生態護坡技術在大沽河綜合治理工程中的應用

董淑臻　黃宗章　鄭梅

摘要：文章分析了大沽河綜合治理前原有護坡存在的問題，結合生態護坡在大沽河綜合整治中的工程實踐應用，分析了大沽河主要生態護坡技術的施工方法、工藝、優缺點和適用范圍條件，總結了大沽河生態護坡成效，對新型生態護坡技術在生態河道建設中廣泛應用具有指導意義。

關鍵詞：大沽河；生態護坡技術；生態河道；河道綜合治理；生態系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TV85 文章編號：1009-2374（2016）08-0121-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.08.062

大沽河古稱“姑水”，是膠東半島最大的河流，發源于煙臺市招遠的阜山，流經招遠、萊州、萊陽、棲霞、高密縣市和青島境內萊西、平度、即墨、膠州、紅島五個區市，在膠州市東營鹽場注入膠州灣，干流全長179.9km，流域面積6131.3km2，是青島市一條重要的防洪、排澇和供水河道，被譽為青島市的“母親河”。2012～2014年，按照“洪暢、堤固、水清、岸綠、景美、人和”的治理目標，對大沽河進行生態綜合治理，總投資56.7億元。工程建設過程中，大沽河河槽和堤防護坡采用生態護坡技術，完成生態護坡總長259.7km，防洪、生態和環境等效益顯著。

1 大沽河原有護坡存在問題

1.1 投資較大，工程需要定期維修養護

傳統護坡工程為剛性結構，具有高度的精確性和可靠性，防護效果立竿見影，但工程造價相對較高，水下施工難度較大，且有一定的使用年限，每年需要投入大量經費，定期對護坡工程維修養護。

1.2 河道生態系統破壞

傳統的護坡工程主要采用漿砌石或混凝土護坡，因坡面塌陷或沉降等造成工程損壞嚴重，隔絕地表水與地下水交換通道，隔絕水中生物與岸坡土壤的接觸，破壞了河流水的生態系統平衡。

1.3 生物多樣性不斷減少

傳統的護坡工程的建設，河道水流流速不斷增大，失去了生物生存的空間與環境，一些水生生物會被沖走，直接影響沿河野生生物種類生存，大沽河特有鯔魚很少見到，先前生物種類不斷減少，水中生物多樣性遭到破壞。

1.4 水質惡化

剛性護坡導致具有凈水功能的水生生物生長環境破壞，河水自凈能力降低；河水受陽光影響而水溫變化過大，不利于維持水中生態平衡，容易滋生傳染病菌，造成污染，造成不斷水質惡化。

2 大沽河生態護坡建設

大沽河河槽生態護坡主要采用格賓石籠、生態袋、現澆綠化砼框格、聯鎖式砌塊和抗沖生物毯五種型式護坡。

2.1 格賓石籠斜護坡

格賓石籠斜護坡是大沽河河槽和堤防護坡采用的主要護坡型式，約占長度的65%。格賓石籠網是具有抗腐蝕性，高強度，對鍍鋁鋅合金低碳鋼絲或者包覆PVC的以上鋼絲使用機械編織而成的箱型構件，網孔10cm×12cm，格賓石籠網箱間每25cm綁扎一處，并在格賓網箱里填充石料，最后封蓋形成整體的護岸型式。

2.1.1 施工方法和工藝。整坡夯實坡面，坡比1∶3，鋪設搭接好一層土工布，需固定在格賓籠壓頂底部1.0m，護岸底部需固定在砼基礎和格賓籠下面，長度2.0m，并在其上鋪設碎石墊層20cm。然后自坡面基礎頂部安裝綁扎1m寬、2m長的格賓籠，籠與籠之間邊框每25cm進行綁扎，向籠箱中裝填石塊，密實平整；然后沿坡面以此施工，用格賓網封蓋。

2.1.2 優缺點。格賓石籠護岸屬于柔性的結構，抗沖刷和抗排擠的能力比較強，具備安全性和穩定性，對于不均勻沉陷有很強調整能力，承受最大的水流速度為6m/s；排水性好，滲透性良好，防止水能帶來的危害；格賓籠耐腐蝕性能突出，在自然環境中壽命長，耐久性好；施工就地取材，施工簡單；格賓石籠護坡縫隙可供小型動物棲息，也可供植物生長。但存在需耗用大量人工、網格外露金屬銹蝕、外包塑料的老化等問題，同時存在網格局部極易破壞。

2.1.3 適用條件。格賓石籠網多適用于流速較高，沖蝕現象比較嚴重，甚至岸坡比較容易滲水造成一定影響的河岸?？梢詮V泛應用在景觀型大壩墻體、坡狀護岸，渠道、泄洪壩及導流壩的大型整改和修建，能控制并保證河床的穩定和安全，達到較理想的效果。

2.2 生態袋斜護坡

生態袋護坡為大沽河護坡長度的10%，生態袋是由聚丙烯（PP）或者聚酯纖維（PET）無紡布為原材料加工而成的袋子，袋子里加裝反濾作用的無紡布層和固定草種的復合纖維層，生態袋里面裝土，用扎帶或扎線包扎好，通過有順序的放置，形成柔性生態邊坡，達到牢固的護坡作用，隨之草種生長，達到恢復植被的目的。

2.2.1 施工方法和工藝。整坡、鋪設土工布和碎石墊層同格賓石籠斜護坡；將基質材料裝入生態袋，并封口扎帶或用小型封口機封口；將生態袋先縱向鋪在底層，要緊靠基礎砼，封口超坡面方向，擺平整后再進行第二層的鋪設，從第二層起，進行橫向鋪設，上下兩層生態袋要求搭接長度不小于10cm。每層鋪設要整齊，順直；在護岸頂部，將生態袋縱向排列，以確保壓頂穩固；在已完成的生態袋坡面上覆蓋草簾，并灑水保持濕潤，直至草均勻生長。

2.2.2 優缺點。生態袋護岸是一種新型的邊坡防護技術，生態袋由復合材料編織而成，具有耐腐蝕性強、耐微生物分解、抗紫外線、抗老化、無毒、不助燃、裂口不延伸、易于植物生長、使用壽命長等特點；生態袋允許水從袋體滲出，減小袋體的靜水壓力；施工一次性完成，袋體柔軟，整體性好；施工簡單，鋪設速度較快，完工后就能抵御較大的水流沖刷。但生態袋護坡造價比較高。

2.2.3 適用條件。生態袋護坡系統針對開挖坡度65°～75°，甚至更大坡度，開挖面基本為未風化或弱風化的巖石邊坡；少數碎巖填方造成填方密實度不夠，容易發生滑坡或垮塌的邊坡以及各種惡劣環境邊坡防護較適用于生態袋護坡。

2.3 現澆綠化砼框格斜坡護岸

現澆綠化砼框格斜坡護岸是在鋼筋混凝土框格梁內鋪設營養型土工布，澆筑由單一粒徑的粗骨料、水泥、水及添加劑拌合的綠化生態砼，表面覆土2cm，正常蓄水位以上種植草皮，以下種植水生植物。

2.3.1 施工方法和工藝。在整好的坡面上，按設計要求綁扎鋼筋、支模板、澆筑框格混凝土；在框格混凝土拆模后，在框格內鋪設營養型土工布一層，再澆筑18cm厚生態型混凝土，加強養護；當生態混凝土達到強度要求后，將綠化土及肥料混合后鋪在生態砼上；人工均勻播撒根系發達，抗堿、葉莖低矮的草種，種植水生植物，覆蓋草簾，灑水濕潤，直至草均勻生長。

2.3.2 優缺點。鋼筋混凝土框架內填充生態混凝土，護岸耐久穩定和護岸長期穩定；框格生態砼護岸能協調生態環境，降低環境負荷，實現植物與水生植物的共同生長，起到改善景觀、凈化水質的作用。但其施工工藝較為復雜，施工周期長需要經常噴水，后期維護成本高；施工受季節影響較大，無法在冬季施工。

2.3.3 適用條件?，F澆綠化砼框格護岸能耐較強水流沖刷，可用于河道、水庫等具有景觀效應和生態效應，體現親水、生態和優美景觀要求等水利設施的護岸工程。

2.4 聯鎖式砌塊斜坡

聯鎖式砌塊護坡是一種適用于不形成沖刷流速岸坡的加固型式，由于每一個砌塊被相鄰的六個砌塊鎖住，準確并避免發生側向移動，整體穩定性較高；具有高開孔率，并且為滲水型柔性結構，具有較強的滲水與排水功能，同時增加植被面積，美化環境。

2.4.1 施工方法和工藝。首先在整修好坡面上鋪設土工布，按要求由下向上鋪設聯鎖式砌塊，保持坡面平整，然后在坡面砌塊孔中裝填綠化土，其后人工均勻播撒根系發達，抗堿、葉莖低矮的草種，覆蓋草簾灑水，直至草均勻生長。

2.4.2 優缺點。護岸在水流作用下具有良好的耐久性和穩定性，增加植被美化環境；施工簡單，鋪設速度快，完工后就能發揮作用。但聯鎖式砌塊需要提前預制，工程工期增長。

2.4.3 適用條件。聯鎖式砌塊斜坡護岸可廣泛應用于河流的治理如河岸、河堤防洪溢洪道工程以及城市河道護坡改造中，還可用于停車坪的鋪設，起到綠化美化的作用。

2.5 抗沖生物毯護岸

抗沖生物毯是一種“復合纖維織物”與“多樣化草種”等配套養護材料一體化的新型生態、護坡、水土保持產品，其結構共有四層：第一層是復合纖維織物，具有抗沖性能；第二層為土工反濾層，避免土壤、草種及肥料隨水流失；第三層和第四層是纖維層，中間固定草種，防止草種灑落。

2.5.1 施工方法和工藝。整修坡面，清除場地中的石塊、樹根及雜物，將生物毯沿坡面順勢鋪下，并用ABS固定釘將生物毯自下而上進行固定，縱橫間距1m，生物毯接頭用ABS連接釘連接，8個/m，均勻布設；用L釘進行加固，4個/m2；人工將綠化土均勻覆蓋抗沖生物毯，壓實覆土厚度為2cm；平鋪草簾并固定，噴灑澆水，直至草開始均勻生長。

2.5.2 優缺點?？箾_生物毯鋪設完成就能發揮耐流速作用，抗流速可達4m/s；施工簡單，鋪設速度快，完工后能較快地實現綠化效果；和具有同等護岸能力的其他工法相比，抗沖生物毯性價比高。但在工程完工初期，不能應對強水流沖刷，也不能抵御大洪水。

2.5.3 適用范圍。河道邊坡坡度較緩，一般緩于1∶1.5，邊坡土質較好，穩定性強；河道水流較緩，4m/s以下；施工時間需提前考慮，要提前2個月讓草種在汛期漲水前成活。

3 大沽河生態護坡成效分析

3.1 河槽與堤防岸坡抵御洪水沖刷

生態護坡體現在河槽岸坡或堤防有效抵御洪水沖刷，大沽河的防洪標準由原來的不足20年一遇提高到50年一遇，如護坡工程建設完成后，經過2013年7月14日1080m3/s洪水的考驗，護坡安全穩定。

3.2 水土保持、凈化水質與涵養水源

生態護岸是地表水和地下水主要的交換補給通道，汛期河道高水位期間，能夠實施對地下水有效的補給，涵養地下水源，枯水季節地下水側向補給河槽；生態護岸中水生植物生長，能夠保持水土流失，快速將污染物分解成小分子的無害物質，吸收水中有害有毒元素，起到凈化水質的作用。

3.3 保持生物多樣性

生態護坡為大沽河魚類、鳥類提供了豐富的食物和良好的生存繁衍空間，確保了生物多樣性，使大沽河特有的鯔魚、毛蟹、河蛤、銀魚、草蝦、河蜆、小田螺等得以繁衍生存，魚類又可以藻類、腐殖生物為食物，減少水的富營養化，進一步改善水質，形成良好的生態循環。

3.4 改善生態環境

生態護坡營造水系自然景觀，形成大沽河259.7km綠色景觀長廊和生態旅游區，打造濱河特色小城鎮和新農村建設示范區，改善兩岸居民的生活、生產與景觀環境，實現“城水相依、水清岸綠、人水和諧”的生態環境。

參考文獻

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作者簡介：董淑臻（1965-），男，山東膠南人，山東省膠州市水利局高級工程師，研究方向：水利工程施工與管理。

（責任編輯：小 燕）