生態護岸在山區航道設計中的應用

黃偉軍，吳 山，蔣 峰

(1.廣西壯族自治區交通規劃勘察設計研究院，廣西 南寧 530029；2.北海市港務管理局，廣西 北海 536000)

生態護岸在山區航道設計中的應用

黃偉軍1，吳 山2，蔣 峰1

(1.廣西壯族自治區交通規劃勘察設計研究院，廣西 南寧 530029；2.北海市港務管理局，廣西 北海 536000)

文章依托左江航道整治工程，探討生態護岸在山區河流航道邊坡防護設計中的應用，分析其對航道生態保護帶來的積極影響。

航道；設計；生態；護岸；應用

0 引言

山區河流通常位于流域的上游，大多處于風景名勝區域，流經之處風光旖旎，景色迷人。航道工程如何與大自然融為一體、和諧共存，是工程建設、設計者需要重點關切的問題。左江航道工程位于左江花山巖畫文化景觀申報世界文化遺產的重點區域，其建設引起社會各界的廣泛關注，必須對航道邊坡開挖引起的巖土裸露面景觀修復問題進行研究，提出解決方案，而生態護岸則是首選。

1 生態護岸的含義

航道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。生態護岸集景觀效應、生態效應、防洪效應和自凈效應于一體，代表著護岸技術的發展方向。

2 航道生態護岸設計

2.1 設計思路

用較小的投資力爭最大限度地恢復航道各灘險開挖邊坡的原生植被，使之與周圍環境相協調，將航道整治施工對自然生態的影響降到最低，同時兼顧穩定邊坡并取得“四季常綠、自然和諧、特色鮮明”的自然景觀效果。

2.2 設計原則

航道灘險開挖邊坡生態恢復設計的基本原則如下：

(1)功能性原則：充分考慮各裸露巖土邊坡自身的特點，以滿足其功能為宗旨。

(2)水土保持原則：選用耐貧瘠、生長強健、迅速、根系發達，能迅速綠化并覆蓋的植物品種對航道整治開挖所形成的大面積裸露邊坡進行植物群落的重新構建，減少水土流失。

(3)貼近自然原則：航道生態護岸實施后，基本與原有的岸坡植被渾然一體，盡量減少人工雕琢的痕跡。

(4)經濟性原則：所選栽種植物容易成活和養護，護岸工程材料成本低等。

2.3 生態護岸設計方案

航道邊坡開挖后，需采取相應工程措施，盡量恢復開挖邊坡原狀，保證邊坡施工完成后與自然環境的和諧統一，并取得綠化美化的景觀效果。因此，采用厚層基材噴射植被護坡方案，作為航道邊坡生態護岸工程的實施方案。

厚層基材噴射植被護坡技術是采用混凝土噴射機把基材和植被種子的混合物按照設計厚度均勻噴射到需防護的工程坡面的新型綠色護坡技術，主要針對巖石邊坡的植被防護而開發。

2.4 生態護岸結構設計

生態護岸結構設計包括邊坡開挖、基礎框架搭建、厚層基材混合物選取等內容。

2.4.1 邊坡開挖

邊坡開挖坡度根據具體地質情況決定，巖石質邊坡一般取1∶1～1∶2，卵礫石質邊坡取1∶3。石質邊坡通常設計為從坡腳一坡到頂，高度>10 m的非巖石質邊坡則通常在半坡設置寬度1～2 m的馬道。

2.4.2 基礎框架搭建

邊坡開挖完成后，在坡面上設置基礎框架。基礎框架由錨桿和鍍鋅鐵絲網組成。

錨桿的作用是將鍍鋅鐵絲網固定在坡面上，采用直徑為16 mm的三級鋼，單根長度取1.0 m，瀝青防腐。錨桿鋼墊板尺寸為60 mm×60 mm×3 mm，采用30號水泥砂漿錨固，錨桿間排距為1.0 m，按梅花形布置，嵌入坡面0.92 m。

采用20號鍍鋅焊接鐵絲網，網孔尺寸5 mm×5 mm，鐵絲網安裝后與坡面的距離保持為4～6 cm。

2.4.3 厚層基材混合物

由綠化基材、種植土、纖維和植被種子按一定的比例混合而成。

其中種植土采用工程所在地原有的耕植土經曬干、粉碎，過8 mm篩，含砂量≤5%，濕度控制在30%以下。疏松，干容重≤1.3 g/cm3，pH值應為6.5～7.5；纖維采用工程所在地的樹枝，粉碎成每段長10～15 mm。

基材混合物厚度設計為8 cm，其中含種子厚度2 cm。

厚基材混合物各組分用量：綠化基材0.024 m3/m2，纖維0.048 m3/m2，種植土0.048 m3/m2。

3 施工方法、工藝

3.1 施工準備

施工之前首先對工程所在地的各種條件進行充分調查和研究，特別是耕植土取土場的選定和當地常見草本類植物的類型。其次是做好混凝土噴射機等主要施工機具的調配。

3.2 施工工藝

航道生態護岸施工一般包括以下八個方面的內容，按施工工序分別為：

(1)邊坡開挖及清理、平整坡面；

(2)鉆孔；

(3)安裝錨桿、灌漿錨固；

(4)鋪設、固定鐵絲網；

(5)拌和基材混合物；

(6)上料；

(7)噴射基材混合物；

(8)前期養護。

生態護岸工程施工工藝見圖1。

圖1 航道生態護岸施工工序圖

4 工程案例

2013年11月開工建設的左江崇左至南寧(宋村三江口)Ⅲ航道工程，位于左江花山巖畫文化景觀申報世界文化遺產的重點區域，為了最大限度地實現生態和景觀保護，對多個灘段的護岸工程采用了生態護岸設計。

4.1 工程概況

左江航道設計起點位于南寧左、右江匯合處的宋村三江口，終點為崇左新環作業區，航道里程長約206 km，按Ⅲ級雙線航道標準建設，設計代表船型為1 000噸級貨船及一頂2×1 000噸級船隊，通航保證率為98%，設計航道尺度為3.0×60×480 m(水深×寬度×彎曲半徑)，近期特殊困難河段最小彎曲半徑按≥200 m控制，建設內容包括疏浚工程、炸礁工程、陸上土石方開挖工程、護岸工程、航標工程、配套工程、交叉工程等工程。航道地理位置如圖2所示。

圖2 左江航道工程地理位置圖

4.2 航道護岸工程

為了增加航道彎曲半徑，調順航道平面布置，航道整治工程涉及山秀水電站庫區崇左江州區公益碼頭至馱盧鎮的馱目細山、中古灣、神仙橋和引示灘等多處灘險的裁彎切灘，其中馱目細山灘為高邊坡開挖。各灘開挖后邊坡區域裸露，需要實施航道護岸工程。根據本工程河段地質勘察報告及開挖后的地層揭示實際情況，除引示灘局部區域邊坡為卵礫石質邊坡外，其余均為中風化灰巖質邊坡。卵礫石質坡度開挖坡度取1∶3，中風化灰巖質邊坡開挖坡度除馱目細山取1∶2之外，其余各灘險均為1∶1。為了達到保護景觀和生態環境的目的，摒棄航道工程設計中常規的以漿砌石、模袋混凝土或混凝土預制塊為主的護岸結構，選擇生態護岸。

根據河段航道水文特點，航道水位常年位于左江山秀水電站庫區正常蓄水位86.5 m之上，年均低于該水位的時間很短，低于該水位部分邊坡常年浸泡于水中，植物無法生長。因此，生態護坡范圍取左江山秀水電站庫區正常蓄水位86.5 m至開挖邊坡坡頂。

為了方便施工，引示灘卵礫石質邊坡與各灘險中風化灰巖質邊坡均采用厚層基材噴射植被護坡，典型斷面結構如圖3所示。

圖3 左江航道生態護岸典型斷面結構圖

左江航道生態護岸工程的實施，使馱目細山、中古灣、神仙橋和引示灘等多處灘險開挖后裸露的坡面得到了妥善修復，既防止了水流對邊坡的掏刷，又使護岸工程與原有的岸坡植被渾然一體，用較小的投資最大限度地恢復航道各灘險開挖邊坡的原生植被，使之與周圍環境相協調，把航道工程施工對自然生態的影響降到最低，最大程度地保護了左江花山巖畫文化景觀，取得良好效果。

5 結語

左江航道護岸工程的實施，是廣西內河航道巖石及卵礫石質邊坡首次采用生態護岸，改變了以往以漿砌石或混凝土結構為主的護岸型式，取得了航道工程與自然環境協調融合的良好效果，有效地保護了左江花山巖畫風景名勝區，有效地保護了航道生態環境，為左江花山巖畫成功申報世界文化遺產奠定了良好基礎，為山區河流巖石及卵礫石質航道護岸方案的選取拓展了思路。

上述巖石及卵礫石質邊坡航道生態護岸方案，具有投資省、施工方便的特點，可廣泛推廣應用于山區河流航道設計中，尤其是處于風景名勝區、環境及生態保護、景觀要求高的涉水工程項目，具有廣闊的應用前景。

[1]JTJ 312-2003，航道整治工程技術規范[S].

[2]JTJ 300-2000，港口及航道護岸工程設計與施工規范[S].

[3]左江崇左至南寧(宋村三江口)Ⅲ級航道工程施工圖設計[Z].2013.

Application of Ecological Revetment in Waterway Designs in Mountain Area

HUANG Wei-jun1，WU Shan2，JIANG Feng1

(1.Guangxi Communications Planning Surveying and Designing Institute，Nanning，Guangxi，530029；2.Beihai Port Authority，Beihai，Guangxi，536000)

Relying on Zuojiang waterway regulation project，this article discussed the application of ecological revetment in river waterway slope protection design in mountain area，and analyzed its positive impact on waterway ecology protection.

Waterway；Design；Ecology；Revetment；Application

U612.3

A

10.13282/j.cnki.wccst.2015.04.031

1673-4874(2015)04-0110-03

2015-03-02

黃偉軍，高級工程師，主要從事水運工程設計工作。