生态护坡技术在河道治理工程中的应用 谢镓磊 杨科

发表时间:2021/7/19   来源:《基层建设》2021年第12期   作者:谢镓磊 杨科
[导读] 本文首先对生态护坡的功能及应用原则作了简单介绍,然后结合衡水市主城区水系生态修复PPP项目班曹店排干渠工程实例,分别阐述了蜂巢格室约束系统护坡和生态墙壁砖护坡两种技术方案的工程应用

        中国水利水电第九工程局有限公司  广东河源  517367
        摘要:本文首先对生态护坡的功能及应用原则作了简单介绍,然后结合衡水市主城区水系生态修复PPP项目班曹店排干渠工程实例,分别阐述了蜂巢格室约束系统护坡和生态墙壁砖护坡两种技术方案的工程应用,并对两种生态护坡技术的质量控制点进行了简要分析,最后对两种生态护坡技术的应用特点进行了分析。兼具安全性和景观性的生态护坡技术在现代城市河道治理工程中有着非常积极的生态及工程价值,在疏通城市河道的同时可美化市民生活环境。
        关键词:生态护坡;河道治理;工程应用;


        引言:一般地,人工生态护坡与自然生态护坡为河道治理的两种基本形式。前者主要解决水土流失、岸坡坍塌的问题,比较适用于有通航要求的乡镇和城市河道;后者保护生态和河堤的主要途径为利用根系发达的植物,从而实现改善生态环境、防治水土流失和固土的目标。对此,要优先考虑自然生态护岸充分发挥植物吸收、分解污染物和固土的作用;对于两岸间距较窄、泄洪排涝量较大且水流速度快的河道,宜选择人工生态护岸,为减少刚性结构多使用自然材料,尽可能选择生态方格或互嵌生态模块,以此美化工程环境、防治水土流失和固土保沙。总体而言,如何兼顾河道生态环境与防洪安全,充分融合人水相亲、自然生态的治水理念,优选出适用于不同河道的生态护坡型式非常重要。
        一、生态护坡设计原则
        (一)安全性
        河道岸坡的安全稳定直接受到风浪、水流的冲蚀淘刷影响,减少河道受冲刷侵蚀作用以及保护岸坡土体为河道护坡的基本要求,故岸坡抗冲刷能力与安全稳定性应作为生态护坡设计的首要原则。
        (二)生态性
        河道生态护坡要为水生植物生长提供适宜的空间,护坡结构的选择应符合孔隙率较大的要求,维持不阻断地下水与河流之间的信息交流,充分利用岸坡植物维护河流生态系统平衡,切实提升河道自净能力和岸坡整体稳定性,尽量不选择生硬、视觉单调的护坡结构。
        (三)地域性
        不同河道的水文地质、地貌形态、河流走势等环境条件存在明显的地域性与差异性,应充分考虑地域场所特点及生态景观要求,结合防洪治理规划和自然岸线特点,在保证区域大环境与河道景观协调性的情况下,因地制宜的设计河道岸坡,切忌完全照搬照抄其他河道治理方法。此外,生态护坡应符合减少资源消耗、节约成本、可就地取材的要求,充分利用可再生资源有效提高其利用率,并且工程材料选用时尽量选择可再生资源[3]。
        (四)自然性
        天然河道走向蜿蜒,为维持河流原有的空间环境和自然属性,应坚持“遇弯则弯、易宽则宽”的原则随层次、地形的变化而变化,尽量保持原有地貌,修复河流横向和纵向连通性。河道治理工程措施的设计应尽量减少对河流生态的干扰,确保水系统的良性运行,一旦破坏河流的结构形态势必会导致生态系统的失衡。
        二、实施贴坡式格宾网生态护坡工程的必要性
        (一)加强流域水生态建设,满足人民群众对优美、健康生活环境的期待
        现有的河道治理工程为沿岸群众的生命财产安全提供了基本的保障,而加快构建保障民生、服务民生、改善民生、惠及民生的河道生态治理格局,能突出生活质量及生产发展服务的理念,更能提高人民群众的获得感、幸福感和安全感,使人们的生活环境更健康、更有保障。
        (二)立足生态文明建设,着眼市民日益增长的对美好生活的需求
        河道生态建设应充分考虑河流沿岸近、远期发展及人民群众日益增长的美好生活需要,立足当前,着眼长远,正确处理河流治理与经济建设的关系,合理确定发展目标,适度超前,高标准、高起点抓好河道生态治理。让贯穿主要经济发展区域的河流不再是只会泄洪的没有活力的渠,而是生机勃勃、为人民的美好生活保驾护航。



        三、典型的生态护坡方法
        (一)三维植被网草皮护坡
        植草护坡属于一种普遍适用且最经济的技术措施,可利用相互交织的植被根系发挥固结土体的作用,以此固结边坡土体,植被能够明显减少波浪爬高以及降雨入渗量,增强边坡稳定性和土地抗剪强度,蒸腾作用有利于减少土壤含水量与孔隙水压力。
        三维植被网草皮护坡是一种综合利用三维网垫、植物、面层植草共同消浪和护岸的护坡型式,通过将网垫锚固于边坡以形成基底。从材料类型上高分子材料聚丙烯、聚乙烯等构成了三维网垫层,而完整的复合种植基还有种植型土壤播撒草籽和碎石等组成。从结构形式上,利用平行于土壤方向的可双向拉伸的平面网与垂直于土壤方向无法拉伸的多层网组成三维网垫层,为使得土壤垂直方向上的多层网状空间更加稳定,还可利用热熔焊接法连接网层间的节点。土壤层、土工网垫层、植草层待草皮完全生长后牢固的结合一起,从而生成一个牢固稳定的整体,这种网状结构具有更加宽松的空间,在为砂粒与土壤的填充提供足够的网空间的同时,也给草皮生长提供较好的生存环境[7]。
        施工方法:整坡后将1层三维网垫自上而下沿岸坡表面铺设,利用“L”型铆钉及上下各1道锚固沟固定,并把适于野菊花、狗牙根等乡土草生长的耕植土覆盖至坡面,厚约5cm, 撒播草种待其成长,三维网垫与生根后的植物相互交织形成绿化固土系统。
        将草皮种植加固土层安置于每个土工格内,由此即可生产固土种植基,而高分子材料聚丙烯、聚乙烯等经过加工处理可以形成土工格结构,土工格的设立可以提高护坡的摩擦阻力,加之草皮的种植,能够可以提高护坡的承受能力以及土壤层的稳定性。此外,对于汛期早期草皮出现起浮的现象三维网的固定措施可以有效避免,三维网与植被根系共同发挥加紧浅层、防护岸坡面层的作用。
        (二)蜂巢格室铺设
        本工程蜂巢格室护坡工程采用“蜂巢格室约束系统”+填充种植土防护。“蜂巢格室约束系统”由蜂巢格室本体+连接材料、连键+锚固材料、锚杆+限位帽三部分构成。蜂巢格室壁板有多孔和压纹结构,通过孔穴内填充物,提供强大的剪切力、摩擦力和侧向排水通道,把上部载荷均匀扩散到地基,以提高地基的承载力,适应地基的不均匀沉降,便于河道运营期的机械作业和日常养护工作,避免冬季的冻胀破坏。
        坡面专用锚杆+限位帽间距1016~1425mm, 为保证蜂巢隔室的整体稳固性,顶排、底排及两侧边端部采用专用锚杆和限位帽,逐孔钉牢。
        (三)天然鹅卵石散铺护坡
        上游山区型河道存在洪水暴涨暴落、源短流急的典型特征,总体概括为“一短、两快、四大”的特点,即历时短,洪水快涨快落,含沙量、水流速度、破坏力、冲刷力大。
        山涧河谷型河道易受洪水冲刷,造成河床淤积加剧、河岸崩塌陡立,漫滩堆积、河道宽窄不一,岸线不稳、泄洪能力差,沿岸乡镇安全受到潜在威胁。
        虽然传统的护坡型式或混凝土挡墙能够达到抗滑稳定、防洪安全等要求,但硬质式护岸的生态景观效果较差。根据工程实践经验和类似项目设计方案,遵循就地取材、因地制宜的原则,充分考虑自然生态与防洪排涝最终选择鹅卵石散铺护岸,以充分发挥其生态效益效果和体现河道自然风貌。
        结论:将上述生态护坡技术应用于城市河道治理工程中,不仅能够发挥防洪排涝的基础功能,同时还可强化护坡的稳定性、安全性、美观性和协调性。通过生态护坡技术的应用,不仅可使城市河道水文生态系统协调有序,还美化了市民的生活环境。
        参考文献:
        [1]李伯鸿.三维植被网草皮护坡在宣城东门渡河治理工程中的应用[J].江淮水利科技,2014(05):12.
        [2]赵峰,胡可可.河道生态治理中的生态护坡应用[J].浙江水利科技,2010(06):45-48.
        [3]曲家强.河道整治存在问题及现代化治理规划对策[J].黑龙江水利科技,2017(08):212-214.

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