生態(tài)混凝土護坡在白沙河土堤加固工程中的應用

何文思

（廣東省龍門縣水利水電勘測設(shè)計室，廣東 惠州516800）

1 工程概況

1.1 工程現(xiàn)狀

廣東省惠州市龍門縣，位于廣東省中部，增江上游，地處珠江三角洲范圍內(nèi)，地勢自西北向東南傾斜，全縣總面積2 295 km2，山地及丘陵占總面積的73%，平均海拔550 m。

白沙河發(fā)源于龍門縣龍?zhí)镦?zhèn)北部水尾尖山北麓，是增江上游左岸支流，經(jīng)新豐古田再折向南流入本縣，流經(jīng)田美、龍?zhí)镦?zhèn)，龍門縣白沙河流域橫跨龍?zhí)镦?zhèn)和龍城街道兩個鎮(zhèn)級轄區(qū)，在龍城街道的林村百擔村小組附近匯入增江。白沙河全長32 km，河床比降2.87‰，集雨面積176 km2。白沙河上游河流屬于山區(qū)性河流，汛期水流急，洪水陡漲陡落，枯水期淺灘多；上游落差大，彎大水急，中、下游河床坡降較緩，部分河段淤積嚴重。工程位于龍城街道的白沙河九明布橋下游河段。

本次工程任務是對白沙河九明布橋下游右岸土堤進行提升加固，達到50年一遇的防洪標準，并修建人行綠道。

1.2 地貌與地層

本區(qū)屬于低山—丘陵平原地貌，海撥小于600 m，龍門縣城及周邊沖積盆地平原，高程在50～80 m，四周為低山—丘陵。區(qū)域地形地貌主要包括低山丘陵和沖洪積山間盆地兩種地貌單元，地形上沿水系延伸方向呈峽條狀分布；垂直水流方向，兩側(cè)為低山丘陵區(qū)，其間為河流沖積盆地，擬整治河道在沖積土層上彎曲通過，整體上呈U型地形特征。

本工程堤防沿線主要是沖積平原溝谷地貌，地形起伏不大，漫灘及階地較發(fā)育。工程區(qū)堤防沿線兩側(cè)地形主要為低丘夾雜小規(guī)模平原地貌，河道寬約50～70 m。

2 河道現(xiàn)狀與問題

2.1 河岸單薄、河勢不穩(wěn)

河道兩岸，大多都是天然土坡，岸坡單薄，部分河段還經(jīng)常出現(xiàn)掏刷、坍塌等問題，起不到抵御洪水的作用。由于白沙河九明布橋下游右岸河段沒有達標的防洪河堤，在最近一次極端天氣導致的高強度暴雨中，山區(qū)河流洪水暴漲，該河段發(fā)生洪水漫頂險情，造成周邊住宅小區(qū)和道路淹浸受損。同時，長期洪水沖刷破壞，加之河勢不穩(wěn)定，大部分凹岸沖刷崩塌嚴重，農(nóng)田不斷受到侵蝕，給沿河道人民生產(chǎn)生活造成直接危害與安全隱患[1]。

2.2 防洪標準較低

該段河道沿線防洪設(shè)施少，河岸沒有經(jīng)過達標建設(shè)，河岸為天然岸坡。岸頂高低不一，且與上下游連接的河段，已修建達標的防洪河堤，該河段成為了縣城防洪區(qū)的一個缺口，沒有形成閉合的洪水防洪岸線，洪水期難以抵御強度大的暴雨、洪水的襲擊。

為避免再次發(fā)生險情，提高縣城防洪區(qū)的防洪功能，保障周邊群眾的生命財產(chǎn)安全，實施對該段河道土堤的提升加固工程。

2.3 生態(tài)環(huán)境較差

河道大部分河段長期無人整治，岸坡雜亂無章，河段常年受洪水沖刷，多處岸坡坍塌裸露，生態(tài)凋敝，水土流失嚴重；部分岸坡雜樹雜草叢生，環(huán)境極差與周邊環(huán)境不協(xié)調(diào)，與沿河經(jīng)濟發(fā)展不配套，遠遠不能滿足沿線居民對于河道生活景觀的要求和龍門縣總體規(guī)劃的發(fā)展需求[2]。

3 工程地質(zhì)

3.1 揭露層地質(zhì)

本工程揭露的地層自上而下為第四系人工填土層Q4ml，第四系沖洪積層砂質(zhì)粘性土Qal+pl、下伏侏羅系砂巖基巖層J。場地內(nèi)發(fā)育的地層按自上而下的順序依次描述如下：

（1）人工填土

素填土層：灰褐色、灰黃色，濕，松散～稍密。成份由粉質(zhì)粘土、砂、碎石等組成，局部含粉粘粒、卵粒，分布不均勻。系新近修路、平整場地時堆填，未完成自重固結(jié)。局部地段揭露，主要分布于已有簡易土路、耕地等附近。

（2）第四系沖洪積層

砂質(zhì)粘性土層：灰褐色、灰黃色，濕，可塑。成份以粉粘粒為主，砂粒和少量礫石，韌性一般，干強度一般。局部含砂粒較多。頂部含少量植被殘留物。

砂夾卵石層:褐灰色、灰黃色，濕～飽和，稍密～中密。卵石成分為淺灰色變質(zhì)花崗巖、砂巖、白色石英巖等，呈亞圓形、粒徑2～8 cm，個別大于8 cm，含量占45～55%，礫、砂、粉粘粒占60～70%。分選性差，級配不良。

（3）侏羅系砂巖層

強風化砂巖層：灰白色，灰褐色，原巖結(jié)構(gòu)大部分已破壞，礦物成份顯著變色，巖石風化強烈，裂隙發(fā)育，巖芯呈碎塊狀，錘擊易碎。合金鉆頭干鉆可鉆進。

3.2 工程地質(zhì)條件及評價

擬建區(qū)域內(nèi)覆蓋層厚度多大于3 m，上游淺部土層多為中軟土，中、下游淺部土層以中硬土為主，20 m深度內(nèi)土層的等效剪切波速Vse＝150～500 m/s，因此，初步劃分場地類別為Ⅱ類。

根據(jù)對現(xiàn)狀堤岸的踏勘，堤岸內(nèi)外坡為植被覆蓋，且局部存在塌陷現(xiàn)象，堤岸內(nèi)外坡均為土質(zhì)邊坡，邊坡土體較松散，易受河水沖刷、淘蝕作用也會引起土體流失、滑移變形、岸坡塌方等工程問題。

3.3 區(qū)域穩(wěn)定性

根據(jù)1∶400萬幅《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB 18306—2015）分析，區(qū)域處于次不穩(wěn)定區(qū)，地震基本烈度為Ⅵ度，地震動峰值加速度為0.05 g，地震動反應譜特征周期為0.35 s，屬于近震區(qū)，設(shè)計地震分組為第一組。區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造相對穩(wěn)定，地震活動強度小，相對較低。

3.4 本段天然建筑材料

場地北部多見丘陵地貌，山體多渾厚低矮，距離北端約500 m，局部位置因工程建設(shè)進行了開挖，開挖位置現(xiàn)場觀測，坡體覆蓋層較厚，多為殘坡積粉質(zhì)粘土，土料儲藏豐富，土料場分布面積較廣，可開采厚度約5.0 m，土料有用層儲量約100萬m3；土料場可以滿足本工程填筑土料的要求。

4 生態(tài)混凝土護坡治理措施

4.1 護岸堤型比選

護岸型式種類較多，各有優(yōu)缺點。混凝土、漿砌石護岸、墻的整體性好，抗剪強度高，抗沖刷能力強，但生態(tài)性能低，地下水補給較弱，造價高；草皮護坡的生態(tài)融合性好，景觀營造能力強，投資少、造價低，缺點是抗沖刷性差。根據(jù)本段護岸所處位置，河道地勢平緩、水流流速較低，盡管地基地質(zhì)條件較差，在對地基進行深挖處理后，可以滿足工程設(shè)計要求，推薦采用生態(tài)護岸，建議利用當?shù)夭牧?，降低綜合投資。

4.2 橫豎框架梁與穩(wěn)固樁連接

為加固河堤，可將河堤邊坡設(shè)置的穩(wěn)固樁與生態(tài)混凝土的橫豎框梁融合連接，以提高邊坡穩(wěn)定性。為提高生態(tài)混凝土強度，在生態(tài)混凝土中增加部分鋼筋，將其改造成鋼筋混凝土橫豎框架梁。這種框架梁的整體結(jié)構(gòu)緊密性強，具備良好的抗壓能力，對河堤加固效果明顯[5]。

4.3 堤線設(shè)計

河流形態(tài)差異較大，工程設(shè)計應根據(jù)河流現(xiàn)狀的形態(tài)和泄洪需求，有針對性地進行設(shè)計。充分利用河流自然蜿蜒的河勢走向，有效地發(fā)揮河道的蓄水功能，保護河流的水生態(tài)環(huán)境，做好堤線布置以及堤型確定。生態(tài)護岸設(shè)計，要考量河道的滲透性，和生態(tài)系統(tǒng)的自我修復能力。

4.4 人工種草護坡技術(shù)

生態(tài)邊坡表面人工播撒根系發(fā)達、固土能力強的草種，可降低水土流失。播撒時要綜合實際情況，如果邊坡相對較小，可采用鋪設(shè)天然草皮的方式進行。對于水流較快的迎水坡面，不能采用人工種植的河段，在對河堤加固后，可采用噴播種草技術(shù)。噴播時注意原材料配合比控制，按標準比例拌和草種以及黏著劑，使用機械加壓，在坡面上噴射拌和物。提高噴播草籽發(fā)芽速度，強化河堤加固的效果。

5 結(jié)語

通過采取修建生態(tài)防洪堤及打造人行綠道等工程措施，可大大提升河道的防洪能力，保持河岸穩(wěn)定，在減少洪澇災害的同時，兼顧改善河流沿岸交通、綠化和休閑環(huán)境，對鄉(xiāng)村群眾的居住、生活、生產(chǎn)環(huán)境起到美化和促進作用。建設(shè)完工后，建議經(jīng)常對河道進行巡視，發(fā)現(xiàn)堤防出現(xiàn)拉裂、沉陷破壞和護坡滑坡等現(xiàn)象需及時進行匯報和處理。