生態(tài)護(hù)岸在汾河百公里中游示范區(qū)介休段中的應(yīng)用分析

崔 磊

（山西省水利水電勘測設(shè)計研究院有限公司 山西太原 030024）

1 工程概述

汾河百公里中游示范區(qū)介休段生態(tài)治理工程，起于朱家堡已建濕地，終于西堡村汾河橋下游100 m 處，

治理長度22.2 km。工程建設(shè)主要內(nèi)容有堤防生態(tài)化改造工程，灘槽整治工程和景觀綠化工程。

本工程中的護(hù)岸主要為堤坡和主槽的防護(hù)。堤岸

防護(hù)既要具備抵抗水流、風(fēng)浪沖刷，防止水土流失，提高岸坡的穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)功能，同時還應(yīng)滿足綠色環(huán)保與生態(tài)相協(xié)調(diào)的要求。因此，選擇何種護(hù)岸型式對工程有著至關(guān)重要的作用。生態(tài)護(hù)岸滿足工程功能需求的同時又能與自然生態(tài)相協(xié)調(diào)，在汾河百公里中游示范區(qū)介休段生態(tài)治理中得到了廣泛的應(yīng)用。

2 護(hù)岸布置原則

護(hù)岸是堤防工程的重要組成部分，在保障堤防安全中發(fā)揮著重要作用。護(hù)岸的布置應(yīng)遵循以下原則：

1）護(hù)岸布置應(yīng)符合區(qū)域整體防洪規(guī)劃及河道整治工程規(guī)劃的要求；

2）護(hù)岸布置應(yīng)結(jié)合河道走勢，因勢利導(dǎo)統(tǒng)籌兼顧兩岸及上下游整體銜接；

3）護(hù)岸布置盡量不減小現(xiàn)狀河道行洪斷面，不雍高汛期洪水位；

4）護(hù)岸防護(hù)材料應(yīng)抗沖耐磨、堅固耐久、適應(yīng)變形能力強(qiáng)、便于施工；

5）護(hù)岸要盡量滿足生態(tài)環(huán)保綠色可持續(xù)發(fā)展的要求。

3 生態(tài)護(hù)岸型式

目前常用的護(hù)岸型式有坡式護(hù)岸、壩式護(hù)岸、墻式護(hù)岸、樁式護(hù)岸及混合式護(hù)岸等。生態(tài)護(hù)岸是在原有護(hù)岸型式的基礎(chǔ)上，采用植物及生態(tài)防護(hù)材料和工程措施相結(jié)合的新型防護(hù)型式?？偨Y(jié)已建工程的應(yīng)用情況，常用的生態(tài)護(hù)岸型式有植被型護(hù)岸、植物纖維毯護(hù)岸、格網(wǎng)石籠護(hù)岸、土石籠袋護(hù)岸、預(yù)制混凝土框護(hù)岸、三維固土網(wǎng)墊護(hù)岸及預(yù)制混凝土樁護(hù)岸等。

4 生態(tài)護(hù)岸比選

每個工程應(yīng)結(jié)合項目的特點及生態(tài)護(hù)岸的適用條件通過比選分析選擇合適的護(hù)岸型式。下面就幾種常用的生態(tài)護(hù)岸適用范圍及優(yōu)缺點進(jìn)行比選分析。

4.1 植被型護(hù)岸

植被型護(hù)岸是從河道堤岸坡腳至坡頂一次種植沉水植物、浮葉植物、挺水植物、濕生和眾生植物等一系列護(hù)坡植物，形成多層次生態(tài)防護(hù)，兼顧生態(tài)功能和景觀功能的堤岸防護(hù)。

植被護(hù)坡能減少水流和波浪對河道岸坡的淘刷侵蝕，有助于豐富岸坡生態(tài)功能和生物多樣性。植被型護(hù)岸適用于河道邊坡相對較緩、水流條件較好、穩(wěn)定性較強(qiáng)、土層深厚的河道邊坡防護(hù)。在淘刷侵蝕比較嚴(yán)重的區(qū)域，一般需要在工程初期采取一些輔助工程措施進(jìn)行臨時性的岸坡防護(hù)。植被護(hù)岸示意圖如圖1 所示。

圖1 植被護(hù)岸示意圖

4.2 植物纖維毯護(hù)岸

植物纖維毯護(hù)岸是采用天然材料麥秸、稻秸、椰殼、棕櫚纖維等為基底，配合草籽、肥料及定型網(wǎng)等多種材料加工而成的毯狀材料，用以固土護(hù)坡的新型防護(hù)型式。

植物纖維毯所用的材料綠色環(huán)保，生態(tài)固坡效果顯著。植物纖維毯原材料不同適用范圍也不同。秸稈草毯適用于水流侵蝕較小的地方，如河湖岸坡等；稻秸和椰殼混合料草毯適用于中等侵蝕場地，如河流堤壩等；麻椰固土毯廣泛應(yīng)用于河流護(hù)坡、園林綠化邊坡防護(hù)等生態(tài)修復(fù)工程。植物纖維護(hù)岸不宜用于水流流速大，主槽靠岸的險工段。

4.3 格網(wǎng)石籠護(hù)岸

格網(wǎng)石籠護(hù)岸是將抗腐蝕、耐磨損、高強(qiáng)度材料采用專用設(shè)備制造而成的多孔機(jī)編網(wǎng)片，經(jīng)裁剪、拼裝并綁扎封口而成的柔性、多孔隙的網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)，并在網(wǎng)箱內(nèi)填充新鮮塊石以抵抗水流沖刷的新型生態(tài)環(huán)保護(hù)岸。

格網(wǎng)石籠屬于柔性材料，地基適應(yīng)性強(qiáng)，能滿足岸坡不均勻沉降；耐沖刷性好，表面網(wǎng)孔大，內(nèi)外透水性好，抗冰凍和凍漲性能強(qiáng)；同時具有消浪作用，其背后設(shè)置反濾層還可防止土壤流失。格網(wǎng)石籠空洞結(jié)構(gòu)，有利于水生動物及微生物的生存繁殖；孔隙內(nèi)積土后，有利于水生植物的生長。格網(wǎng)石籠護(hù)岸廣泛應(yīng)用于堤坡險工段及主槽靠岸段防護(hù)，不足之處是工程造價相對較高，所用石料有嚴(yán)格的控制指標(biāo)同時開采石料對生態(tài)保護(hù)有一定的副作用。格網(wǎng)石籠示意圖見圖2。

圖2 格網(wǎng)石籠示意圖

4.4 土石籠袋護(hù)岸

土石籠袋護(hù)岸是將生態(tài)袋置于格網(wǎng)網(wǎng)箱內(nèi)并在袋內(nèi)填充土石料新型防護(hù)型式。生態(tài)袋由高強(qiáng)度、耐老化土工合成材料縫制而成，具有耐腐蝕、使用壽命長、透水不透土、袋身孔徑易于植物生長的特性。其與格網(wǎng)網(wǎng)箱組合后，具有耐久抗沖、綠化效果好、生態(tài)景觀效果明顯的特點，同時對岸坡的不均勻沉降有很強(qiáng)的適應(yīng)性。

土石籠袋護(hù)岸具有工藝簡便、施工工期短、就地取材等眾多特性，適用于坡體穩(wěn)定、沖刷流速較低且當(dāng)?shù)赝潦陷^充足的河段；不宜用于洪水持續(xù)時間較長，沖刷流速大的河道。

4.5 預(yù)制混凝土框護(hù)岸

預(yù)制混凝土框護(hù)岸是采用預(yù)制混凝土框格連成整體平鋪于坡面，框格內(nèi)回填種植土進(jìn)行坡面綠化的新型防護(hù)型式。框格的自鎖功能使坡面防護(hù)連接在一起，整體效果好，抗沖流速大。框格半剛性的整片結(jié)構(gòu)變形能力較好，能有效保證岸坡的穩(wěn)定性。坡面框內(nèi)回填種植土可植草或種植灌木及小喬木，景觀效果好且具有良好的生態(tài)性。

預(yù)制混凝土框為專業(yè)廠家生產(chǎn)的預(yù)制件，質(zhì)量有保障、施工工藝簡單、施工速度快，常用于水上部分或淺水區(qū)域的岸坡防護(hù)。水上部分防護(hù)宜選用孔洞相對較大的框格并與綠化措施相結(jié)合，增強(qiáng)生態(tài)景觀效果；淺水區(qū)域防護(hù)宜選用孔洞相對較小的框格，增強(qiáng)抗沖性能。預(yù)制混凝土框不足是單價較高，不宜用于河道深水區(qū)域。

4.6 三維固土網(wǎng)墊護(hù)岸

三維固土網(wǎng)墊護(hù)岸主要利用植物措施結(jié)合土工合成材料，在坡面構(gòu)建具有自身生長能力的防護(hù)系統(tǒng)來抵抗沖刷維護(hù)邊坡穩(wěn)定的新型防護(hù)型式。三維固土網(wǎng)墊是由金屬網(wǎng)及三維聚酰胺材料復(fù)合構(gòu)成的抗沖刷網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其背水側(cè)含有反濾土工布，可起到保土透水作用。三維聚酰胺網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，孔隙率大，質(zhì)地蓬松，可在孔隙中填加土料和草種，植草穿過網(wǎng)墊生長后，可牢固密貼于坡面有效地抵抗暴雨及水流沖刷破壞。

三維固土網(wǎng)墊護(hù)岸具有材料輕便、施工方便、護(hù)坡效果好的優(yōu)點，對生態(tài)環(huán)境起到良好的調(diào)節(jié)和美化作用，生態(tài)效應(yīng)顯著，主要適用于防沖要求不高，水位變動區(qū)以上且整體穩(wěn)定的岸坡區(qū)域。不足是植物沒生長之前抗沖流速較小，需要采取措施提前優(yōu)化種植；同時由于材料輕便，坡腳、坡頂需壓固保護(hù)。

4.7 預(yù)制混凝土樁護(hù)岸

預(yù)制混凝土樁護(hù)岸是將離心成型的混凝土樁成排打在堤坡及主槽坡腳來抵抗水流沖刷的新型防護(hù)型式。

預(yù)制混凝土樁在工廠預(yù)制成型、工藝成熟、質(zhì)量有保證、承載力高，抗沖抗彎抗剪性能優(yōu)越、不易腐蝕耐久性好，施工速度快；同時其結(jié)構(gòu)可以拼接造型，表面可作木紋處理，仿木逼真整體美觀環(huán)保，具有良好的生態(tài)景觀效果。主要適用河道流速大，工期要求緊的堤坡岸坡防護(hù)及有景觀要求的護(hù)岸等。不足是樁單價較高及堤腳防護(hù)時需采取反濾措施，防止樁后填土沖刷流失。

5 生態(tài)護(hù)岸應(yīng)用

介休段生態(tài)治理工程護(hù)岸主要為堤坡和主槽的防護(hù)。結(jié)合介休段汾河的特點，綜合考慮抗沖刷及生態(tài)環(huán)保的需求，經(jīng)比選分析確定本工程生態(tài)護(hù)岸型式。

放緩段堤坡采用三維固土網(wǎng)墊防護(hù)，坡頂布設(shè)錨固溝，坡面采用錨釘錨固，坡腳采用格網(wǎng)石籠壓腳；險工段堤坡采用格網(wǎng)石籠防護(hù)，石籠以上坡面采用植被進(jìn)行綠化，坡腳采用松木樁拋石基礎(chǔ)。河道中主槽彎道段采用預(yù)制混凝土框防護(hù)，框內(nèi)四周及底部鋪設(shè)反濾土工布；主槽靠岸段采用格網(wǎng)石籠防護(hù)下設(shè)反濾土工布，確保大堤的安全，兩種主槽防護(hù)型式均采用松木樁拋石基礎(chǔ)。主槽水系間的生態(tài)島坡面防護(hù)一種采用格網(wǎng)石籠和混凝土生框相結(jié)合的防護(hù)型式，基礎(chǔ)采用松木樁拋石；另一種采用三維固土網(wǎng)墊防護(hù)，基礎(chǔ)采用預(yù)制混凝土樁和松木樁相結(jié)合型式，島頂面均進(jìn)行植被綠化。典型生態(tài)護(hù)岸示意圖如圖3、圖4、圖5、圖6 所示。

圖3 放緩段護(hù)岸示意圖

圖4 險工段護(hù)岸示意圖

圖5 主槽石籠護(hù)岸示意圖

圖6 主槽框子護(hù)岸示意圖

6 結(jié)語

通過生態(tài)護(hù)岸在介休段生態(tài)治理工程中應(yīng)用分析，對各種生態(tài)護(hù)岸的類型及適用范圍有了更深入的認(rèn)識，同時為今后設(shè)計選用生態(tài)護(hù)岸提供工程經(jīng)驗。