基于現澆網格生態護坡技術的河道邊坡修復方法分析

楊 麗，姚元麗

（寶雞市渭濱區河道管理站,陜西 寶雞 721000）

0 引言

近年來隨著我國經濟的快速發展，城市中的公路、鐵路以及河道等工程得到興建，逐漸成為城市人民出行及生活環境的主要動脈。當隨著各建筑的建立，導致巖土的成分變得復雜，造成了嚴重的水土流失[1]。因此，本文提出一種基于現澆網格生態護坡技術的河道邊坡修復方法，該方法中的現澆網格生態護坡技術是一種利用特殊鋼筋材質的土壤作為河道邊坡的防護模板，在河道邊坡上澆筑生態護坡網絡，從而達到形成一種模擬生態系統的魚鱗坑型立體式網格狀河道邊坡防護系統，并在該邊坡上種植植被，實現水土保持的目的。以寶雞市渭濱區渭河流域為例，該方法水土保持穩定、生態恢復更快、工藝操作簡單。

1 現澆網格生態護坡技術體系

渭河從甘肅省渭源縣鳥鼠山北側發源后，自西向東流經天水、寶雞，至寶雞市林家村寶雞峽大壩為上游段，河長430 km，其中陜西境內河長114.4 km，落差791 m，平均比降1.84‰。隨著陜西經濟建設的飛速發展,環境問題日益突出,渭河水生態環境也隨之遭到破壞。因此，開發出一種技能防治、護理河道邊坡，又能夠有效的改善當前環境的修復方法[2]。

本文設計的基于現澆網格生態護坡技術的河道邊坡修復方法從工藝原理上劃分可分為植物根系工藝、硬質工程工藝兩部分。植物根系工藝主要是在建立的網格護坡上種植符合該地區生長的植物，待植物長時間的發育，根系在土壤中會形成錯綜復雜的根系，從而穩固河道邊坡的土壤，更能美化城市環境。硬質工程部分主要是利用鋼筋混凝土在河道邊坡上澆筑網格，并利用網格與河道坡體連接的錨桿形成穩定的三維立體構造，起到穩定邊坡的作用。

2 網格設計

首選，針對硬質工程工藝的設計，要從構建網格開始。網格是利用混凝土材質或其它高強度性能的材質，通過事先澆筑，或在河道邊坡現場設置模型澆筑而成。為了使修復效果更好，本文選用一種魚鱗型的網格進行澆筑，見圖1。

圖1 網格設計示意圖

選用魚鱗形狀的網格底部的梁相對較高，而兩側相對較低，因此形成了一個天然的蓄水平臺，有助于對降水的儲存，從而防止降水造成的河道邊坡地表徑流，同時存儲的水分還可以被植物所利用，無需人工的二次澆灌。網格結構的內部配有高強度的鋼筋材質，能夠將所有邊坡上的網格結構進行緊密的連接。網格的高度要根據實際的河道邊坡結構參數進行適當的調整，從而使網格結構中的基質材料的邊坡傾斜角能夠達到自然程度上的休止角，見圖2。

圖2 網格基質材料剖面示意圖

當達到圖2 所示的網格結構后，出現河道邊坡在降水的影響下造成地表徑流時，也不會對基質材料帶來過多的沖刷影響，從而更加有效的防止河道邊坡的水土流失[3]。

渭河流域范圍內大部分為深厚的黃土覆蓋，質地疏松，且多孔隙，垂直節理發育，富含碳酸鈣，易被水蝕；加之歷史上長期濫墾亂伐，植被遭到破壞，以及上游廣種薄收、單一經營的農業生產方式，因而水土流失嚴重，使渭河成為一條多泥沙河流。20 世紀60 年代初，三門峽水庫蓄水運用初期，庫區淤積嚴重，淤積末端不斷上延，渭河下游洪水位抬升，為此在渭河下游先后修建了堤防。60 年代中期，為了保護堤防安全，并結合改善河勢，開始修建河道整治工程。三門峽庫區有返遷移民10 萬多人，自1985 年以來，國家先后為返遷移民建設防洪圍堤88 km、撤退道路12 條、避水樓9000 余座。進人21 世紀以來，為整治河道環境，提高沿渭城市品位，寶雞市在渭河兩岸修建了河堤，在市區段修建了河濱公園，并在河道修建攔河閘，形成長1.65 km、140 萬m2的水面；隨后相繼建成兩座攔河橡膠壩。咸陽市在城區段修建了咸陽湖，形成長4.7 km、124 萬m2的水面；西安在渭河支流浐河和溺河上修建了11 座橡皮壩，形成980 萬m2水面。因此，在寶雞市渭濱區渭河流域河道邊坡修復工程當中，為了使邊坡的坡角更小、工作面積更大，方便作業，通常選用的網格角度為45°以上。

在設計完網格的整體結構后，選用自然環境河道邊坡防護模板實現網格的制作。河道邊坡防護模板主要是采用纖維材質和樹脂材料混合加工而成的不規則形狀的模板，在模板的一側含有多條相互交織的溝槽，形成網格大小相同的結構。這樣構建的模板具有材質較輕、耐用性更強的優勢。

3 網格與河道坡體連接設計

由于渭河流域水流失，因此網格與河道坡體之間的連接，選用鋼筋混凝土材質的錨桿結構，將其置于河道坡體的內部，用于將網格與整個坡體進行連接。在設計連接處錨桿結構的規格時，要根據實際河道邊坡的坡長、傾斜角度、土壤材質以及網格模板的型號等進行綜合的考慮，并將其各項參數有效的進行組合，確定出修復工程中可能出現的問題，分析現澆網格生態護坡在不同的環境條件下，連接結構的穩定標準，從而確定錨桿的長度、半徑和結構中的間距等。

為了加強河道邊坡的穩定性，在選擇鋼筋混凝土材質時應選用符合建筑邊坡標準的材質。錨桿的構成主要是以鐵質的螺紋結構以及圓鋼結構為主，結合上述的各項參數考量，通常情況下，河道邊坡坡角小于25°的不需要增加錨桿結構，可直接進行修復和綠化。

4 河道邊坡修復植物選擇

基于現澆網格生態護坡技術的河道邊坡修復方法是在網格結構內部添加適合本地生長的植被作為修復植物，利用植被涵養水源，進一步的保證水土不被流失，并具有一定程度的美化環境和凈化空氣的效果。在選擇河道邊坡修復植物時，要遵循以下幾個原則：首先，選擇適宜該環境下生長的外來植物或本地的鄉土植被；第二，選擇覆蓋能力較強，且根系生長迅速的植被；第三，選擇抗逆性強，針對不同地區主要表現的抗逆性包括抗熱、抗干旱、抗潮濕、抗風等；第四，選擇綠期時間長、多年生長期的植被，該類型植被自我更新能力強，因此種植效果持久，可以達到一勞永逸的目的；第五，選擇種子豐富、發芽能力強、容易進行更新的植被[4]。在選擇適當的植被后，要結合經濟的合理性，通過種子或幼苗的形式進行種植培養，并且做到將綠化與美化相結合的種植方式，從而營造出一種自然且舒適的視覺效果。

在完成植物根系工藝和硬質工程工藝后，還需要對其它相關的輔助設施進行設計。在河道邊坡的坡角位置設置一種鋼筋混凈土材質的護腳結構，能夠在一定程度上對網絡結構起到支撐的作用，并進一步促進邊坡的穩定性。護腳結構呈上窄下寬的梯形結構，護腳的背部是垂直于邊坡的，頂部的倒角設置為40°用于支撐網格結構[5]。

本文設計的基于現澆網格生態護坡技術的河道邊坡修復方法在進行河道邊坡修復的過程中，為了使其能夠同時滿足美化環境的作用，還需根據實際的路面結構等因素，設置車輛行駛的道路和人行梯步，從而方便人們的觀賞。

5 試驗區研究

本文設計的基于現澆網格生態護坡技術的河道邊坡修復方法與傳統的預制法修復施工工藝的實現步驟差異較大，但兩者的核心均是利用自然環境河道邊坡防護模板對網格結構進行澆筑。以寶雞市渭濱區渭河流域為例，本文提出的修復方法主要的實現流程為：

第一步：對河道邊坡現場進行勘查，確定邊坡的幾何形狀特征、各項參數信息以及工程施工的地質條件因素等；

第二步：對河道邊坡的不規則部位進行整理，并清除表面殘留的垃圾及障礙物等，使河道邊坡的坡面更加平整，方便后續施工；

第三步：在河道邊坡的坡腳位置修筑護腳結構；

第四步：根據事先設定好的各項參數，在邊坡的表面修筑錨桿結構；

第五步：在平整的河道邊坡上根據網格結構設計，布置相應的鋼筋結構，按照交錯的排布方式進行鋪設，并將錨桿結構與鋼筋進行焊接，將現澆網格生態護坡模型放置在邊坡上；

第六步：將各個結構進行固定，從而完成對一整個連續不斷地澆筑系統的構建；

第七步：根據不同河道邊坡特有的性質，配比不同的網格澆筑材料，并用攪拌設備對材料進行充分的攪拌，保證材料均勻分布在網格中；

第八步：將攪拌均勻后的漿液灌入網格模板當中，待其充分凝固后，將自然環境河道邊坡防護模板取下，并進行后續的維護工作；

第九步：重復上述第四和第八步的操作，完成統一且形狀規則的魚鱗狀網絡護坡結構。

利用本文設計的修復方法對某一河道邊坡進行修復，并將修復過程中產生的所有數據信息進行記錄，并計算出該方法對河道邊坡的修復率。再通過資料查找的形式，將該河道邊坡以往的修復方法中產生的數據信息進行記錄，計算出傳統修復方法的修復率，見表1。

表1 本文方法與傳統方法修復率對比

通過表1中的數據可以看出，分別利用兩種修復方法對同一河道邊坡進行3次修復，每次修復結果本文方法修復率均高于傳統方法。因此，本文設計的河道修復方法對河道邊坡的修復效果更強，修復更快。并且，在修復河道邊坡水土流失的同時，起到了對城市環境的美化作用。

6 結語

本文針對河道邊坡水土流失的危害，提出一種基于現澆網格生態護坡技術的河道邊坡修復方法，并通過實驗證明，該方法不僅可以通過硬質工程實現邊坡固定和防護的作用，同時還可以利用植物根系工藝達到改善河道邊坡周邊植物的目的，為城市增添新的景觀環境。結合本文方法，在實際的應用中，還可以結合相關的生態入侵、種群等生態學原理，營造出一種小型的區域生態系統，從而進一步達到恢復生態環境的效果。