生態(tài)護(hù)岸技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

許一駒

一、生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì)理念

生態(tài)護(hù)岸是利用植物或者植物與土木工程相結(jié)合，對河道坡面進(jìn)行防護(hù)的一種新型護(hù)岸形式。生態(tài)護(hù)岸集防洪效應(yīng)、生態(tài)效應(yīng)、景觀效應(yīng)和自凈效應(yīng)于一體，代表護(hù)岸技術(shù)的發(fā)展方向。隨著人們對居住環(huán)境的重視，傳統(tǒng)工程水利正向資源水利、生態(tài)水利、人文水利轉(zhuǎn)變，河道整治工程已由單純的水安全治理思路向更多著眼于水資源和水環(huán)境發(fā)展。在河道整治建設(shè)中，應(yīng)做到與水資源保護(hù)利用、生態(tài)環(huán)境建設(shè)和景觀建設(shè)相結(jié)合，構(gòu)建河道建設(shè)的基本框架。

堤岸作為水域生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是水域生態(tài)系統(tǒng)與陸地生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡區(qū)，在防洪、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、水土保持及調(diào)節(jié)氣候等方面具有重要的功能，其自身也成為獨(dú)立生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)堤岸的性能設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)兩個(gè)方面：一是結(jié)構(gòu)性能，對生態(tài)護(hù)岸的最基本設(shè)計(jì)要求，與傳統(tǒng)護(hù)岸相當(dāng)?shù)牧W(xué)和防漏等性能要求；二是生態(tài)和景觀功能，為生態(tài)護(hù)岸的主要附加功能，強(qiáng)調(diào)其生態(tài)環(huán)境保護(hù)和景觀協(xié)調(diào)性能。

二、護(hù)岸斷面設(shè)計(jì)理念

圖1 預(yù)制混凝土鉸鏈排

圖2 現(xiàn)澆植生型高強(qiáng)生態(tài)混凝土護(hù)岸結(jié)構(gòu)

通過對各種堤壩防護(hù)技術(shù)的比較，生態(tài)護(hù)岸工程采用預(yù)制混凝土鉸鏈排及現(xiàn)澆植生型高強(qiáng)生態(tài)混凝土護(hù)岸，實(shí)現(xiàn)防洪與生態(tài)景觀相結(jié)合。其優(yōu)點(diǎn)：一是提高防洪能力和抗沖刷能力，預(yù)制混凝土鉸鏈排具有高度的適應(yīng)性，抗沖刷能力強(qiáng)，最陡的邊坡坡度可達(dá)1∶1，可以在高速水流引起的高切應(yīng)力下安全地工作，施工方便，既可人工鋪設(shè)也可采用機(jī)械施工，并可以在水下施工；二是提高生態(tài)景觀功能，現(xiàn)澆植生型高強(qiáng)生態(tài)混凝土高強(qiáng)、耐久，具有良好的透水、透氣性能，水分和空氣可以在外界與被護(hù)體之間進(jìn)行自由交換和流通，實(shí)現(xiàn)保護(hù)層和堤體的長期穩(wěn)定，保護(hù)層整體反濾，防止沖刷、管涌及土沙等顆粒流失現(xiàn)象，同時(shí)為動(dòng)植物及微生物提供棲息和活動(dòng)空間，改善水生態(tài)環(huán)境，有效地提高水質(zhì)的自然凈化能力，各獨(dú)立塊之間和單塊空隙內(nèi)可以植草，具有很好的透水植生功能等，可種植植物來改善周邊的生態(tài)環(huán)境和景觀，在美化環(huán)境的同時(shí)形成自然坡面改善生態(tài)環(huán)境。

三、生態(tài)護(hù)岸工程實(shí)踐

1.西埔河段護(hù)岸工程概況

西埔河段護(hù)岸工程屬詔安東溪流域上游支流，系東溪水源發(fā)源地之一，西埔橋上游護(hù)岸以上流域面積69.5km2，河道長16.5km，河寬平均80m，平均坡降30‰，溪床其上覆蓋厚度不等的第四系松散堆積物，屬于侵蝕堆積地貌。一級階地河床兩側(cè)呈斷續(xù)狀不對稱分布，階面平坦，河灘可見河砂堆積。河道現(xiàn)狀基本上無堤防，防洪能力較低，遇有稍大洪水，即受洪澇災(zāi)害。流域洪澇災(zāi)害的發(fā)生，河道占灘、部分河床淤積及橋梁阻水嚴(yán)重。該流域?qū)倌蟻啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，受海洋性氣候影響，5~6月以冷暖交綏的鋒面雨和7~9月受副熱帶高壓和太平洋熱帶氣旋的影響，以臺(tái)風(fēng)雨為主，全年降雨量集中在4~9月，且臺(tái)風(fēng)雨引起的洪水居多，使山洪暴發(fā)，峰高量大，洪水暴漲暴落，洪峰以單峰型為主。

2.護(hù)岸的斷面型式布置

為使整治后的西埔段河道成為生態(tài)、環(huán)保型河段，防洪堤斷面型式以斜坡式斷面為主，局部特殊河段采用直斜式。在設(shè)計(jì)洪水位以上約1.0m處設(shè)置人行觀光道，人行觀光道寬2m，人行觀光道以下至設(shè)計(jì)洪水位坡面采用現(xiàn)澆植生型高強(qiáng)生態(tài)混凝土護(hù)岸，設(shè)計(jì)河床底高程至設(shè)計(jì)洪水位之間采用預(yù)制混凝土鉸鏈排護(hù)岸，人行觀光道以上坡面及背水坡均采用草皮護(hù)岸。

3.生態(tài)護(hù)岸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）預(yù)制混凝土鉸鏈排

預(yù)制混凝土鉸鏈排由預(yù)制混凝土塊與鉸鏈排連接件兩個(gè)部分組成（圖1）。預(yù)制混凝土塊規(guī)格：598mm×443mm×120mm、中間開孔、開孔率為20%；重量：每塊40kg，每平方為4.1塊，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的塊為15.6m2，預(yù)制混凝土塊的抗壓強(qiáng)度（凈面積）≥35MPa。鉸鏈排連接件材質(zhì)為鍍鋅鋼索或不銹鋼索。鋼索直徑根據(jù)矩陣面積配置最低為5.5mm。捻法為右交互式，每平方米矩陣鋼索用量不低于4m，鋼索破拉力≥19kN，公稱抗拉強(qiáng)度≥1600MPa。

西埔段施工水位基本均深1.5m，此高程所對應(yīng)的地質(zhì)為砂層或砂礫層，采用其他護(hù)岸方案，一般須修筑圍堰以滿足干地作業(yè)條件，而圍堰的施工費(fèi)用高，難度大。針對這一特點(diǎn)，預(yù)制混凝土鉸鏈排很好地解決了施工水位下1.5m的護(hù)岸設(shè)計(jì)。

（2）現(xiàn)澆植生型高強(qiáng)生態(tài)混凝土

現(xiàn)澆植生型高強(qiáng)生態(tài)混凝土護(hù)岸結(jié)構(gòu)（見圖2）采取混凝土框格內(nèi)填植生型高強(qiáng)生態(tài)混凝土結(jié)構(gòu)?；炷量蚋癫捎闷胀–20現(xiàn)澆混凝土，整個(gè)框架在順?biāo)鞣较蛏厦扛?m設(shè)置伸縮縫，分縫填三油兩氈20mm。現(xiàn)澆植生型高強(qiáng)生態(tài)混凝土是將單一粒度粗骨料、水泥、水及外加劑進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，然后進(jìn)行攪拌、澆筑及自然養(yǎng)護(hù)之后，呈米花糖并有空隙的多空隙混凝土。多孔隙生態(tài)混凝土強(qiáng)度為C12，具有反濾功能,孔隙率不小于25%，滲透系數(shù)不小于1×10-1cm/s。為保證生態(tài)混凝土綠化效果，應(yīng)在生態(tài)混凝土澆筑前設(shè)置營養(yǎng)基層，澆筑生態(tài)混凝土后一段時(shí)間應(yīng)充填土基營養(yǎng)層，滲入孔隙深度不小于50mm。

四、結(jié)語

生態(tài)護(hù)岸工程兼顧結(jié)構(gòu)安全性和生態(tài)環(huán)境，順應(yīng)人與自然和諧共處的要求。通過生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì)對哈溪西埔河段進(jìn)行河道整治，建立完善的防災(zāi)減災(zāi)體系，保障防洪排澇安全，改善生態(tài)和水環(huán)境，創(chuàng)建優(yōu)良舒適的居住環(huán)境。基于“人與自然和諧，河流回歸自然”的治理理念和“以水生態(tài)保持和可持續(xù)發(fā)展”為主線的思路,建設(shè)新型的生態(tài)護(hù)岸已經(jīng)成為護(hù)岸工程的新趨勢■