新型生態(tài)邊坡治理技術(shù)在浯溪口水利工程中的組合應(yīng)用

康晚英，康宏志，秦根泉

（1.江西省水利規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，江西 南昌330029；2.江西省水工結(jié)構(gòu)技術(shù)研究中心，江西 南昌330029）

水資源的開發(fā)為中國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供能源保障的同時(shí)也影響著當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，其中土石方開挖和原始植被破壞帶來了土壤侵蝕、生態(tài)惡化等一系列問題[1]。生態(tài)邊坡治理技術(shù)是補(bǔ)償水資源開發(fā)擾動(dòng)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的有效措施，隨著生態(tài)邊坡治理技術(shù)的涌現(xiàn)，新型生態(tài)邊坡治理技術(shù)的選用也成為當(dāng)前的難點(diǎn)。

新型生態(tài)邊坡治理技術(shù)在水利工程中的大量應(yīng)用，浯溪口水利工程在進(jìn)行充分論證的基礎(chǔ)上選用格賓擋墻護(hù)坡、聯(lián)鎖式生態(tài)護(hù)坡、TBS護(hù)坡等新型生態(tài)邊坡治理技術(shù)，工程實(shí)踐表明這些新型生態(tài)邊坡治理技術(shù)的組合應(yīng)用取得了很好的效果。

1 新型生態(tài)邊坡治理技術(shù)

與傳統(tǒng)快排設(shè)計(jì)不同，生態(tài)護(hù)坡還兼具調(diào)節(jié)生態(tài)平衡的功效，即生態(tài)護(hù)坡概念的要素[2]：一是滿足防洪抗沖標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建透水、透氣、生長(zhǎng)植物的生態(tài)防護(hù)平臺(tái)；二是適應(yīng)邊坡生態(tài)平衡，建立由灌木、花草、魚巢、水草、棲水動(dòng)物沿灘地、迎水邊坡、坡腳及近岸水體等組成良性、立體的河坡生態(tài)體系。

我國(guó)新型生態(tài)邊坡治理技術(shù)起步較晚，很多技術(shù)是參照國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)前我國(guó)常用的新型生態(tài)邊坡治理技術(shù)[3]有植物型護(hù)坡、土工材料復(fù)合種植基護(hù)坡、生態(tài)石籠護(hù)坡、植被型生態(tài)混凝土護(hù)坡、生態(tài)袋護(hù)坡。

2 工程應(yīng)用研究

2.1 案例工程概況

浯溪口水利樞紐工程位于江西省景德鎮(zhèn)市浮梁縣境內(nèi)的昌江干流中游，是以防洪為主，兼顧供水、發(fā)電等任務(wù)的大（II）型水庫(kù)，工程等別為Ⅱ等的昌江控制性工程。水庫(kù)正常蓄水位56.00 m（黃海高程，下同），防洪高水位62.3 m，校核洪水位64.3 m，總庫(kù)容4.74×108m3。該工程壩址距景德鎮(zhèn)市約40 km，工程設(shè)計(jì)方案對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境和突出人文景觀的要求較高。其中，在導(dǎo)流明渠、廠房進(jìn)水口邊坡、上壩公路邊坡、河岸固腳及料場(chǎng)水土保持等護(hù)坡工程中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件選用了多種新型生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，這些邊坡治理技術(shù)的組合應(yīng)用有效地實(shí)現(xiàn)了邊坡穩(wěn)定、防止水土流失以及恢復(fù)生態(tài)環(huán)境等功能。目前工程基本完工。

2.2 工程應(yīng)用設(shè)計(jì)

1）TBS生態(tài)護(hù)坡。TBS植物護(hù)坡技術(shù)是在巖石坡面上使用混凝土噴射機(jī)噴上拌和均勻的厚層基材混合物的一種新型護(hù)坡技術(shù)，該技術(shù)通過植被根系的力學(xué)加固和地上生物量的水文效應(yīng)達(dá)到護(hù)坡和改善生態(tài)環(huán)境的目的。在鐵路工程、公路工程，并在堤壩、礦山、市政等基礎(chǔ)設(shè)施的邊坡防護(hù)中廣泛使用，對(duì)邊坡的肥力要求低，經(jīng)濟(jì)效益較高，相比漿砌石護(hù)坡技術(shù)可節(jié)省投資20%～30%[4]，TBS護(hù)坡基本結(jié)構(gòu)為錨桿（釘）、網(wǎng)和植生基質(zhì)三部分。典型結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 TBS護(hù)坡設(shè)計(jì)圖

浯溪口水利樞紐工程兩岸壩肩和壩址進(jìn)場(chǎng)道路邊坡主要為巖石邊坡和少量的坡積土邊坡，巖石邊坡屬于易風(fēng)化軟巖，坡積土邊坡土質(zhì)松散。為了保證邊坡穩(wěn)定的同時(shí)建立植被生長(zhǎng)的有利條件，工程對(duì)這些部位采用TBS護(hù)坡技術(shù)。TBS護(hù)坡技術(shù)固坡迅速，基材抗侵蝕性強(qiáng)，受地質(zhì)條件限制較小。但施工相對(duì)較難，噴播基質(zhì)厚度要求較高，太薄容易“崩殼脫落”，太厚則重量較大，掛網(wǎng)容易下降。

2）格賓墊護(hù)坡。格賓石籠擋墻是在柔性的賓格網(wǎng)中填充一定規(guī)則石料的具有良好性能的新型護(hù)坡材料[5]，格賓石籠擋墻是一種新型防護(hù)結(jié)構(gòu)在邊坡防護(hù)、堤防、地震災(zāi)區(qū)泥石流治理[6]等工程中應(yīng)用廣泛，結(jié)構(gòu)上的柔性，使得其對(duì)地基變形有更好的自適應(yīng)性，具有抵抗一定外力的能力[7]，所以增加了護(hù)坡的穩(wěn)定性和整體性，結(jié)構(gòu)的多孔使得排水性能極具優(yōu)勢(shì)，經(jīng)濟(jì)效益顯著，施工便捷且其造價(jià)僅為混凝土的50%[6]，生態(tài)價(jià)值高，其石材縫隙更利于動(dòng)物棲息、植物生長(zhǎng)。

浯溪口水利樞紐工程在左岸河岸防護(hù)、棄碴場(chǎng)的固腳等部位應(yīng)用了格賓網(wǎng)護(hù)坡。左岸上游渣場(chǎng)位于壩址上游，棄渣量24.90萬m3，占地2.30 hm2，棄渣以土方為主，渣頂高程58.00 m，最大堆渣高度14.00 m。上述部位面臨的水力條件復(fù)雜，有水面上和水面下兩部分邊坡，為了滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，防止地基沉陷、水浪侵蝕破壞，以及達(dá)到水體-土體水流交換的目的，同時(shí)實(shí)現(xiàn)生態(tài)景觀、經(jīng)濟(jì)性原則的要求，浯溪口水利樞紐工程在這些部分使用格賓石籠護(hù)坡。使用后，格賓石籠護(hù)坡的裂隙快速地實(shí)現(xiàn)土體-水體的水流交換，其裂隙也為當(dāng)?shù)厣锾峁┖芎玫臈⒌兀鷳B(tài)效益顯著。同時(shí)格賓石籠護(hù)坡的穩(wěn)定性和整體性使得其能經(jīng)受住水面交界處水浪沖刷。

3）聯(lián)鎖式生態(tài)護(hù)坡。聯(lián)鎖式生態(tài)護(hù)坡技術(shù)是由干硬性細(xì)石混凝土在全自動(dòng)混凝土成型機(jī)高速振動(dòng)加高壓制成的一種集護(hù)坡、生態(tài)恢復(fù)、裝飾于一體的生態(tài)建設(shè)系統(tǒng)[8]。在水利工程中大量使用聯(lián)鎖式生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，其結(jié)構(gòu)性能更好，整體穩(wěn)定性、耐久性、強(qiáng)度、抗凍、抗腐蝕、抗沖擊、可回用性能更高，能快速恢復(fù)生態(tài)，提升環(huán)境景觀。聯(lián)鎖式生態(tài)護(hù)坡使用的聯(lián)鎖式設(shè)計(jì)使每一個(gè)聯(lián)鎖塊被相鄰的6個(gè)聯(lián)鎖塊鎖住，這樣可保證每一塊的位置準(zhǔn)確并避免發(fā)生側(cè)向移動(dòng)。

浯溪口水利樞紐工程在廠房進(jìn)水口右岸邊坡底層深水區(qū)使用聯(lián)鎖式生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，解決了水下邊坡穩(wěn)定問題以及滿足水下結(jié)構(gòu)耐久性施工便捷等要求。選用10 cm厚的聯(lián)鎖式護(hù)坡塊，并在聯(lián)鎖塊的大孔內(nèi)回填無砂混凝土，以提高坡面的整體性，加強(qiáng)排水功能。浯溪口水利樞紐工程廠房尾水渠河岸右側(cè)為發(fā)電廠區(qū)，也使用了聯(lián)鎖式生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，考慮人流量大、尾水流速大且景觀綠化要求高，還要滿足抗沖擊、耐久性、環(huán)境景觀等要求，因此，該部位的聯(lián)鎖式護(hù)坡塊體厚度選用12 cm，在聯(lián)鎖塊上的大孔內(nèi)回填種植土，以生長(zhǎng)水生植物，綠化河岸，緩沖水沖力。

4）生態(tài)袋柔性護(hù)坡。植生袋生態(tài)護(hù)坡是選用植物種子和定量肥料等基質(zhì)填充于特制無紡布等材料的一種邊坡復(fù)綠方法[9]，植生袋生態(tài)護(hù)坡在高等級(jí)公路邊坡、廢棄礦山、河流堤岸等生態(tài)環(huán)境恢復(fù)與重建工程廣泛應(yīng)用，其可塑性高，對(duì)復(fù)雜坡面和不均勻沉降適應(yīng)性強(qiáng)，防雨水沖刷、風(fēng)蝕、透水不透土能力強(qiáng)，生態(tài)效果明顯，具備植物種子均勻分布、綠化效果持續(xù)穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)[10]。

浯溪口水利樞紐工程右岸下游渣場(chǎng)棄渣量3.10萬m3，占地0.45 hm2，棄渣為土石組合，渣頂高程71.50 m，渣場(chǎng)坡腳高程約60 m。廠房進(jìn)水口右岸的淺水區(qū)及水上部位邊坡土質(zhì)為坡積土，坡面穩(wěn)定性差，需要對(duì)岸坡進(jìn)行加固保護(hù)，并盡快恢復(fù)植被覆蓋。為解決該部位淺水區(qū)的邊坡加固和植被恢復(fù)的需求，實(shí)現(xiàn)快速施工的目標(biāo)，采用生態(tài)袋柔性護(hù)坡技術(shù)進(jìn)行護(hù)坡。生態(tài)袋柔性護(hù)坡技術(shù)具有透水、透氣、不透土顆粒、有很好的水環(huán)境和潮濕環(huán)境等適用性，可塑性強(qiáng)，可以堆壘成任何貼合坡體的形狀，具有施工快捷、方便，材料搬運(yùn)輕便等特點(diǎn)。

3 結(jié)語(yǔ)

浯溪口水利樞紐工程選用的新型生態(tài)邊坡治理技術(shù)實(shí)現(xiàn)了防治水土流失、恢復(fù)生態(tài)環(huán)境的功能，針對(duì)需要解決的問題選用TBS生態(tài)護(hù)坡、格賓墊護(hù)坡、聯(lián)鎖式生態(tài)護(hù)坡、生態(tài)袋柔性護(hù)坡四種邊坡治理技術(shù)。這四種邊坡治理技術(shù)在浯溪口水利樞紐工程應(yīng)用的效果表明這些技術(shù)在滿足工程性能、經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益等方面有很好的效果。