如水泥、砂石等),且后期尚需投入資金進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)。解決這一矛盾的有效措施是對橋梁水毀實(shí)施生物防治。因?yàn)?生物防護(hù)

5、橋梁投入低,成本一般僅需工程防護(hù)設(shè)施的20%30%,并且其防護(hù)效果隨時間推移逐漸增強(qiáng);生物防治措施與工程防護(hù)措施相互配合,既能增強(qiáng)工程防護(hù)設(shè)施的防護(hù)效果,又有效保護(hù)丁壩、順壩、錐坡等調(diào)治與防護(hù)設(shè)施免遭水毀。 綜上所述,生物防治橋梁水毀不僅具有良好的生態(tài)效益與環(huán)境效益,而且節(jié)約因修復(fù)橋梁水毀工程的資金投入與資源消耗,經(jīng)濟(jì)效益顯著。 二、經(jīng)驗(yàn)做法與效果 (一)橋臺的生物防護(hù) 在橋頭引道附近及錐坡基礎(chǔ)外圍植樹,樹禾根系穩(wěn)固了地表土層;其枝干能阻滯洪水,降低洪水流速,有效防止洪水直接沖刷引道路基坡角及錐坡基礎(chǔ)。樹木的固土防沖與導(dǎo)流作用,能消除或有效防止洪水對橋梁錐坡及橋臺造成的水毀威脅。例如:1986

6、年敖漢旗新玉線北扎蘭營子橋錐坡被洪水沖毀,橋頭引道被沖陷。水毀搶修應(yīng)急措施是在被毀錐坡基礎(chǔ)外圍每隔20 cm打入直徑15 cm、高200 cm的木樁,形成排樁,而后再于木樁上掛樹冠(要求將樹冠以8號鐵絲綁扎在木樁上)。按上述方法布置的木樁及樹冠經(jīng)歷洪水后被淤埋固定下來,有效遏制洪水直接沖刷引道與橋臺,收到良好的生物防護(hù)效果。 1         (二)橋墩的生物防護(hù)與加固 橋墩局部沖刷加劇易導(dǎo)致水毀。因此,應(yīng)根據(jù)河水流速及水深采取不同形式的生物防護(hù)措施。若河水流速較高,可采取拋石掛柳的形式對橋墩進(jìn)行防護(hù)。這樣,拋石

7、能阻止洪水淘刷橋墩基礎(chǔ),掛柳(柳枝)則可降低墩身附近的水流流速,有利于減緩沖刷及墩身外圍泥沙沉積;若河水流速較低,可于枯水期在橋墩沖刷嚴(yán)重部位分層填埋(或栽植)親水性強(qiáng)的樹木。這樣,橋墩局部沖刷坑內(nèi)填埋的樹枝被洪 水淤積后會與泥沙緊密結(jié)合,形成加固的土體結(jié)構(gòu),有利于阻止洪水沖刷;若填埋的樹枝成活生長,其防護(hù)效果會不斷增強(qiáng)。 (三)河灣的生物防治 橋址河段的河岸遭洪水淘刷易形成河灣,河灣引發(fā)洪水沖此淤彼,對橋孔通暢泄洪極為不利,應(yīng)及時采取生物防護(hù)措施進(jìn)行治理。若河水流速較低,可在河灣內(nèi)填筑丁壩,待壩間落淤穩(wěn)定再配植樹木。這樣,隨著樹木的增長,河灣凹岸淤積逐年增高,并形成穩(wěn)定的新河岸;若河水流速較

8、高,河灣凹岸沖刷嚴(yán)重,應(yīng)先在河灣內(nèi)布設(shè)石籠丁壩、順壩等導(dǎo)流構(gòu)造物,將洪水調(diào)離河灣區(qū)域,待丁壩、順壩問落淤穩(wěn)定,再于壩間配植樹木,形成生物“柔性壩”,既保護(hù)了丁壩、順壩等防護(hù)構(gòu)筑物,又能攔洪落淤、固岸防沖,有效遏制河道變遷導(dǎo)致橋梁水毀。 (四)生物護(hù)岸 在橋址河道兩岸的灘地栽植防水林,形成生物護(hù)岸,將洪水平順導(dǎo)入橋孔,防止洪水淘蝕沖刷河岸,保持了河槽穩(wěn)定。若橋址河岸局部沖刷嚴(yán)重,應(yīng)重點(diǎn)在河岸坍塌部位栽植樹木,以生物防護(hù)措施替代砌石防護(hù)工程,用于調(diào)治洪水、穩(wěn)固河岸。實(shí)踐證明:在河道兩岸栽植楊柳并配植沙棘,形成喬灌結(jié)合、高低合理搭配的生物防護(hù)體系,既能有效防止河道演變導(dǎo)致橋梁水毀,又保護(hù)了環(huán)境,改善

9、了生態(tài)。 近年,敖漢地區(qū)結(jié)合公路綠化對橋位河段實(shí)施生物防護(hù),并在河岸兩側(cè)的灘地、橋頭引道路段以及錐坡附近栽植了楊柳與沙棘,有效地防護(hù)了橋梁,減輕了橋梁水毀災(zāi)害。 (五)橋位上游流域的生物治理 結(jié)合生物措施對橋址上游流域進(jìn)行綜合治理是防治橋梁水毀的根本措施。具體做法:在河道匯流區(qū)的山坡上沿等高線方向挖品字形魚鱗坑,并在坑內(nèi)植樹種草,以攔蓄地表徑流,這樣能使降雨就地攔蓄、就地下滲;在橋址上游流域的溝谷內(nèi)修筑塘壩,并于壩問配植樹木,形成降水?dāng)r蓄下滲植物蒸騰的水分循環(huán)體系。上述措施減少了坡面水流匯集,降低了河道洪峰流量,有效防止橋梁遭受水毀損害。1998年內(nèi)蒙古東部盟市遭遇罕見的洪災(zāi),全區(qū)有723座橋梁被洪水沖垮。但是,由于敖漢地區(qū)生態(tài)環(huán)境優(yōu)良,加之橋梁的生物防護(hù)措施比較完善,其境內(nèi)管護(hù)的91座橋梁除老虎山橋、各各召橋及山嘴橋三座橋梁的錐坡發(fā)生不同程度水毀外,其他橋梁均安全渡汛。 三、建議與結(jié)語 橋梁設(shè)計不僅要完善橋梁的調(diào)治與防護(hù)工程,還要提出完備的生物防治措施,使橋梁的工程防護(hù)與生物防護(hù)完美結(jié)合。 橋梁施工要注意保護(hù)生態(tài)環(huán)境,避免在橋址河床內(nèi)大量取砂挖