生态护岸在河道整治的运用

1前言

随着城市化建设进程的加快，人们越来越注重改善自己的居住环境。传统水利正向景观水利、人文水利转变，河道整治工程已由单纯的水安全治理思路向更多地着眼于水资源和水环境发展。在河道整治建设中，应做到与生态环境建设和景观建设相结合，构建河道建设的基本框架。生态护岸是利用植物或者植物与土木工程相结合，对河道坡面进行防护的一种新型护岸形式。生态护岸集防洪效应、生态效应、景观效应和自净效应于一体，代表着护岸技术的发展方向。

2石马河清溪段河道整治工程的生态护岸设计

2.1生态护岸设计理念

堤岸作为水域生态系统的重要组成部分，是水域生态系统与陆地生态系统之间的过渡区，在防洪、生态环境保护、水土保持及调节气候等方面具有重要的功能，其自身也应成为一独立生态系统。生态堤岸的性能设计强调两个方面，一是结构性能，对生态护岸的最基本设计要求，与传统护岸相当的力学和防漏等到性能要求。二是生态和景观功能，此为生态护岸的主要附加功能，强调其生态环境保护和景观协调性能。

2.2工程概况及目的

石马河是东江的一级支流，发源于深圳宝安大脑壳山，流经深圳观澜镇、东莞市凤岗、塘厦、樟木头、清溪、谢岗、常平、桥头八镇，沿途汇入主要支流有雁田水、契爷石水、清溪水、官仓水等支流，至桥头镇新开河口入东江，河流全长73.5km，河宽平均80m，河床平均坡降为0.61×10-3，流速急湍，总落差70m，集雨面积1249km2。河道现状基本上无堤防，防洪能力较低，遇有稍大洪水，即受洪涝灾害。随着东莞市经济的发展，洪水灾害发生年份越来越频繁，洪涝损失越来越大。流域洪涝灾害的发生，河道占滩、部分河床淤积及桥梁阻水严重。为解决石马河沿线各镇的洪涝灾害，对石马河进行河道整治。工程任务以防洪排涝为主，建立完善的防灾减灾体系，保障防洪排涝安全；结合改善生态和水环境，创建优良舒适的居住环境，提高城市品味和竞争力。在河道整治过程中强调既要防洪又要具有良好的景观和生态效果。通过对各种堤坝防护技术的比较，采用预制混凝土铰链排及现浇植生型高强生态混凝土护岸。主要目的为：①提高防洪能力，通过铺设预制混凝土铰链排及现浇植生型高强生态混凝土提高堤防的防洪和抗冲刷能力，提高边坡的稳定性；②提高景观和生态功能，由于预制混凝土铰链排及现浇植生型高强生态混凝土具有透水植生功能，故可在其上种植植物来改善周边的生态环境和景观，达到自然生态和环境的恢复和协调。

2.3护岸的断面型式布置

为了使整治后的清溪段河道成为生态、环保型河段，防洪堤断面型式以斜坡式断面为主，局部特殊河段采用直斜式。在多年平均洪水位以上约1.0m处设置马道，马道宽2～5m，马道以下坡面采用现浇植生型高强生态混凝土护岸，设计底高程与常水位之间1.5m采用预制混凝土铰链排护岸，马道以上坡面及背水坡均采用草皮护岸。

2.4生态护岸的结构设计

（1）预制混凝土铰链排

预制混凝土铰链排由预制混凝土块与铰链排连接件两个部分组成（图1）。预制混凝土块规格：598mm×443mm×120mm、中间开孔、开孔率为20%；重量：每块40kg，每平方为4.1块，一个标准的块为15.6m2，预制混凝土块的抗压强度（净面积）≥35MPa。铰链排连接件材质为镀锌钢索或不锈钢索。钢索直径根据矩阵面积配置最低为5.5mm。捻法为右交互式，每平方米矩阵钢索用量不低于4m，钢索破拉力≥19kN，公称抗拉强度≥1600MPa。预制混凝土铰链排具有高度的适应性，抗冲刷能力强，高速水流以及其他恶劣环境下保持完整的面层，不让下面的土体被侵蚀。具有其他柔性铺面材料所有的优点如空隙率高，透水性好，各独立块之间和单块内的空隙内可以植草，能美化环境的同时形成自然坡面改善生态环境。施工方便，可以人工铺设也可以采用机械施工，并可以在水下施工。最陡的边坡坡度可达1∶1，并且可以在高速水流引起的高切应力下安全地工作。石马河清溪段施工水位基本均深1.5m，此高程所对应的地质为砂层或砂砾层，采用其他的护岸方案，须具备干作业的条件。但是围堰的施工费用高，且难度大。针对这一特点，预制混凝土铰链排很好的解决了施工水位下1.5m的护岸设计。

（2）现浇植生型高强生态混凝土

现浇植生型高强生态混凝土护岸结构（图2）采取混凝土框格内填植生型高强生态混凝土结构。混凝土框格采用普通C20混凝土现浇，整个框架在顺水流方向上每隔18.18m设置伸缩缝，分缝填三油两毡20mm。现浇植生型高强生态混凝土是将单一粒度粗骨料、水泥、水及添加剂进行适当的调整，然后进行搅拌、浇筑及自然保养之后，呈米花糖并有空隙的多空隙混凝土。多孔隙生态混凝土强度为C12，具有反滤功能,孔隙率不小于25%，渗透系数不小于1×10-1cm/s。为保证生态混凝土绿化效果，应在生态混凝土浇筑前设置营养基层，浇筑生态混凝土后一段时间应充填土基营养层，渗入孔隙深度不小于50mm。浇筑完成后不能出现较大面积反碱，造成植物无法生长。现浇植生型高强生态混凝土高强、耐久，具有良好的透水、透气性能，水分和空气可以在外界与被护体之间进行自由交换和流通，实现保护层和堤体的长期稳定。保护层整体反滤，防止冲刷、管涌及土沙等颗粒流失现象，同时为动植物及微生物提供栖息和活动空间，改善水生态环境，有效地提高水质的自然净化能力。

3结语

随着社会的发展，人们逐渐要求护岸上在具备安全性的条件下，应该具有景观效果、消除人与水的隔离以及与生物共存等多种功能。传统的固土护岸从而演变为亲水、生态和优美的景观护岸。随着新材料的不断涌现和新方法的不断发展，未来的护岸会更安全优美，亲水将更美妙浪漫。