生态护岸技术的应用实践

许一驹

一、生态护岸设计理念

生态护岸是利用植物或者植物与土木工程相结合，对河道坡面进行防护的一种新型护岸形式。生态护岸集防洪效应、生态效应、景观效应和自净效应于一体，代表护岸技术的发展方向。随着人们对居住环境的重视，传统工程水利正向资源水利、生态水利、人文水利转变，河道整治工程已由单纯的水安全治理思路向更多着眼于水资源和水环境发展。在河道整治建设中，应做到与水资源保护利用、生态环境建设和景观建设相结合，构建河道建设的基本框架。

堤岸作为水域生态系统的重要组成部分，是水域生态系统与陆地生态系统之间的过渡区，在防洪、生态环境保护、水土保持及调节气候等方面具有重要的功能，其自身也成为独立生态系统。生态堤岸的性能设计强调两个方面：一是结构性能，对生态护岸的最基本设计要求，与传统护岸相当的力学和防漏等性能要求；二是生态和景观功能，为生态护岸的主要附加功能，强调其生态环境保护和景观协调性能。

二、护岸断面设计理念

图1 预制混凝土铰链排

图2 现浇植生型高强生态混凝土护岸结构

通过对各种堤坝防护技术的比较，生态护岸工程采用预制混凝土铰链排及现浇植生型高强生态混凝土护岸，实现防洪与生态景观相结合。其优点：一是提高防洪能力和抗冲刷能力，预制混凝土铰链排具有高度的适应性，抗冲刷能力强，最陡的边坡坡度可达1∶1，可以在高速水流引起的高切应力下安全地工作，施工方便，既可人工铺设也可采用机械施工，并可以在水下施工；二是提高生态景观功能，现浇植生型高强生态混凝土高强、耐久，具有良好的透水、透气性能，水分和空气可以在外界与被护体之间进行自由交换和流通，实现保护层和堤体的长期稳定，保护层整体反滤，防止冲刷、管涌及土沙等颗粒流失现象，同时为动植物及微生物提供栖息和活动空间，改善水生态环境，有效地提高水质的自然净化能力，各独立块之间和单块空隙内可以植草，具有很好的透水植生功能等，可种植植物来改善周边的生态环境和景观，在美化环境的同时形成自然坡面改善生态环境。

三、生态护岸工程实践

1.西埔河段护岸工程概况

西埔河段护岸工程属诏安东溪流域上游支流，系东溪水源发源地之一，西埔桥上游护岸以上流域面积69.5km2，河道长16.5km，河宽平均80m，平均坡降30‰，溪床其上覆盖厚度不等的第四系松散堆积物，属于侵蚀堆积地貌。一级阶地河床两侧呈断续状不对称分布，阶面平坦，河滩可见河砂堆积。河道现状基本上无堤防，防洪能力较低，遇有稍大洪水，即受洪涝灾害。流域洪涝灾害的发生，河道占滩、部分河床淤积及桥梁阻水严重。该流域属南亚热带季风气候区，受海洋性气候影响，5~6月以冷暖交绥的锋面雨和7~9月受副热带高压和太平洋热带气旋的影响，以台风雨为主，全年降雨量集中在4~9月，且台风雨引起的洪水居多，使山洪暴发，峰高量大，洪水暴涨暴落，洪峰以单峰型为主。

2.护岸的断面型式布置

为使整治后的西埔段河道成为生态、环保型河段，防洪堤断面型式以斜坡式断面为主，局部特殊河段采用直斜式。在设计洪水位以上约1.0m处设置人行观光道，人行观光道宽2m，人行观光道以下至设计洪水位坡面采用现浇植生型高强生态混凝土护岸，设计河床底高程至设计洪水位之间采用预制混凝土铰链排护岸，人行观光道以上坡面及背水坡均采用草皮护岸。

3.生态护岸的结构设计

（1）预制混凝土铰链排

预制混凝土铰链排由预制混凝土块与铰链排连接件两个部分组成（图1）。预制混凝土块规格：598mm×443mm×120mm、中间开孔、开孔率为20%；重量：每块40kg，每平方为4.1块，一个标准的块为15.6m2，预制混凝土块的抗压强度（净面积）≥35MPa。铰链排连接件材质为镀锌钢索或不锈钢索。钢索直径根据矩阵面积配置最低为5.5mm。捻法为右交互式，每平方米矩阵钢索用量不低于4m，钢索破拉力≥19kN，公称抗拉强度≥1600MPa。

西埔段施工水位基本均深1.5m，此高程所对应的地质为砂层或砂砾层，采用其他护岸方案，一般须修筑围堰以满足干地作业条件，而围堰的施工费用高，难度大。针对这一特点，预制混凝土铰链排很好地解决了施工水位下1.5m的护岸设计。

（2）现浇植生型高强生态混凝土

现浇植生型高强生态混凝土护岸结构（见图2）采取混凝土框格内填植生型高强生态混凝土结构。混凝土框格采用普通C20现浇混凝土，整个框架在顺水流方向上每隔5m设置伸缩缝，分缝填三油两毡20mm。现浇植生型高强生态混凝土是将单一粒度粗骨料、水泥、水及外加剂进行适当的调整，然后进行搅拌、浇筑及自然养护之后，呈米花糖并有空隙的多空隙混凝土。多孔隙生态混凝土强度为C12，具有反滤功能,孔隙率不小于25%，渗透系数不小于1×10-1cm/s。为保证生态混凝土绿化效果，应在生态混凝土浇筑前设置营养基层，浇筑生态混凝土后一段时间应充填土基营养层，渗入孔隙深度不小于50mm。

四、结语

生态护岸工程兼顾结构安全性和生态环境，顺应人与自然和谐共处的要求。通过生态护岸设计对哈溪西埔河段进行河道整治，建立完善的防灾减灾体系，保障防洪排涝安全，改善生态和水环境，创建优良舒适的居住环境。基于“人与自然和谐，河流回归自然”的治理理念和“以水生态保持和可持续发展”为主线的思路,建设新型的生态护岸已经成为护岸工程的新趋势■