談生物防治橋梁水毀技術

1、談生物防治橋梁水毀技術        摘要:本文了生物防治橋梁水毀的經(jīng)驗措施及綜合治理辦法。實踐證明: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。 關鍵詞:橋梁水毀;生物防護 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,并且其防護效果隨生物的生長而日益顯著;特別是將橋梁的調(diào)治與防護工程同生物防治措施完美結合,能使二者的防護功能相互完善、相互融合,收到良好的防護效益與生態(tài)效益。結合本地區(qū)在防治橋梁水毀方面的實踐,本文對生物防治橋梁水毀的經(jīng)驗

2、措施做一探討。 一、生物防護橋梁的優(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。因為: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,提高了土體整體強度,從而穩(wěn)固了河岸,保護了堤岸及橋梁的安全。生物防護對橋梁的防護效能是工程防護設施所不具備的。 (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,易導致河道變遷引發(fā)橋梁水毀。因此,應在橋址河段的凹岸設計石籠、丁壩等導流構造物,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。這樣做不僅能增強工程防護的效果,還能有效預防工程防護設施被洪水沖毀。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下,壩頭的局部沖刷減弱,壩身會逐步得到穩(wěn)固,能有效預防某些橋梁因防護設施屢修屢毀而導致水毀。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、吸收大量二氧化碳氣體,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、護岸等防護設施掩映于樹木之中,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)濟收益。不僅如此,由于橋梁的工程防護設施具有易老化、防護效果衰減等不足之處,某些橋梁往往因此屢遭水毀,修復這類設施不僅需要大量資金,而且耗費大量資源(如水泥、砂石等),且后期尚需投入資金進行維修養(yǎng)護。解決這一矛盾的有效措施是對橋梁水毀實施生物防治。因為:生物防護

5、橋梁投入低,成本一般僅需工程防護設施的20%30%,并且其防護效果隨時間推移逐漸增強;生物防治措施與工程防護措施相互配合,既能增強工程防護設施的防護效果,又有效保護丁壩、順壩、錐坡等調(diào)治與防護設施免遭水毀。 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)約因修復橋梁水毀工程的資金投入與資源消耗,經(jīng)濟效益顯著。 二、經(jīng)驗做法與效果 (一)橋臺的生物防護 在橋頭引道附近及錐坡基礎外圍植樹,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。樹木的固土防沖與導流作用,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。水毀搶修應急措施是在被毀錐坡基礎外圍每隔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效果。 1         (二)橋墩的生物防護與加固 橋墩局部沖刷加劇易導致水毀。因此,應根據(jù)河水流速及水深采取不同形式的生物防護措施。若河水流速較高,可采取拋石掛柳的形式對橋墩進行防護。這樣,拋石

7、能阻止洪水淘刷橋墩基礎,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重部位分層填埋(或栽植)親水性強的樹木。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合,形成加固的土體結構,有利于阻止洪水沖刷;若填埋的樹枝成活生長,其防護效果會不斷增強。 (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,應及時采取生物防護措施進行治理。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,河灣凹岸沖刷嚴重,應先在河灣內(nèi)布設石籠丁壩、順壩等導流構造物,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”,既保護了丁壩、順壩等防護構筑物,又能攔洪落淤、固岸防沖,有效遏制河道變遷導致橋梁水毀。 (四)生物護岸 在橋址河道兩岸的灘地栽植防水林,形成生物護岸,將洪水平順導入橋孔,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重,應重點在河岸坍塌部位栽植樹木,以生物防護措施替代砌石防護工程,用于調(diào)治洪水、穩(wěn)固河岸。實踐證明:在河道兩岸栽植楊柳并配植沙棘,形成喬灌結合、高低合理搭配的生物防護體系,既能有效防止河道演變導致橋梁水毀,又保護了環(huán)境,改善

9、了生態(tài)。 近年,敖漢地區(qū)結合公路綠化對橋位河段實施生物防護,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,有效地防護了橋梁,減輕了橋梁水毀災害。 (五)橋位上游流域的生物治理 結合生物措施對橋址上游流域進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,形成降水攔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,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措施比較完善,其境內(nèi)管護的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、建議與結語 橋梁設計不僅要完善橋梁的調(diào)治與防護工程,還要提出完備的生物防治措施,使橋梁的工程防護與生物防護完美結合。 橋梁施工要注意保護生態(tài)環(huán)境,避免在橋址河床內(nèi)大量取砂挖