生態(tài)護(hù)岸技術(shù)在麗水市河道治理中的應(yīng)用

徐榮華

(麗水市水利局,浙江 麗水 323000)

1 問題的提出

隨著城市化、工業(yè)化的加快,全國大多數(shù)地方對河流過于索取而缺乏有效保護(hù),使流域內(nèi)優(yōu)美的自然環(huán)境、完整的生態(tài)系統(tǒng)受到嚴(yán)重的破壞。麗水也不例外,人們因?qū)拥赖谋Ｗo(hù)意識薄弱、對水資源過度開發(fā),河道采砂、工農(nóng)業(yè)以及城市生活污水對甌江的水生態(tài)破壞尤為嚴(yán)重,再加上傳統(tǒng)的水利工程只注重河道的 “泄洪、排澇、航運、灌溉”等作用,修閘建壩,過多地采用混凝土等硬質(zhì)材料,使自然水體形態(tài)渠道化或水池化,水岸混凝土化,對水生態(tài)系統(tǒng)也造成嚴(yán)重脅迫,河道功能在逐步萎縮。根據(jù)麗水市委、市政府提出的“生態(tài)立市,工業(yè)強(qiáng)市、綠色興市”發(fā)展戰(zhàn)略和 《生態(tài)文明建設(shè)綱要》要求,麗水市水利部門以科學(xué)發(fā)展觀為統(tǒng)領(lǐng),圍繞建設(shè)生態(tài)文明和全面小康社會2大戰(zhàn)略,提出了 “平安甌江、生態(tài)甌江、經(jīng)濟(jì)甌江、人文甌江”的水利建設(shè)總體目標(biāo),以水利部甌江干流水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)試點為突破口,以河道建設(shè)為重點,以科研和新材料應(yīng)用為引領(lǐng),開展了甌江流域水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)研究和河道生態(tài)建設(shè)與生態(tài)修復(fù)工作,在研究和建設(shè)過程中,對國內(nèi)一些河道生態(tài)護(hù)岸新型材料進(jìn)行了應(yīng)用,取得了一定的成果和經(jīng)驗。

2 生態(tài)格網(wǎng) (網(wǎng)箱)擋墻在太平港河流治理工程中的應(yīng)用

2.1 太平港河流治理一期工程概況

太平港又名小安溪,發(fā)源于武義縣新宅鎮(zhèn)雪峰山,流經(jīng)武義、蓮都2縣(區(qū)),在蓮都區(qū)蘇埠匯入大溪。小安溪為大溪一級支流,干流長68.95 km,流域面積558 km2,其中麗水市境內(nèi)流域面積390.78 km2。

太平港河流治理一期工程位于太平港左岸聯(lián)城段水路坑口至屢豐堰河出口,保護(hù)聯(lián)城鎮(zhèn)武村、白前、常宅等村,保護(hù)面積約150 hm2,保護(hù)人口現(xiàn)狀為5 000人。主要建設(shè)防洪堤總長3 005 m,始于太平港左岸支流水路坑段,末端至太平港屢豐堰河出口處。其中水路坑及出口匯流段長約308 m,太平港左岸堤長2 697 m。修建屢豐堰河進(jìn)水閘1座及出口排水閘1座。防洪標(biāo)準(zhǔn)為20 a一遇。工程永久占地11.632 hm2,工程概算總投資7 731.98萬元。

該工程為國家中小河流治理試點項目,也是聯(lián)合國開發(fā)計劃署中國地區(qū)水資源管理合作示范項目。工程于2009年8月開工,2011年5月堤防具備擋水能力。

2.2 生態(tài)格網(wǎng) (網(wǎng)箱)擋墻的應(yīng)用及效果

2.2.1 生態(tài)格網(wǎng)(網(wǎng)箱)擋墻的基本特性及工程結(jié)構(gòu)設(shè)計

生態(tài)格網(wǎng)技術(shù)是指將特種鋼絲由專用機(jī)械編織成雙絞、蜂巢形網(wǎng)目的格網(wǎng)片,是根據(jù)工程設(shè)計要求,裁剪、制作、組裝成箱籠并裝入塊石等填充料后連接成一體的結(jié)構(gòu),用作堤防、路基防護(hù)工程。由于邊坡生態(tài)系統(tǒng)較為復(fù)雜,故利用生態(tài)格網(wǎng)技術(shù)對邊坡進(jìn)行防護(hù)。坡上可植綠,增添景觀、綠化效果。同時可用于護(hù)底工程,既保護(hù)了堤坡,又可增添綠化景觀,具有較理想的生態(tài)建設(shè)和生態(tài)恢復(fù)功能,較好的耐久、耐腐蝕和穩(wěn)定功能,良好的景觀效果和透水功能[1]。此外,其抗沖刷和抗風(fēng)浪襲擊能力較強(qiáng),適應(yīng)變形能力強(qiáng),在軟基上使用可節(jié)省大量的地基處理費用[2]。

太平港為山溪性河流,洪水峰高量大,具有較強(qiáng)的沖擊性。但太平港河流治理一期工程位于太平港與甌江干流大溪匯合口,處于水利部甌江干流水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)核心區(qū)域,如采用傳統(tǒng)的漿砌石或混凝土堤防,會對水生態(tài)系統(tǒng)造成較大影響。因此,為保證河道防洪安全,同時減少工程建設(shè)對水生態(tài)環(huán)境的破壞,堤防設(shè)計采用復(fù)合斜坡式斷面,親水平臺以下采用生態(tài)格網(wǎng) (網(wǎng)箱)擋墻,總長約2 600 m,高2～4 m,生態(tài)格網(wǎng)(網(wǎng)箱)擋墻總工程量約1.3萬m3。格網(wǎng)采用10%鋁鋅合金鋼絲制成,網(wǎng)箱規(guī)格分1.0m×1.0 m×1.0 m、1.5 m×1.0 m×1.0 m、2.0 m×1.0 m×1.0 m三種,每層高度1 m,上一層比下一層后退0.5 m,網(wǎng)箱內(nèi)裝河卵石形成擋土結(jié)構(gòu)。

2.2.2 工程應(yīng)用效果

一是施工簡便。由于生態(tài)格網(wǎng)(網(wǎng)箱)擋墻施工只需在其草開挖后,將組裝好的網(wǎng)箱置于待建的擋墻位置(或直接在擋墻位置組裝網(wǎng)箱)后在箱內(nèi)裝入石塊,裝滿后封蓋即可,施工程序簡單,技術(shù)要求不高,便于一般工人操作;二是抗沖刷能力非常強(qiáng),具有很高的抗沖強(qiáng)度,生態(tài)格網(wǎng)(網(wǎng)箱)擋墻相當(dāng)于干砌塊石擋墻,但比干砌塊石擋墻具有更好的整體性,因此,有很強(qiáng)的抗沖刷能力;三是具有較強(qiáng)的適應(yīng)變形能力,由于生態(tài)格網(wǎng)技術(shù)是指將特種鋼絲由專用機(jī)械編織成雙絞、蜂巢形網(wǎng)目的格網(wǎng)片,具有較強(qiáng)整體性,是一種柔性結(jié)構(gòu);四是對石料規(guī)格要求低,石料利用率高;五是水、氣通透性好,在外表面上填土料后易于植物生長,同時有利于河流橫向的水土交換,較為生態(tài)。

2.3 生態(tài)格網(wǎng) (網(wǎng)箱)擋墻應(yīng)用中值得注意的問題和存在的主要缺陷

2.3.1 生態(tài)格網(wǎng)(網(wǎng)箱)擋墻應(yīng)用中值得注意的問題

一是生態(tài)格網(wǎng)(網(wǎng)箱)易于變形,在網(wǎng)箱內(nèi)裝河卵石后,四方體網(wǎng)箱會變成圓柱體或其它體型,施工中難以控制堆砌體尺寸和表面形狀。因此,在施工中采取了河卵石理砌裝箱,同時分層對箱體相對面加拉筋的方法,為保證擋墻表面的平直,河卵石理砌裝箱時在擋墻表面搭設(shè)模板,既解決了箱體變形問題,增加了箱內(nèi)河卵石密實度,又減少了砌體的沉降變形。但人工成本需相應(yīng)增加。

二是生態(tài)格網(wǎng)(網(wǎng)箱)內(nèi)裝河卵石孔隙率較大,易于產(chǎn)生沉降變形,須在施工時預(yù)留一定的沉降高度。預(yù)留的沉降高度可采用試驗確定或根據(jù)經(jīng)驗自定。一般每米高度可留5～10 cm。

三是雖然對填箱石料規(guī)格要求低,但過小塊石容易從網(wǎng)眼漏出。因此,選用石料時,石料直徑應(yīng)大于網(wǎng)眼最大直徑1.5倍以上。

2.3.2 生態(tài)格網(wǎng)(網(wǎng)箱)擋墻存在的主要缺陷

(1)價格較高不易被接受。雖然在平原地區(qū)或缺少砂礫料的地區(qū),生態(tài)格網(wǎng)(網(wǎng)箱)擋墻投資可能會比漿砌塊石或混凝土高,但對麗水塊石和砂礫料豐富區(qū)域來說生態(tài)格網(wǎng)(網(wǎng)箱)擋墻仍投資較高,因生態(tài)格網(wǎng) (網(wǎng)箱)價格就需110～150元/m3,加上填石料,總價約在200～250元/m3左右,相當(dāng)于漿砌塊石。同時由于生態(tài)格網(wǎng)(網(wǎng)箱)擋墻體積遠(yuǎn)大于漿砌塊石,所以總成本較高;

(2)市場上生態(tài)格網(wǎng) (網(wǎng)箱)產(chǎn)品良莠不齊,檢測周期長,質(zhì)量較難控制,使用年限難以保障;

(3)用于平面或斜坡面時,由于格網(wǎng)露面,特別是在水面以下淺水區(qū)部分,不利于人行走和動物爬行,有可能會對人或動物造成傷害;

(4)由于格網(wǎng)采用10%鋁鋅合金鋼絲或表面涂塑(PVC)制成,如格網(wǎng)外表植被著火后會破壞鍍鋅和涂塑層,降低格網(wǎng)的使用壽命;

(5)由于格網(wǎng)為金屬材料也可能被人為剪切偷盜破壞,造成擋墻失穩(wěn)破壞。

3 城區(qū)內(nèi)河海潮河和大洋河出口段榮勛砌塊擋墻的應(yīng)用

3.1 城區(qū)內(nèi)河海潮河出口段改造和大洋河前路閘前引河工程概況

海潮河河道總長4.75 km,整治河段為出口段起自盧鏜街,河道平面呈L形,整治段長299 m,河底寬6 m,采用分級復(fù)合式斷面,一級臺地以下河岸采用C20混凝土基礎(chǔ),榮勛砌塊護(hù)面高3.2 m,內(nèi)側(cè)設(shè)聚丙烯土工格柵加筋土擋墻,土料采用塘渣填筑,兩側(cè)各設(shè)4 m寬平臺,平臺植楊柳和草皮綠化,平臺外側(cè)設(shè)干砌塊石擋墻與城市地面銜接。項目于2006年6月開工,同年10月完成主體工程。

大洋河前路閘前引河工程是大洋河出口河段,前路閘前河段長150 m,河岸線采用近自然的不規(guī)則曲線,河寬8～15 m,河岸斷面為復(fù)合式,即下部高1.0～1.5m采用C20混凝土基礎(chǔ),榮勛砌塊護(hù)面,內(nèi)側(cè)設(shè)聚丙烯土工格柵加筋土擋墻,土料采用黏土。上部為1∶3～1∶4斜坡,坡底與擋墻交接處疊置石處理,坡面植樹草。項目于2006年6月開工,同年10月完成主體工程。

3.2 榮勛砌塊擋墻的應(yīng)用及效果

榮勛砌塊通過砌塊的上下咬合,形成一個牢固的鎖扣結(jié)構(gòu),砌塊后用土工布和土工格柵分別進(jìn)行反濾排水和橫向加固,從而形成一個穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)[3]。其三維互通且超過20%孔洞率的特殊構(gòu)造,為水生動植物提供了良好的棲息環(huán)境,同時有利于工廠化生產(chǎn),提高施工效率。這種擋墻是全立面的,能自擋土、自排水,自卡鎖、自定位,具有適應(yīng)變形的柔性結(jié)構(gòu)和 “人性化”特性,并有一定的消浪效果[4]。

從麗水市2段城市內(nèi)河的應(yīng)用情況看,榮勛砌塊砌筑時為干砌,且每塊砌塊間留有約10 cm的間隙,具有很強(qiáng)的透水透氣性,與傳統(tǒng)的漿砌和混凝土護(hù)岸相比,河岸樹木生長特別茂盛。同時,也可以在砌塊間隙植草和小灌木,生態(tài)效果較好。砌塊間隙也有利于人的攀爬,較人性化。由于榮勛砌塊采用工廠化生產(chǎn),且施工簡便,可以提高工程施工進(jìn)度,對趕工期比較有利。

榮勛砌塊擋墻變形主要有平面鼓出變形和沉降變形,麗水市區(qū)基礎(chǔ)土層均為密實的粉砂土,承載力較好且均勻,一般不會出現(xiàn)沉降變形,從使用情況看,海潮河有多處平面鼓出變形,大洋河前路閘前引河基本無平面鼓出變形。因此,平面鼓出變形隨擋墻的加高,出現(xiàn)的可能性加大。

3.3 榮勛砌塊擋墻應(yīng)用中值得注意的問題和存在的主要缺陷

榮勛砌塊擋墻是由砌塊的上下咬合,形成一個牢固的鎖扣結(jié)構(gòu)和砌塊后土工格柵填土形成的加筋土擋墻結(jié)構(gòu)。砌塊的咬合鎖扣和土工格柵強(qiáng)度、填土密實度是擋墻穩(wěn)定和變形的關(guān)鍵,因此,施工中一要注意檢查砌塊的咬合鎖扣是否到位,與土工格柵是否鎖緊,二要保證土工格柵強(qiáng)度填土密實度。

主要缺點:一是砌塊價格較高,一般為250～300元/m2,加上土工格柵加筋土,挖方和填方量增加,總擋土墻部分投資高于漿砌石;二是容易產(chǎn)生較大變形;三是耐久性還無從驗證,技術(shù)規(guī)范和質(zhì)量控制指標(biāo)尚待完善。

4 結(jié) 語

生態(tài)護(hù)岸是現(xiàn)代河道治理的發(fā)展趨勢,它是融現(xiàn)代水工學(xué)、生物科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)、美學(xué)等學(xué)科于一體的水工程,有助于河流水質(zhì)的改善和水生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。隨著生態(tài)材料研究的不斷深入,新型河道生態(tài)護(hù)岸材料的不斷出現(xiàn),近年來麗水各地對各種生態(tài)護(hù)岸材料進(jìn)行了較多的應(yīng)用試驗研究,如云和縣安溪植物措施護(hù)岸建設(shè),市區(qū)水閣、南山生態(tài)修復(fù)示范段建設(shè)中的連鎖水工砌塊護(hù)坡、綠化混凝土護(hù)坡、三維排水柔性生態(tài)袋護(hù)坡、三維網(wǎng)植生帶護(hù)坡和魚槽磚等不同材料的護(hù)岸應(yīng)用試驗。通過應(yīng)用試驗表明,生態(tài)護(hù)岸總體上對于推進(jìn)河道治理生態(tài)化,提升河道的防洪、生態(tài)、景觀效應(yīng)發(fā)揮了重要作用,能在一定程度上提高河道自凈能力,改善河道水質(zhì)。但還存在諸如成本過高,使用壽命有限,對山溪性河道水位暴漲暴落不適應(yīng)等問題需要完善和改進(jìn)。

[1]邱從維.生態(tài)格網(wǎng)生物護(hù)岸的探索與實踐 [J].亞熱帶水土保持,2009(6):39-41.

[2]金德鋼,孫堯,沈先秀.蜂巢擋墻在城市河道中的應(yīng)用[J].浙江水利科技,2005(1):39-40.

[3]汪榮勛.榮勛(RXP)擋排砌塊及其擋土墻[J].建筑砌塊與砌塊建筑,2005(5):51-53.

[4]黃岳文,汪榮勛.榮勛砌塊及其生態(tài)護(hù)岸上的應(yīng)用 [J].人民長江,2008(13):67-69.