BSC生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在城市河道整治中的應(yīng)用
——以九里河段綜合整治工程為例

◎ 史俊政 相志慶 朱岳庚 無錫市泓利工程監(jiān)理有限公司

1.引言

在水利護(hù)坡工程建設(shè)中，由于需要抗侵蝕、水土保持和防洪防澇等，大多數(shù)工作場所需要使用水泥混凝土、砂漿和磚石等不環(huán)保硬化措施，這會導(dǎo)致植被消失，切斷了生物鏈和水鏈。因此，需要采取相應(yīng)的技術(shù)措施來解決這些問題。在這種背景下，生物基質(zhì)生態(tài)混凝土應(yīng)運(yùn)而生。它不僅強(qiáng)調(diào)護(hù)岸的抗沖刷能力等，還要求穩(wěn)定性、景觀性和生態(tài)性的完美結(jié)合。本文也基于無錫九里河整治工程，對BSC生態(tài)護(hù)坡的應(yīng)用展開對應(yīng)分析。

2.九里河區(qū)段綜合整治工程現(xiàn)狀

2.1 九里河現(xiàn)狀

九里河位于無錫市東片區(qū)，該地區(qū)屬于低洼地勢，也分散著許多的村莊和圩區(qū)，還分布著大量暗塘，淤泥較深，由于原來該地區(qū)為郊區(qū)，村中有較多的養(yǎng)殖戶、菜農(nóng)等，產(chǎn)生的糞便、飼料發(fā)酵物等對本地區(qū)周邊環(huán)境造成很壞影響，隨著無錫的規(guī)劃發(fā)展，也亟需對該地區(qū)進(jìn)行整治。

對九里河的綜合整治工程，是為改善錫東的整體面貌，通過規(guī)劃，努力將這里打造成一個(gè)娛樂休閑與生態(tài)主題相結(jié)合的公共綠地，形成集綠色、生態(tài)和休閑于一體，體現(xiàn)新城門戶形象的城市生態(tài)公園。

2.2 九里河治理方案

九里河整治的目的，是為了將無錫東片區(qū)改造出新，以河道為“軸帶”，通過整治和改善河道兩岸的生態(tài)環(huán)境，形成全新的親水景觀帶，再通過生態(tài)河道將錫東的體育公園、濱水公園、城市客廳、濕地公園、中央公園進(jìn)行串聯(lián)，形成陸水兩路通達(dá)城市公園的交通體系，并打造成為無錫地區(qū)范圍內(nèi)最長的濱河綠色生態(tài)廊道。

九里河項(xiàng)目南行的池塘河道和九里河環(huán)繞著三個(gè)外部河道，整治工程修復(fù)部分的河道總長為26km，其中大型框架內(nèi)河道長16.07km，大型框架外河道長9.93km。這些項(xiàng)目包括加深河道，改善河道（河岸保護(hù)）等項(xiàng)目。

九里河綜合整治工程共設(shè)五個(gè)標(biāo)段：五丫浜～門樓排澇站，總長2.812km；門樓排澇站～九里河樞紐，總長5.656k m；桐橋港和東亭港，總長7.581km、京滬高鐵～宛山蕩，總長5.097k m；芙蓉塘和南橋港，總長4.896km。本次對該河道的治理括河道清淤、河道拓浚、河坡（護(hù)岸）整治等工程。

為了滿足上述要求，其中在河道的河坡（護(hù)岸）整治環(huán)節(jié)中，經(jīng)過實(shí)地考察，以及江南的氣候和土壤條件，通過方案比選，擬采用國內(nèi)外的新材料、新技術(shù)和新生態(tài)原理。采取了以下四種類型的保護(hù)措施，包括混凝土草種植邊坡保護(hù)，互連砌塊邊坡保護(hù)，生態(tài)磚（六角空心形狀）邊坡保護(hù)和BSC生態(tài)護(hù)坡保護(hù)技術(shù)，每個(gè)部分的護(hù)坡類型也可以根據(jù)現(xiàn)場的建設(shè)條件進(jìn)行調(diào)整。

圖1 六棱磚式示意圖

圖2 框格梁式剖面圖

3.九里河河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)類型對比分析

3.1 框格混凝土植草護(hù)坡

框格混凝土植草護(hù)坡，該技術(shù)是指將預(yù)制的形狀不同的混凝土砌塊鋪設(shè)于坡面形成框格，框架保護(hù)作為一種技術(shù)，它將在斜坡表面上具有不同形狀的預(yù)制混凝土砌塊組合成框架，在框架中填充客土，然后在框架中種草以形成斜坡保護(hù)和綠色技術(shù)。

這種邊坡防護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是建筑物簡單，外形美觀，混凝土元素構(gòu)成了保護(hù)土壤邊坡的骨架，并且及時(shí)釋放大量雨水而不會損壞邊坡?？梢苑艑拰χ参锏姆N植要求和品種選擇，在框架中可以種植不影響生態(tài)保護(hù)和美化環(huán)境的草，花和小灌木。

3.2 連鎖塊護(hù)坡

連鎖塊護(hù)坡，其特別適用于危險(xiǎn)區(qū)域，該技術(shù)是采取自鎖設(shè)計(jì)，可確保每個(gè)零件的精確位置，并避免橫向移動。這種獨(dú)特的互聯(lián)設(shè)計(jì)可以將河岸鏈接成一個(gè)整體，可以保證河岸的整體穩(wěn)定性。并且該結(jié)構(gòu)的透水性也較好，能夠降低基土內(nèi)部的靜水壓力，能較好地防止管涌的發(fā)生。另外，它的面層也可以種植草類，起到擴(kuò)大植被面積、美化環(huán)境的作用。

3.3 生態(tài)磚(六角形空心磚)護(hù)坡

生態(tài)磚是通過在混凝土中添加高科技技術(shù)材料而專門制造的，混凝土的強(qiáng)度和耐久性得到不同程度的改善，承載能力也得到提高。六角形空心磚砌筑完成后的穩(wěn)定性也比較好，由于其空心的面積也較大，也適合植物的生長，加種植物后，對護(hù)岸的穩(wěn)定性也有新的提升，該種邊坡防護(hù)磚的顏色也可以根據(jù)周圍環(huán)境而定?？梢砸圆煌念伾M合在一起，夏天使護(hù)坡變?yōu)樽匀痪G色，冬天草木枯萎有現(xiàn)象出磚體顏色，使其河岸保持色彩繽紛，讓河道成為美麗的風(fēng)景。生態(tài)磚護(hù)坡實(shí)現(xiàn)了在混凝土上種草的愿望，解決了填筑安全性與自然環(huán)境保護(hù)之間的矛盾。

3.4 BSC生態(tài)護(hù)坡

BSC生物基質(zhì)混凝土是一種可以生長植物的混凝土。在專用添加劑的特殊貢獻(xiàn)下，使BSC生物基質(zhì)混凝土具有強(qiáng)度高、空隙大、孔徑合理的植生性能特點(diǎn)，即達(dá)到耐久穩(wěn)定的護(hù)坡目的，又能適應(yīng)多種植物的生長，滿足綠化的要求。

4.BSC生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在九里河治理整治過程中的應(yīng)用

通過分析以上幾種生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的優(yōu)劣，在九里河項(xiàng)目中最終選擇混凝土植草護(hù)坡、生態(tài)磚邊坡和BSC生態(tài)護(hù)坡3種護(hù)坡技術(shù)。并根據(jù)不同的河段采取組合和單獨(dú)設(shè)置的方式進(jìn)行整治，下面主要闡述BSC生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的應(yīng)用。

4.1 BSC生物基質(zhì)混凝土的不同填充設(shè)計(jì)

（1）六棱磚式（見圖1）。

（2）框格梁式（見圖2）。

根據(jù)式(3)，利用最小二乘法擬合得到平面方程的系數(shù)A、B、C和D，進(jìn)而可得出空間圓所在空間的平面方程。將全部點(diǎn)云數(shù)據(jù)(xi,yi,zi)投影到平面Ax+By+Cz+D=0上，得到投影點(diǎn)(xi′,yi′,zi′),各點(diǎn)投影公式為：

4.2 施工工藝及施工控制

BSC生物基質(zhì)生態(tài)混凝土施工技術(shù)最常見的方案是在帶有成品土或硬化斜坡的河岸上進(jìn)行混凝土框架梁施工，然后再進(jìn)行BSC大骨料混凝土骨架層板和BS基質(zhì)層的熨平板和植物發(fā)芽與植被生態(tài)恢復(fù)，其工藝及控制過程如下：

（1）根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)，砌筑六棱磚和澆筑混凝框架。

（2）BSC骨料澆筑要根據(jù)混合比例向混合機(jī)中添加水泥、石材、BSC-W Y系列添加劑和水，混合后將物料轉(zhuǎn)移到工作臺上并澆筑致框架中。

（3）作業(yè)場地內(nèi)，要控制好運(yùn)輸距離，一般情況下澆筑面和攪拌機(jī)的運(yùn)輸送距離應(yīng)保持在120m內(nèi)，運(yùn)輸加澆筑的時(shí)間應(yīng)控制在10min內(nèi)完成，才能保證澆筑的質(zhì)量。

（4）在BSC混凝土骨料澆筑后的表面應(yīng)即刻平整，并做好現(xiàn)場的保護(hù)工作，嚴(yán)禁機(jī)械設(shè)備進(jìn)入，嚴(yán)禁人員進(jìn)入，以免踩踏變形，并做好灑水養(yǎng)護(hù)工作，通常為7天，7天后再進(jìn)行BSC生物基質(zhì)層和植被層施工。

（5）形成BSC生物基質(zhì)生態(tài)混凝土后，采用40g/m3的無紡布來保持水分，覆蓋過程做好固定工作，避免大風(fēng)掀開保護(hù)層，覆蓋完成后，安排專人進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期為28天。

4.3 BSC生態(tài)護(hù)坡技術(shù)工程效果

（1）在九里河項(xiàng)目區(qū)域，在設(shè)計(jì)初期，就通過考察九里河地區(qū)原有的生態(tài)物種群落，在后期播種的過程中，有針對性的選擇了十多個(gè)品種的植物物種，并對缺失的物種進(jìn)行了補(bǔ)充，以保持該地區(qū)原有的生態(tài)特征，也保證了后期該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境達(dá)到平衡，遇險(xiǎn)的恢復(fù)能力有所保障。

（2）采用BSC生物基質(zhì)混凝土，由于基質(zhì)的含有活菌成分，營養(yǎng)成分在促進(jìn)植物萌發(fā)的時(shí)間周期比常規(guī)播種的明顯減短，并且最快的在施工完成后一周后就有的植物開始萌發(fā)，并能承受住雨水季節(jié)情況下的長時(shí)間沖刷，大大地提升了該地區(qū)的生態(tài)恢復(fù)速度。

（3）九里河項(xiàng)目在竣工后經(jīng)歷了兩個(gè)汛期，并且在此期間經(jīng)歷了兩次洪水。到目前九里河項(xiàng)目也經(jīng)歷了3個(gè)生長季節(jié)后，恢復(fù)了本地植物的種植方式。由于該地區(qū)地勢低洼，容易受到洪水侵害，但是本項(xiàng)目在被淹沒沖刷后并沒發(fā)生嚴(yán)重的損毀問題，并且后期恢復(fù)的效果良好。

5.BSC生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在應(yīng)用中應(yīng)注意的問題

5.1 氣候問題

無錫地區(qū)四季分明，雨水充沛，但是雨季較長，水位變化很大，盛夏時(shí)高溫酷暑，降水偏少，因此需要注意季節(jié)變化對施工進(jìn)度的影響。

5.2 施工管理問題

生態(tài)混凝土構(gòu)件的內(nèi)芯無砂，整體強(qiáng)度較低，易斷裂。在施工過程中，必須考慮保護(hù)和質(zhì)量把控，勿使用容易損壞的物件。

5.3 綠化管理問題

如果在河道項(xiàng)目的管理中使用有機(jī)防腐劑，施工之前，應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)氐乃词欠窨梢詽M足植被的需求，以及草坡的維護(hù)和保存在經(jīng)濟(jì)上是否可行。如果投入少，維護(hù)少或不需要維護(hù)，則草坡植被是自給自足的，因此有必要防止草坡分解。如果不解決草坡的退化問題，不僅會引起施工重復(fù)，資金浪費(fèi)等問題，而且無法達(dá)到植被坡的保護(hù)作用，甚至嚴(yán)重的情況下也可能會導(dǎo)致水土流失和塌方問題產(chǎn)生。

6.結(jié)語

九里河項(xiàng)目完成后，將建成為一條生態(tài)走廊，并利用廣闊的水面開發(fā)旅游觀光項(xiàng)目。合理地安排樹木、灌木、花卉、草皮和其他植物，在河岸和水面之間，為強(qiáng)調(diào)季節(jié)變化，將科學(xué)和藝術(shù)結(jié)合在一起。如今植被已經(jīng)覆蓋了該區(qū)域的河流和水域。生態(tài)護(hù)岸系統(tǒng)也使九里河成為健康、迷人和富有活力的綠色生態(tài)帶，不僅美化了城市環(huán)境，而且改善和提高了錫東地區(qū)的生態(tài)效益。