水利水电工程高边坡防护施工工艺及生态影响研究

摘要：水利水电工程高边坡防护施工是保障工程稳定性和安全性的关键环节。本文详细阐述了常见的高边坡防护施工工艺，包括锚杆支护、锚索支护、混凝土挡墙、抗滑桩以及坡面防护等技术的原理、施工流程与要点。深入分析了这些施工工艺对生态环境的影响，如土地占用与植被破坏、水土流失、生物多样性减少以及景观破碎化等问题。并针对生态影响提出了相应的保护措施，包括生态护坡技术的应用、施工过程中的生态保护措施以及生态修复措施等。旨在实现水利水电工程建设与生态环境保护的协调发展，为高边坡防护施工提供科学的技术指导和生态保护策略。

关键词：水利水电工程；高边坡防护；施工工艺；生态影响

一、引言

水利水电工程建设往往涉及到高边坡的处理，高边坡的稳定性直接关系到工程的安全运行、施工人员的生命财产安全以及周边生态环境的稳定。随着工程建设规模的不断扩大和对生态环境保护意识的提高，深入研究高边坡防护施工工艺及其生态影响具有重要的现实意义。合理选择施工工艺不仅能够确保高边坡的稳定，还能最大限度地减少对生态环境的破坏，实现工程建设与生态保护的双赢。

二、水利水电工程高边坡防护施工工艺

（一）锚杆支护

通过在边坡岩土体钻孔插入锚杆并灌注水泥砂浆，使锚杆与岩土体结合成整体，增强边坡稳定性。施工包括钻孔、锚杆制作安装、注浆等环节。钻孔要保证孔位、孔径、垂直度和深度符合要求；锚杆按设计制作，安装时位置要准确；注浆采用合适的水泥砂浆或纯水泥浆，控制好注浆压力，确保浆液填充钻孔并使锚杆与岩土体粘结牢固。

（二）锚索支护

锚索支护借助锚索将不稳定岩土体与稳定岩体相连，施加预应力加固边坡。施工工艺复杂，有钻孔、锚索制作安装、张拉锁定等步骤。钻孔要求精度高、深度大，需专业锚索钻机；锚索制作要确保钢绞线编束牢固，安装时避免损伤外皮；张拉锁定按设计分级进行，准确控制预应力并锁定，使锚索长期有效。

（三）混凝土挡墙

混凝土挡墙作为重力式支挡结构，靠自身重力抵抗边坡土体侧向压力。施工涵盖基础开挖、钢筋绑扎、模板安装和混凝土浇筑。基础开挖要保证底面平整、承载力达标，遇软弱地基需处理；钢筋绑扎符合设计要求，保证结构强度；模板安装平整、密封、牢固；混凝土浇筑分层进行，控制坍落度和速度，保证密实度和均匀性。

（四）抗滑桩

抗滑桩深入滑体下稳定岩土体，传递下滑力以稳定边坡。施工流程包括桩位确定、成孔、钢筋笼制作安装、混凝土灌注。桩位确定要准确；成孔有人工挖孔和机械钻孔等方法，需控制孔的垂直度和孔径及壁的稳定性；钢筋笼制作安装保证质量和位置；混凝土灌注用导管法，保证桩身混凝土质量。

（五）坡面防护

坡面防护防止边坡表面风化、冲刷和侵蚀，保护岩土体稳定性，兼具绿化美化作用。常见方法有浆砌片石护坡、喷射混凝土护坡、挂网喷锚护坡和生态护坡等。浆砌片石护坡注意片石质量和砌筑工艺；喷射混凝土护坡需修整边坡后喷射，控制压力和厚度；挂网喷锚护坡先铺网再喷射，保证网的铺设和锚杆安装质量；生态护坡通过植被种植或生态袋铺设，依条件选择植被，实现防护与生态结合。

三、水利水电工程高边坡防护施工对生态环境的影响

（一）土地占用与植被破坏

高边坡防护施工需要占用一定的土地面积，包括施工场地、材料堆放场地、临时道路等，这会直接导致地表植被的铲除和破坏，减少了植被覆盖度，影响了当地的生态系统功能。特别是在一些生态脆弱地区，植被的破坏可能会引发水土流失、土壤沙化等生态问题，破坏生物的栖息地，导致生物多样性减少。

（二）水土流失

施工过程中的土方开挖、爆破作业等活动会扰动边坡岩土体，破坏原有的植被和土壤结构，使土壤的抗侵蚀能力大大降低。在降雨等自然因素的作用下，容易引发水土流失现象，导致大量的泥沙流入附近的河流、湖泊等水体，影响水质，淤积河道，降低水利设施的使用寿命，同时也会对下游的生态环境造成不利影响。

（三）生物多样性减少

高边坡防护施工改变了原有的生态环境，破坏了许多动植物的栖息地和生存环境，使得一些物种被迫迁移或灭绝。例如，一些珍稀植物可能因为施工区域的占用而无法生存，一些依赖特定生境的动物可能会因为栖息地的丧失而失去食物来源和繁殖场所，从而导致生物多样性的减少，影响生态系统的平衡和稳定。

（四）景观破碎化

大规模的高边坡防护施工会改变原有的自然景观格局，形成许多人工建筑和裸露的边坡，使原本连续的自然景观变得破碎化。这不仅影响了景观的美学价值，还会对生态系统的物质循环、能量流动和生物迁徙等过程产生阻碍，进一步削弱生态系统的服务功能，降低区域的生态环境质量。

四、水利水电工程高边坡防护施工的生态保护措施

（一）生态护坡技术的应用

在高边坡防护施工中，应优先选择生态护坡技术，如植被混凝土护坡、三维植被网护坡、客土喷播护坡等。这些技术能够在保证边坡稳定的前提下，最大限度地恢复边坡的植被覆盖，减少水土流失，为生物提供栖息和繁衍的场所，促进生态系统的修复和重建。例如，植被混凝土护坡是将混凝土、植被种子、肥料、保水剂等混合而成，喷射在边坡表面，形成一种既能满足植物生长需求又具有一定强度的防护结构，实现边坡防护与生态绿化的有机结合。

（二）施工过程中的生态保护措施

1. 合理规划施工场地：在施工前，应根据工程的实际情况，合理规划施工场地和临时设施的布局，尽量减少对周边植被和土地的占用。对于施工材料的堆放场地，应选择在不易造成水土流失和植被破坏的区域，并采取相应的防护措施，如设置挡土墙、排水设施等。

2. 优化施工工艺：在施工过程中，应尽量采用先进的施工工艺和设备，减少对边坡岩土体的扰动和破坏。例如，采用静态爆破、预裂爆破等控制爆破技术，降低爆破震动对周边环境的影响；在土方开挖时，采用分层分段开挖、及时支护的施工方法，避免边坡长时间暴露，减少水土流失的风险。

3. 加强施工人员的生态保护意识教育：通过开展培训和宣传活动，提高施工人员对生态环境保护的认识和责任感，使其在施工过程中自觉遵守生态保护的相关规定，避免随意破坏植被、捕杀野生动物等行为的发生。

（三）生态修复措施

1. 植被恢复：在高边坡防护工程竣工后，应及时开展植被恢复工作。根据当地的气候、土壤条件和生态环境特点，选择适宜的植物品种进行种植，包括草本植物、灌木和乔木等，形成多层次的植被群落结构，提高植被的覆盖率和生态系统的稳定性。同时，要加强对植被的养护管理，确保其成活率和生长良好。

2. 栖息地恢复：对于因施工而受到破坏的生物栖息地，应采取相应的恢复措施，如建造人工鸟巢、兽穴，设置生态廊道等，为野生动物提供迁徙、觅食和繁殖的通道和场所，促进生物多样性的恢复和增加。

五、结论

水利水电工程高边坡防护施工工艺的选择直接关系到工程的安全和生态环境的保护。在工程建设过程中，应根据边坡的地质条件、工程要求和生态环境特点，合理选择防护施工工艺，并采取有效的生态保护措施，最大限度地减少施工对生态环境的负面影响。通过推广应用生态护坡技术、优化施工工艺、加强施工过程中的生态保护以及实施生态修复措施等手段，实现水利水电工程建设与生态环境保护的协调发展，为构建美丽中国、推动可持续发展做出积极贡献。

未来，随着科技的不断进步和人们对生态环境保护意识的进一步提高，水利水电工程高边坡防护施工工艺将不断创新和完善，生态保护措施也将更加科学、系统和有效，为水利水电事业的健康发展提供更加坚实的保障。

参考文献：

[1] 张勇， 王磊. 水利水电工程高边坡防护技术与生态修复策略[J]. 水利水电技术， 2022， 53（08）： 120 - 126.

[2] 刘辉， 赵华. 水利水电工程高边坡稳定性分析及防护施工工艺[J]. 人民长江， 2021， 52（06）： 105 - 109.