城市河道整治控制要素及生态护岸结构分析

杜冬冬

（中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津 300381）

1 工程概况

该工程为岑巩县城北新区生态防洪堤工程七期，范围涉及堤防长度共计1027m，设计堤线采用现有堤防堤线，根据地质勘察资料，堤防外河侧堤坡坍塌较严重，主要集中处理堤段及岸线长度882.2m。工程地质条件分类为C类，稳定性较差。该工程主要目的是治理堤岸塌陷，主要对堤坡下部坡面采取加固措施用以抵抗坡面下滑力，采用格宾挡墙+生态袋护坡防止岸坡塌陷，河段治理长度范围包括河道治理长度500m和岸线治理长度882.2m。闸坝为液压翻板闸门闸坝，采用平底闸方案溢流，河宽约40m，溢流闸溢洪净宽35.2m。布设5道7.0m×3.0m液压翻板闸门，在闸室底板上预埋液压管线，连接右岸山坡的启闭机房。闸室设计为平底闸，闸底高程368m，闸坝不布设隔墩，两侧边墩厚度为1.5m，布设通气孔。边墩两侧均设置5m长的刺墙，刺墙顶宽0.5m，闸室底板长度13m，溢流闸室后设10m长的格宾石笼护坦。格宾护坦高程367.70m，上游采用C25钢筋砼挡墙，海漫两侧连接挡墙采用C25钢筋砼挡墙，其后采用格宾挡墙与原有岸线衔接。

2 河道整治控制要素

该河道整治工程的治理河段长度为500m，规划清淤清障范围为拆除沿河两岸抢占河道、河道弃渣及河道的淤泥和生活垃圾，清淤河宽25～40m。

2.1 水网密度设计

在城市河道整治中，合理的水网密度可以发挥出河道防洪排涝功能，有利于城市水文环境的优化和改善，并在调节城市微气候和保证生物多元化等方面具有较大的助益。对此，在城市河道整治中，要时刻关注和监测水网密度变化值，保证水系结构的多元化和多样化，促进河流生态系统的良好发展。根据《生态环境质量评价技术规定》中的标准，水网密度即水网密度指数，用于评价区域水系结构的丰富程度，是河流总厂、水域面积、水资源量占评价区域面积的比值。

2.2 水面率设计

在城市河道整治中，水面率是河道整治控制要素之一，各区域地理条件和水文条件差异大，使得水面率标准也不同，地方区域对水面率都有明确的要求，主要以河道排涝排水功能为基准，这是水面率计算的标准。

2.3 水位控制设计

水位控制对城市河道中的通航、滨水景观、水上活动等十分重要，一般水利工程建设中，会布设水闸调节水位，通过修坝来达到蓄水功能，蓄、排相结合，使得城市河道水位的升降始终在控制范围内。对此，在河道整治中，必须明确水位控制要求，制定科学有效的控制措施，使得高低水高差始终在1m以下。

3 城市河道整治中的生态护岸结构方案设计

该工程主要目的是治理堤岸塌陷，主要措施是对堤坡下部坡面采取加固措施用以抵抗坡面下滑力，故采用“格宾挡墙+生态袋护坡”生态护岸结构。工程区岸坡岩性多为粉质黏土、壤土、沙壤土及砂卵砾石等河流冲积物构成，结构松散，抗冲刷能力差，尤其是迎流当冲河段，汛期在河水冲刷破坏作用下产生坍岸。防止岸坡进一步塌陷需解决堤脚的抗冲刷和堤身的土体下滑，此次考虑采用镀高尔凡格宾护脚作为堤脚的抗冲刷和土体抗滑结构。

3.1 格宾挡墙设计

在格宾挡墙设计中，格宾为六边形双绞合钢丝网，在制作过程中，该钢丝网经过特殊防腐处理，通过低碳钢丝经机器进行编织修形成，使用性能较高，工件符合工程质量要求，相比于EN10223-3标准的网箱而言，其力学性能更强。在选择制作格宾中，其钢丝必须厚镀一层高尔凡，以达到防腐处理的效果。网面裁剪后，末端和边端联接处强度比较薄弱，需要后续人为处理，加强网面和边端钢丝连接位置的强度，选择翻边机，把网面钢丝缠绕在边端钢丝上，超过3圈，使得翻边强度达到35kN/m；为了保障面墙的平整度，按照干砌石标准设计靠面板30cm范围，所有外侧的格宾单元都要设计强筋支撑，每平方米面板均匀布置4根，堤基持力层为砂砾石基础，要在基坑开挖后，设计“20cm碎石现浇20cm厚C15砼垫层格宾挡墙+C15砼垫层”。

3.2 生态袋护坡设计

在生态袋护坡设计中，生态袋制作过程中，以聚丙烯为主要原料，选择无纺针刺工艺形成单面烧结，这种制作工作下，袋体材料具有极强的环保型，不会对周边环境造成危害或是不良影响，其中内含的联苯胺成分都可以分解为芳香胺成分。同时，生态袋材料质量一般超过100g/m2，无论是力学参数还是等效孔径指标，都必须对符合国家相关标准。该生态袋对植物十分友好，植物生长过程中，其根茎可以自由穿透袋体，不会抑制植物的生长。其常用型号为LB-M，规格为815mm×440mm，成型规格为580mm×330mm×150mm。在生态袋护坡设计中，要使用黑色的缝袋线，保证生态袋的抗紫外线性能和单向自锁结构功能。

3.3 三维排水联结扣设计

在三维排水联结扣设计中，其材质和环保性能近似于生态袋，上下面都设置了倒钩特性的棘爪。其棘爪总数为15个左右，高度为40mm，设计中必须根据力学要求进行三维排水联结扣的分布，任意两个棘爪不能处于同一剪切破坏轨迹上，进而发挥出三维排水联结扣棘爪的力学作用。与此同时，为了保证植物生长要求与排水需求，在排水面垂直孔洞要超过35个，每个孔洞直径超过20mm，且孔洞透水面积约为联结扣总面积50%，进而保证多向排滤水，满足植物根系生长需求。

3.4 生态护岸结构布置

生态袋设计坡比采用1∶2，设计厚度0.3m，内填土料，护垫下设聚酯长纤无纺布。在生态护岸结构布设中，要彻底清除建筑垃圾或是树皮树根、草屑，选择现场装料施工，做好施工准备工作。在填充黏土的过程中，敲碎土，选择含水率适宜的填料，保证填料握紧成团，松手掉落后，这种填料遇水很难出现崩解或是水解，具有较强的抗风化性能。与此同时，充填石料不能选择风化岩石或是泥岩。在袋较长的情况下，每装1/3后，首先把袋内填料抖紧，之后再尽量装满填料；在扎扣过程中，尽量牢固结实，工作人员要试拉，保证扎扣紧实。若在混播情况下，要保证混料均匀，让种子靠近坡面外露面，装袋当日施工，防止由于长时间暴露在户外而日晒或是淋雨，影响质量。袋装完整后，将袋放在地面上，运输中轻拿轻放，禁止在地面拖行或滚动搬运，并适当调整匀称，防止袋子出现上大下小的情况，保证均匀。

4 城市河道整治中的环境保护措施

4.1 水环境保护措施

在施工期间，要做好含油废水处理和生活污水处理，在施工机械修配停放场四周布置排水沟，收集施工机械产生的含油废水，含油废水处理采用小型隔油池处理达标后集中排放，添加塑料小球作为过滤材料，将废水中的汽油、柴油、机油吸附在过滤材料表面上，从而达到油水分离的目的；生活污水源于施工人员的生活污水及粪便污水排放，采用成套生活污水处理设备处理，达到最佳的处理效果。在运行期，生活污水、污染物等可能通过各种途径进入河道，影响到河道水质的安全性和稳定性。为保护好河道水环境，应明确划定保护范围，并制定相应的保护条例认真落实执行，严格控制新增污染源。可以采用化粪池对生活污水进行处理。处理后的废水及少量的化粪池清掏污泥可经一定时间堆放腐熟后做农肥使用。另还需配备河面漂浮物垃圾收集船以及河底淤泥清理装置，防止河面垃圾以及河底富营养底泥对湖体水质的污染。运行期还应要搞好宣传工作，要设立醒目的保护标牌，禁止周边居民和游人在日常生活及休闲等活动中随意向河道排放水质污染物和丢弃白色垃圾，破坏水生态环境。

4.2 大气环境保护措施

（1）土方运输过程中注意防止空气污染，加强运输管理，保证汽车安全、文明行驶；保持车辆进出施工场地路面清洁；在晴朗多风天气，装载土料时，适当加湿或用帆布覆盖；运送散装水泥车辆的储罐保持良好的密封状态，运送袋装水泥必须覆盖封闭；施工区应配备洒水车，在无雨天每日对施工运输经过的环境敏感地段附近进行洒水4～6次，同时道路应及时清扫。

（2）施工场地采用洒水防尘，在施工期间，若空气污染指数超过100，或是存在4级以上大风，不能开展土方作业或是人工干扫，需每隔4h进行洒水养护；在空气污染指数在80以下，或是4级以下大风情况下，每3h进行洒水养护，洒水与清扫交替使用；若空气污染指数低于50，先做好清洁工作，并适度加以洒水，正常施工即可。施工现场垃圾渣土要及时清理出现场，超过2d以上的渣土堆、裸地应使用防尘网覆盖防尘，前期可用新防尘网覆盖，后期可以采用拆除的旧防尘网覆盖。

（3）加强大型施工机械和车辆的管理，执行定期检查维护制度，在施工机械上设置消烟除尘设备，对机械尾气排放进行处理，使其满足排放标准，防止大气污染。同时，施工机械尽量选择优质燃料，按照《汽车报废标准》中的要求，完善更新报废机制，尤其是淘汰发动机耗油多、效率低、尾气超标的老旧车辆，及时更新，减少环境污染，减少运行成本。

4.3 声环境保护措施

在声环境保护中，一方面，要控制噪声源选用低噪声的设备和工艺；加强机械设备的维修和保养，减少运行噪声；施工运输车辆在通过居民点等时，应减缓车速，控制车流量，禁止鸣放高音喇叭，并设置限速牌以减轻交通噪声的干扰。限速牌主要设置在居民点入出口处，共布置2块限速牌；施工临建设施包括施工工厂、砂石料堆场、施工仓库等尽量设置在离环境敏感点如居民点200m外的地方。另一方面，要做好集中居民点噪声防护，施工期噪声应按《建筑施工场界环境噪声排放标准》（GB 12523—2011）进行控制，应合理安排施工时间，尽量避免高噪声设备同时施工，避免夜间10：00至次日6：00工程施工，在施工区设置移动式隔声屏障，移动式隔声屏障的厚度为50～150mm，高度为1000～3000mm。该工程投入移动隔声屏障长100m，高2m，采用塑料板结构，分区依次重复使用。若需夜间连续施工，须向区环保局提出申请，批准后方可实施。同时对附近居民进行告知。另外，施工过程中业主应充分协调好关系，确保不发生环境纠纷。

5 结束语

通过对城市河道整治整体布局发现，除了要掌握河道整治中的控制要素以外，还需要根据工程概况，构建“格宾挡墙+生态袋护坡+三维排水联结扣”生态护岸结构，做好环境保护措施，及时清理和疏通河道，优化河道水质，只有这样才能发挥出城市河道生态价值和生态效益，保证城市河道整治的有效性和科学性，进而促进城市的可持续性健康发展。