BSC生态护坡技术在城市河道整治中的应用——以九里河段综合整治工程为例

◎ 史俊政 相志庆 朱岳庚 无锡市泓利工程监理有限公司

1.引言

在水利护坡工程建设中，由于需要抗侵蚀、水土保持和防洪防涝等，大多数工作场所需要使用水泥混凝土、砂浆和砖石等不环保硬化措施，这会导致植被消失，切断了生物链和水链。因此，需要采取相应的技术措施来解决这些问题。在这种背景下，生物基质生态混凝土应运而生。它不仅强调护岸的抗冲刷能力等，还要求稳定性、景观性和生态性的完美结合。本文也基于无锡九里河整治工程，对BSC生态护坡的应用展开对应分析。

2.九里河区段综合整治工程现状

2.1 九里河现状

九里河位于无锡市东片区，该地区属于低洼地势，也分散着许多的村庄和圩区，还分布着大量暗塘，淤泥较深，由于原来该地区为郊区，村中有较多的养殖户、菜农等，产生的粪便、饲料发酵物等对本地区周边环境造成很坏影响，随着无锡的规划发展，也亟需对该地区进行整治。

对九里河的综合整治工程，是为改善锡东的整体面貌，通过规划，努力将这里打造成一个娱乐休闲与生态主题相结合的公共绿地，形成集绿色、生态和休闲于一体，体现新城门户形象的城市生态公园。

2.2 九里河治理方案

九里河整治的目的，是为了将无锡东片区改造出新，以河道为“轴带”，通过整治和改善河道两岸的生态环境，形成全新的亲水景观带，再通过生态河道将锡东的体育公园、滨水公园、城市客厅、湿地公园、中央公园进行串联，形成陆水两路通达城市公园的交通体系，并打造成为无锡地区范围内最长的滨河绿色生态廊道。

九里河项目南行的池塘河道和九里河环绕着三个外部河道，整治工程修复部分的河道总长为26km，其中大型框架内河道长16.07km，大型框架外河道长9.93km。这些项目包括加深河道，改善河道（河岸保护）等项目。

九里河综合整治工程共设五个标段：五丫浜～门楼排涝站，总长2.812km；门楼排涝站～九里河枢纽，总长5.656k m；桐桥港和东亭港，总长7.581km、京沪高铁～宛山荡，总长5.097k m；芙蓉塘和南桥港，总长4.896km。本次对该河道的治理括河道清淤、河道拓浚、河坡（护岸）整治等工程。

为了满足上述要求，其中在河道的河坡（护岸）整治环节中，经过实地考察，以及江南的气候和土壤条件，通过方案比选，拟采用国内外的新材料、新技术和新生态原理。采取了以下四种类型的保护措施，包括混凝土草种植边坡保护，互连砌块边坡保护，生态砖（六角空心形状）边坡保护和BSC生态护坡保护技术，每个部分的护坡类型也可以根据现场的建设条件进行调整。

图1 六棱砖式示意图

图2 框格梁式剖面图

3.九里河河道生态护坡技术类型对比分析

3.1 框格混凝土植草护坡

框格混凝土植草护坡，该技术是指将预制的形状不同的混凝土砌块铺设于坡面形成框格，框架保护作为一种技术，它将在斜坡表面上具有不同形状的预制混凝土砌块组合成框架，在框架中填充客土，然后在框架中种草以形成斜坡保护和绿色技术。

这种边坡防护的优点是建筑物简单，外形美观，混凝土元素构成了保护土壤边坡的骨架，并且及时释放大量雨水而不会损坏边坡。可以放宽对植物的种植要求和品种选择，在框架中可以种植不影响生态保护和美化环境的草，花和小灌木。

3.2 连锁块护坡

连锁块护坡，其特别适用于危险区域，该技术是采取自锁设计，可确保每个零件的精确位置，并避免横向移动。这种独特的互联设计可以将河岸链接成一个整体，可以保证河岸的整体稳定性。并且该结构的透水性也较好，能够降低基土内部的静水压力，能较好地防止管涌的发生。另外，它的面层也可以种植草类，起到扩大植被面积、美化环境的作用。

3.3 生态砖(六角形空心砖)护坡

生态砖是通过在混凝土中添加高科技技术材料而专门制造的，混凝土的强度和耐久性得到不同程度的改善，承载能力也得到提高。六角形空心砖砌筑完成后的稳定性也比较好，由于其空心的面积也较大，也适合植物的生长，加种植物后，对护岸的稳定性也有新的提升，该种边坡防护砖的颜色也可以根据周围环境而定。可以以不同的颜色组合在一起，夏天使护坡变为自然绿色，冬天草木枯萎有现象出砖体颜色，使其河岸保持色彩缤纷，让河道成为美丽的风景。生态砖护坡实现了在混凝土上种草的愿望，解决了填筑安全性与自然环境保护之间的矛盾。

3.4 BSC生态护坡

BSC生物基质混凝土是一种可以生长植物的混凝土。在专用添加剂的特殊贡献下，使BSC生物基质混凝土具有强度高、空隙大、孔径合理的植生性能特点，即达到耐久稳定的护坡目的，又能适应多种植物的生长，满足绿化的要求。

4.BSC生态护坡技术在九里河治理整治过程中的应用

通过分析以上几种生态护坡技术的优劣，在九里河项目中最终选择混凝土植草护坡、生态砖边坡和BSC生态护坡3种护坡技术。并根据不同的河段采取组合和单独设置的方式进行整治，下面主要阐述BSC生态护坡技术的应用。

4.1 BSC生物基质混凝土的不同填充设计

（1）六棱砖式（见图1）。

（2）框格梁式（见图2）。

根据式(3)，利用最小二乘法拟合得到平面方程的系数A、B、C和D，进而可得出空间圆所在空间的平面方程。将全部点云数据(xi,yi,zi)投影到平面Ax+By+Cz+D=0上，得到投影点(xi′,yi′,zi′),各点投影公式为：

4.2 施工工艺及施工控制

BSC生物基质生态混凝土施工技术最常见的方案是在带有成品土或硬化斜坡的河岸上进行混凝土框架梁施工，然后再进行BSC大骨料混凝土骨架层板和BS基质层的熨平板和植物发芽与植被生态恢复，其工艺及控制过程如下：

（1）根据设计参数，砌筑六棱砖和浇筑混凝框架。

（2）BSC骨料浇筑要根据混合比例向混合机中添加水泥、石材、BSC-W Y系列添加剂和水，混合后将物料转移到工作台上并浇筑致框架中。

（3）作业场地内，要控制好运输距离，一般情况下浇筑面和搅拌机的运输送距离应保持在120m内，运输加浇筑的时间应控制在10min内完成，才能保证浇筑的质量。

（4）在BSC混凝土骨料浇筑后的表面应即刻平整，并做好现场的保护工作，严禁机械设备进入，严禁人员进入，以免踩踏变形，并做好洒水养护工作，通常为7天，7天后再进行BSC生物基质层和植被层施工。

（5）形成BSC生物基质生态混凝土后，采用40g/m3的无纺布来保持水分，覆盖过程做好固定工作，避免大风掀开保护层，覆盖完成后，安排专人进行洒水养护，养护期为28天。

4.3 BSC生态护坡技术工程效果

（1）在九里河项目区域，在设计初期，就通过考察九里河地区原有的生态物种群落，在后期播种的过程中，有针对性的选择了十多个品种的植物物种，并对缺失的物种进行了补充，以保持该地区原有的生态特征，也保证了后期该地区的生态环境达到平衡，遇险的恢复能力有所保障。

（2）采用BSC生物基质混凝土，由于基质的含有活菌成分，营养成分在促进植物萌发的时间周期比常规播种的明显减短，并且最快的在施工完成后一周后就有的植物开始萌发，并能承受住雨水季节情况下的长时间冲刷，大大地提升了该地区的生态恢复速度。

（3）九里河项目在竣工后经历了两个汛期，并且在此期间经历了两次洪水。到目前九里河项目也经历了3个生长季节后，恢复了本地植物的种植方式。由于该地区地势低洼，容易受到洪水侵害，但是本项目在被淹没冲刷后并没发生严重的损毁问题，并且后期恢复的效果良好。

5.BSC生态护坡技术在应用中应注意的问题

5.1 气候问题

无锡地区四季分明，雨水充沛，但是雨季较长，水位变化很大，盛夏时高温酷暑，降水偏少，因此需要注意季节变化对施工进度的影响。

5.2 施工管理问题

生态混凝土构件的内芯无砂，整体强度较低，易断裂。在施工过程中，必须考虑保护和质量把控，勿使用容易损坏的物件。

5.3 绿化管理问题

如果在河道项目的管理中使用有机防腐剂，施工之前，应充分考虑当地的水源是否可以满足植被的需求，以及草坡的维护和保存在经济上是否可行。如果投入少，维护少或不需要维护，则草坡植被是自给自足的，因此有必要防止草坡分解。如果不解决草坡的退化问题，不仅会引起施工重复，资金浪费等问题，而且无法达到植被坡的保护作用，甚至严重的情况下也可能会导致水土流失和塌方问题产生。

6.结语

九里河项目完成后，将建成为一条生态走廊，并利用广阔的水面开发旅游观光项目。合理地安排树木、灌木、花卉、草皮和其他植物，在河岸和水面之间，为强调季节变化，将科学和艺术结合在一起。如今植被已经覆盖了该区域的河流和水域。生态护岸系统也使九里河成为健康、迷人和富有活力的绿色生态带，不仅美化了城市环境，而且改善和提高了锡东地区的生态效益。