生態混凝土護坡在白沙河土堤加固工程中的應用

何文思

（廣東省龍門縣水利水電勘測設計室，廣東 惠州516800）

1 工程概況

1.1 工程現狀

廣東省惠州市龍門縣，位于廣東省中部，增江上游，地處珠江三角洲范圍內，地勢自西北向東南傾斜，全縣總面積2 295 km2，山地及丘陵占總面積的73%，平均海拔550 m。

白沙河發源于龍門縣龍田鎮北部水尾尖山北麓，是增江上游左岸支流，經新豐古田再折向南流入本縣，流經田美、龍田鎮，龍門縣白沙河流域橫跨龍田鎮和龍城街道兩個鎮級轄區，在龍城街道的林村百擔村小組附近匯入增江。白沙河全長32 km，河床比降2.87‰，集雨面積176 km2。白沙河上游河流屬于山區性河流，汛期水流急，洪水陡漲陡落，枯水期淺灘多；上游落差大，彎大水急，中、下游河床坡降較緩，部分河段淤積嚴重。工程位于龍城街道的白沙河九明布橋下游河段。

本次工程任務是對白沙河九明布橋下游右岸土堤進行提升加固，達到50年一遇的防洪標準，并修建人行綠道。

1.2 地貌與地層

本區屬于低山—丘陵平原地貌，海撥小于600 m，龍門縣城及周邊沖積盆地平原，高程在50～80 m，四周為低山—丘陵。區域地形地貌主要包括低山丘陵和沖洪積山間盆地兩種地貌單元，地形上沿水系延伸方向呈峽條狀分布；垂直水流方向，兩側為低山丘陵區，其間為河流沖積盆地，擬整治河道在沖積土層上彎曲通過，整體上呈U型地形特征。

本工程堤防沿線主要是沖積平原溝谷地貌，地形起伏不大，漫灘及階地較發育。工程區堤防沿線兩側地形主要為低丘夾雜小規模平原地貌，河道寬約50～70 m。

2 河道現狀與問題

2.1 河岸單薄、河勢不穩

河道兩岸，大多都是天然土坡，岸坡單薄，部分河段還經常出現掏刷、坍塌等問題，起不到抵御洪水的作用。由于白沙河九明布橋下游右岸河段沒有達標的防洪河堤，在最近一次極端天氣導致的高強度暴雨中，山區河流洪水暴漲，該河段發生洪水漫頂險情，造成周邊住宅小區和道路淹浸受損。同時，長期洪水沖刷破壞，加之河勢不穩定，大部分凹岸沖刷崩塌嚴重，農田不斷受到侵蝕，給沿河道人民生產生活造成直接危害與安全隱患[1]。

2.2 防洪標準較低

該段河道沿線防洪設施少，河岸沒有經過達標建設，河岸為天然岸坡。岸頂高低不一，且與上下游連接的河段，已修建達標的防洪河堤，該河段成為了縣城防洪區的一個缺口，沒有形成閉合的洪水防洪岸線，洪水期難以抵御強度大的暴雨、洪水的襲擊。

為避免再次發生險情，提高縣城防洪區的防洪功能，保障周邊群眾的生命財產安全，實施對該段河道土堤的提升加固工程。

2.3 生態環境較差

河道大部分河段長期無人整治，岸坡雜亂無章，河段常年受洪水沖刷，多處岸坡坍塌裸露，生態凋敝，水土流失嚴重；部分岸坡雜樹雜草叢生，環境極差與周邊環境不協調，與沿河經濟發展不配套，遠遠不能滿足沿線居民對于河道生活景觀的要求和龍門縣總體規劃的發展需求[2]。

3 工程地質

3.1 揭露層地質

本工程揭露的地層自上而下為第四系人工填土層Q4ml，第四系沖洪積層砂質粘性土Qal+pl、下伏侏羅系砂巖基巖層J。場地內發育的地層按自上而下的順序依次描述如下：

（1）人工填土

素填土層：灰褐色、灰黃色，濕，松散～稍密。成份由粉質粘土、砂、碎石等組成，局部含粉粘粒、卵粒，分布不均勻。系新近修路、平整場地時堆填，未完成自重固結。局部地段揭露，主要分布于已有簡易土路、耕地等附近。

（2）第四系沖洪積層

砂質粘性土層：灰褐色、灰黃色，濕，可塑。成份以粉粘粒為主，砂粒和少量礫石，韌性一般，干強度一般。局部含砂粒較多。頂部含少量植被殘留物。

砂夾卵石層:褐灰色、灰黃色，濕～飽和，稍密～中密。卵石成分為淺灰色變質花崗巖、砂巖、白色石英巖等，呈亞圓形、粒徑2～8 cm，個別大于8 cm，含量占45～55%，礫、砂、粉粘粒占60～70%。分選性差，級配不良。

（3）侏羅系砂巖層

強風化砂巖層：灰白色，灰褐色，原巖結構大部分已破壞，礦物成份顯著變色，巖石風化強烈，裂隙發育，巖芯呈碎塊狀，錘擊易碎。合金鉆頭干鉆可鉆進。

3.2 工程地質條件及評價

擬建區域內覆蓋層厚度多大于3 m，上游淺部土層多為中軟土，中、下游淺部土層以中硬土為主，20 m深度內土層的等效剪切波速Vse＝150～500 m/s，因此，初步劃分場地類別為Ⅱ類。

根據對現狀堤岸的踏勘，堤岸內外坡為植被覆蓋，且局部存在塌陷現象，堤岸內外坡均為土質邊坡，邊坡土體較松散，易受河水沖刷、淘蝕作用也會引起土體流失、滑移變形、岸坡塌方等工程問題。

3.3 區域穩定性

根據1∶400萬幅《中國地震動參數區劃圖》（GB 18306—2015）分析，區域處于次不穩定區，地震基本烈度為Ⅵ度，地震動峰值加速度為0.05 g，地震動反應譜特征周期為0.35 s，屬于近震區，設計地震分組為第一組。區域地質構造相對穩定，地震活動強度小，相對較低。

3.4 本段天然建筑材料

場地北部多見丘陵地貌，山體多渾厚低矮，距離北端約500 m，局部位置因工程建設進行了開挖，開挖位置現場觀測，坡體覆蓋層較厚，多為殘坡積粉質粘土，土料儲藏豐富，土料場分布面積較廣，可開采厚度約5.0 m，土料有用層儲量約100萬m3；土料場可以滿足本工程填筑土料的要求。

4 生態混凝土護坡治理措施

4.1 護岸堤型比選

護岸型式種類較多，各有優缺點。混凝土、漿砌石護岸、墻的整體性好，抗剪強度高，抗沖刷能力強，但生態性能低，地下水補給較弱，造價高；草皮護坡的生態融合性好，景觀營造能力強，投資少、造價低，缺點是抗沖刷性差。根據本段護岸所處位置，河道地勢平緩、水流流速較低，盡管地基地質條件較差，在對地基進行深挖處理后，可以滿足工程設計要求，推薦采用生態護岸，建議利用當地材料，降低綜合投資。

4.2 橫豎框架梁與穩固樁連接

為加固河堤，可將河堤邊坡設置的穩固樁與生態混凝土的橫豎框梁融合連接，以提高邊坡穩定性。為提高生態混凝土強度，在生態混凝土中增加部分鋼筋，將其改造成鋼筋混凝土橫豎框架梁。這種框架梁的整體結構緊密性強，具備良好的抗壓能力，對河堤加固效果明顯[5]。

4.3 堤線設計

河流形態差異較大，工程設計應根據河流現狀的形態和泄洪需求，有針對性地進行設計。充分利用河流自然蜿蜒的河勢走向，有效地發揮河道的蓄水功能，保護河流的水生態環境，做好堤線布置以及堤型確定。生態護岸設計，要考量河道的滲透性，和生態系統的自我修復能力。

4.4 人工種草護坡技術

生態邊坡表面人工播撒根系發達、固土能力強的草種，可降低水土流失。播撒時要綜合實際情況，如果邊坡相對較小，可采用鋪設天然草皮的方式進行。對于水流較快的迎水坡面，不能采用人工種植的河段，在對河堤加固后，可采用噴播種草技術。噴播時注意原材料配合比控制，按標準比例拌和草種以及黏著劑，使用機械加壓，在坡面上噴射拌和物。提高噴播草籽發芽速度，強化河堤加固的效果。

5 結語

通過采取修建生態防洪堤及打造人行綠道等工程措施，可大大提升河道的防洪能力，保持河岸穩定，在減少洪澇災害的同時，兼顧改善河流沿岸交通、綠化和休閑環境，對鄉村群眾的居住、生活、生產環境起到美化和促進作用。建設完工后，建議經常對河道進行巡視，發現堤防出現拉裂、沉陷破壞和護坡滑坡等現象需及時進行匯報和處理。