長(zhǎng)江中下游綠色環(huán)保型航道整治建筑物研究

李一兵，程小兵

（交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所 工程泥沙交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300456）

長(zhǎng)江中下游綠色環(huán)保型航道整治建筑物研究

李一兵，程小兵

（交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所 工程泥沙交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300456）

在進(jìn)行大量調(diào)查研究和分析研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)了現(xiàn)有可用于航道整治的綠色環(huán)保型材料和工藝的特點(diǎn)及實(shí)用性，并以長(zhǎng)江中下游航道整治工程為研究對(duì)象，研究提出了綠色環(huán)保型整治建筑物結(jié)構(gòu)型式及材料，并分別明確了這些材料和結(jié)構(gòu)在航道整治建筑物的護(hù)面、護(hù)底、護(hù)灘以及護(hù)岸工程中的適用部位。通過(guò)示范工程的實(shí)施應(yīng)用，表明新型結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)節(jié)約投資，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益；實(shí)施后植被生長(zhǎng)良好，生態(tài)效益明顯。研究成果為綠色環(huán)保材料在內(nèi)河航道整治工程中的應(yīng)用及進(jìn)一步研究打下基礎(chǔ)。

航道整治；綠色環(huán)保型；結(jié)構(gòu)；整治建筑物；長(zhǎng)江

在長(zhǎng)江中下游航道整治工程中，目前常用的整治建筑物的結(jié)構(gòu)形式主要為系袋軟體排、鉸鏈排、系砼塊軟體排、干砌塊石、漿砌塊石、預(yù)制砼塊、漿砌塊石壩、樁板壩、混凝土預(yù)制件壩（鋼筋混凝土沉箱壩）、砂枕填芯-塊石護(hù)面混合壩、砂枕填芯-模袋砼護(hù)面混合壩（砂枕-模袋砼壩）等。雖然這些結(jié)構(gòu)形式已大量成功應(yīng)用，積累了較為豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，但從生態(tài)、綠色和環(huán)保的角度來(lái)看，上述結(jié)構(gòu)型式仍然存在改進(jìn)的空間。正確處理好航道建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系，將發(fā)展和保護(hù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，尋找兩者的最佳結(jié)合點(diǎn)，已經(jīng)成為建設(shè)和諧長(zhǎng)江和可持續(xù)發(fā)展長(zhǎng)江的關(guān)鍵。因此需要研究一種新型結(jié)構(gòu)，既能發(fā)揮工程效果，又能體現(xiàn)生態(tài)、環(huán)保價(jià)值，從而將長(zhǎng)江建設(shè)成為我國(guó)的“綠色航道”。

1 長(zhǎng)江中下游航道整治建筑物的結(jié)構(gòu)型式［1］

長(zhǎng)江中下游航道整治工程中，根據(jù)工程的不同作用，一般可分為整治工程和守護(hù)工程兩大類(lèi)。守護(hù)工程中，根據(jù)守護(hù)的部位不同，又可分為護(hù)底、護(hù)灘和護(hù)岸（坡）工程。不同工程采用的結(jié)構(gòu)型式也不相同。以下對(duì)長(zhǎng)江中下游航道整治工程中常用的結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行歸納。

1.1 整治工程中建筑物的結(jié)構(gòu)型式

整治工程中建筑物的主要作用是束窄河道、調(diào)整分流比、全部或部分封堵支汊等。常見(jiàn)的整治建筑物有丁壩、順壩、魚(yú)嘴和鎖壩等，其壩體通常采用全拋石結(jié)構(gòu)和沙枕填芯、塊石蓋面混合結(jié)構(gòu)型式，在長(zhǎng)江口河段也采用樁板壩、混凝土預(yù)制件壩（鋼筋混凝土沉箱壩）等結(jié)構(gòu)型式，一般要求不透水。

1.2 護(hù)底工程的結(jié)構(gòu)型式

護(hù)底工程的主要作用是保護(hù)河床免受水流的沖蝕。護(hù)底工程又分對(duì)河床的直接守護(hù)、對(duì)丁壩等整治建筑物底部的守護(hù)以及對(duì)岸坡坡腳床面的守護(hù)。

護(hù)底工程及其材料要求能抵御水流的沖刷及推移質(zhì)的磨損，具有較好的整體性并能適應(yīng)河床的變形，較好的水下防腐性能，便于水下施工并易于補(bǔ)充修復(fù)。目前長(zhǎng)江中下游常用的護(hù)底結(jié)構(gòu)有土工織物沙枕、系混凝土塊軟體排、拋石等。

1.3 護(hù)灘工程的結(jié)構(gòu)型式

護(hù)灘工程的主要作用是保護(hù)邊灘、江心洲的低灘免受水流的沖蝕。護(hù)底工程及其材料的要求與護(hù)底工程類(lèi)似。目前長(zhǎng)江中下游常用的護(hù)灘結(jié)構(gòu)有土工織物沙枕、系混凝土塊軟體排、混凝土塊鉸鏈排、拋石壩等。

1.4 護(hù)岸（坡）工程的結(jié)構(gòu)型式

長(zhǎng)江中下游的護(hù)岸（坡）工程有著悠久的歷史，在生產(chǎn)實(shí)踐中產(chǎn)生了多種型式的結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式如拋石、砌石（干砌和漿砌）、現(xiàn)澆混凝土或預(yù)制砼塊等具有就地取材，施工方法簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，目前仍被廣泛采用。1999～2002年長(zhǎng)江重要堤防隱蔽工程中，絕大部分采用的是砌石護(hù)岸型式。

隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，許多新型護(hù)岸材料和技術(shù)也隨之涌現(xiàn)，尤其是與高分子化合物相關(guān)的土工織物被愈來(lái)愈多地應(yīng)用于護(hù)岸工程。近幾年在長(zhǎng)江中下游的護(hù)岸工程中，采用了模袋混凝土排、砼鉸鏈排、系混凝土塊軟體排、土工織物砂枕等各種軟體排新型護(hù)岸結(jié)構(gòu)。合金鋼絲石籠護(hù)岸和新型的雙絞格網(wǎng)箱（墊）護(hù)岸也應(yīng)用于實(shí)際工程中。

2 綠色環(huán)保材料的種類(lèi)和用途

現(xiàn)有河流生態(tài)工程研究主要分為生態(tài)環(huán)保建筑材料和生態(tài)護(hù)坡（也稱(chēng)植被護(hù)坡）技術(shù)兩大方面。在生態(tài)環(huán)保建筑材料方面，人工生長(zhǎng)基及其加固材料是現(xiàn)階段生態(tài)環(huán)保建筑材料的主要研究對(duì)象；生態(tài)護(hù)坡技術(shù)方面的研究則主要是厚層基材噴射護(hù)坡技術(shù)、土工網(wǎng)墊及土工格室復(fù)合植被護(hù)坡技術(shù)和合金鋼絲網(wǎng)石籠護(hù)坡技術(shù)等幾大類(lèi)。

2.1 綠化混凝土［2-3］

綠化混凝土技術(shù)是集巖石工程力學(xué)、生物學(xué)、土壤學(xué)、園藝學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)和水土保持工程學(xué)等學(xué)科于一體的綜合環(huán)保技術(shù)。綠化混凝土材料由加固材料——水泥和人工生長(zhǎng)基——沙壤土、腐植質(zhì)、保水劑、長(zhǎng)效肥、混凝土綠化添加劑、混合植綠種子和水按一定比例組合而成。

綠化混凝土（又稱(chēng)長(zhǎng)草混凝土、混凝土草坪和混凝土草毯）是一種能適應(yīng)植物生長(zhǎng)、可進(jìn)行植被作業(yè)、具有既保持原有功能，又可保護(hù)環(huán)境、改善生態(tài)條件的混凝土及其制品，一般適用于岸坡防護(hù)及綠化（圖1）。

水下用綠化混凝土構(gòu)件板可采用鉸接方式連成整體，適用于軟體沉排壓載，具有更好的抗沖刷和消能作用，同時(shí)可滿(mǎn)足水生物生活和生長(zhǎng)，恢復(fù)和保護(hù)河底生態(tài)環(huán)境。

2.2 厚層基材混合物及客土噴播技術(shù)［4-5］

厚層基材混合物由綠化基材（簡(jiǎn)稱(chēng)GBM）、纖維、植壤土三部分組成。其中，綠化基材是植被種子生長(zhǎng)發(fā)育和根系發(fā)展的基體，由有機(jī)質(zhì)、生物菌肥、粗細(xì)纖維、pH值調(diào)整劑、全價(jià)緩釋肥、保水劑、消毒劑、植壤上和水組成，作用是保證植被長(zhǎng)期生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分平衡和水分平衡；纖維可就地取秸稈、樹(shù)枝等粉碎而成；植壤土可就地取肥沃的土壤。

客土噴播技術(shù)是將厚層基材混合物通過(guò)泵、壓縮空氣噴射到坡面上形成所需的基層厚度，從而實(shí)現(xiàn)綠化的目的。其中最有代表性的是TBS（THICK-LAYER BASE MATERIAL SPRAYING）技術(shù)。

厚層基材混合物及客土噴播技術(shù)適用于巖土面、混凝土面和漿砌塊石面等邊坡的人工綠化。

2.3 三維土工網(wǎng)墊［6-7］

三維土工網(wǎng)墊是一種三維結(jié)構(gòu)的適用于水土保持的新型土工合成材料，可有效的防止水土流失，增加綠化面積，改善生態(tài)環(huán)境。三維土工網(wǎng)是一種類(lèi)似于絲瓜瓤狀的植草土工網(wǎng)，以加入碳黑的尼龍絲加工制成（圖2）。絲與絲的交叉點(diǎn)熔合粘接，相互纏繞，質(zhì)地蓬松，孔隙率在90%以上，在其孔隙中可填加土料和草種。植草穿過(guò)網(wǎng)墊生長(zhǎng)后，其根系深入土中，植物、網(wǎng)墊、根系與土合為一體，形成牢固密貼于坡面的表皮，可有效地防止坡土被暴雨徑流或水流沖刷破壞。適用于公路、鐵路邊坡、路基及堤壩的防護(hù)、河道護(hù)岸工程等。

圖1 隨機(jī)多孔型綠化混凝土Fig.1 Picture of random multihole planting concrete

2.4 雙絞格網(wǎng)［8-10］

雙絞格網(wǎng)（double-twisted wire mesh）是將抗腐蝕、耐磨損、高強(qiáng)度的低碳重鍍鋅鋼絲、合金鋼絲或包覆聚氯乙烯（PVC）的以上同質(zhì)鋼絲，采用機(jī)器編織成雙絞狀、六邊形網(wǎng)眼的網(wǎng)片。根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求，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)，用做堤防、路基防護(hù)工程的新技術(shù)（圖2）。它具有以下特性：

（1）適應(yīng)性強(qiáng)，柔韌性高，不易斷裂，能很好地適應(yīng)地基的變形，可以承受大范圍的變形。

（2）耐腐蝕抗沖刷，有很強(qiáng)的抵御自然破壞、惡劣氣候及地震沖擊力的能力。

（3）具透水性，石頭縫隙間的可填充淤泥，有利于植物生長(zhǎng)，其多孔結(jié)構(gòu)也有利于生物的棲息，可與周?chē)匀画h(huán)境熔為一體。

（4）施工簡(jiǎn)便，不需特殊技術(shù)，只需將石頭裝入籠子封口即可。

（5）節(jié)約運(yùn)輸費(fèi)用，可將其折疊起來(lái)運(yùn)輸，在工地配裝。

圖2 雙絞格網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Structure diagram of eco-twisted-pair grid

3 綠色環(huán)保材料在長(zhǎng)江航道整治工程中的適用性分析

綠色環(huán)保整治建筑物以保護(hù)、創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境和自然景觀(guān)為前提，在保證建筑物具有一定強(qiáng)度、安全性和耐久性，發(fā)揮工程應(yīng)有功能的同時(shí)，兼顧工程的環(huán)境效應(yīng)和生物效應(yīng)，達(dá)到建筑物、水體、生物相互涵養(yǎng)，工程和自然環(huán)境相互協(xié)調(diào)的仿自然狀態(tài)。

對(duì)于長(zhǎng)江中下游航道整治工程中綠色環(huán)保型整治建筑物而言，應(yīng)該滿(mǎn)足以下幾個(gè)方面的要求：（1）功能性，這是作為整治建筑物的基本要求，即是否能發(fā)揮有效的整治作用；（2）生物性，對(duì)本土的原生動(dòng)植物沒(méi)有產(chǎn)生重大的負(fù)面影響，盡量不擾動(dòng)原有棲息地環(huán)境，或者工程完工后能被本土生物接受；（3）景觀(guān)性，工程完工后與周?chē)坝^(guān)環(huán)境相協(xié)調(diào)。

3.1 綠化混凝土在長(zhǎng)江航道整治工程中的適用性

從現(xiàn)有的幾種綠化混凝土使用情況看：

孔洞型綠化混凝土主要用于城市河道的護(hù)岸、景觀(guān)工程中，工程實(shí)例不多。

敷設(shè)式綠化混凝土屬于噴播綠化技術(shù)，主要用于巖石、混凝土等硬質(zhì)表面的綠化，常用于公路、鐵路、水電站等工程中。在天然河流中，能否經(jīng)受水流沖刷和浸泡還不得而知，目前也只用于高水位以上的護(hù)坡綠化。

隨機(jī)多孔型綠化混凝土是根據(jù)水利防護(hù)工程的特點(diǎn)研制的，對(duì)河道岸坡、河床都具有較好的防護(hù)作用。其構(gòu)件大小可根據(jù)防護(hù)部位的不同設(shè)計(jì)制作，并可根據(jù)需要做成任意形狀。草種可以人工撒播，也可以機(jī)械噴播。適用于長(zhǎng)江中下游航道整治中的護(hù)岸、護(hù)灘工程。

3.2 噴射護(hù)坡綠化技術(shù)在長(zhǎng)江航道整治工程中的適用性

噴射護(hù)坡綠化技術(shù)是針對(duì)巖石邊坡的植被綠化防護(hù)技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于鐵路、公路、水電、市政、礦山、軍事偽裝等工程邊坡的護(hù)坡綠化。但目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有將該技術(shù)應(yīng)用于水利、航道工程中，相關(guān)研究也很少，是否適用還有待進(jìn)一步論證。

3.3 植草護(hù)坡技術(shù)在長(zhǎng)江航道整治工程中的適用性

在植草護(hù)坡技術(shù)中，三維土工網(wǎng)植草護(hù)坡技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，對(duì)公路、鐵路、水電等工程建設(shè)中邊坡坡面的綠化和防護(hù)都有較好的效果，并具有施工便利、造價(jià)低廉的優(yōu)勢(shì)。

從功能性來(lái)看，三維植被網(wǎng)護(hù)坡具有較好的穩(wěn)定性和抗沖刷能力。研究資料表明［11］，三維植被網(wǎng)護(hù)坡短期抗沖流速V=6 m/s，達(dá)到混凝土護(hù)坡抗沖流速。48 h以?xún)?nèi)的抗沖流速V=4 m/s，遠(yuǎn)大于良好草皮護(hù)坡抗沖流速V=1.7 m/s。

國(guó)內(nèi)在廣東北江航道整治工程、流溪河防洪整治工程、珠江大學(xué)城堤防工程、上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)圍海大堤工程，上?；瘜W(xué)工業(yè)區(qū)圍海造地工程、松花江干流堤防工程、桂林小東江防洪堤護(hù)坡工程、滹沱河（石家莊段）防洪堤護(hù)坡工程中都采用了三維土工網(wǎng)植草護(hù)坡技術(shù)。因此，三維土工網(wǎng)植草護(hù)坡技術(shù)也應(yīng)該適用于長(zhǎng)江中下游航道整治中的護(hù)岸工程。

3.4 雙絞格網(wǎng)在長(zhǎng)江航道整治工程中的適用性

雙絞格網(wǎng)網(wǎng)箱、網(wǎng)墊和網(wǎng)袋除具有整體性、柔韌性、耐久性、透水性、造價(jià)低及良好的消浪性能等優(yōu)勢(shì)外，最大的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)施綠化、植被。在優(yōu)化、美化環(huán)境、改善生態(tài)上優(yōu)于傳統(tǒng)的護(hù)坡工程。雙絞格網(wǎng)網(wǎng)箱填充料間的空隙，原材料中夾帶泥土，且隨著時(shí)間的推移，遲早會(huì)被土壤填滿(mǎn)，從而為綠化、植被創(chuàng)造了條件，即使不播撒種子，也會(huì)自然長(zhǎng)出草本植物。非常適合于河道的生態(tài)保護(hù)工程。

根據(jù)國(guó)外進(jìn)行的生態(tài)護(hù)墊護(hù)坡與堆石護(hù)坡抗水流沖刷能力的對(duì)比試驗(yàn)結(jié)論［12］：雙絞格網(wǎng)網(wǎng)墊護(hù)坡的抗沖刷能力是堆石護(hù)坡的兩倍。即雙絞格網(wǎng)網(wǎng)墊內(nèi)填充石料的平均粒徑僅為堆石護(hù)坡石頭平均粒徑的一半；若使用同一粒徑的石頭，雙絞格網(wǎng)網(wǎng)墊護(hù)坡所能承受的水流流速至少是使用堆石護(hù)坡的3～4倍。堆石護(hù)坡在達(dá)到極限流速時(shí)，塊石將被水帶走，其一旦發(fā)生變形，護(hù)坡即遭破壞甚至完全毀壞。而雙絞格網(wǎng)網(wǎng)墊在達(dá)到極限流速時(shí)會(huì)相應(yīng)的發(fā)生一定的變形，但是網(wǎng)墊結(jié)構(gòu)仍然保留原來(lái)的構(gòu)架，此時(shí)變形后的網(wǎng)墊結(jié)構(gòu)將調(diào)整，達(dá)到新的平衡，而整體不會(huì)遭到破壞。

從國(guó)外50多年的應(yīng)用實(shí)例看，雙絞網(wǎng)格在河道生態(tài)保護(hù)方面具有其他方法不可比擬的優(yōu)勢(shì)。從近些年湘江等河流航道整治工程中采用的雙絞格網(wǎng)網(wǎng)箱、網(wǎng)墊護(hù)岸效果看，在達(dá)到保護(hù)效果的同時(shí)，綠化效果也開(kāi)始顯現(xiàn)。

3.5 整治建筑物中各種材料的對(duì)比分析

如前所述，在長(zhǎng)江航道整治工程中，傳統(tǒng)的建筑材料一般都是塊石、混凝土，以及近幾年采用的土工織物與沙、石或混凝土的組合。其結(jié)構(gòu)型式一般有拋石、砌石（干砌、漿砌）、現(xiàn)澆混凝土或混凝土預(yù)制構(gòu)件、土工織物沙枕、系混凝土塊軟體排、模袋混凝土排等。而對(duì)于綠色環(huán)?；蛏鷳B(tài)環(huán)保建筑材料，目前已經(jīng)使用的主要有綠化混凝土、土工合成材料和合金網(wǎng)等。

從工程實(shí)際使用情況看，在航道整治工程中使用的傳統(tǒng)建筑材料普遍存在后期維護(hù)費(fèi)用偏高的問(wèn)題，并且基本不具備生態(tài)環(huán)保功能，景觀(guān)效果也差。而生態(tài)環(huán)保材料除具備生態(tài)環(huán)保功能外，后期維護(hù)費(fèi)用一般不大，景觀(guān)效果也好。對(duì)于正在大規(guī)模建設(shè)的長(zhǎng)江航道工程來(lái)說(shuō)，生態(tài)環(huán)保材料值得推廣應(yīng)用。

4 長(zhǎng)江中下游航道整治工程中綠色環(huán)保材料的選型

4.1 整治工程中綠色環(huán)保材料的選型

整治工程中整治建筑物的壩體通常采用全拋石結(jié)構(gòu)和沙枕填芯結(jié)構(gòu)型式，壩面一般采用干砌、漿砌塊石護(hù)面和預(yù)制混凝土塊護(hù)面。這種護(hù)面形式本身的安全與耐久性較差，壩體稍有變形，護(hù)面就容易破壞，甚至發(fā)生水毀。在前述各綠色環(huán)?；蛏鷳B(tài)環(huán)保材料中，唯一能適應(yīng)壩體變形，對(duì)壩體起保護(hù)作用，又具生態(tài)功能的是雙絞格網(wǎng)網(wǎng)墊。河海大學(xué)在山區(qū)河流散拋石壩防水毀措施研究成果中，推薦的措施之一就是采用合金鋼絲網(wǎng)石籠護(hù)面，并且在北盤(pán)江壩油灘航道整治工程中實(shí)施。用合金鋼絲網(wǎng)石籠護(hù)面的3條丁壩經(jīng)幾年的運(yùn)用，其防護(hù)效果良好。結(jié)合國(guó)外使用的經(jīng)驗(yàn)，本研究報(bào)告推薦采用雙絞格網(wǎng)網(wǎng)墊作為整治建筑物壩體的護(hù)面材料。

4.2 護(hù)底工程中綠色環(huán)保材料的選型

目前使用的護(hù)底材料，其功能性一般不存在問(wèn)題，但按照生態(tài)環(huán)保的要求，其生物性較差。護(hù)底工程為水下工程，能夠適應(yīng)水下使用的綠色（生態(tài)）材料只有雙絞格網(wǎng)網(wǎng)箱（墊）。根據(jù)護(hù)底工程的特點(diǎn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外應(yīng)用情況，本研究報(bào)告仍然推薦采用雙絞格網(wǎng)網(wǎng)墊作為護(hù)底的材料。

4.3 護(hù)灘工程中綠色環(huán)保材料的選型

長(zhǎng)江中下游的護(hù)灘工程主要是對(duì)灘面的保護(hù)，一般采取平面守護(hù)方式，如系混凝土塊軟體排和混凝土塊鉸鏈排等。即使采用筑壩守護(hù)方式，壩頂高程也比較低。從功能性來(lái)看，目前采用的排體護(hù)灘效果較好，因此，要想具有生態(tài)作用，可以選擇隨機(jī)多孔型綠化混凝土作為排體上的壓載塊體。而對(duì)于水下護(hù)灘部分，可以選擇雙絞格網(wǎng)網(wǎng)墊作為水下護(hù)灘的材料。

4.4 護(hù)岸工程中綠色環(huán)保材料的選型

從前面的論述可以看出，目前國(guó)內(nèi)外用于護(hù)坡（岸）的綠色環(huán)保材料較多，但真正適用于河道護(hù)岸的材料主要是隨機(jī)多孔型綠化混凝土、三維土工網(wǎng)墊和雙絞格網(wǎng)網(wǎng)箱（墊）。

長(zhǎng)江中下游河道岸壁主要有直立型和斜坡型兩種。對(duì)于直立型土質(zhì)岸壁，采用雙絞格網(wǎng)網(wǎng)箱直立墻護(hù)岸最為合適。對(duì)于斜坡型岸壁，考慮護(hù)岸結(jié)構(gòu)的功能性、生物性和景觀(guān)性，可選擇組合式護(hù)岸形式。既枯水位以下（一般為設(shè)計(jì)水位以上3.0 m）采用雙絞格網(wǎng)網(wǎng)墊護(hù)腳、護(hù)坡；枯水位以上采用三維土工網(wǎng)墊護(hù)坡，也可采用隨機(jī)多孔型綠化混凝土護(hù)坡。兩者均可起到保護(hù)河道岸壁和生態(tài)環(huán)保的效果，但從施工難易程度和成本來(lái)看，三維土工網(wǎng)墊更具優(yōu)越性。

護(hù)岸是長(zhǎng)江航道整治中常見(jiàn)的工程，也是最能體現(xiàn)生態(tài)環(huán)保效果的工程。在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)護(hù)岸所處位置，采用不同的生態(tài)材料。例如，對(duì)于經(jīng)過(guò)城鎮(zhèn)的河段，其景觀(guān)性要求較高，護(hù)岸材料可以選擇隨機(jī)多孔型綠化混凝土。而對(duì)于遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)的河段，護(hù)岸材料就可選擇三維土工植草網(wǎng)墊，或雙絞格網(wǎng)網(wǎng)墊。這樣，既具有生態(tài)環(huán)保效果，又能有效節(jié)約工程投資。

5 綠色環(huán)保整治建筑物在試點(diǎn)工程中的應(yīng)用

5.1 試點(diǎn)工程河段

試點(diǎn)工程選在長(zhǎng)江中游嘉魚(yú)—燕子窩河段。該河段地處長(zhǎng)江中游城陵磯—武漢之間，位于湖北省境內(nèi)，距下游武漢市104 km。河段上起嘉魚(yú)巖，下至殷家角，全長(zhǎng)36 km，是長(zhǎng)江中游主要礙航淺灘段（圖3）。

圖3 長(zhǎng)江中游嘉魚(yú)—燕子窩河段河勢(shì)圖Fig.3 River regime of Jiayu～Yanziwo reach in the middle reaches of the Yangtze River

嘉魚(yú)—燕子窩河段位于2個(gè)彎道之間的順直分汊河段內(nèi)，全河段在平面上呈“兩頭窄，中間寬”的藕節(jié)狀，由嘉魚(yú)水道、王家渡水道和燕子窩水道等3個(gè)水道組成。

上段嘉魚(yú)水道平面呈彎曲、放寬、分汊狀，水道中段分為左、中、右三汊，左汊為現(xiàn)行主航道。該水道以主流擺動(dòng)、洲灘切割為主要演變特征，由此造成洲灘散亂，航槽在左汊中的左、中、右槽來(lái)回?cái)[動(dòng)，灘槽不穩(wěn)。加上河道放寬、分汊，水流分散，泥沙落淤，容易出淺，航道維護(hù)困難。

中段王家渡水道順直,多年來(lái)航道相對(duì)穩(wěn)定，條件良好。

下段燕子窩水道平面呈彎曲收縮狀，江中常年有心灘存在，將枯水河道分為左右兩汊（習(xí)慣上稱(chēng)左右兩槽，以下沿用），左槽為現(xiàn)行主航道。該水道以主流擺動(dòng)、左右槽交替為主要演變特征。當(dāng)航槽走左槽時(shí)，洪、中、枯水流向基本一致，航道條件較好；當(dāng)航槽走右槽時(shí)，主流從左向右過(guò)渡，由于過(guò)渡段長(zhǎng)、水深小和過(guò)渡段位置變化大，航槽不穩(wěn)多變，沒(méi)有固定的航槽，加上過(guò)渡段河道寬，而下游河道收縮變窄，使得過(guò)渡段水流流速小，泥沙落淤，形成淺灘。

5.2 試點(diǎn)工程方案簡(jiǎn)介根據(jù)嘉魚(yú)—燕子窩河段航道整治工程布置特點(diǎn)，試點(diǎn)工程選在嘉魚(yú)水道整治工程中實(shí)施。嘉魚(yú)水道航道整治工程包括：

（1）護(hù)灘帶：在復(fù)興洲洲頭灘脊線(xiàn)布置一道JR1護(hù)灘帶，其頭部和JR2護(hù)灘帶相連，根部和復(fù)興洲護(hù)岸相接，主要起到控制灘脊，穩(wěn)定洲頭的作用。在復(fù)興洲頭左邊緣布置一道弧形的JR2護(hù)灘帶，防止可能右擺的主流對(duì)洲頭及邊緣的蠶食。

（2）護(hù)岸：對(duì)復(fù)興洲高灘部分的岸線(xiàn)進(jìn)行守護(hù)，既有利于高灘岸坡的穩(wěn)定，又有利于護(hù)灘帶JR1根部的穩(wěn)定。

（3）封堵竄溝：對(duì)復(fù)興洲左邊灘與高灘之間的殘留竄溝頭部進(jìn)行封堵，即采用沙枕回填竄溝頭部，防止竄溝的繼續(xù)向上游發(fā)展。

嘉魚(yú)水道整治工程方案布置見(jiàn)圖4。試點(diǎn)工程選擇其中JRl護(hù)灘帶根部的護(hù)岸工程，工程段長(zhǎng)度為300 m。該護(hù)岸采用斜坡式護(hù)岸型式，包括陸上護(hù)坡、枯水平臺(tái)、拋石鎮(zhèn)腳和水下護(hù)底等。陸上護(hù)坡的面層采用了雙絞格網(wǎng)網(wǎng)墊結(jié)構(gòu)型式。

5.3 工程效果

工程效果包括兩部分，即護(hù)岸效果和生態(tài)效果。

（1）護(hù)岸效果?，F(xiàn)場(chǎng)踏勘觀(guān)測(cè)表明：經(jīng)本工程結(jié)構(gòu)守護(hù)的岸坡完整，有效防止了水流淘刷切割。經(jīng)過(guò)幾個(gè)水文年后，達(dá)到其應(yīng)具有的設(shè)計(jì)目的。主要原因是使用雙絞格網(wǎng)網(wǎng)墊裝填塊石后，可以構(gòu)成具有柔韌性、透水性及整體性的結(jié)構(gòu)，由于其特有的柔性結(jié)構(gòu)具有一定的變形能力，能夠有效地適應(yīng)護(hù)岸不均勻沉降的要求，防止水流對(duì)基底的淘刷，因而具有良好的工程效果。

（2）生態(tài)效果。試點(diǎn)工程實(shí)施后，現(xiàn)場(chǎng)的生態(tài)環(huán)境得到很大程度的改善。工程經(jīng)歷一個(gè)水文年后，結(jié)構(gòu)內(nèi)部的填石縫隙及其表面長(zhǎng)出的野生植被，能夠很好的與周?chē)淖匀画h(huán)境相互融合，有效美化了自然環(huán)境，工程剛剛竣工和一個(gè)水文年后現(xiàn)場(chǎng)效果如圖5和圖6所示。雙絞格網(wǎng)網(wǎng)墊的透水性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使其能夠自然地融入周?chē)h(huán)境中，為河岸與地下水層之間不斷的水交換提供了足夠的過(guò)濾作用，有利于水土保持。除此之外，他們還有利于保持水的自我凈化的自然特性，從而防止河道受到污染。

圖4 嘉魚(yú)水道航道整治工程平面布置圖Fig.4 Layout of waterway regulation work for Jiayu waterway

圖5 工程竣工時(shí)護(hù)岸現(xiàn)場(chǎng)照片F(xiàn)ig.5 Photo of the bank revetment when construction completion

圖6 工程竣工一年后護(hù)岸現(xiàn)場(chǎng)照片F(xiàn)ig.6 Photo of the bank revetment one year later

由于雙絞格網(wǎng)網(wǎng)墊都是用小石塊填充，因此它們有著與自然河岸相類(lèi)似的粗糙表面。這樣，它們不改變水體的流動(dòng)狀態(tài)，并且能防止高流速的形成。雙絞格網(wǎng)網(wǎng)墊的透水性也能促進(jìn)親水性灌木、草類(lèi)及樹(shù)木的生長(zhǎng)，而且它們可以促進(jìn)自然環(huán)境的再生及河流生態(tài)系統(tǒng)的平衡，消除那些可能限制生物生長(zhǎng)的因素，在水土環(huán)境非常脆弱的濕地環(huán)境中，雙絞格網(wǎng)網(wǎng)墊相比于傳統(tǒng)的防護(hù)結(jié)構(gòu)將更能夠保證環(huán)境的整體性不受影響，并維護(hù)河邊濕地中原始的植物群落及動(dòng)物種群的正常生活及繁衍。眾所周知，被嚴(yán)重沖刷侵蝕的高地河岸單位面積生物數(shù)量很低，就是由于河道泄流導(dǎo)致很差的水交換而造成的。相反，一個(gè)被保護(hù)了的河岸其上的植被能自然生長(zhǎng)，單位面積生物數(shù)量也高。由此可見(jiàn)，研究使用護(hù)岸結(jié)構(gòu)生態(tài)效果良好。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析現(xiàn)有綠色環(huán)保型材料的特點(diǎn)和用途，對(duì)其在長(zhǎng)江中下游航道整治中的適用性進(jìn)行了分析，進(jìn)而提出了不同工程部位采用的綠色環(huán)保型材料的型式。主要結(jié)論有：

（1）雙絞格網(wǎng)適用性較廣，其網(wǎng)墊結(jié)構(gòu)可以用于長(zhǎng)江中下游航道整治工程中整治建筑物的護(hù)面工程，護(hù)底工程，護(hù)灘工程以及護(hù)岸工程。而網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)可用于直立型岸坡的守護(hù)工程。在長(zhǎng)江中游嘉魚(yú)—燕子窩河段航道整治工程中實(shí)施生態(tài)護(hù)岸試點(diǎn)工程結(jié)果表明，推薦的生態(tài)護(hù)岸結(jié)構(gòu)，其護(hù)岸功能和生態(tài)功能均得到較好的發(fā)揮，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

（2）三維土工網(wǎng)墊在滿(mǎn)足護(hù)坡工程固土防沖需要的同時(shí)，還具有改善河岸生態(tài)和保護(hù)環(huán)境的功能，并且價(jià)格較低，施工便利，比較適合作為長(zhǎng)江中下游土質(zhì)岸坡的防護(hù)材料。

（3）隨機(jī)多孔型綠化混凝土可作為軟體排壓塊的材料，也可以用于河道低水位以上土質(zhì)邊坡的防護(hù)材料。

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湘江長(zhǎng)沙綜合樞紐工程蓄水通航

2012年10月10日，總投資高達(dá)63.78億元的中國(guó)投資最大內(nèi)河航運(yùn)工程——湘江長(zhǎng)沙綜合樞紐工程蓄水通航。整個(gè)樞紐工程由跨越湘江的大橋、大壩、泄水閘、各種圍堰和巨型船閘等組成。其中船閘裝備的“人字閘門(mén)”單扇寬、高近20 m、厚2.5 m、重達(dá)300多噸，是目前中國(guó)最大的內(nèi)河船閘。目前，一、二期建設(shè)項(xiàng)目基本建成，三期上游圍堰已經(jīng)實(shí)現(xiàn)截流，供水生動(dòng)物洄游的魚(yú)道、電站等工程將于2015年11月前完工。（殷缶，梅深）

緬甸計(jì)劃在沿海再建2個(gè)深水港

據(jù)緬甸《七日新聞》2012年9月6日?qǐng)?bào)道，繼正在建設(shè)的皎漂及土瓦深水港外，緬甸計(jì)劃在丹那沙林沿海再建2個(gè)深水港，即“格勒溝深水港”和“波彬深水港”，目前正在開(kāi)展相關(guān)勘測(cè)工作。擬建格勒溝深水港位于毛淡棉與耶之間，建成后將成為孟邦、克倫邦及丹那沙林省的貿(mào)易樞紐，并成為緬甸“東西經(jīng)濟(jì)走廊”越南河內(nèi)至緬甸毛淡棉貿(mào)易通道的重要節(jié)點(diǎn)。擬建波彬深水港位于丹那沙林省南端。（殷缶，梅深）

Research on green environment-friendly waterway regulation construction in the middle and lower Yangtze River

LI Yi-bing,CHENG Xiao-bing
（Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering，Key Laboratory of Engineering Sediment，Ministry of Transport，Tianjin 300456，China）

Based on extensive investigation materials and data analysis，the characteristic and practical applicability of the green environment-friendly materials and its construction craft used for waterway regulation were summarized.Taken the waterway regulation works in the middle and lower reaches of the Yangtze River for the research object，the material，structure form and construction craft of green environment-friendly waterway regulation construction were researched and proposed.The applicability of the material and structure for surface and bottom protection of waterway regulation construction,for beach protection and bank protection works was clearly put forward.Application results in the pilot project show that compared with the traditional structure,the new structures may save investment and has good economic benefits.After the pilot project being completed, vegetation growth is good,and ecological benefits are obvious.The research result has laid the groundwork for using green environmentally-friendly material in inland waterway regulation works and further research.

waterway regulation；green environment-friendly；structure；regulation construction；the Yangtze River

U 617.5

A

1005-8443（2012）05-0397-08

2012-05-24；

2012-06-28

李一兵（1961-），男，江西省撫州市人，研究員，主要從事航道整治和通航工程研究。Biography：LI Yi-bing（1961-），male，professor.