馬克菲爾柔性生態(tài)護岸技術(shù)

黃 倩 王 偉 許福丁 張柏英 王 玨

（馬克菲爾（長沙）新型支檔科技開發(fā)有限公司 長沙市 410600）

在建設(shè)和諧社會的今天，水利工程建設(shè)要高度重視生態(tài)影響問題，在工程設(shè)計中采用柔性生態(tài)護岸技術(shù)，打造人與自然和諧相處的生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)水利建設(shè)可持續(xù)發(fā)展。

柔性生態(tài)護岸技術(shù)主要是采用自然材料來形成一種“可滲透性”的界面，其方式包括采用雙絞合金屬網(wǎng)柔性網(wǎng)墊網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)以及采用加筋生態(tài)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，是一種既能符合防沖護岸要求，又適合綠色植被在上面生長的新型生態(tài)護岸技術(shù)。

自1894年成立至今，馬克菲爾集團一直致力于研發(fā)柔性生態(tài)產(chǎn)品，其開發(fā)的格賓、（綠色）加筋格賓、雷諾護墊、植生型護墊、加筋麥克墊等多種技術(shù)和產(chǎn)品已成功地應(yīng)用于水利工程、公路、鐵路工程、堤防的保護工程中，在世界范圍內(nèi)已經(jīng)成為保護河堤河床、治理滑坡、防治泥石流、防止落石兼顧環(huán)境保護的首選結(jié)構(gòu)型式。

1 防護方案

1.1 坡式護岸

坡式護岸宜在無地形限制且無占地要求等情況時采用，其對河床邊界條件改變和對近岸水流條件的影響均較小，是一種較為常見的護岸形式。馬克菲爾開發(fā)了輕型、中型和重型防護三個層級的坡式護岸技術(shù)，以滿足不同的工程需求。

（1） 輕、中型防護。

常水位以下采用雷諾護墊防護，常水位以上采用加筋麥克墊防護。雷諾護墊底部需鋪設(shè)聚酯長纖無紡布進行反濾，加筋麥克墊利用U型釘和錨固溝固定。

圖1 輕、中型防護示意圖

（2）重型防護。

當(dāng)受到的水流作用較大時，則可采用格賓墊結(jié)合臺階型格賓進行護坡，格賓墊底部和格賓后需鋪設(shè)聚酯長纖無紡布進行反濾。

與傳統(tǒng)剛性護岸結(jié)構(gòu)相比，雷諾護墊、加筋麥克墊和格賓墊防護方案具有柔性、透水性、環(huán)境親和性和施工便捷性等卓越性能。

1.2 墻式護岸

墻式護岸一般分為重力式結(jié)構(gòu)和加筋土結(jié)構(gòu)。常用于河道狹窄、堤防臨水側(cè)無灘易受水流沖刷、保護對象重要、受地形條件或已建建筑物限制的河岸。

（1）重力式結(jié)構(gòu)。

重力式格賓擋墻是由格賓填充石料形成的一種柔性防護結(jié)構(gòu)，屬于典型的重力式柔性支擋結(jié)構(gòu)。

圖2 重型防護示意圖

圖3 重力式格賓擋墻

與傳統(tǒng)混凝土、漿砌石以及干砌石重力式支擋結(jié)構(gòu)相比，重力式格賓擋墻具有柔性、生態(tài)性、整體性、施工便捷性、經(jīng)濟性、自透水性等卓越性能。

（2）加筋土結(jié)構(gòu)。

加筋格賓及綠色加筋格賓[1]擋墻是利用加筋土技術(shù)形成的一種支擋結(jié)構(gòu)。根據(jù)工程實際情況、占地、景觀綠化等要求，可采用加筋格賓和綠色加筋格賓兩種結(jié)構(gòu)形式。筋材則可選取六邊形雙絞合金屬網(wǎng)面或高強土工格柵，以滿足不同的工程需求。

圖4 加筋土擋墻

加筋土結(jié)構(gòu)最大的特點是可以做成很高的垂直填土邊坡，從而可以減少占地面積；是柔性結(jié)構(gòu)，能適應(yīng)地基的不均勻變形；而且施工便捷、抗震性能好、造型美觀、投資省。加筋格賓面板為多孔隙結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)良的可植被性且自身抗沖刷能力強；綠色加筋格賓面板綠化效果好

1.3 快速綠化工程

三維快速植生墊、植生型護墊快速綠化技術(shù)能盡早建立植被，在給人美好視覺感官的同時，也給土坡披上植被防護層，大大提高土坡抵抗水力和風(fēng)力侵蝕的能力。

三維快速植生墊、植生型護墊兼顧雷諾護墊與加筋麥克墊及高性能生態(tài)基材的特點，既能提供長期有效的邊坡沖刷和侵蝕防護，又能快速達到邊坡綠化的效果。

1.4 水下防護結(jié)構(gòu)

當(dāng)需要水下施工時，可采用賽克格賓解決方案。相較于拋投塊石，賽克格賓[2]能夠利用粒徑較小的石料，其施工簡單、經(jīng)濟性強、易于計量。近年來在我國的水利工程中得到廣泛應(yīng)用。

1.5 海漫防護結(jié)構(gòu)

格賓墊結(jié)構(gòu)自身良好的柔性、透水性、表面粗糙性和抗沖性能，能很好的滿足海漫結(jié)構(gòu)消減水流剩余能量，使水流均勻擴散，調(diào)整流速分布，減小下游河床沖刷的要求[3]。

1.6 丁壩結(jié)構(gòu)

丁壩為最常見的岸坡沖刷防護建筑物之一。格賓、賽克格賓丁壩及雷諾護墊壩面防護等解決方案在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。此類結(jié)構(gòu)能夠有效適應(yīng)地基不均勻沉降，保證工程安全；亦能就地取材，便于施工，從而降低工程造價。

1.7 格賓堰結(jié)構(gòu)

格賓堰能夠平緩縱坡，降低水流流速并消減其能量；穩(wěn)定河床，防止河床下切和岸坡坍塌；攔蓄泥沙石塊等固體物質(zhì)，減弱洪水對下游的破壞。

2 典型案例

2.1 湖南常德沾天湖堤防整治工程

建設(shè)時間：2011～2013 年。

產(chǎn)品：雷諾護墊護坡結(jié)合加筋麥克墊護坡。

（1）工程概述。

本工程的主要任務(wù)是通過堤防整治，結(jié)合環(huán)湖馬拉松賽道并輔以相關(guān)的工程建設(shè)，提高沾天湖堤防防洪能力，達到確保常德市防洪保安的目的，適應(yīng)常德市城市發(fā)展包括柳葉湖旅游事業(yè)發(fā)展的需要。

（2）解決方案。

從防洪要求及景觀需求等方面考慮，工程采用了馬克菲爾雷諾護墊與加筋麥克墊護坡的生態(tài)組合方案，水上部分采用鍍高爾凡加筋麥克墊護坡并覆土綠化，水下部分采用雷諾護墊護坡結(jié)合漿砌石擋墻進行防護（圖5）。

（3）方案特點。

該項目在施工過程中結(jié)構(gòu)上就開始有植被生長，施工半年后整體覆綠效果極佳，從項目完工至今已逾4年，經(jīng)歷了各種自然環(huán)境，坡體本身穩(wěn)固，植被生長茂盛，生態(tài)景觀效果更為顯著。

圖6 完工后1年

2.2 貴州劍河縣清水江防洪堤生態(tài)護岸工程

建設(shè)時間：2013～2014 年。

產(chǎn)品：格賓，加筋格賓，加筋麥克墊，雷諾護墊。

（1）工程概述。

清水江防洪堤河段范圍內(nèi)防洪基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，每逢上游發(fā)生較大強度降雨，河道水位暴漲，而河道經(jīng)過的劍河縣區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟發(fā)達、人口密集地段，地理位置和社會經(jīng)濟地位十分重要，現(xiàn)有防洪能力不能滿足需要，河道治理迫在眉睫。

（2）解決方案。

盡量保持原河勢流態(tài)、彎曲走向、蜿蜒形態(tài)，防止河道渠化。在滿足泄洪排水、堤岸安全的要求下選擇更生態(tài)的防護方案。

侵蝕深槽河段方案：加筋格賓擋墻+加筋麥克墊生態(tài)護坡+雷諾護墊護腳。

填方防洪堤方案：格賓擋墻+雷諾護墊/加筋麥克墊生態(tài)護坡+雷諾護墊護腳。

（3）方案特點。

①工程中采用的加筋格賓擋墻，坡比為1∶0.25收縮坡腳，極大的減少了占地面積。該方案比原漿砌石擋墻方案節(jié)省圬工95%～97%，造價節(jié)省20%以上。

②侵蝕深槽河段采用格賓擋墻。格賓擋墻抗沖刷能力較強，其結(jié)構(gòu)孔隙可以迅速沉積土壤，促進植被生長，利用綠色植被降低水流對結(jié)構(gòu)的沖刷。

圖7 完工后6個月

2.3 河南伊川縣濱河新區(qū)水系快速綠化工程

建設(shè)時間：2015年。產(chǎn)品：植生型護墊[4]。（1）工程概述。

為了提高居民生活品質(zhì)，伊川縣進行濱河新區(qū)水系工程建設(shè)，建設(shè)內(nèi)容包括堤防工程、橡膠壩、景觀水系及景觀工程[4]。該工程要實現(xiàn)以河道治理為目的，通過生態(tài)河床和生態(tài)護岸等生態(tài)工程的技術(shù)手段，形成自然生態(tài)和諧、安全穩(wěn)定性高的非自然原生型河道，同時要實現(xiàn)河道兩岸的快速綠化。

（2）解決方案。

基于業(yè)主對快速綠化的要求，設(shè)計方案采用植生型護墊和三維快速植生墊結(jié)構(gòu)，既滿足防洪要求，又能滿足工程的快速綠化需求。

（3）方案特點。

工程完工至今，伊川縣濱河新區(qū)水系工程已布滿茂盛的植被。實踐證明，馬克菲爾植生型護墊和三維快速植生墊具有卓越的快速綠化性能。

①完工12天后現(xiàn)場回訪，工程現(xiàn)場植被生長迅速，坡面植被開始恢復(fù)；完工3個月后現(xiàn)場回訪，植生型護墊植被覆綠已全部完成，坡面布滿茂盛的植被和花卉。

②植生型護墊和三維快速植生墊生態(tài)非常好，營造出“山水相映、林草豐茂、溪流云飄、鳥飛魚翔”的美麗自然景觀。

圖8 完工后3個月

3 結(jié) 語

在國內(nèi)生態(tài)水利建設(shè)工程中，采用具有良好生態(tài)性的雷諾護墊、格賓、植生型護墊、（綠色）加筋格賓、加筋麥克墊等結(jié)構(gòu)，能很好的改善河流環(huán)境，維護原始的植物群落及動物種群的正常生活及繁衍；初步實現(xiàn)了提高河流生境及生物群落多樣性，促進人水和諧的工程目標(biāo)。河流生態(tài)治理的綜合性非常強，需科研設(shè)計施工多方面共同參與，共同推進國內(nèi)生態(tài)水利建設(shè)工程。

[1]王坤，薛鵬，楊榮華，等.加筋格賓擋土墻和雷諾護墊在河道整治中的應(yīng)用[J].水利水電快報， 2010，31（12）：9-12.

[2]王曉玲，王玨.格賓與雷諾護墊河岸防護結(jié)構(gòu)類型[J].湖南水利水電，2006，（2）：84-86.

[3]曲振會，祝華威，李季.雷諾護墊技術(shù)在海漫工程中的應(yīng)用[J].河南水利與南水北調(diào)，2011，（12）：59-61.

[4]閆大鵬，李德營，張琳，等.伊川縣濱河新區(qū)水系景觀工程研究[J].河南水利與南水北調(diào),2012，（20）：70-71.