浑江某段堤防生态护坡型式比较与选择

周庆芳，刘占军，薛 强，于鹏新

（1.朝阳市水利规划勘测设计院，辽宁 朝阳市122000；2.中水东北勘测设计研究有限责任公司吉林 长春130021）

1 概述

浑江是鸭绿江下游右侧一条大的支流。浑江穿过桓仁县城环绕通过，桓仁县是辽东山区秀美著名的旅游城市，浑江城市段周边建设了民族广场、章樾公园、八卦城等一系列具有地域特点的人文景观。浑江桓仁城市段堤防的设计任务是防洪及堤坡整治，要求对现状堤防进行复核、对迎水侧堤坡进行治理。堤坡整理除满足防洪、防冲刷的功能外，同时要符合城市定位和特点，要求设计方案具有生态景观功能，提升桓仁县整体的生态环境，满足市政规划的目标和要求，满足城市居民精神文化生活的需要。

2 工程概况

工程位于浑江西江电站与凤鸣电站之间左岸，凤鸣电站库区内，总长约9.54km。城市段堤防的洪水标准与桓仁县城市防洪体系的防洪标准相同，均为50年洪水重现期。堤防工程等别为Ⅱ等，堤防工程级别为2级。其中采取工程措施进行堤坡治理总长度为6.85km，其余堤段为植物措施加固。这次重点研究工程措施的治理方案，即根据防洪、景观、市政规划等综合要求，研究现设计阶段的堤防生态护坡型式。

3 可行的工程护坡、生态护坡型式

堤防堤坡的防护型式主要有如下几种：

1）植草皮护坡。

2）干砌石护坡。

3）浆砌石及混凝土护坡。

4）生态格网护坡（格宾笼、格栅笼、植被网、植生袋）。

5）生态混凝土护坡（连锁砖、植草砖、预制混凝土框格、混凝土植生台等）。其中植草皮护坡最大抗冲流速2.0 m/s；干砌石护坡最大抗冲流速4～5 m/s；浆砌石及预制混凝土板最大抗冲流速4～5 m/s；现浇混凝土护坡最大抗冲流速8 m/s；生态格网护坡最大抗冲流速4～6 m/s；生态混凝土护坡最大抗冲流速4～6 m/s。工程设计指导思想是以防洪为主、兼顾景观。

3.1 工程护坡

根据工程指导思想，分析各种护坡种类的优缺点，植草皮护坡抗冲不能满足要求；干砌石护坡、浆砌石护坡及混凝土护坡抗冲满足要求，但生态景观效果差；生态格网护坡种类较多，材质大多为金属及塑料材质，抗冲能满足要求，但金属材料易腐，塑料材质不耐火且存在护砌填料后表面不够平整等诸多缺点。

3.2 生态护坡

近年来生态混凝土护坡技术发展很快，出现很多种生态护坡型式，很多已在国内工程中使用，效果良好。其核心是将混凝土预制成各种形状，嵌锁锚固成整体并在中间预留框格，框格内可以填筑各种填料及进行生态种植。生态混凝土护坡优点是利用混凝土的坚固抗冲及耐久性，嵌锁锚固又使得刚性护坡具有一定的柔性，能适应一定程度的变形，同时兼具生态功能，并且施工速度快，造价较低，是一种兼具多种优点的护坡型式。该工程列出以下几种常用的生态护坡型式进行比较。

1）混凝土桩式护坡。坡面整形后，打入预制混凝土桩，桩直径为0.2 m或方桩0.2×0.2 m。桩顺水流方向间距1.5 m，垂直水流方向间距1.8 m，桩长2.6 m，外露0.6 m。采用横向仿生木将单排连接成整体，仿生木直径0.15 m，形成深度为种植池，池内植草及灌木。防冲基础墙采用生态混凝土预制件，采用预制件吊装填充碎石或卵石，大大缩短基础施工时间。

2）混凝土植生台护坡。坡面采用预制混凝土植生台，单个植生台平面尺寸为1.67×1.0 m，叠合摆放后的垂直水流方向长度为1.5 m。底板厚度为0.15 m，立墙厚度为0.12 m，植生台填土厚度为0.3 m。植生台内植草及灌木。防冲基础墙与桩式护坡方案一致。

3）混凝土框格卵石护坡。坡面整形后，现场浇筑混凝土框格，框格顺水流方向间距1.5 m，垂直方向间距1.5 m，斜向间距4.5 m。单个框格梁为钢筋混凝土结构，尺寸为0.5 m×0.5 m。框格内摆放块石及大卵石。防冲基础墙与其他方案一致。

4）连锁植草砖护坡。坡面整形后，铺设混凝土连锁连锁植草砖，连锁植草板厚度10cm，下设20cm厚砂砾石垫层及反滤布，植草砖中空部分种植适宜北方生长草种。防冲基础墙与其他方案一致。

5）生态圆石护坡。坡面采用生态圆石加固，砌筑圆石坡比为1∶3，直径0.5 m左右，圆石之间用水泥砂浆填缝，填缝砂浆厚度为0.2 m，圆石层下设反滤布及20cm厚砂砾石垫层。防冲基础墙与其他方案一致，采用生态混凝土预制件。圆石护坡斜面每间隔6 m设置混凝土种植池，种植池水平与垂直斜向距离均为6 m，种植池大小为1.0 m×1.0 m。池内植草及灌木。

4 设计方案选定

工程具体设计时，从生态及环保角度入手，从工程的适宜性、技术可行性、施工复杂程度、方案投资等方面，对各设计方案进行综合比较。选择适合本工程技术可行、经济合理的护坡型式。

1）混凝土桩式护坡。技术可行，可选预制的成品桩、施工速度快、工艺简单、维护方便，但方案投资高。

2）混凝土植生台护坡。技术可行，可选预制的植生台或现场浇筑混凝土、利用植生台混凝土代替护坡混凝土，增强生态效果，施工工艺较复杂、工期较长，但方案投资较高。

3）混凝土框格卵石护坡。技术可行，现场浇筑混凝土框格、内部填充大卵石、景观效果较强，生态效果差，施工工艺略复杂、工期较长，不适合大范围使用，方案投资略高。

4）连锁植草砖护坡。技术可行，连锁砖为定型产品、施工速度快、工艺简单、维护方便，景观效果好，耐久性略差，方案投资最低。

5）生态圆石护坡。技术可行，施工速度快、工艺简单、维护方便，对圆石材料要求较高，景观效果较强，生态效果差，方案投资较低。

实际方案选择时，根据工程特点，库区河道水流条件、堤段离主城区的位置、临近街路的重要程度、居民密度等进行了分段分区，不同区段可选择了不同方案，避免景观效果的单一。该阶段设计大部分堤段选择生态圆石护坡方案，正对城市道路的防位置设置下堤维护台阶，台阶两侧一定范围内采用连锁植草砖护坡，在居民活动比较密集的主景观2处位置选择混凝土植生台护坡。

5 结语

随着社会的发展，人民对生态环境要求的提升，生态型护坡在水利工程的应用日益广泛，尤其是城市附近的堤防护坡，应尽量选择施工工期短、稳定可靠、生态效果好的护坡型式，在满足稳定岸坡、防冲固岸的同时，又能改善城市周边环境，兼顾生态保护功能，利于生态文明建设。水利工程在满足使用功能的同时，在不明显增加投资的情况下重点考虑设计方案的生态功能。