生態(tài)護坡在城市河道堤岸防洪整治工程中的應用

摘要：介紹生態(tài)護坡常用的方法，以衡陽市武廣高鐵站前耒水東岸風光帶為例，介紹此工程在河道堤岸防洪整治中采用的生態(tài)護坡類型及主要施工方法，在符合排澇、抗洪功能的前提下，增加景觀休閑功能，在改善環(huán)境的同時實現(xiàn)城市居民與自然和諧相處，總結(jié)相關(guān)施工經(jīng)驗，以期為其他城市河道堤岸防洪整治項目的施工提供借鑒。

Abstract： This paper introduces the commonly used methods of ecological slope protection， taking the Leishui east bank scenery belt in front of Hengyang Wuhan-Guangzhou high speed railway station as an example， introduces the types and main construction methods of ecological slope protection used in flood control and regulation of river embankment， on the premise of meeting the functions of drainage and flood fighting， increases the function of landscape leisure， and realizes the harmonious coexistence of urban residents and nature while improving the environment. The relevant construction experience is summarized， in order to provide reference for the construction of other urban river embankment flood control projects.

關(guān)鍵詞：河道;生態(tài);護坡;聯(lián)鎖塊

Key words： river course;ecology;slope protection;interlocking block

中圖分類號：TV861? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）34-0145-04

0? 引言

河道治理是適應社會快速發(fā)展，保障人民生命財產(chǎn)安全的需要，按照河道演變的自然規(guī)律，人為的穩(wěn)定和改善河勢，快速改善河道邊界條件、水流流態(tài)和生態(tài)環(huán)境的治理活動。隨著人們對生態(tài)環(huán)境越來越重視，人們對河道治理提出了更高的要求，生態(tài)河道的理念被提出。生態(tài)河道是指經(jīng)過人工物化、非自然原生，但又貼近自然、能夠?qū)崿F(xiàn)人與自然和諧發(fā)展的水利工程，在河道陸域控制線內(nèi)，在滿足防洪、排澇及引水等河道基本功能的基礎(chǔ)上，通過人工修復措施促進河道生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展恢復，構(gòu)建健康、完整、穩(wěn)定的河道水生態(tài)系統(tǒng)的活動。

1? 生態(tài)護坡

1.1 生態(tài)護坡概述

河道治理工程中，護坡是指為防止洪水沖刷及風浪拍擊對邊坡或岸坡的破壞，在河道兩岸坡面上所做的各種防止沖刷破壞的鋪砌栽植等設(shè)施的統(tǒng)稱。生態(tài)護坡是由植物及木料、石料、混凝土等工程材料組成的綜合護坡系統(tǒng)，是工程力學、生態(tài)學、植物學和土壤科學相結(jié)合的一種保護技術(shù)。開挖邊坡形成以后，通過種植植物，利用植物與巖、土體的相互作用（根系錨固作用）對邊坡表層進行防護、加固，使之既能滿足對邊坡表層穩(wěn)定的要求，又能恢復被破壞的自然生態(tài)環(huán)境的護坡方式，是一種有效的護坡、固坡手段。

生態(tài)護坡的功能：①護坡功能，即它能通過植物根系把土壤固定住，形成穩(wěn)定的護坡結(jié)構(gòu)。②防止水土流失，依靠植物能緩沖暴雨洪水對岸坡的沖擊，能有效減少水土流失。③改善生態(tài)環(huán)境，植被能恢復被破壞的生態(tài)環(huán)境，降低噪音，減少光污染，促進有機污染物的降解，凈化空氣，調(diào)節(jié)小氣候，保證生物多樣性，能夠一定程度上凈化水體、過濾泥沙等污染物。

1.2 生態(tài)護坡的分類

生態(tài)護坡根據(jù)坡面材料，主要分為以下幾種類型：

①固土植物護坡，植物護坡主要通過植被根系來固土、防止水土流失。如草皮護坡。

②自然型護坡，在坡面材料采用植被的同時還采用了石料等天然材料，從而提高了坡面抗沖刷能力。如介質(zhì)篩護坡、種植槽護坡等。

③復合型護坡，對自然岸坡進行削坡、換填等處理后，采用混凝土、新型復合材料等材料加固岸坡，提高岸坡抗沖刷能力。常用的有生態(tài)石籠護坡、聯(lián)鎖式生態(tài)護坡、多孔結(jié)構(gòu)護坡自嵌式生態(tài)磚護坡、三維網(wǎng)墊型生態(tài)護坡、土工格柵石墊護坡等。

2? 衡陽耒水東岸風光帶項目概況

2.1 項目概況

衡陽耒水東岸風光帶位于衡陽市珠暉區(qū)酃湖新城核心區(qū)，風光帶緊鄰武廣高鐵衡陽東站，酃湖新城是一個集酒店、辦公、商業(yè)、居住為一體的總部經(jīng)濟區(qū)，衡陽耒水東岸風光帶主要為該經(jīng)濟區(qū)打造符合防洪要求的優(yōu)美景觀環(huán)境及場地條件，工程位于白漁潭水電站至船山大道之間耒水河東岸，包括耒水河堤岸防護、濱江路等市政道路工程、蔡家港電排站等水工建筑，以及地下停車庫等配套建筑。工程范圍南北總長度約3.6公里，南起白魚潭水電站廠區(qū)圍墻，北至船山東路耒水大橋，東西寬200～500m，東起新園路和濱江路，西至耒水河，總用地面積約72hm2，是武廣高鐵站前片區(qū)新城城市防洪保護圈的一個重要組成部分。

工程范圍內(nèi)的耒水在自然情況下，洪水期一般為4～8月，枯水期一般為10月至翌年2月。工程下游有大源渡航電樞紐工程，其常水位為50.00m，本工程耒水河區(qū)段常水位為50.3m～49.7m，常年一般洪水位53.00m，排水期歷年最低水位平均值55.00m，10年遇洪水3日平均水位57.60m，50年一遇洪水位為60.83m～60.73m。

2.2 總體設(shè)計

衡陽市耒水片區(qū)施工前防洪標準只能防御10年一遇的洪水，完工后，防洪堤加高培厚至61.50m，堤頂硬化處理后，達到防御50年一遇洪水位（60.83m，P=2%）設(shè)計標準，并滿足防御100年一遇的校核洪水位（61.52m，P=1%）要求。

總體打造三級景觀平臺，一級親水平臺沿河岸線拋石、澆筑混凝土形成親水平臺，平臺一般寬3.4m，沿線布置有三個碼頭，平均高程為50.8m;二級景觀平臺最窄處約6m，平臺最寬處約150m，4.2m寬電瓶車道貫穿其中，沿線布置有休閑運動場地、游道、水系等，三級景觀平臺東至濱江路，西至防洪堤堤頂休閑步道，最窄處6m，寬處約100m，沿線布置有休閑運動廣場、游道等景觀配套設(shè)施;三級景觀平臺之間依據(jù)地形按1：2.5～1：3.0穩(wěn)定坡比放坡。見圖1。

2.3 岸坡設(shè)計

堤岸設(shè)計主要采用生態(tài)坡岸護岸，迎水外坡坡比為1：3/1：2.5（迎水側(cè)），外坡主要采用草坡護坡，同時為防止?jié)q水期水位波動對外坡的沖刷，在標高53m和親水平臺50.8m之間采用超強生態(tài)聯(lián)鎖塊護坡增加外坡的抗沖刷能力，背水內(nèi)坡坡比為1：2.0，主要采用草皮護坡。

3? 生態(tài)護坡施工

3.1 坡腳拋石親水平臺

親水平臺施工選擇在枯水期，以枯水期的河岸軸線為親水平臺外邊線，分段沿現(xiàn)有河岸線開挖護腳基槽至老土，基槽底部高程低于49m，分段長度20～25m，然后用符合設(shè)計要求的塊石分層拋填，依次搭配拋入尺寸不同的塊石，使小塊石充分填充大塊石的孔隙;拋填塊石至高出水位0.1～0.2m時，用砂卵礫石將塊石間隙填滿振搗密實，并用10T壓土機進行碾壓密實，壓實后頂面高程高出水面0.2m，平臺承載力應大于150kPa;拋石基礎(chǔ)壓實驗收合格后，鋪設(shè)C15混凝土墊層至高程50.6m，現(xiàn)澆150厚鋼筋混凝土一級親水平臺板和景觀柱，每隔10～20m設(shè)伸縮縫一道;最后親水平臺表面采用天然石面板鋪裝或采用壓?；炷裂b飾，景觀柱表面噴真石漆，拋石親水平臺典型大樣見圖2。

拋石采用天然塊石材料，石質(zhì)堅硬，遇水不易破碎或水解，石頭強度等級≥MU30，軟化細數(shù)Kd≥0.75，密度不小于2.65t/m3，嚴禁使用薄片、條狀、尖角等形裝的塊石，風化石、泥巖等不亦不得用作拋填石料，拋投塊石小邊尺寸≥200mm，單塊重量不得小于15kg/塊。采用駁船和挖機配合在河岸邊拋石，能有效解決開挖與拋石因施工道路沖突不能同時施工的難題，加快施工進度。

拋石親水平臺屬于自然型護坡的一種，由河道內(nèi)向河道外布設(shè)天然石塊，澆筑親水平臺，同時可以在親水平臺外側(cè)適宜的水生植物，這種堤岸既能穩(wěn)定河道又能顯著提升景觀效果，還能有效防止洪水沖刷、保護堤岸坡腳，拋石間的空隙適宜水生動植物生長，拋石親水平臺將河岸有機結(jié)合為一個完整的、可持續(xù)發(fā)展的、給合性的生態(tài)系統(tǒng)。親水平臺是自然河床的延伸，趨于自然，有利于河道生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)育。

3.2 超強生態(tài)聯(lián)鎖護坡施工

強超生態(tài)聯(lián)鎖塊護坡由高強度的水泥混凝土預制塊按特定方法緊密排列，塊體間接縫用種植土填灌而成的穩(wěn)定、透水的護坡結(jié)構(gòu)，在外界菏載作用下，塊體不是單獨受力，而是相互聯(lián)鎖地擴散荷載，遇水流作用時具有良好的整體穩(wěn)定性和耐沖刷能力，見圖3 和圖4。

根據(jù)堤防工程設(shè)計圖紙，堤防臨水側(cè)護坡坡比為1：2.5～1：3.0，1：2.5邊坡50.8～56.0m和1：3.0邊坡50.8～53.0m護坡材料為超強生態(tài)聯(lián)鎖塊，聯(lián)鎖塊厚10cm，下鋪設(shè) 250g/m2反濾土工布，坡腳和坡頂采用C15混凝土擋土墻護腳，聯(lián)鎖塊塊體孔中種植百喜草，抗沖刷水流速至少可達到3m/s，見圖5。

本工程超強生態(tài)聯(lián)鎖塊護坡施工流程主要包括：坡腳混凝土護腳、坡面土方開挖和初步整理、坡面整平夯實和鋪設(shè)土工布、護坡混凝土格埂澆筑、超強聯(lián)鎖塊鋪設(shè)、種植草籽美化生態(tài)環(huán)境。

坡底護腳基礎(chǔ)與親水平臺基礎(chǔ)同時施工并壓實，同時澆筑混凝土。

護腳混凝土達到強度要求后進行邊坡土方開挖回填，首先清除樹根、雜草、垃圾等，按照設(shè)計圖紙尺寸和高程進行土方開挖和初步整理坡面，滿足要求的基礎(chǔ)不要超挖，對薄弱的基礎(chǔ)或者遇到的淤泥等要全部清除，并換土或者用碎石填平壓實。

坡面整平夯實后，帶線測量，對不符合要求的地方再進行局部調(diào)整，坡面整理夯實驗收合格后，在完成好的坡基上鋪設(shè)一層反濾土工布。

生態(tài)護坡順水流方向設(shè)置混凝土格埂，即坡中和坡頂混凝土護腳，主要起穩(wěn)固聯(lián)鎖塊護坡的作用。根據(jù)坡面長度，每隔6m左右布置一道混凝土隔埂，格埂規(guī)格40cm×50cm，材料為C15混凝土。

鋪設(shè)聯(lián)鎖塊時在格埂上帶線控制，先由坡腳鋪設(shè)起，注意聯(lián)鎖塊的長度方向應順水流的方向或河道方向鋪設(shè)。聯(lián)鎖塊鋪設(shè)到邊緣后，如果有多出來的部分可用手提式混凝土切割機處理，以得到相適應的規(guī)格和角度，對不足部分可采取澆筑混凝土封堵。聯(lián)鎖塊鋪設(shè)時，為保證平整度，可以在聯(lián)鎖塊底部增加5cm粗砂找平層。

聯(lián)鎖塊鋪設(shè)完成后，現(xiàn)場拌制含混播草籽的有機種植土，人工回填至聯(lián)鎖塊孔隙內(nèi)，回填完后表面鋪設(shè)一層綠色細目防護網(wǎng)，既美觀，又能防止水流沖刷和動物吃草籽。

生態(tài)聯(lián)鎖式護坡特有的生態(tài)性能不僅滿足了水土保持的功能，而且透水、透氣性較強，聯(lián)鎖塊間間隙與聯(lián)鎖塊孔中可以種植適宜的植物，植物既能防止岸坡水土流失又能阻礙固體垃圾在地表徑流作用下沖入河道，減少固體垃圾對河道的污染，植物的根系深入土層對坡面結(jié)構(gòu)起到加固岸坡表土層的作用。

超強生態(tài)聯(lián)鎖式生態(tài)護坡具有自身結(jié)構(gòu)性能好、施工方便迅速、適應變形能力強、發(fā)揮效益快、價格適中、后期維修費用較低等優(yōu)點。聯(lián)鎖式護坡中的高強度預制混凝土塊體被四周相鄰塊體牢牢鎖住，使得塊體無法輕易移動，與生態(tài)石籠護坡、多孔結(jié)構(gòu)護坡等護坡結(jié)構(gòu)相比，超強生態(tài)聯(lián)鎖護坡具有更強的整體性，適用于拐點較多、坡比小、容易受沖刷的河段。但在護坡自然沉降時間不夠或植被未發(fā)育成熟前，遇到水流的強烈沖刷和掏刷，會引起塊體間填充種植土被掏空，植物無法正常生長，若聯(lián)鎖塊底部基礎(chǔ)被掏空，則會破壞護坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，導致邊坡整體垮塌。

3.3 固土植被護坡

本項目生態(tài)聯(lián)鎖護坡以上岸坡采用草皮護坡，結(jié)合景觀處理，植被以平鋪草皮為主，輔以有色灌木做出“大雁”“白云”等形狀點綴其中。

由于前期養(yǎng)護管理困難，新鋪草皮易受各種自然災害，短期內(nèi)草皮根系不發(fā)達，易受暴雨影響而造成草皮移位、坡面沖溝、表土流失等邊坡災害，需在邊坡頂部設(shè)置保護措施。

固土植被護坡適用不易受洪水沖刷的背水邊坡，或水流條件平緩的庫區(qū)中、小河流以及湖泊、港灣等的迎水邊坡。固土植物需易成活、根系發(fā)達、生長快速的特點，同時具有耐高溫干旱和耐水淹等特點。相較于其他護坡型式，它價格適中、管理簡單，但抗沖刷性較差。

3.4 成效及經(jīng)驗

該項目的生態(tài)護坡總面積約13.6萬m2，其中親水平臺1.4萬m2，超強聯(lián)鎖塊護坡3.2萬m2，草皮護坡8萬m2。工程經(jīng)受住了2017年7月和2019年7月湘江水系兩次超標洪水的考驗，邊坡穩(wěn)定牢固，植被長勢良好，邊坡排水系統(tǒng)工作正常，洪水退后積水迅速排出，見圖6。

衡陽耒水東岸風光帶防洪生態(tài)護坡工程經(jīng)過近 4年的運行，安全性和生態(tài)景觀效果都非常好;風光帶耒水河沿岸昔日危險的邊坡、雜草叢生的河灘和爛泥塘等消失不見，破舊立新后是三級景觀平臺、生態(tài)護坡、景觀踏步等，漁船?？吭谟H水平臺沿線的碼頭，有的游客在親水平臺垂釣、有的游客在親水平臺騎行、有的游客在堤頂慢跑，風光帶沿線鳥語花香，它是耒水東岸居民休閑、放松的最佳場所。

通過衡陽耒水東岸風光帶項目的建設(shè)，我們對生態(tài)護坡的概念有了足夠的了解，在城區(qū)河道治理工程中，生態(tài)護坡除了保證防洪、排澇、行洪等基本功能以外，自然生態(tài)和人造景觀還需相互協(xié)調(diào)，保證河道可持續(xù)發(fā)展，生態(tài)護坡是多種護坡型式相互穿插、結(jié)合的有機體。

今后類似項目施工時，需注意氣候問題，避開洪水季節(jié)和雨季施工，邊坡施工時加強水土保持工作，在坡頂布置截水溝，防止邊坡泥土隨雨水沖刷到親水平臺淤積;護坡植被需定期進行修整維護，保證坡面植物有序生長，保持河道岸坡的環(huán)境衛(wèi)生;在坡面較陡的地方，岸坡應設(shè)置警示牌和水位尺，保證人員的活動安全。

4? 結(jié)語

在現(xiàn)代化城市河道治理中采用生態(tài)護坡是城鎮(zhèn)建設(shè)的發(fā)展導向，是現(xiàn)代河流治理的發(fā)展趨勢之一，生態(tài)護坡技術(shù)在城市河道堤岸防洪整治工程中得到了充分應用，每個城市都有自己的母親河和環(huán)境優(yōu)美的沿河風光帶，生態(tài)護坡技術(shù)使城市河道既能防洪排澇，又能提升城市景觀，為當?shù)鼐用裉峁┬蓍e娛樂的場所。各地在選用生態(tài)護坡技術(shù)時，需因地制宜，重視人工造物與自然的結(jié)合，多采用現(xiàn)有材料或新材料、新工藝，減少對河流的二次污染，穩(wěn)固河道的防洪排澇能力，提升城市品味。

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