生态混凝土护坡在白沙河土堤加固工程中的应用

何文思

（广东省龙门县水利水电勘测设计室，广东 惠州516800）

1 工程概况

1.1 工程现状

广东省惠州市龙门县，位于广东省中部，增江上游，地处珠江三角洲范围内，地势自西北向东南倾斜，全县总面积2 295 km2，山地及丘陵占总面积的73%，平均海拔550 m。

白沙河发源于龙门县龙田镇北部水尾尖山北麓，是增江上游左岸支流，经新丰古田再折向南流入本县，流经田美、龙田镇，龙门县白沙河流域横跨龙田镇和龙城街道两个镇级辖区，在龙城街道的林村百担村小组附近汇入增江。白沙河全长32 km，河床比降2.87‰，集雨面积176 km2。白沙河上游河流属于山区性河流，汛期水流急，洪水陡涨陡落，枯水期浅滩多；上游落差大，弯大水急，中、下游河床坡降较缓，部分河段淤积严重。工程位于龙城街道的白沙河九明布桥下游河段。

本次工程任务是对白沙河九明布桥下游右岸土堤进行提升加固，达到50年一遇的防洪标准，并修建人行绿道。

1.2 地貌与地层

本区属于低山—丘陵平原地貌，海拨小于600 m，龙门县城及周边冲积盆地平原，高程在50～80 m，四周为低山—丘陵。区域地形地貌主要包括低山丘陵和冲洪积山间盆地两种地貌单元，地形上沿水系延伸方向呈峡条状分布；垂直水流方向，两侧为低山丘陵区，其间为河流冲积盆地，拟整治河道在冲积土层上弯曲通过，整体上呈U型地形特征。

本工程堤防沿线主要是冲积平原沟谷地貌，地形起伏不大，漫滩及阶地较发育。工程区堤防沿线两侧地形主要为低丘夹杂小规模平原地貌，河道宽约50～70 m。

2 河道现状与问题

2.1 河岸单薄、河势不稳

河道两岸，大多都是天然土坡，岸坡单薄，部分河段还经常出现掏刷、坍塌等问题，起不到抵御洪水的作用。由于白沙河九明布桥下游右岸河段没有达标的防洪河堤，在最近一次极端天气导致的高强度暴雨中，山区河流洪水暴涨，该河段发生洪水漫顶险情，造成周边住宅小区和道路淹浸受损。同时，长期洪水冲刷破坏，加之河势不稳定，大部分凹岸冲刷崩塌严重，农田不断受到侵蚀，给沿河道人民生产生活造成直接危害与安全隐患[1]。

2.2 防洪标准较低

该段河道沿线防洪设施少，河岸没有经过达标建设，河岸为天然岸坡。岸顶高低不一，且与上下游连接的河段，已修建达标的防洪河堤，该河段成为了县城防洪区的一个缺口，没有形成闭合的洪水防洪岸线，洪水期难以抵御强度大的暴雨、洪水的袭击。

为避免再次发生险情，提高县城防洪区的防洪功能，保障周边群众的生命财产安全，实施对该段河道土堤的提升加固工程。

2.3 生态环境较差

河道大部分河段长期无人整治，岸坡杂乱无章，河段常年受洪水冲刷，多处岸坡坍塌裸露，生态凋敝，水土流失严重；部分岸坡杂树杂草丛生，环境极差与周边环境不协调，与沿河经济发展不配套，远远不能满足沿线居民对于河道生活景观的要求和龙门县总体规划的发展需求[2]。

3 工程地质

3.1 揭露层地质

本工程揭露的地层自上而下为第四系人工填土层Q4ml，第四系冲洪积层砂质粘性土Qal+pl、下伏侏罗系砂岩基岩层J。场地内发育的地层按自上而下的顺序依次描述如下：

（1）人工填土

素填土层：灰褐色、灰黄色，湿，松散～稍密。成份由粉质粘土、砂、碎石等组成，局部含粉粘粒、卵粒，分布不均匀。系新近修路、平整场地时堆填，未完成自重固结。局部地段揭露，主要分布于已有简易土路、耕地等附近。

（2）第四系冲洪积层

砂质粘性土层：灰褐色、灰黄色，湿，可塑。成份以粉粘粒为主，砂粒和少量砾石，韧性一般，干强度一般。局部含砂粒较多。顶部含少量植被残留物。

砂夹卵石层:褐灰色、灰黄色，湿～饱和，稍密～中密。卵石成分为浅灰色变质花岗岩、砂岩、白色石英岩等，呈亚圆形、粒径2～8 cm，个别大于8 cm，含量占45～55%，砾、砂、粉粘粒占60～70%。分选性差，级配不良。

（3）侏罗系砂岩层

强风化砂岩层：灰白色，灰褐色，原岩结构大部分已破坏，矿物成份显著变色，岩石风化强烈，裂隙发育，岩芯呈碎块状，锤击易碎。合金钻头干钻可钻进。

3.2 工程地质条件及评价

拟建区域内覆盖层厚度多大于3 m，上游浅部土层多为中软土，中、下游浅部土层以中硬土为主，20 m深度内土层的等效剪切波速Vse＝150～500 m/s，因此，初步划分场地类别为Ⅱ类。

根据对现状堤岸的踏勘，堤岸内外坡为植被覆盖，且局部存在塌陷现象，堤岸内外坡均为土质边坡，边坡土体较松散，易受河水冲刷、淘蚀作用也会引起土体流失、滑移变形、岸坡塌方等工程问题。

3.3 区域稳定性

根据1∶400万幅《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）分析，区域处于次不稳定区，地震基本烈度为Ⅵ度，地震动峰值加速度为0.05 g，地震动反应谱特征周期为0.35 s，属于近震区，设计地震分组为第一组。区域地质构造相对稳定，地震活动强度小，相对较低。

3.4 本段天然建筑材料

场地北部多见丘陵地貌，山体多浑厚低矮，距离北端约500 m，局部位置因工程建设进行了开挖，开挖位置现场观测，坡体覆盖层较厚，多为残坡积粉质粘土，土料储藏丰富，土料场分布面积较广，可开采厚度约5.0 m，土料有用层储量约100万m3；土料场可以满足本工程填筑土料的要求。

4 生态混凝土护坡治理措施

4.1 护岸堤型比选

护岸型式种类较多，各有优缺点。混凝土、浆砌石护岸、墙的整体性好，抗剪强度高，抗冲刷能力强，但生态性能低，地下水补给较弱，造价高；草皮护坡的生态融合性好，景观营造能力强，投资少、造价低，缺点是抗冲刷性差。根据本段护岸所处位置，河道地势平缓、水流流速较低，尽管地基地质条件较差，在对地基进行深挖处理后，可以满足工程设计要求，推荐采用生态护岸，建议利用当地材料，降低综合投资。

4.2 横竖框架梁与稳固桩连接

为加固河堤，可将河堤边坡设置的稳固桩与生态混凝土的横竖框梁融合连接，以提高边坡稳定性。为提高生态混凝土强度，在生态混凝土中增加部分钢筋，将其改造成钢筋混凝土横竖框架梁。这种框架梁的整体结构紧密性强，具备良好的抗压能力，对河堤加固效果明显[5]。

4.3 堤线设计

河流形态差异较大，工程设计应根据河流现状的形态和泄洪需求，有针对性地进行设计。充分利用河流自然蜿蜒的河势走向，有效地发挥河道的蓄水功能，保护河流的水生态环境，做好堤线布置以及堤型确定。生态护岸设计，要考量河道的渗透性，和生态系统的自我修复能力。

4.4 人工种草护坡技术

生态边坡表面人工播撒根系发达、固土能力强的草种，可降低水土流失。播撒时要综合实际情况，如果边坡相对较小，可采用铺设天然草皮的方式进行。对于水流较快的迎水坡面，不能采用人工种植的河段，在对河堤加固后，可采用喷播种草技术。喷播时注意原材料配合比控制，按标准比例拌和草种以及黏着剂，使用机械加压，在坡面上喷射拌和物。提高喷播草籽发芽速度，强化河堤加固的效果。

5 结语

通过采取修建生态防洪堤及打造人行绿道等工程措施，可大大提升河道的防洪能力，保持河岸稳定，在减少洪涝灾害的同时，兼顾改善河流沿岸交通、绿化和休闲环境，对乡村群众的居住、生活、生产环境起到美化和促进作用。建设完工后，建议经常对河道进行巡视，发现堤防出现拉裂、沉陷破坏和护坡滑坡等现象需及时进行汇报和处理。