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关于崇明河道护岸型式的探讨

2015-03-16潘龙健李清慧

水利建设与管理 2015年6期
关键词:崇明砌块护岸

潘龙健 李清慧

(1.上海市崇明县农村水利管理所,上海 202150;2.上海祥阳水利勘测设计有限公司,上海 202150)

关于崇明河道护岸型式的探讨

潘龙健1李清慧2

(1.上海市崇明县农村水利管理所,上海 202150;2.上海祥阳水利勘测设计有限公司,上海 202150)

在崇明地区河道整治工程中,兴建了大量的河道护岸。本文介绍了崇明地区河道整治工程中常见的几种护岸类型,进行比较分析,并对崇明河道护岸的建设提出了建议。

崇明;河道护岸;建议

1 概 况

崇明岛位于长江入海口,为中国最大的河口冲积岛。全岛河道按照市、县、乡(镇)、村级划分,共有河道15209条,全长计9226.38km。其中,市级河道1条,即崇明环岛河,总长179.60km;县级河道28条,呈南北向布局,总长378.22km;乡(镇)级河道568条,大多为东西向布局,总长1438.04km;村级河道14612条,大多垂直乡镇级河道布局,总长7230.52km。全岛生产、生活、生态用水主要由市县级河道通过堤防上的水闸从长江自流引入,由于长江南支水流稳定,水质相对较好,综合考虑咸潮上溯和地形条件,全岛形成了“西引东排、南引北排”的引排模式和“1环(市级河道)28竖(县级河道)”的河口平原河网模式。崇明岛区域规划最高水位为3.75m,突击预降水位为2.10m,常水位控制在2.80m左右,市县级河道底高程控制在-0.5m。

崇明的土壤系沙洲冲积土,一般分上下两层,面层为褐黄色亚黏土(层厚2.0m左右);下层为砂性土,土粒较粗,土层较厚,砂性越来越大,其特性表现为颗粒浑圆光滑不具棱角,在颗粒组成上变化范围很小,在疏松饱和状态下颗料间几乎没有什么摩擦,所以在地下水渗透水流作用下,很容易发生坍塌(即渗透变形),加上船行波对岸坡的淘刷及降雨等影响,使得崇明河道两岸坍塌严重。因此,崇明常采取建设河道护岸的方式防止河坡坍塌、水土流失。经过多年建设,目前,崇明河道有护岸的岸线总长为473.487km,其中市县级河道护岸岸线总长为358.971km,镇村级河道护岸岸线总长为114.519km。护岸建设主要集中在市县级

河道上,护岸型式主要有桩板式护岸、浆砌块石挡墙、绿化混凝土、生态石笼等;镇村级河道护岸较少,基本以土堤为主,护岸型式主要有连锁块、生态袋等。市县级河道各类型护岸占市县级河道长度比重如图1所示。

图1 市县级河道各类型护岸占市县级河道长度比重

2 河道护岸型式

2.1 桩板

桩板式护岸结构是崇明地区最常见、应用最久的护岸型式,稳定性和抗冲刷能力较好,适用于建筑物密集或后侧临道路岸段,可减少开挖,并且能够保证在不断流的情况下施工,在各级河道均有应用。通常结构形式为:在2.00m高程至3.20m高程处设置预制桩结构,预制桩长度为4~9m,方桩间距为1m,在两根桩之间,从1.20m高程至2.90m高程处插入预制板结构,在2.90m高程至3.20m处现浇钢筋混凝土压顶,最后在3.20m高程至4.00m高程以上设置草皮护坡。

近年来,为适应崇明建设生态化、景观化河道的要求,对桩板式护岸进行了部分改进,一是将压顶高程降至常水位2.80m,二是在桩顶2.2m高程至3.10m高程处现浇“L”形钢筋混凝土压顶,在压顶的临水侧设置凹槽,宽220mm,凹槽内埋设预制的钢筋混凝土仿木桩,满足景观要求。桩板护岸典型断面如图2所示。

图2 桩板护岸典型断面

2.2 浆砌块石挡墙

崇明河道浆砌块石挡墙护岸常采用桩基础。这是因为崇明地下水位较高,基坑无法完全晾干,河道冲刷比较严重,挡墙前沿的淤泥阻滑效果很差,没有桩基的浆砌块石挡墙护岸结构在施工时有滑动和倾覆的危险。桩基础一般采用双排钢筋混凝土方桩,与方桩连接的是钢筋混凝土底板,在常水位和设计低水位之间的水位变动区设置浆砌块石挡墙(重力式),在挡墙顶设置钢筋混凝土压顶。最后压顶以上设置草皮护坡。浆砌块石挡墙护岸主要应用于部分通航的河道,如环岛运河南河中段部分河段,界河部分河段,堡镇港部分河段等。浆砌块石挡墙典型断面如图3所示。

图3 浆砌块石挡墙典型断面

2.3 绿化混凝土

位于设计低水位(1.70m)至河底(-0.5m)之间不做护砌,为自然突破,在设计低水位(1.70m)至设计常水位(2.50m)之间采用干砌块石护坡,在水位变动区(2.50~3.20m)之间采用绿化混凝土护坡,坡面上种植水葱等水生植物,起到消浪防冲作用。在高程

3.20m以上河坡种植绿化固土护岸。绿化混凝土应用于三沙洪、老效港、六效港等县级河道的部分河段。绿化混凝土典型断面如图4所示。

图4 绿化混凝土典型断面

2.4 生态石笼

生态石笼工艺,又叫生态双绞格网工艺。是将抗腐蚀、耐磨损、高强度的低碳高镀锌钢丝,外表涂塑料高分子优化树脂模(PVC),用六角网捻网机编织成不同规格矩形笼子,笼子内充填石头的结构。通过人为和自然因素,石块之间缝隙不断被泥土充填,植物根系深深扎入石块之间的泥土中,从而使工程措施和植被措施相结合,形成一个柔性整体护面。与传统的浆(灌)砌块石、混凝土等防护结构相比,它既能满足山体、岸滩稳定的防护要求,又有利于水体与土体间水源的循环,同时达到绿化环境的效果,可保持、改善原有的生态平衡。

生态石笼护岸结构目前在崇明部分河道上已有应用,有直立式挡墙结构,如环岛运河南河中段的部分河段;也有斜坡结构,如庙港延伸段。生态石笼典型断面如图5。

图5 生态石笼典型断面

2.5 生态袋

生态袋是由聚丙烯人造纤维材料针刺而成,这种特殊配置的聚丙烯材料可以抵抗紫外线的侵蚀,不受土壤中化学物质的影响,不会发生变质或腐烂,不可降解并可抵抗虫害的侵蚀,聚丙烯的pH值稳定在2~13之间。工程生态袋之间采用STD、END连接口连接。STD、ENG连接口100%由聚丙烯支撑,性能稳定。工程生态袋为永久植被提供一种理想的种植块,透水不透土,植物可以从里面长出来,也可以由表面向袋内扎根。生态袋护岸目前主要在崇明河道生态治理试验中采用,如:瀛东村中心河、万平河等。生态袋典型断面如图6所示。

图6 生态袋典型断面

2.6 其他结构

其他护岸型式主要有连锁块、景观叠石、钢筋混凝土挡墙、杉木桩、干砌块石护坡、树根桩护岸、防冲刷纤维布护岸等。连锁块护岸和桩板护岸结构类似,区别是将压顶的高程定为2.60m,位于常水位下方,压顶上用混凝土连锁块铺砌,连锁块中间有孔洞,可以种植水生植物;景观叠石结构较为简单,采用C30钢筋混凝土底板,底板上部采用景观叠石,叠石水平面间以砂浆砌筑,C20细石混凝土灌缝,以保证结构的安全耐久性,竖直向留有空隙,有利于河道的生态链,堆石墙顶高程≥3.00m,墙后1∶3护坡植草至堤顶高程。景观叠石常应用于有景观要求的河道段。钢筋混凝土挡墙结构与浆砌块石挡墙结构类似;杉木桩护岸是在河岸边打

一排密排杉木桩,这种结构型式生态性较好,但由于消耗大量木材,还需要有防腐措施,所以只在公园、旅游区等较窄的河道处应用。干砌块石护坡适用于河道全断面需要防护的情况,如:码头处。树根桩护岸防护效果好,但是造价高,适用于河岸近距离有建筑物的情况。防冲刷纤维布护岸应用较少,只在崇明老南横引河东段疏拓工程中做过实验。

3 护岸型式的比较

崇明常见河道护岸的比较分析如下表所列。

崇明常见河道护岸比较表

4 建 议

a.市县级河道作为崇明引排水的主要通道,部分河道还兼有通航要求,在护岸选择上应以防冲性能较好的护岸型式为主。

b.镇村级河道水动力较小,对防冲要求较低,但是容易使水体富营养化,在护岸选择上应以生态型护岸为主。

c.对桩板护岸、浆砌块石挡墙等硬质护岸结构应做进一步优化,如:在护岸临水侧做一个小平台种植挺水植物;部分河段护岸压顶可以降至常水位,水位变动区采用合金钢筋笼或者绿化混凝土作为防护措施。

d.对于南横引河以南及北横引河以北的县级河道,由于经常引排水,河道流速较大,在这一河段进行河道整治工程时,应充分考虑水流对河道土方的淘刷作用,非必要时,河道土方可暂不疏浚,减少对河道土方的扰动,同时要加强对河底高程的监测,当淘刷严重时应全断面采用抛石处理。

田硕.城市河道护岸规划设计中的生态模式[J].中国水利,2006,20(2): 15.

Discussion on Chongming River channel revetment type

PAN Longjian1,LI Qinghui2
(1.Shanghai Chongming County Rural Water Conservancy Administration,Shanghai 202150,China; 2.Shanghai Xiangyang Water Conservancy Survey and Design Co.,Ltd.,Shanghai 202150,China)

A large number of channel revetments are constructed in channel repair project of Chongming area.In the paper,several common revetment types in channel repair of Chongming area are introduced.They are comparatively analyzed,thereby proposing suggestions for constructing channel revetment of Chongming River.

Chongming;channel revetment;suggestions

TV861

A

1005-4774(2015)06-0031-04

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