論長江荊江河段各護岸工程材料的優(yōu)劣

荊州市長江河道管理局測量隊 湖北 荊州 434000

1 荊江河段簡介

荊江河段位于長江中游，上起枝城，下迄洞庭湖出口處的城陵磯，全長約347.2km，以藕池口為界，分上、下荊江。荊江北岸有支流沮漳河入?yún)R，南岸沿程有松滋口、太平口、藕池口和調(diào)弦口(已于1959年建閘控制)分流入洞庭湖，洞庭湖又集湘、資、沅、澧四水于城陵磯處匯入長江，構(gòu)成非常復雜的江湖關(guān)系。上荊江為微彎分汊型河段，長約171.7 km。由江口、沙市、郝穴三個北向河彎和洋溪、涴市、公安三個南向河彎以及彎道間的順直過渡段組成。下荊江上起藕池口，下迄洞庭湖出口處的城陵磯，全長約175.5km。自然條件下，下荊江蜿蜒曲折，易發(fā)生自然裁彎，河道擺動幅度大，為典型的蜿蜒型河道。上荊江兩岸均建有堤防，其中右岸有松滋江堤與荊南長江干堤，左岸為荊江大堤，其臨江的沙市河彎和郝穴河彎堤外無灘或灘窄，深泓逼岸，防洪形勢十分嚴峻。目前兩岸主要險工段特別是彎道凹岸迎流頂沖部位均建有護岸工程。據(jù)初步統(tǒng)計，截至2019年12月，守護岸線總長約180.2km，下荊江已守護岸線總長約206.5km。

2 傳統(tǒng)護岸材料及優(yōu)劣

從上世紀60年代至2000年左右，荊江河段護岸工程上部護坡所采用的建筑材料主要為干砌塊石、漿砌塊石、現(xiàn)澆混凝土及預制砼六方塊。水下護腳主要采用塊石拋投。

(1)干砌塊石護坡

優(yōu)點：耐久性好，抗沖能力強，適應岸坡變形能力強，施工簡單，縫隙間可以長草，較生態(tài)。對于石材豐富地區(qū)，造價較低。根據(jù)目前實際運行情況來看，雖然經(jīng)過幾十年運行，但總體上比較完好，塊石之間的縫隙都長有草，符合目前提倡的生態(tài)環(huán)保要求。其綜合效果要優(yōu)于漿砌塊石、現(xiàn)澆混凝土和預制砼六方塊。

缺點：需要開采大量塊石，對采石區(qū)生態(tài)環(huán)境有一定影響。

(2)漿砌塊石護坡

優(yōu)點：耐久性好，抗沖能力極強，施工較為簡單。對于石材豐富地區(qū)，造價較低。根據(jù)目前實際運行情況來看，總體上比較完好，其綜合效果要優(yōu)于現(xiàn)澆混凝土和預制砼六方塊。

缺點：適應岸坡變形能力一般。護坡上不能長草，不符合綠色生態(tài)要求。需要開采大量塊石，對采石區(qū)生態(tài)環(huán)境有一定影響。

(3)現(xiàn)澆混凝土護坡

優(yōu)點：耐久性好，抗沖能力較強，施工速度快、效率高。價格比塊石護坡高。根據(jù)目前實際運行情況來看，基本完好，但效果要差于塊石護坡。

缺點：護坡上不能長草，不符合綠色生態(tài)要求。適應基礎變形能力較差，容易產(chǎn)生裂縫。長期運行之后，位于水位變幅區(qū)的護坡一般長有青苔，摩擦力很小，容易對親水活動人群造成安全隱患甚至生命危險。

(4)預制砼六方塊護坡

優(yōu)點：耐久性較好，抗沖能力較強，在預制場地制作好后，可快速在施工現(xiàn)場完成安裝，效率很高。價格比塊石護坡高。根據(jù)目前實際運行情況來看，其完好程度較差，基本有不同程度的損壞。

缺點：同現(xiàn)澆混凝土護坡一樣，其上不能長草，不符合綠色生態(tài)要求。適應基礎變形能力極差，一塊板垮塌后容易導致周圍大面積板塊垮塌。長期運行之后，位于水位變幅區(qū)的護坡一般長有青苔，摩擦力很小，容易對親水活動人群造成安全隱患甚至生命危險。

3 新型護岸材料及優(yōu)劣

隨著科技的進步和國家對生態(tài)環(huán)境保護的重視，特別是2018年4月習近平總書記考察長江并提出的“共抓大保護，不搞大開發(fā)”要求，近年荊江河段護岸技術(shù)和護岸材料有了很大變化。護岸工程材料由過去硬性材料變?yōu)檐浶圆牧希蛇^去的“一片光”變成了現(xiàn)在的“一片綠”。主要的新型生態(tài)上部護坡材料有雷諾護墊、連鎖植生砼塊、寬縫加筋生態(tài)砼、分格現(xiàn)澆網(wǎng)筋生態(tài)砼等。下部護腳由過去的拋石、鉸鏈排擴展為改進型鋼筋砼鉸鏈排、網(wǎng)模卵石排、膜袋混凝土和鋼筋砼護底促淤網(wǎng)架箱等。

(1)雷諾護墊護坡

優(yōu)點：雷諾護墊是將低碳鋼絲經(jīng)機器編制而成的雙絞合六邊形金屬網(wǎng)格組合的工程構(gòu)件，其間填充卵石、片石或塊石?？障堵什怀^30%，要求石料質(zhì)地堅硬，強度等級MU30，比重不小于2.5t/m3，遇水不易崩解和水解，抗風化；雷諾護墊要求石料粒徑D70～150mm為宜。在荊江河段護岸工程中一般采用0.23m厚的設計厚度。雷諾護墊的優(yōu)點是可就近取材，護坡上可長草，符合綠色生態(tài)要求，適應基礎變更能力強。

缺點：造價相對較高。不能在有雷諾護墊護岸岸邊拋錨停船，否則船錨會掛壞鋼絲網(wǎng)，從而導致網(wǎng)中的填充物被水沖走，護岸工程損毀。

(2)寬縫加筋生態(tài)砼護坡

優(yōu)點：高強度、耐久、整體性好。鋼絲混凝土結(jié)構(gòu)，相當于一塊無空隙的鉸鏈鋼筋混凝土排，長度和寬度不受限制，作為一個整體完全覆蓋在坡面或灘面。適應性好，取材容易。生態(tài)環(huán)保，可植生帶面積占護坡面總面積約43.6%，考慮植物的篷徑因素，植物可覆蓋整個坡面，各類草本植物和藤本植物，以及小灌木都能在其上生長。經(jīng)濟實用，寬縫加筋生態(tài)混凝土護坡工程造價約60元/m2，與預制六方混凝土塊護坡工程單位面積造價相近，只有雷諾護墊單位面積造價的50%。

缺點：抗沖能力較差，不適用常年迎流頂沖、岸坡土體土質(zhì)差和水流流速大的河段。

(3)網(wǎng)模卵石排水下護腳

優(yōu)點：網(wǎng)模卵石排河道水下護腳工程技術(shù)是利用卵石的重力原理，在人工或機械的作用下，將卵石填充到掛扣在施工專用設備的排狀網(wǎng)模袋里，封口形成的網(wǎng)模卵石排；將網(wǎng)模卵石排沉放在河床上設計施工區(qū)位，屏蔽所覆蓋的河床免遭水流沖刷，以達到保護河岸穩(wěn)定的目的。相比傳統(tǒng)的拋石護腳方案而言，網(wǎng)模卵石排具有取材方便，不需要開采石料，整體性好，抗沖能力較強等優(yōu)點。

缺點：不能在網(wǎng)模卵石排護腳區(qū)域拋錨停船，否則船錨會掛壞網(wǎng)模袋，從而導致網(wǎng)模中的卵石被水沖走，嚴重影響護岸工程的效果。

(4)鋼筋砼護底促淤網(wǎng)架箱水下護腳

優(yōu)點：鋼筋混凝土護底促淤網(wǎng)架箱由預制鋼筋混凝土構(gòu)件連接成網(wǎng)(桁)架、聚丙烯編織布制成的網(wǎng)架箱圍布、樹枝等組裝而成，其輪廓形狀為八邊形臺柱。其具有較好的耐久性、一定的整體性、較好的適應性，鋼筋混凝土護底促淤網(wǎng)架箱護坡結(jié)構(gòu)是目前護岸工程單體輪廓體積最大的型式，具有普通鋼筋混凝土的高強度、耐久性好的特點。該項技術(shù)匯集了鋼筋混凝土鉸鏈排、鋼筋混凝土四面六邊透水框架、軟體排(聚丙烯編織布綁扎預制混凝土塊)河道護岸技術(shù)的優(yōu)點。鋼筋混凝土護底促淤網(wǎng)架箱結(jié)構(gòu)具有取材容易、建造便利的特點。其原材料為鋼筋、水泥、砂、聚丙烯纖維編織布和編織布帶等，上述材料為普通的工程材料。鋼筋混凝土護底促淤網(wǎng)架箱的基本構(gòu)件為微小型預制鋼筋混凝土桿，施工工藝成熟。

缺點：造價較高。由于網(wǎng)架箱體積和重量較大，制作和拋投過程中需要吊車進行作業(yè)，施工難度較大，施工作業(yè)安全隱患較大。

4 結(jié)語

從新中國成立至今，長江荊江河段實施大量護岸工程。護岸工程的目的是為了穩(wěn)定岸坡、控制河勢、保護堤防安全和防洪安全。同時，由于護岸工程的修建特別是過去硬性建筑材料的運用破壞了自然生態(tài)，也造成了一些落水者溺亡等意外事件。在今后的護岸工程設計中，應在保證護岸工程自身安全的前提下充分考慮生態(tài)環(huán)保、防滑、防撞、經(jīng)濟適用等因素。目前荊江河段護岸工程設計的主要依據(jù)是長江水利委員會編制的《長江中下游護岸工程技術(shù)要求》(試行)，此技術(shù)文件已經(jīng)過去近30年，很多技術(shù)條款已不能滿足當前的設計理念和時代背景，在此呼吁有關(guān)部門盡早出臺更新更全面的護岸工程設計規(guī)范，以便水利工程設計人員使用。