生態護岸技術的應用實踐

許一駒

一、生態護岸設計理念

生態護岸是利用植物或者植物與土木工程相結合，對河道坡面進行防護的一種新型護岸形式。生態護岸集防洪效應、生態效應、景觀效應和自凈效應于一體，代表護岸技術的發展方向。隨著人們對居住環境的重視，傳統工程水利正向資源水利、生態水利、人文水利轉變，河道整治工程已由單純的水安全治理思路向更多著眼于水資源和水環境發展。在河道整治建設中，應做到與水資源保護利用、生態環境建設和景觀建設相結合，構建河道建設的基本框架。

堤岸作為水域生態系統的重要組成部分，是水域生態系統與陸地生態系統之間的過渡區，在防洪、生態環境保護、水土保持及調節氣候等方面具有重要的功能，其自身也成為獨立生態系統。生態堤岸的性能設計強調兩個方面：一是結構性能，對生態護岸的最基本設計要求，與傳統護岸相當的力學和防漏等性能要求；二是生態和景觀功能，為生態護岸的主要附加功能，強調其生態環境保護和景觀協調性能。

二、護岸斷面設計理念

圖1 預制混凝土鉸鏈排

圖2 現澆植生型高強生態混凝土護岸結構

通過對各種堤壩防護技術的比較，生態護岸工程采用預制混凝土鉸鏈排及現澆植生型高強生態混凝土護岸，實現防洪與生態景觀相結合。其優點：一是提高防洪能力和抗沖刷能力，預制混凝土鉸鏈排具有高度的適應性，抗沖刷能力強，最陡的邊坡坡度可達1∶1，可以在高速水流引起的高切應力下安全地工作，施工方便，既可人工鋪設也可采用機械施工，并可以在水下施工；二是提高生態景觀功能，現澆植生型高強生態混凝土高強、耐久，具有良好的透水、透氣性能，水分和空氣可以在外界與被護體之間進行自由交換和流通，實現保護層和堤體的長期穩定，保護層整體反濾，防止沖刷、管涌及土沙等顆粒流失現象，同時為動植物及微生物提供棲息和活動空間，改善水生態環境，有效地提高水質的自然凈化能力，各獨立塊之間和單塊空隙內可以植草，具有很好的透水植生功能等，可種植植物來改善周邊的生態環境和景觀，在美化環境的同時形成自然坡面改善生態環境。

三、生態護岸工程實踐

1.西埔河段護岸工程概況

西埔河段護岸工程屬詔安東溪流域上游支流，系東溪水源發源地之一，西埔橋上游護岸以上流域面積69.5km2，河道長16.5km，河寬平均80m，平均坡降30‰，溪床其上覆蓋厚度不等的第四系松散堆積物，屬于侵蝕堆積地貌。一級階地河床兩側呈斷續狀不對稱分布，階面平坦，河灘可見河砂堆積。河道現狀基本上無堤防，防洪能力較低，遇有稍大洪水，即受洪澇災害。流域洪澇災害的發生，河道占灘、部分河床淤積及橋梁阻水嚴重。該流域屬南亞熱帶季風氣候區，受海洋性氣候影響，5~6月以冷暖交綏的鋒面雨和7~9月受副熱帶高壓和太平洋熱帶氣旋的影響，以臺風雨為主，全年降雨量集中在4~9月，且臺風雨引起的洪水居多，使山洪暴發，峰高量大，洪水暴漲暴落，洪峰以單峰型為主。

2.護岸的斷面型式布置

為使整治后的西埔段河道成為生態、環保型河段，防洪堤斷面型式以斜坡式斷面為主，局部特殊河段采用直斜式。在設計洪水位以上約1.0m處設置人行觀光道，人行觀光道寬2m，人行觀光道以下至設計洪水位坡面采用現澆植生型高強生態混凝土護岸，設計河床底高程至設計洪水位之間采用預制混凝土鉸鏈排護岸，人行觀光道以上坡面及背水坡均采用草皮護岸。

3.生態護岸的結構設計

（1）預制混凝土鉸鏈排

預制混凝土鉸鏈排由預制混凝土塊與鉸鏈排連接件兩個部分組成（圖1）。預制混凝土塊規格：598mm×443mm×120mm、中間開孔、開孔率為20%；重量：每塊40kg，每平方為4.1塊，一個標準的塊為15.6m2，預制混凝土塊的抗壓強度（凈面積）≥35MPa。鉸鏈排連接件材質為鍍鋅鋼索或不銹鋼索。鋼索直徑根據矩陣面積配置最低為5.5mm。捻法為右交互式，每平方米矩陣鋼索用量不低于4m，鋼索破拉力≥19kN，公稱抗拉強度≥1600MPa。

西埔段施工水位基本均深1.5m，此高程所對應的地質為砂層或砂礫層，采用其他護岸方案，一般須修筑圍堰以滿足干地作業條件，而圍堰的施工費用高，難度大。針對這一特點，預制混凝土鉸鏈排很好地解決了施工水位下1.5m的護岸設計。

（2）現澆植生型高強生態混凝土

現澆植生型高強生態混凝土護岸結構（見圖2）采取混凝土框格內填植生型高強生態混凝土結構。混凝土框格采用普通C20現澆混凝土，整個框架在順水流方向上每隔5m設置伸縮縫，分縫填三油兩氈20mm。現澆植生型高強生態混凝土是將單一粒度粗骨料、水泥、水及外加劑進行適當的調整，然后進行攪拌、澆筑及自然養護之后，呈米花糖并有空隙的多空隙混凝土。多孔隙生態混凝土強度為C12，具有反濾功能,孔隙率不小于25%，滲透系數不小于1×10-1cm/s。為保證生態混凝土綠化效果，應在生態混凝土澆筑前設置營養基層，澆筑生態混凝土后一段時間應充填土基營養層，滲入孔隙深度不小于50mm。

四、結語

生態護岸工程兼顧結構安全性和生態環境，順應人與自然和諧共處的要求。通過生態護岸設計對哈溪西埔河段進行河道整治，建立完善的防災減災體系，保障防洪排澇安全，改善生態和水環境，創建優良舒適的居住環境。基于“人與自然和諧，河流回歸自然”的治理理念和“以水生態保持和可持續發展”為主線的思路,建設新型的生態護岸已經成為護岸工程的新趨勢■