河道治理工程中的生态护坡探讨

薛 龙

(安徽省水利水电勘测设计院，安徽 合肥 230000)

中小河流治理工程主要措施主要包括河道疏浚、堤防达标、护坡护岸等。在具体工程中，为把防洪减灾与生态建设统筹结合起来，体现人水和谐、自然生态的治水理念，如何选择生态护坡型式尤为重要。

1 生态护坡设计原则

生态护坡设计的原则如下：

(1)安全原则。水流、风浪的冲蚀掏刷是对河道岸坡安全稳定的直接危害，河道护坡的首要功能就是保护岸坡土体，减少河道冲刷的不利影响，生态护坡设计首先要满足岸坡安全稳定要求以及抗冲刷能力要求。

(2)自然生态原则。尽量避免采用视觉单调、生硬的护坡结构，选用的护坡结构应具有较大的孔隙率，不阻断河道水体与地下水体的交换通道，岸坡要适宜水生植物的生长，并可借助植物根系增强岸坡的整体稳定性，提高河道自净能力，维护河道的生态平衡。

(3)因地制宜，方便施工原则。充分了解当地自然环境及河道地形地貌，因地制宜，尽量选择使用当地材料和建材，方便施工，降低工程造价，保护自然资源。

2 几种典型生态护坡方法

典型的生态扩坡做法如下：

(1)三维植被网草皮护坡。植草护坡是河道边坡防护中最常用、最经济的措施，是依托植被相互交织的网状根系来固结土体，形成面层防护体系，植被能有效降低波浪爬高，蒸腾作用能有效降低土壤含水量，减小孔隙水压力，提升土体抗剪强度，并减少降雨入渗量，增强边坡稳定性。

三维植被网草皮护坡是一种加筋型草皮护坡，护坡基底为锚固在岸坡上的三维网垫，面层植草，植物与三维网垫组合共同消浪、防护岸坡。三维植被网在草籽未成长为草毯之前可有效防止水流、雨淋冲刷，防止草籽流失，待草毯长成后，其根系与周围三维植被网交织一起，网状结构被植被根系固定在土中，形成土-根-网型式的整体防护体系，提高了单纯草皮护坡的抗冲能力。

三维植被网草皮护坡具体做法为：整坡后在岸坡表面自上而下铺设1层三维网垫，利用上下各1道锚固沟及“L”形铆钉固定，其上覆盖1层厚约5cm的耕植土，并播撒狗牙根、野菊花等乡土草灌种子，植物生根后便可与三维网垫共同作用形成固土绿化系统。其示意图如图1所示。

图1 三维植被网草皮护坡结构示意图

三维植被网采用高性能聚合物材料，核心层指标为PA6(聚酰胺)，抗水流冲击流速可达7m/s，适用于水面较宽，砂性出露的河道边坡。三维网的固定措施能有效避免早期草皮在汛期起浮现象的发生，植被根系与三维网共同作用，起到了岸坡面层防护与浅层加筋的作用。三维植被网草皮护坡具有工程造价低、施工工艺简单、综合防护效果好、便于维护等特点，能够满足河道水生态文明建设要求，工程效益和环境效益显著。

(2)天然鹅卵石散铺护坡。对于山区型河流的上游河道，源短流急，洪水暴涨暴落，通常呈现为“四大、两快、一短”的特点，即流速大、冲刷力大、含沙量大及破坏力大，洪水过程涨得快、落的快、历时短。以山涧河谷为主的河道宽窄不一、漫滩堆积，河岸易受洪水冲刷，造成河岸崩塌陡立，河床淤积加剧，导致泄洪能力低，岸线不稳，危及两岸村镇安全。

在护坡护岸型式的选择中，传统的砼挡墙或者护坡虽能满足抗冲、抗滑等安全稳定要求，但是自然景观效果比较生硬，笔者从事的类似项目设计中，因地制宜，就地取材，采用天然鹅卵石散铺护坡的型式，兼顾防洪安全和生态保护，更好的体现了河道自然风貌，发挥其最佳的治理效果。

具体布置原则为：在河道比降较缓的宽浅滩处，为营造独特的山区河流自然风貌，采用现有河道鹅卵石散铺造滩、护坎，并在急流或一般弯道岸坡常水位以下新建混凝土灌砌鹅卵石护岸。鹅卵石散铺护岸要求鹅卵石大小搭配且摆砌规整，形成自然防护坡面，河槽底端厚度1.2m，顶端厚度0.8m。混凝土灌砌鹅卵石护岸采用细石级配，厚0.4m，下设砂砾石垫层，护岸基座宽1.0cm～1.2m，深1.5cm～2.0m，对于河道弯道以及易冲刷河段，基座尺寸可适当加大如图2～4所示。

图2 鹅卵石散铺、砼灌砌鹅卵石护岸实景图

图3 鹅卵石散铺护岸结构布置图

图4 砼灌砌鹅卵石护岸结构布置图

(3)新型大三角预制砼砌块生态护坡。平原地区河道整治工程中，普遍石料采购困难，施工质量难以保证，多数治理河段均位于城镇区域，环境要求较高，在河道迎水侧护坡设计中，宜采用孔隙率较高的砼预制块护坡。

预制块护坡具有稳定性好、强度高、可工厂化预制、机械化施工、工期短、方便维修与管护等优点，预制块体表面可通过孔隙增加消浪作用，对堤坡变形适应性好，孔隙中也能植生乡土草种，能较好地突出护坡生态性，造价也适中。此种护坡结构型式多样，适用性也不尽相同，常用的有连锁式生态砼预制块、自锁混凝土预制块以及新型大三角预制混凝土砌块等。

近年来，新型大三角预制混凝土砌块生态护坡在我省应用较为广泛，取得较好的经济效益和环境效益。笔者主持的项目中也多次应用，尤其在通航河道，因受船闸泄水水流的冲刷及暴雨、风浪和船行波等因素的影响，易造成河道岸坡崩塌，引起航道淤积。

图6 新型大三角预制混凝土砌块生态护坡实景图

新型大三角预制混凝土砌块生态护坡结构为铰接连锁构造，单个块体呈三角形，4块块体拼接在一起组成正方形，每个正方形为1个单元，每个单元的尺寸为1.2m×1.2m，为增强抗风浪冲刷能力，迎水坡预制块之间设钢绞线连接，铰链成排后也可水下施工，护坡厚120mm，下垫100mm厚碎石垫层，垫层下设土工布1层。护坡设混凝土封顶及脚槽，并每隔50m设1道顺坡向混凝土格埂。水面以上部分预制块开孔之中可以播种矮草，如紫苜蓿、猫尾草、三叶草等，以突出生态效果，种草皮前先在坡面上铺筑1层厚度为40mm～100mm的腐殖土，并注意加强草皮养护，提高成活率。

(4)现浇植草型生态混凝土护坡。现浇植草型生态混凝土护坡是按植物生长要求计算并选定粒径的碎石或砖石制成复合随机多孔型混凝土，形成植物根系生长与附着空间，实现绿化混凝土的构件化，做到工程建设和环境保护相结合。

现浇植草型生态混凝土护坡抗压强度不低于7MPa，孔隙率25%～30%，自下而上的结构层分别为30mm厚粗砂、100mm厚生态混凝土、70mm厚客土种子。施工时先在坡面上浇筑2m×2m的C20混凝土框格(每16m分1道缝，缝内填厚10mm闭孔板)，框格梁深0.25m，宽0.12m。然后在框格内浇筑生态混凝土，在生态混凝土内植草，植草种类要求不少于2种，且自然搭配，要求绿化覆盖率不小于95%。

此种护坡型式适用于较高边坡的河道岸坡，虽然景观效果较好，但是施工难度大，对骨料级配要求严格，造价相对较高，实际工程中实施范例较少，多数应用在城区河道治理中。

4 结束语

河道治理的主要任务是防洪治理，如何把防洪减灾与生态建设统筹结合起来，实现“水清、岸绿、自然、生态”的综合治理目标，是现在河道治理的一个发展趋势。设计中应本着“生态优先、节约资源、经济合理、安全适用、利于维护”的原则，重视对新技术、新材料、新设备的应用，在河道护坡、护岸结构型式的选择上，应尽量避免选用传统生硬的工程措施，造成视觉上的“二次污染”。在满足防御洪涝灾害的前提下，将河道治理成绿色环绕、水质清澈、人与自然和谐共存的“绿色河道”，是我们这一代水利人肩头的重任。