河道生態護坡技術的比選研究

葉小金

摘 要：河岸在水土保持、防洪抗災、調節氣候等方面具有優良的作用，而河道護坡可以通過生態護坡的形式，促使受損河岸恢復其原有生態功能。因此，本文結合某堤防工程生態護坡設計需求，論述了該堤防工程基本情況，介紹了堤防工程施工原則。并對植物護坡、植生型生態混凝土護坡、生態袋護坡等幾種生態護坡技術進行了比選分析，以期為堤防工程中生態護坡技術的有效應用提供有效的借鑒。

關鍵詞：河道 生態護坡技術 比選

河道生態護坡技術的有效應用，可以在保持陸地水土穩定的同時，降低河水富營養化問題出現概率。但是在現階段河道生態護坡技術應用過程中，已有河道生態護坡研究文獻僅停留在河道生態護坡相關定義及基本應用方式闡述方面，沒有對現有河道生態護坡技術進行比較分析，導致多數施工人員無法了解河道生態護坡技術生態功能及應用細節。據此，對河道生態護坡技術進行適當分析非常必要。

1.河道堤防工程概述

某堤防工程位于淮河流域，流域面積為98m2，貯水量為1.02*108m2。堤防道路高程及消浪平臺高程分別為9.0m、8.2m，消浪平臺外邊緣與1/4土坡延伸至湖底，湖底高程在4.2m左右。受圍湖造田等人為活動影響，該堤防工程湖面水面大幅度縮小，水質環境也逐步惡化，風浪對堤防沖刷作用逐步加劇。且陸續出現了滑坡、坍塌情況，對堤防安全造成了嚴重的威脅。據此，本次河道堤防工程主要以消浪平臺外邊緣1/4土坡進行防護，防護垂直高程在7.5-8.2m之間。工程堤防級別為三級，地震設計級別為VI度，防洪及排澇水位分別為8.00m、7.20m。

2.河道生態護坡技術論述及初選

依據該工程施工情況，在河道生態護坡形式選擇時，施工技術人員可依據生態性、景觀穩定性、可持續發展原則。盡量選擇淺水施工護坡模式，以充分滿足堤防沖刷及穩定要求。主要比選方案如下：

2.1河道植物護坡技術

河道植物護坡技術主要是依據植被涵水固土的原則，穩定巖土邊坡，并對生態環境進行美化的施工方式。植物護坡技術具有施工便捷、景觀效果良好、造價低的優良特點。河道植物護坡技術主要包括莖葉護坡作用、根系護坡作用兩個模塊。

一方面，植被莖葉護坡主要具有降水截流、削弱侵蝕、抑制地表徑流等作用。通過草本植株與枯落物經雨水動能有機組合，可以阻擋土粒飛濺或者強降雨對岸坡土壤的侵蝕。

另一方面，植被根系護坡主要包括草本根系、木本根系兩種類型，草本根系主要分布在地下三十厘米土層內，大多為半徑在1.0mm以下的須根。土層內草本根系可形成三維加密層，在約束土體側向變形的同時，也可以提高土體粘聚力及抗剪強度；而木系根系可以垂直扎入土壤，對邊坡進行有效加固。

2.2河道植生型生態混凝土護坡技術

河道植生型生態混凝土護坡技術主要是由粗骨料、外加劑、水泥等物質拌合形成的構筑物，河道植生型生態混凝土護坡整體呈孔穴隨機分布的蜂窩形狀結構，骨料粒徑大約在26-29mm左右。相較于傳統混合土護坡而言，河道植生型生態混凝土護坡具有突出的多孔性、低堿性，可以為水、空氣、種植機制流通、貯存提供良好的平臺，保證植物穩定健康生長。河道植生型生態混凝土護坡具有較為良好的透水性、透氣性、安全性及抗拔出力，可以良好適用于河道流速在3.0m/s的河岸，如斜坡、直立擋墻等。

在河道植生型生態混凝土護坡技術應用過程中，原材料選擇、配合比設計等因素，就會影響河道植生型生態混凝土護坡技術應用效果。因此，一方面，在河道植生型生態混凝土護坡材料選擇時，施工技術人員應盡量選擇鋁酸鹽水泥、或者硅酸鹽水泥制備成的生態混凝土，并向混凝土孔隙內添加適當劑量的具有堿激發活性的酸性膠凝材料、礦物外加劑等物質，以保證混凝土空隙內水環境酸堿值在4.5-13.5之間。必要情況下，施工技術人員可以在混凝土表面均勻噴施酸性溶液。并在混凝土孔隙內填充充足的角質蛋白質材料，以便適當消耗混凝土表面析出的鹽堿性物質。

另一方面，施工技術人員需控制河道植生型生態混凝土護坡孔隙在18.0-33.5%之間，集料粒徑在5.0-28.0mm之間。同時由于孔隙率、集料特性、灰級比、水泥石性質等因素決定了河道植生型生態混凝土護坡強度。因此，施工技術人員需以保證生態混凝土強度在15MPa左右。

2.3河道生態袋護坡技術

河道生態袋護坡技術主要是由高分子材料制備形成的土工網袋（聚乙烯、聚丙烯），通過向土工網袋填入草籽或種植土，達到控制水土流失強度、降低生態污染、抵抗紫外線的目的。相較于植物護坡技術而言，生態袋護坡技術適用于河道流速在2.0m/s以下的河岸，如直立擋墻、斜坡等。

在實際應用過程中，生態袋護坡可劃分為單獨采用生態袋護坡結構（坡度小于50°）、生態袋加筋擋墻結構（坡度大于60°，小于90°）、生態袋加筋格柵結構（坡度大于90°）等幾種類型[2]。其中生態袋護坡結構主要具有聯結扣、扎口帶、生態袋等幾個模塊。生態袋內具有填充物，通過聯結扣將生態袋緊密攔截，配合扎口帶封閉處理，可以有效提高邊坡穩定性；生態袋加筋擋墻或格柵主要是在單獨生態袋護坡的基礎上，增設高強度加筋格柵。配合拉筋張拉作業，可以加強拉筋、填土間摩擦阻力，限制土體應力變化，提高加筋土結構穩定性。

3.河道生態護坡技術初選結果及應用效果分析

3.1河道生態護坡技術初選結果

3.2河道生態護坡技術初選結果分析

由表1可知：在堤防工程生態護坡模式選擇時，可選擇生態袋護坡模式或者河道植生型生態混凝土護坡技術。其中在生態袋護坡模式施工方案應用過程中，施工技術人員應適當提高施工、維護保養要求，對基礎施工人員進行技術培訓，強化生態袋護坡結構維護保養，以便最大限度降低生態袋破損，或者堤防工程移位、護坡塌陷問題發生概率。同時為避免河道護坡表面植被對河道水流速度或者行洪能力造成不利影響，堤防工程施工技術人員應根據河流速度，合理規劃植被運行模式；而在河道植生型生態混凝土護坡技術應用過程中，堤防工程施工技術人員應對混凝土性質進行合理分析，綜合考慮堤防工程生態護坡施工用地酸堿值、大孔隙率、平均孔徑、河道植生型生態混凝土護坡強度及氮磷吸收特性等因素，選擇具有較強氮、磷吸附風力的混凝土粗骨料，如浮石、沸石、鋼渣等。在實際堤防工程施工過程中，施工技術人員也可以根據河道類型及功能，進行河道植生型生態混凝土護坡與生態袋、植物護坡結合施工，以實現整體堤防工程性能優化的目的。

4.總結

綜上所述，在河道堤防工程施工過程中，河道生態護坡技術的合理應用，可以降低河道堤防工程水土流失概率，保證河道堤防工程穩定性。因此，在河道堤防工程護坡施工階段，施工技術人員可綜合考慮河道堤防工程施工情況及護坡技術應用特點，合理選擇植物護坡、生態袋護坡或植生型生態混凝土護坡形式，保證河道生態護坡優勢的充分發揮。

參考文獻：

[1]陳蕙詩.河道生態護坡技術的比選分析[J].低溫建筑技術，2017，39（3）： 131-133.

[2]張蛟龍.河道生態護坡關鍵技術及生態功能[J].水利規劃與設計，2016（1）：82-84.

[3]付國棟，石敏香.印江縣團龍至合水防洪整治工程設計[J].水科學與工程技術，2018（3）： 111-111.