生态护坡技术在大沽河综合治理工程中的应用

董淑臻　黄宗章　郑梅

摘要：文章分析了大沽河综合治理前原有护坡存在的问题，结合生态护坡在大沽河综合整治中的工程实践应用，分析了大沽河主要生态护坡技术的施工方法、工艺、优缺点和适用范围条件，总结了大沽河生态护坡成效，对新型生态护坡技术在生态河道建设中广泛应用具有指导意义。

关键词：大沽河；生态护坡技术；生态河道；河道综合治理；生态系统 文献标识码：A

中图分类号：TV85 文章编号：1009-2374（2016）08-0121-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.08.062

大沽河古称“姑水”，是胶东半岛最大的河流，发源于烟台市招远的阜山，流经招远、莱州、莱阳、栖霞、高密县市和青岛境内莱西、平度、即墨、胶州、红岛五个区市，在胶州市东营盐场注入胶州湾，干流全长179.9km，流域面积6131.3km2，是青岛市一条重要的防洪、排涝和供水河道，被誉为青岛市的“母亲河”。2012～2014年，按照“洪畅、堤固、水清、岸绿、景美、人和”的治理目标，对大沽河进行生态综合治理，总投资56.7亿元。工程建设过程中，大沽河河槽和堤防护坡采用生态护坡技术，完成生态护坡总长259.7km，防洪、生态和环境等效益显著。

1 大沽河原有护坡存在问题

1.1 投资较大，工程需要定期维修养护

传统护坡工程为刚性结构，具有高度的精确性和可靠性，防护效果立竿见影，但工程造价相对较高，水下施工难度较大，且有一定的使用年限，每年需要投入大量经费，定期对护坡工程维修养护。

1.2 河道生态系统破坏

传统的护坡工程主要采用浆砌石或混凝土护坡，因坡面塌陷或沉降等造成工程损坏严重，隔绝地表水与地下水交换通道，隔绝水中生物与岸坡土壤的接触，破坏了河流水的生态系统平衡。

1.3 生物多样性不断减少

传统的护坡工程的建设，河道水流流速不断增大，失去了生物生存的空间与环境，一些水生生物会被冲走，直接影响沿河野生生物种类生存，大沽河特有鲻鱼很少见到，先前生物种类不断减少，水中生物多样性遭到破坏。

1.4 水质恶化

刚性护坡导致具有净水功能的水生生物生长环境破坏，河水自净能力降低；河水受阳光影响而水温变化过大，不利于维持水中生态平衡，容易滋生传染病菌，造成污染，造成不断水质恶化。

2 大沽河生态护坡建设

大沽河河槽生态护坡主要采用格宾石笼、生态袋、现浇绿化砼框格、联锁式砌块和抗冲生物毯五种型式护坡。

2.1 格宾石笼斜护坡

格宾石笼斜护坡是大沽河河槽和堤防护坡采用的主要护坡型式，约占长度的65%。格宾石笼网是具有抗腐蚀性，高强度，对镀铝锌合金低碳钢丝或者包覆PVC的以上钢丝使用机械编织而成的箱型构件，网孔10cm×12cm，格宾石笼网箱间每25cm绑扎一处，并在格宾网箱里填充石料，最后封盖形成整体的护岸型式。

2.1.1 施工方法和工艺。整坡夯实坡面，坡比1∶3，铺设搭接好一层土工布，需固定在格宾笼压顶底部1.0m，护岸底部需固定在砼基础和格宾笼下面，长度2.0m，并在其上铺设碎石垫层20cm。然后自坡面基础顶部安装绑扎1m宽、2m长的格宾笼，笼与笼之间边框每25cm进行绑扎，向笼箱中装填石块，密实平整；然后沿坡面以此施工，用格宾网封盖。

2.1.2 优缺点。格宾石笼护岸属于柔性的结构，抗冲刷和抗排挤的能力比较强，具备安全性和稳定性，对于不均匀沉陷有很强调整能力，承受最大的水流速度为6m/s；排水性好，渗透性良好，防止水能带来的危害；格宾笼耐腐蚀性能突出，在自然环境中寿命长，耐久性好；施工就地取材，施工简单；格宾石笼护坡缝隙可供小型动物栖息，也可供植物生长。但存在需耗用大量人工、网格外露金属锈蚀、外包塑料的老化等问题，同时存在网格局部极易破坏。

2.1.3 适用条件。格宾石笼网多适用于流速较高，冲蚀现象比较严重，甚至岸坡比较容易渗水造成一定影响的河岸。可以广泛应用在景观型大坝墙体、坡状护岸，渠道、泄洪坝及导流坝的大型整改和修建，能控制并保证河床的稳定和安全，达到较理想的效果。

2.2 生态袋斜护坡

生态袋护坡为大沽河护坡长度的10%，生态袋是由聚丙烯（PP）或者聚酯纤维（PET）无纺布为原材料加工而成的袋子，袋子里加装反滤作用的无纺布层和固定草种的复合纤维层，生态袋里面装土，用扎带或扎线包扎好，通过有顺序的放置，形成柔性生态边坡，达到牢固的护坡作用，随之草种生长，达到恢复植被的目的。

2.2.1 施工方法和工艺。整坡、铺设土工布和碎石垫层同格宾石笼斜护坡；将基质材料装入生态袋，并封口扎带或用小型封口机封口；将生态袋先纵向铺在底层，要紧靠基础砼，封口超坡面方向，摆平整后再进行第二层的铺设，从第二层起，进行横向铺设，上下两层生态袋要求搭接长度不小于10cm。每层铺设要整齐，顺直；在护岸顶部，将生态袋纵向排列，以确保压顶稳固；在已完成的生态袋坡面上覆盖草帘，并洒水保持湿润，直至草均匀生长。

2.2.2 优缺点。生态袋护岸是一种新型的边坡防护技术，生态袋由复合材料编织而成，具有耐腐蚀性强、耐微生物分解、抗紫外线、抗老化、无毒、不助燃、裂口不延伸、易于植物生长、使用寿命长等特点；生态袋允许水从袋体渗出，减小袋体的静水压力；施工一次性完成，袋体柔软，整体性好；施工简单，铺设速度较快，完工后就能抵御较大的水流冲刷。但生态袋护坡造价比较高。

2.2.3 适用条件。生态袋护坡系统针对开挖坡度65°～75°，甚至更大坡度，开挖面基本为未风化或弱风化的岩石边坡；少数碎岩填方造成填方密实度不够，容易发生滑坡或垮塌的边坡以及各种恶劣环境边坡防护较适用于生态袋护坡。

2.3 现浇绿化砼框格斜坡护岸

现浇绿化砼框格斜坡护岸是在钢筋混凝土框格梁内铺设营养型土工布，浇筑由单一粒径的粗骨料、水泥、水及添加剂拌合的绿化生态砼，表面覆土2cm，正常蓄水位以上种植草皮，以下种植水生植物。

2.3.1 施工方法和工艺。在整好的坡面上，按设计要求绑扎钢筋、支模板、浇筑框格混凝土；在框格混凝土拆模后，在框格内铺设营养型土工布一层，再浇筑18cm厚生态型混凝土，加强养护；当生态混凝土达到强度要求后，将绿化土及肥料混合后铺在生态砼上；人工均匀播撒根系发达，抗碱、叶茎低矮的草种，种植水生植物，覆盖草帘，洒水湿润，直至草均匀生长。

2.3.2 优缺点。钢筋混凝土框架内填充生态混凝土，护岸耐久稳定和护岸长期稳定；框格生态砼护岸能协调生态环境，降低环境负荷，实现植物与水生植物的共同生长，起到改善景观、净化水质的作用。但其施工工艺较为复杂，施工周期长需要经常喷水，后期维护成本高；施工受季节影响较大，无法在冬季施工。

2.3.3 适用条件。现浇绿化砼框格护岸能耐较强水流冲刷，可用于河道、水库等具有景观效应和生态效应，体现亲水、生态和优美景观要求等水利设施的护岸工程。

2.4 联锁式砌块斜坡

联锁式砌块护坡是一种适用于不形成冲刷流速岸坡的加固型式，由于每一个砌块被相邻的六个砌块锁住，准确并避免发生侧向移动，整体稳定性较高；具有高开孔率，并且为渗水型柔性结构，具有较强的渗水与排水功能，同时增加植被面积，美化环境。

2.4.1 施工方法和工艺。首先在整修好坡面上铺设土工布，按要求由下向上铺设联锁式砌块，保持坡面平整，然后在坡面砌块孔中装填绿化土，其后人工均匀播撒根系发达，抗碱、叶茎低矮的草种，覆盖草帘洒水，直至草均匀生长。

2.4.2 优缺点。护岸在水流作用下具有良好的耐久性和稳定性，增加植被美化环境；施工简单，铺设速度快，完工后就能发挥作用。但联锁式砌块需要提前预制，工程工期增长。

2.4.3 适用条件。联锁式砌块斜坡护岸可广泛应用于河流的治理如河岸、河堤防洪溢洪道工程以及城市河道护坡改造中，还可用于停车坪的铺设，起到绿化美化的作用。

2.5 抗冲生物毯护岸

抗冲生物毯是一种“复合纤维织物”与“多样化草种”等配套养护材料一体化的新型生态、护坡、水土保持产品，其结构共有四层：第一层是复合纤维织物，具有抗冲性能；第二层为土工反滤层，避免土壤、草种及肥料随水流失；第三层和第四层是纤维层，中间固定草种，防止草种洒落。

2.5.1 施工方法和工艺。整修坡面，清除场地中的石块、树根及杂物，将生物毯沿坡面顺势铺下，并用ABS固定钉将生物毯自下而上进行固定，纵横间距1m，生物毯接头用ABS连接钉连接，8个/m，均匀布设；用L钉进行加固，4个/m2；人工将绿化土均匀覆盖抗冲生物毯，压实覆土厚度为2cm；平铺草帘并固定，喷洒浇水，直至草开始均匀生长。

2.5.2 优缺点。抗冲生物毯铺设完成就能发挥耐流速作用，抗流速可达4m/s；施工简单，铺设速度快，完工后能较快地实现绿化效果；和具有同等护岸能力的其他工法相比，抗冲生物毯性价比高。但在工程完工初期，不能应对强水流冲刷，也不能抵御大洪水。

2.5.3 适用范围。河道边坡坡度较缓，一般缓于1∶1.5，边坡土质较好，稳定性强；河道水流较缓，4m/s以下；施工时间需提前考虑，要提前2个月让草种在汛期涨水前成活。

3 大沽河生态护坡成效分析

3.1 河槽与堤防岸坡抵御洪水冲刷

生态护坡体现在河槽岸坡或堤防有效抵御洪水冲刷，大沽河的防洪标准由原来的不足20年一遇提高到50年一遇，如护坡工程建设完成后，经过2013年7月14日1080m3/s洪水的考验，护坡安全稳定。

3.2 水土保持、净化水质与涵养水源

生态护岸是地表水和地下水主要的交换补给通道，汛期河道高水位期间，能够实施对地下水有效的补给，涵养地下水源，枯水季节地下水侧向补给河槽；生态护岸中水生植物生长，能够保持水土流失，快速将污染物分解成小分子的无害物质，吸收水中有害有毒元素，起到净化水质的作用。

3.3 保持生物多样性

生态护坡为大沽河鱼类、鸟类提供了丰富的食物和良好的生存繁衍空间，确保了生物多样性，使大沽河特有的鲻鱼、毛蟹、河蛤、银鱼、草虾、河蚬、小田螺等得以繁衍生存，鱼类又可以藻类、腐殖生物为食物，减少水的富营养化，进一步改善水质，形成良好的生态循环。

3.4 改善生态环境

生态护坡营造水系自然景观，形成大沽河259.7km绿色景观长廊和生态旅游区，打造滨河特色小城镇和新农村建设示范区，改善两岸居民的生活、生产与景观环境，实现“城水相依、水清岸绿、人水和谐”的生态环境。

参考文献

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[3]汪洋，周明耀，赵瑞龙，等.城镇河道生态护坡技术的研究现状与展望[J].中国水土保持科学，2005，（3）.

作者简介：董淑臻（1965-），男，山东胶南人，山东省胶州市水利局高级工程师，研究方向：水利工程施工与管理。

（责任编辑：小 燕）