生態(tài)護坡在莊灣馬家水項目中的應用

曾 輝

(江西省水利投資集團有限公司，南昌 330001)

1 工程概況

浮梁縣莊灣馬家水項目地處江西省景德鎮(zhèn)市浮梁縣莊灣鄉(xiāng)境內，距景德鎮(zhèn)市區(qū)35km 。該項目涉及莊灣鄉(xiāng)1個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，6個行政村，項目區(qū)面積89km2。項目涉及河流為馬家水及其6條支流，分別為施家水、倉下水、大背塢水、黃梅墩水、楊樂水及小舟水，壽溪水及其1條支流方家水，項目區(qū)擬治理河道條數(shù)9條，長度28.97km。

莊灣馬家水項目中的馬家水系東河一級支流，昌江二級支流，河源位于境內最高主峰雞龍尖，流經莊灣鄉(xiāng)施家村，黃梅墩村等，陸續(xù)匯入黃梅墩水、倉下水、大背塢水，最終經府前村注入東河，河口位于莊灣鄉(xiāng)政府附近，流域面積60.1km2，主河道長度16.1km，主河道縱比降9.95‰，河道寬度13-40m不等。馬家水干流治理范圍是從高橋村支流匯合口至東河入河口，由北向南流經莊灣鄉(xiāng)的高橋村、上馬村、下馬村、洪家山村、府前村、余家塢村、最終經臧灣鄉(xiāng)鄉(xiāng)區(qū)匯入東河，治理河道長度3.75km。

2 岸坡護坡型式選擇

馬家水地質情況：河道分布于沖積盆地，河道兩岸較開闊，溝渠、水塘密布。岸頂現(xiàn)多為耕地，沿河岸坡土層主要為第四系全新統(tǒng)沖積層，多具二元結構，上部主要為壤土組成，局部表層為人工填土，下部為礫石、礫質土等，覆蓋層揭露厚度2.0-6.0m，岸坡土一般難以滿足河水沖刷要求，下伏基巖為雙橋山群下亞群板巖。河岸大多陡直，由于汛期河水流速較大，由第四系全新統(tǒng)沖積層組成的岸坡土抗沖性較差，汛期河水對岸坡沖刷破壞作用較強，且河曲發(fā)育，河流凹岸迎流頂沖段沖刷較劇，大多岸坡穩(wěn)定性較差。河流沿線分布較多水陂及交通橋等，雍高水位，促使水陂下游水流流速加大，兩岸河岸沖刷較劇，岸坡穩(wěn)定性較差，建議對岸坡進行護坡處理。

馬家水河道現(xiàn)狀情況：河岸沖刷塌方嚴重，多處河岸在洪水期被沖垮，河勢不穩(wěn)定；多處河岸受采金破壞嚴重。

馬家水治理需求：因地制宜采用復合式、斜坡式等斷面型式，避免采用三面光、兩堵墻的護坡護岸型式；岸坡急需進行處理保證農田的安全；因河道不僅流經浮梁縣臧灣鄉(xiāng)，且處于前往瑤里古鎮(zhèn)風景區(qū)必經之路，生態(tài)景觀要求比較高。

傳統(tǒng)的城市河道治理過程中，主要考慮的是保證河道的行洪排澇，河道斷面型式過于單一化，河道坡面一般為漿砌石護坡、現(xiàn)澆或預制混凝土護坡[1]。故傳統(tǒng)的護岸型式已經不能滿足馬家水河道治理需求，有必要采取生態(tài)護坡方案。

在進行生態(tài)護坡設計的時候，需遵循結構的安全性及穩(wěn)定性，生態(tài)和諧，因地制宜的原則[2]。故生態(tài)護坡型式選擇上結合了當?shù)夭牧锨闆r、根據(jù)江西省水利廳對河岸生態(tài)治理的要求以及其他成功的治理經驗，初步擬定了如下松木樁護岸加固、干砌塊石護坡、生態(tài)混凝土護岸加固、生態(tài)袋護坡加固、雷諾護墊結構加固護坡、連鎖式水工砌塊護坡、柔性水土保護毯生態(tài)護坡作為推薦方案[3]。

松木樁護岸因河岸基礎為砂卵石無法打入河床以下，不推薦采用；生態(tài)混凝土護岸加固對施工要求較高，不推薦采用；生態(tài)袋護坡加固使用的生態(tài)袋受日曬及沖刷影響，使用壽命僅有3-5年，不推薦采用；雷諾護墊結構加固護坡因網格比較密，容易掛垃圾，不易管理，不推薦采用。故工程選擇干砌塊石護坡、連鎖式水工砌塊護坡、柔性水土保護毯生態(tài)護等三種護坡型式進行比較。

1)干砌塊石護坡：塊石砌筑前，岸坡需修筑成1∶1.5坡比，底層鋪設10cm厚砂礫石墊層，面層鋪設30cm厚塊石。砌石時要求砌筑要密實，表面應平整，充分利用塊石自然形態(tài)相互咬合，砌體層間錯縫搭接。

2)連鎖式水工砌塊護坡：砌筑前，岸坡需修筑成1∶1.5坡比，首先在底層上鋪設土工布，然后再鋪設混凝土砌塊，混凝土砌塊厚度設計采用10cm。混凝土砌塊的固定是通過各聯(lián)鎖嚙合，從而達到岸坡整體穩(wěn)定?；炷疗鰤K由工人人工逐塊碼放即可，然后在砌塊預留孔隙中撒播混合草籽，即可完成施工工作。護坡完成后可以在護坡表面生長出植被，大大增加綠化面積，較好的兼顧工程及生態(tài)景觀等多方面的要求，工程完建后景觀自然，不破壞自然生態(tài)，與環(huán)境和諧結合。

3)柔性生態(tài)水土保護毯護坡：鋪設前，岸坡需修筑成1∶1.5坡比，鋪保護毯在坡面上，采用鋼釘與坡面進行固定，保護毯上面覆耕植土撒播草籽，通過草籽的草根與保護毯纏繞達到抗沖刷的作用。

表1 三種護坡型式對比表

干砌石護坡、連鎖水工砌塊、柔性生態(tài)水土保護毯護坡均可有效解決安全問題，工程性能好?，F(xiàn)從施工、造價以及治理效果等方面進行分析比較

1)施工：三種護坡型式均有對應的施工技術規(guī)范，機械化施工程度較低，基本依靠人工，輔以簡單的機械。柔性水土保護毯生態(tài)護坡需要的人工工日及技術要求均最低，主要為人工挖槽、覆土、鋪毯、打錨釘，一般工人即可。其余兩種護坡均需較多的人工工日，技術要求也較高，需由技術熟練的工人實施[4-5]。

2)造價：三種型式護坡折算每平方米造價分別為：柔性生態(tài)水土保護毯護坡最高，連鎖式水工砌塊護坡第二，干砌塊石護坡最低。

3)治理效果：從生態(tài)環(huán)境及景觀方面干砌石護坡、連鎖水工砌塊、柔性生態(tài)水土保護毯三種護坡方案均能實現(xiàn)生態(tài)綠化，但柔性生態(tài)水土保護毯護坡的植被覆蓋率最高，連鎖式水工砌塊護坡的植被覆蓋率稍低，能達到40%-50%，干砌石護坡最低，只能達到20%左右。

綜上分析比較，柔性生態(tài)水土保護毯護坡是通過植物根系與毯子緊密纏繞達到整體錨固的作用，可適應坡體的不均勻變形，最大可抵抗4m/s的水流沖刷；材質使用壽命可達百年，并且可保證水體與土壤之間的聯(lián)系，不破壞河流自然生態(tài)，不影響河流生態(tài)生物多樣性和功能多樣性；施工工藝簡單，施工速度快，施工完植被覆綠可高達95%。因此推薦柔性生態(tài)水土保護毯護坡作為馬家水的護岸方案。

3 護坡設計方案

護岸岸線按照現(xiàn)有岸線布設，護岸型式采用復合式斷面，枯水位以下采用C20混凝土固腳，固腳埋深0.5m，固腳寬度為0.5m，固腳以上采取柔性生態(tài)水土保護毯護坡(材料選擇參數(shù)見表2)，護坡坡比為1∶1.5，坡腳柔性生態(tài)水土保護毯與混凝土固腳固定，坡頂設一條30cm×30cm溝槽，柔性生態(tài)水土保護毯壓入溝槽，具體斷面詳見圖1。

圖1 柔性水土保護毯護岸斷面

表2 柔性水土保護毯技術參數(shù)

4 施工步驟

1)河岸整平：按照設計要求，采用機械對現(xiàn)狀岸坡進行修整，達到1∶1.5的坡比要求，對坡面上粒徑較大的石塊、植物根及其他垃圾等必須清除干凈。

2)開挖坡頂埋填溝槽：在河岸岸頂處開一條深度、寬度均為30cm的溝槽，用以對柔性水土保護毯的填埋。

3)切割及鋪設：測量坡面長度及溝槽深度，根據(jù)河岸坡面(垂直于岸線方向)計算并裁剪相應長度的水土保護毯，將毯體移至相應位置沿著土坡斜面展開并調整位置(注意分清毯體正反面)，在溝槽部位將水土保護毯放入溝槽中并用鋼釘固定(鋼釘間距為100cm)，其余坡面位置在正常坡度情況下每2-3平米錨固一根鋼釘。水土保護毯寬幅為3850mm，應垂直于岸線縱向鋪設。

4)錨固：水土保持毯采用鋼釘與土坡土層進行錨固。根據(jù)坡面土質情況，選擇合適長度和直徑的鋼釘。鋼釘應確保錨入土層至少40cm。每塊水土保持毯需設置15cm搭接寬度(順水流方向搭接)，搭接處鋼釘固定，間距為100cm。

5)播種：鋪設錨固完成后，在水土保護毯表面播種根系發(fā)達的當?shù)夭莘N(狗牙根)；并覆蓋一層耕植土層，然后在土層表面再播種植被草籽一次。

6)覆土：水土保護毯鋪設好后要迅速錨固并覆蓋耕植土，覆土厚度約為5cm。

7)養(yǎng)護：覆土完成后需覆蓋無紡布在坡面上，為確保草籽的發(fā)芽，在播種后一至兩周內需澆水養(yǎng)護，對于草籽發(fā)芽不良處還需進行補種。

5 結 語

江西省浮梁縣莊灣馬家水項目于2019年12月完工，鋪設柔性生態(tài)水土保護毯護坡河段長度4.00km，鋪設面積7200 m2，治理河道不僅提高岸坡防洪能力，還提升了河道兩岸生態(tài)景觀質量。并且在2020年、2021年浮梁縣超歷史洪水中經受住了考驗，所有柔性生態(tài)水土保護毯治理河段均未產生破壞。