格賓護墊護坡技術在河道岸坡治理中應用

周樹朋，荊惠霖，范華峰

（山東省海河淮河小清河流域水利管理服務中心，山東 濟南 250000）

近年來，我國生態型護坡技術在充分吸收國外河道整治和其他領域生態護坡研究基礎之上發展迅速，不僅滿足防洪需求，同時兼顧生態環境的完美融合，具有傳統自然護岸的穩定性，又有自然護岸的生態性和景觀性。格賓網河道生態護岸的坡面植被不僅可以帶來流速的變化，為魚類等水生動物和兩棲類動物提供覓食、棲息和避難的場所，對保持生物多樣性也具有積極意義，也具有耐久性好、不易碎、無風化優勢。本文分析了格賓護墊生態護坡技術在大汶河泰安段河道岸坡治理的應用現狀，以促進生態護坡技術的廣泛發展。

1 工程現狀

大汶河泰安段河道彎曲，中泓搖擺不定，河槽多為砂紙河床，在河道凹岸主流沖刷河岸，灘地或階地陡坎迎溜處受水流頂沖坍塌嚴重，存在岸坡穩定問題，大部分無漫灘，河水直接沖刷岸坡，容易造成岸坡坍塌，影響防洪安全，尤其是在彎道凹岸處，沖刷嚴重。

根據已建工程經驗和實際情況，迎水坡采用漿砌石、格賓護墊兩種方案進行比較。

2 方案和設計計算

2.1 設計方案

方案Ⅰ：M10 漿砌石護坡，護坡厚度為0.3 m，下設碎石墊層厚10 cm。

方案Ⅱ：格賓護墊結構，護坡厚度為0.3 m，下設碎石墊層厚10 cm。

2.2 堤岸沖刷深度計算

護岸基礎采用矩形斷面，其埋置深度根據水流局部沖刷深度確定。按照《堤防工程設計規范》（D2.2-2）公式計算：

式中：Δhp為從河底算起的局部深度，m；α 為水流流向與岸坡交角；m為防護建筑物迎水面邊坡系數；d 為坡腳處土壤計算粒徑；Vj為水流的局部沖刷速度，m/s。

經計算，護岸和護坡工程基礎埋深取1~2.0 m，寬度取0.5~1.0 m。

2.3 護坡、護腳計算

1）在水流作用下，防護工程護坡、護腳塊石保持穩定的抗沖粒徑按下式計算：

式中：d 為折算直徑，m；S 為石塊體積，m；v為水流速度；g 為重力加速度，g/cm3；c 為石塊運動的穩定系數；rs為石塊的重率；r 為水的重率。

2）在波浪作用下，單個塊體、塊石的質量及護坡厚度按下式計算：

式中：Q 為護面塊體、塊石個體質量，kg；rb為人工塊體或塊石的重度；r 為水的重率；H 為設計波高；KD為穩定系數；t為塊體或塊石護面層厚度；n 為護面塊體或塊石的層數；c為系數。

經計算，各護岸段塊體或塊石的質量不超過26.1 kg，護面層厚度不超過0.28 m。經分析比較，本次設計選取的護岸厚度為0.3 m，塊石的質量應大于35 kg。

2.4 護岸結構設計

方案Ⅰ：M10 漿砌石護坡，護坡厚度為0.3 m，下設碎石墊層厚10 cm，邊坡為1∶2.5，鋪設土工布。基礎采用漿砌塊石結構，15 m 設一道伸縮縫，縫寬為2.0 cm，縫內填塞瀝青杉板，每道縫兩側各設0.3 m 0.6 m 的基礎埋深及寬度分別為2.0 m、1.0 m。

方案Ⅱ：格賓護墊結構，護坡厚度為0.3 m，格賓護墊規格為1 000 mm，邊坡為1∶2.5.格賓是由機器機器編織扭繞成六邊形的網箱，箱內填充適當尺寸的毛石，各單元結構用高鍍鋅六角線聯結。

2.5 護岸抗滑、抗傾穩定計算

護坡抗傾穩定按《堤防工程設計規范》附錄F 中 F.0.5 公式計算：

結合本工程實際情況，將護坡與基礎作為一個整體進行穩定計算。經計算，各段抗滑、抗傾穩定最小安全系數分別為1.48（規范要求安全系數：2 級堤防 1.30，3 級堤防 1.25）和 2.96（規范要求安全系數：2 級堤防 1.55，3 級堤防 1.50），均大于規范要求最小穩定安全系數，滿足設計要求。

由表1 可知：方案Ⅱ具有耐沖刷和整體性好的優點，且工廠化生產，機械化施工，運輸快捷方便，填充物可以充分利用施工現場材料大大降低材料運輸成本；墻體能適應較大的變形，且無需設置專門的排水和導水設施；這種類型的護坡不僅滿足工程的需要，而且可改善生態環境，能有效的減少對環境的影響，與大自然融為一體。經綜合分析比較，大汶河泰安段護坡形式采用格賓護墊護坡。

表1 護坡方案綜合比較表

格賓護墊護坡不僅操作簡單，施工和運用非常簡便，具有承受大范圍的變形能力和抵御自然破壞、耐腐蝕、耐沖刷能力，有利于植物自然生長，而且經濟實用，節能省力。

3 結 語

河道生態護坡技術近幾年在我國已經有了長足的發展，產生了一系列理論成果和工程實踐。但還有許多方面需要進一步研究、發展和推廣：1）河道生態護坡技術體系的完整理論體系和評價標準體系的建立，對工程應用從傳統的定性分析到定量分析提供堅實的理論基礎；2）生態護坡新型材料技術的研究，目前生態護坡材料的技術和產品多數從國外進口，工程實踐中成本太高或者國外技術不適應我國生態環境，難以大規模推廣應用，下一步應加快國產替代技術研發和產品量產；3）生態景觀與生態環境相融合技術理論研究，根據生態環境采用相適應的生態護坡技術達到自然和諧優美的生態景觀，綜合考慮不同植物與護坡結構體的融合，既能提高護坡力學性能又能增加美觀和耐久性。