渾江某段堤防生態(tài)護(hù)坡型式比較與選擇

周慶芳，劉占軍，薛 強(qiáng)，于鵬新

（1.朝陽市水利規(guī)劃勘測設(shè)計院，遼寧 朝陽市122000；2.中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司吉林 長春130021）

1 概述

渾江是鴨綠江下游右側(cè)一條大的支流。渾江穿過桓仁縣城環(huán)繞通過，桓仁縣是遼東山區(qū)秀美著名的旅游城市，渾江城市段周邊建設(shè)了民族廣場、章樾公園、八卦城等一系列具有地域特點的人文景觀。渾江桓仁城市段堤防的設(shè)計任務(wù)是防洪及堤坡整治，要求對現(xiàn)狀堤防進(jìn)行復(fù)核、對迎水側(cè)堤坡進(jìn)行治理。堤坡整理除滿足防洪、防沖刷的功能外，同時要符合城市定位和特點，要求設(shè)計方案具有生態(tài)景觀功能，提升桓仁縣整體的生態(tài)環(huán)境，滿足市政規(guī)劃的目標(biāo)和要求，滿足城市居民精神文化生活的需要。

2 工程概況

工程位于渾江西江電站與鳳鳴電站之間左岸，鳳鳴電站庫區(qū)內(nèi)，總長約9.54km。城市段堤防的洪水標(biāo)準(zhǔn)與桓仁縣城市防洪體系的防洪標(biāo)準(zhǔn)相同，均為50年洪水重現(xiàn)期。堤防工程等別為Ⅱ等，堤防工程級別為2級。其中采取工程措施進(jìn)行堤坡治理總長度為6.85km，其余堤段為植物措施加固。這次重點研究工程措施的治理方案，即根據(jù)防洪、景觀、市政規(guī)劃等綜合要求，研究現(xiàn)設(shè)計階段的堤防生態(tài)護(hù)坡型式。

3 可行的工程護(hù)坡、生態(tài)護(hù)坡型式

堤防堤坡的防護(hù)型式主要有如下幾種：

1）植草皮護(hù)坡。

2）干砌石護(hù)坡。

3）漿砌石及混凝土護(hù)坡。

4）生態(tài)格網(wǎng)護(hù)坡（格賓籠、格柵籠、植被網(wǎng)、植生袋）。

5）生態(tài)混凝土護(hù)坡（連鎖磚、植草磚、預(yù)制混凝土框格、混凝土植生臺等）。其中植草皮護(hù)坡最大抗沖流速2.0 m/s；干砌石護(hù)坡最大抗沖流速4～5 m/s；漿砌石及預(yù)制混凝土板最大抗沖流速4～5 m/s；現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡最大抗沖流速8 m/s；生態(tài)格網(wǎng)護(hù)坡最大抗沖流速4～6 m/s；生態(tài)混凝土護(hù)坡最大抗沖流速4～6 m/s。工程設(shè)計指導(dǎo)思想是以防洪為主、兼顧景觀。

3.1 工程護(hù)坡

根據(jù)工程指導(dǎo)思想，分析各種護(hù)坡種類的優(yōu)缺點，植草皮護(hù)坡抗沖不能滿足要求；干砌石護(hù)坡、漿砌石護(hù)坡及混凝土護(hù)坡抗沖滿足要求，但生態(tài)景觀效果差；生態(tài)格網(wǎng)護(hù)坡種類較多，材質(zhì)大多為金屬及塑料材質(zhì)，抗沖能滿足要求，但金屬材料易腐，塑料材質(zhì)不耐火且存在護(hù)砌填料后表面不夠平整等諸多缺點。

3.2 生態(tài)護(hù)坡

近年來生態(tài)混凝土護(hù)坡技術(shù)發(fā)展很快，出現(xiàn)很多種生態(tài)護(hù)坡型式，很多已在國內(nèi)工程中使用，效果良好。其核心是將混凝土預(yù)制成各種形狀，嵌鎖錨固成整體并在中間預(yù)留框格，框格內(nèi)可以填筑各種填料及進(jìn)行生態(tài)種植。生態(tài)混凝土護(hù)坡優(yōu)點是利用混凝土的堅固抗沖及耐久性，嵌鎖錨固又使得剛性護(hù)坡具有一定的柔性，能適應(yīng)一定程度的變形，同時兼具生態(tài)功能，并且施工速度快，造價較低，是一種兼具多種優(yōu)點的護(hù)坡型式。該工程列出以下幾種常用的生態(tài)護(hù)坡型式進(jìn)行比較。

1）混凝土樁式護(hù)坡。坡面整形后，打入預(yù)制混凝土樁，樁直徑為0.2 m或方樁0.2×0.2 m。樁順?biāo)鞣较蜷g距1.5 m，垂直水流方向間距1.8 m，樁長2.6 m，外露0.6 m。采用橫向仿生木將單排連接成整體，仿生木直徑0.15 m，形成深度為種植池，池內(nèi)植草及灌木。防沖基礎(chǔ)墻采用生態(tài)混凝土預(yù)制件，采用預(yù)制件吊裝填充碎石或卵石，大大縮短基礎(chǔ)施工時間。

2）混凝土植生臺護(hù)坡。坡面采用預(yù)制混凝土植生臺，單個植生臺平面尺寸為1.67×1.0 m，疊合擺放后的垂直水流方向長度為1.5 m。底板厚度為0.15 m，立墻厚度為0.12 m，植生臺填土厚度為0.3 m。植生臺內(nèi)植草及灌木。防沖基礎(chǔ)墻與樁式護(hù)坡方案一致。

3）混凝土框格卵石護(hù)坡。坡面整形后，現(xiàn)場澆筑混凝土框格，框格順?biāo)鞣较蜷g距1.5 m，垂直方向間距1.5 m，斜向間距4.5 m。單個框格梁為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為0.5 m×0.5 m?？蚋駜?nèi)擺放塊石及大卵石。防沖基礎(chǔ)墻與其他方案一致。

4）連鎖植草磚護(hù)坡。坡面整形后，鋪設(shè)混凝土連鎖連鎖植草磚，連鎖植草板厚度10cm，下設(shè)20cm厚砂礫石墊層及反濾布，植草磚中空部分種植適宜北方生長草種。防沖基礎(chǔ)墻與其他方案一致。

5）生態(tài)圓石護(hù)坡。坡面采用生態(tài)圓石加固，砌筑圓石坡比為1∶3，直徑0.5 m左右，圓石之間用水泥砂漿填縫，填縫砂漿厚度為0.2 m，圓石層下設(shè)反濾布及20cm厚砂礫石墊層。防沖基礎(chǔ)墻與其他方案一致，采用生態(tài)混凝土預(yù)制件。圓石護(hù)坡斜面每間隔6 m設(shè)置混凝土種植池，種植池水平與垂直斜向距離均為6 m，種植池大小為1.0 m×1.0 m。池內(nèi)植草及灌木。

4 設(shè)計方案選定

工程具體設(shè)計時，從生態(tài)及環(huán)保角度入手，從工程的適宜性、技術(shù)可行性、施工復(fù)雜程度、方案投資等方面，對各設(shè)計方案進(jìn)行綜合比較。選擇適合本工程技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的護(hù)坡型式。

1）混凝土樁式護(hù)坡。技術(shù)可行，可選預(yù)制的成品樁、施工速度快、工藝簡單、維護(hù)方便，但方案投資高。

2）混凝土植生臺護(hù)坡。技術(shù)可行，可選預(yù)制的植生臺或現(xiàn)場澆筑混凝土、利用植生臺混凝土代替護(hù)坡混凝土，增強(qiáng)生態(tài)效果，施工工藝較復(fù)雜、工期較長，但方案投資較高。

3）混凝土框格卵石護(hù)坡。技術(shù)可行，現(xiàn)場澆筑混凝土框格、內(nèi)部填充大卵石、景觀效果較強(qiáng)，生態(tài)效果差，施工工藝略復(fù)雜、工期較長，不適合大范圍使用，方案投資略高。

4）連鎖植草磚護(hù)坡。技術(shù)可行，連鎖磚為定型產(chǎn)品、施工速度快、工藝簡單、維護(hù)方便，景觀效果好，耐久性略差，方案投資最低。

5）生態(tài)圓石護(hù)坡。技術(shù)可行，施工速度快、工藝簡單、維護(hù)方便，對圓石材料要求較高，景觀效果較強(qiáng)，生態(tài)效果差，方案投資較低。

實際方案選擇時，根據(jù)工程特點，庫區(qū)河道水流條件、堤段離主城區(qū)的位置、臨近街路的重要程度、居民密度等進(jìn)行了分段分區(qū)，不同區(qū)段可選擇了不同方案，避免景觀效果的單一。該階段設(shè)計大部分堤段選擇生態(tài)圓石護(hù)坡方案，正對城市道路的防位置設(shè)置下堤維護(hù)臺階，臺階兩側(cè)一定范圍內(nèi)采用連鎖植草磚護(hù)坡，在居民活動比較密集的主景觀2處位置選擇混凝土植生臺護(hù)坡。

5 結(jié)語

隨著社會的發(fā)展，人民對生態(tài)環(huán)境要求的提升，生態(tài)型護(hù)坡在水利工程的應(yīng)用日益廣泛，尤其是城市附近的堤防護(hù)坡，應(yīng)盡量選擇施工工期短、穩(wěn)定可靠、生態(tài)效果好的護(hù)坡型式，在滿足穩(wěn)定岸坡、防沖固岸的同時，又能改善城市周邊環(huán)境，兼顧生態(tài)保護(hù)功能，利于生態(tài)文明建設(shè)。水利工程在滿足使用功能的同時，在不明顯增加投資的情況下重點考慮設(shè)計方案的生態(tài)功能。